張德躍¹，馮志堅²，李燕³，李德普³?
（1.中國市政工程華北設計研究院，天津 300074；2.深圳市保利城實業有限公司，廣州?深圳 518034；3.大連市城市供水工程建設指揮部，遼寧 大連 116021）

　　摘要：近年來，在凈水廠的設計與施工中，氣水反沖濾池技術正在迅速推廣。筆者結合近幾年工作中的體會，對應用該技術時在設計與施工中常需關注的問題作了經驗性的介紹。
　　關鍵詞：濾池；氣水反沖；設計與施工
　　中圖分類號：TU991.24
　　文獻標識碼：c
　　文章編號：1000-4602(2000)06-0039-03

　　從1990年以來，國內已陸續建造和改建了數百座氣水反沖濾池。隨著該種過濾技術的推廣應用，其過濾濾速快、過濾周期長、出水水質好、沖洗水量少等特點已普遍得到用戶的接受和好評。與此同時，氣水反沖濾池的設計與施工也存在著管道布局走向和土建施工復雜、施工精度要求高等問題。

　　1 設計參數的確定

　　氣水反沖濾池的過濾設計負荷主要與進水濁度、溫度等因素有關。理論上講，濾速一般為8～12m/h，沖洗周期24～48h。隨著強化出水水質和挖潛要求的提高，過濾濾速和周期分別有降低和減少的趨勢。根據多年設計和施工的體會，建議濾速采用7～10m/h，沖洗周期仍保持24～48h。
　　氣水反沖濾池的反沖洗過程一般采用氣沖洗、氣水同時沖洗加表洗、水沖洗等。在選擇設計參數時，一般氣沖強度為(50±5) m³/(s·m²)、水沖洗強度13～15 m³/(s·m²)、表洗強度為7～7.5 m³/(s·m²)；沖洗歷時分別為1～3 min、2～4min、1～3min。當遇特殊情況時，沖洗強度可適當增減。

　　2 濾池的進水、出水

　　由于氣水反沖濾池一般為恒水位均勻過濾，因此濾池的進、出水處均應設置堰板，但堰板形式最好采用可調式。濾池的進水渠需設置溢流井，同時排氣閥出水管的標高要高于溢流水位。出水井堰板后應考慮足夠的空間，便于堰后出水的消力。出水井亦應貼白瓷磚，其上應設照明設施，并加設玻璃罩。
　　濾池的內外裝修應由設計確定，但選擇濾池內表面的裝修材料時，需考慮反沖時水垢顏色的影響。

　　3 濾池進水、排水閘門

　　濾池進水、排水閘門一般采用氣動或電動提板閘，其密封要求為迎水面漏失小于0.021 L/(s·m²)。一般，提板閘的密封條和金屬框架直接相連，而密封條又與池壁相連，密封條的厚度只有10mm。由于土建施工不可能像設備加工那樣精確，容易造成誤差，產生過度漏水或提板閘垂直度不夠而影響傳動系統的壽命。因此在設計和施工時，安裝提板閘部位的土建應留有30mm厚的找平帶，便于設備安裝。目前設計和施工的工程也有采用快開閥的，可降低土建要求。
　　濾池進水、排水閘門洞的預留位置也非常重要，土建施工中容易造成預留洞堆模、跑模、下沉，給閘板的安裝造成不便。在施工中，閘門洞口采用鋼板模與主筋焊在一起(不拆除)，這樣不會造成過多的偏差。

　　4 排水渠下進氣管

　　濾池過濾出水渠和反沖洗進水、進氣渠一般布置在排水渠下面，在出水渠和反沖洗進水、進氣渠兩側，與濾板底標高相平的位置。根據過濾面積的不同，均勻布有梭形Φ32mm或Φ50mm進氣管，管材一般為ABS，其要求為整池所有進氣管的標高誤差不得超過±5 mm。由于該管的埋設與池壁混凝土澆注在一起，在混凝土震搗過程中，極容易發生下沉、偏移，會造成氣反沖洗進氣不均勻，影響氣墊層穩定，嚴重時還會造成沖洗時局部雍砂。為防止這種現象的發生，在施工中應考慮用鋼筋將進氣管箍住，并與結構主筋焊接，這樣可保證誤差能滿足要求；也可以采用同號或大一號鍍鋅鋼管并注意內防腐后，直接與主筋焊接。
　　進水渠底部設有進水孔，尺寸大小和分布應均勻。一般管廊側常設有預留檢修孔，便于安裝和檢修，但應注意安裝和檢修完成后需將此孔填成與其他進水孔一樣的尺寸，否則會造成反沖洗不均勻。

　　5 濾梁

　　濾梁用來支撐濾板，有現澆濾梁和預制濾梁兩種形式。濾梁形式的選擇與設計思想、施工經驗、閉氣試驗要求等因素有關。從安全角度出發，筆者建議采用現澆濾梁。
　　現澆濾梁最好與濾池底板連接，在1m長度方向上不少于兩根Φ16mm預埋鋼筋；濾梁本身寬一般為120mm，高度為600～1000mm；濾梁在制作時要注意濾板緊固螺栓的預埋(一般在濾梁板制作完成之后)，應按圖紙規定的尺寸放置垂直，且有固定措施，不得在澆倒過程中歪斜、移位；濾梁下邊有過水孔，呈八字形，均勻布置；濾梁上面應留有30mm高的后澆找平層，單根濾梁平整度不超過±2mm，整池濾梁平整度不超過±3mm；在找平層中，每塊濾板中心位置應設一個不小于300mm×30mm的通氣孔，可起到平衡氣墊層壓力的作用。
　　濾板平整與否首先是濾梁是否平整，因此濾梁的制作和安裝是濾板安裝的第一道工序，是氣水反沖濾池施工中的重要環節。
　　濾梁制作完成之后應由監理、質檢進行驗收，復測每根濾梁的平整度，每根濾梁的測量點數不少于梁上濾板數，并作好記錄。

　　6 濾板的制作和安裝

　　濾板安裝之前必須對池底進行嚴格的清掃、清洗，確保不得有污物。
　　濾板的制作和安裝是濾池過濾和氣水反沖成敗的關鍵，其主要要求是濾板整體平面的平整度。平整度不僅體現在每塊濾板上，而且包括每個濾池及整個濾站所有的池子，即每塊濾板的平整度不超過±2 mm，單個池子濾板的平整度不超過±4 mm，整個濾站(所有池)的平整度不超過±5 mm。其中一個濾池兩個格的平整度不超過±4 mm尤為重要。這主要是因為一個濾池中，一般兩個格要同時沖洗，氣墊層同時形成，其平整度決定了反沖洗的均勻程度。
　　濾板的制作要求很高，最好由專業廠家生產。由于每塊濾板的平整度誤差不得超過±2 mm，這要求制作濾板模具和濾板制作的誤差不得超過±1 mm。生產濾板主要采用水平濾板模具和立式濾板模具，濾板的材料應符合有關衛生標準，主要材料有鋼筋混凝土、玻璃鋼、ABS等。從國內近幾年的生產和使用情況來看，立式濾板模具工藝生產的鋼筋混凝土濾板平整度好，質量相對更穩定可靠，價格低，使用周期長。
　　每塊濾板的四周均有25 mm×50 mm的燕尾形折槽，可填充膠泥，用于濾板之間及濾板與池壁之間的密封。濾板的尺寸和定位尺寸應嚴格按照設計要求進行，濾板定位后，每塊濾板需進行平整度測量，并作好相應記錄。當濾板平整度超過誤差范圍時，通過墊片和塞片進行調整，墊片和塞片的材料可采用S304不銹鋼、ABS、聚乙烯等。
　　濾板定位、平整度調整完成后，再進行濾板的固定。濾板的固定采用壓板和螺栓，當為中間固定時，壓板采用平面尺寸為100 mm×50 mm、厚8 mm的S304不銹鋼鋼板；當為周邊固定時，壓板采用100 mm×50 mm、厚8 mm的S304不銹鋼角鋼。對于池壁側濾板固定的角鋼，其上應采用20 mm腰子孔，不平時填塞片；螺檢采用Φ14 S304不銹鋼螺栓，在1m長度方向上不少于兩個。
　　濾板之間及濾板與池壁之間的密封采用膠泥，不得有漏氣漏水。為避免膠泥遺落池底，在封膠泥前應墊墊片保護池底，墊片材料可采用ABS、聚乙烯等。膠泥的密封應分兩次進行，第一次先封厚度60 mm，24 h后再封第二次，厚度40 mm，養護3 d以上再安裝濾頭。
　　濾板上的濾頭一般為49～64 個/m²，綜合考慮沖洗均勻性及土建尺寸等因素，建議采用56 個/m²。濾頭應采用標準長柄濾頭，其上配有氣孔、水孔，每個濾頭開孔面積不小于2.5 cm²。濾頭安裝時要注意標高一致、均勻，密封緊密，不得損壞。
　　完成之后進行閉氣或均勻性試驗，由于閉氣試驗過程復雜，土建安全性差，建議采用均勻性試驗。?
　　均勻性試驗完成之后可裝填礫石(承托層)和石英砂(濾料)。礫石(承托層)的厚度一般為100 mm，粒徑為3～5 mm；石英砂(濾料)的厚度一般為1 000～1 400 mm，均質濾料粒徑為0.9～0.95 mm±0.03 mm，不均勻系數1.3～1.4，其他可參照有關規范標準。?

　　7 拉毛與噴漿

　　濾池內濾板以上排水渠堰口以下需要拉毛或噴漿，其目的是為了改善池反沖洗的周邊條件，反沖均勻，減少短路、跑砂。
　　拉毛土建施工相對困難，需人工操作，施工質量隨機性較大；噴漿施工可由人工操作機械設備進行，施工效率高，質量容易保證。噴漿厚度一般為6～8 mm，表面粗糙度好，相對均勻，更適用于氣水反沖濾池要求。

　　8 閥門動力管線

　　濾站中工藝部分的動力線主要為設備和閥門服務，一般設備動力線都預埋在地下或走在橋架中，走向復雜。當采用電動閥時，管廊中可沿橋架走，濾池上的閥門動力線在設計時應考慮好預埋管或管槽，盡量走暗線；當采用氣動閥門時，閥門動力需由管道輸送，管廊中可沿橋架標高的墻壁走，濾池上最好走管槽和預埋管，管道的管材最好采用紫銅管，卡箍連接或焊接。
　　采用氣動閥門時，還應注意氣動頭的形式。當氣動頭為“氣保型”時，必須設置閥前過濾器；當氣動頭為“氣散型”時，可不設置閥前過濾器，但以設置為好。

　　9 鼓風機和水泵

　　在氣水反沖濾池的設計中，鼓風機和水泵臺數的選擇一般為兩臺(一用一備)；近幾年多選擇為三臺(兩用一備)，這有助于氣墊層形成過程穩定和減少初期反沖洗時對濾料層的沖擊。
　　由于鼓風機的壓力一般為39～49 kPa，無論采用羅茨風機還是離心風機，都不強調空車啟動，但這與所選擇的產品有關。鼓風機內一般有止回閥，但有時效果不理想，應考慮加設電動或氣動閥連動，也可加設可靠的微阻止回閥。同時，特別要注意管廊中空氣管的高度，避免反沖洗時倒水。另外，鼓風機必需設置減震墊、隔音罩、進出氣過濾器等設施。
　　反沖洗泵房設計時一定要設置吸水井，容積應大于單臺水泵額定5 min的流量，并設置通氣管。同時，清水池進水端應設置進水堰(停留時間＞30 s)，既可保證濾池反沖洗有足夠的水量，又可使氯與濾后水有充分的接觸消毒時間，這在水廠試運行和誤操作、故障時尤為重要；反沖洗泵的工作壓力一般為88～108 kPa，由于止回閥的最小工作額定壓力為1.0 MPa，設計時需特別注明，否則可能由于止回閥密封不嚴引起水泵的倒轉。同時，水泵最好采用自灌式吸水和閉閥啟動，一步化操作，并注意排氣設施；濾池的反沖洗水管最好采用兩根，并分設閘門。

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收稿日期：1999-12-03