中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究院
王爭元

　　“V”型濾池是改革開放以來國內(nèi)給水處理廠普遍選用的一種池型，到目前為止國內(nèi) 大約有20座以上的V型濾地在運(yùn)行，頗有取代四閥和雙閥濾池之勢。尤其是國外貸款給水廠工程項(xiàng)目，更是如此。
　　從國內(nèi)已建成運(yùn)行的V型濾他的構(gòu)造和運(yùn)行情況看，較四閥濾池和雙閥濾池相比，具有如下優(yōu)越性：
　　1.反沖洗排水系統(tǒng)簡單，施工方便，省去了為排水均勻而設(shè)的眾多集水槽；
　　2.濾層厚，采用等粒徑粗顆粒濾料，截污能力強(qiáng)，截污量大，過濾周期長；
　　3.采用氣水反沖洗，反沖洗效果好，省水、節(jié)約淡水資源；
　　4.自動(dòng)化程度高，控制系統(tǒng)成熟。
　　但也存在一些問題和缺點(diǎn)：
　　1.配水配氣系統(tǒng)復(fù)雜，施工要求高，造價(jià)高。
　　2.反沖洗時(shí)濾料有向排水堰方向漂移現(xiàn)象，影響濾池正常工作，需定期整平。
　　一次在某給水廠工作時(shí)發(fā)現(xiàn)v型濾池濾料面傾斜，近排水堰一側(cè)濾料面高，近V型槽一側(cè)濾料面低，兩者相差約0.1～0.15米如圖1。

　　該廠為新建給水廠，運(yùn)行時(shí)間僅三個(gè)月左右，濾料傾斜0.1—0.15米，可以說是比較嚴(yán)重的，如果長時(shí)間運(yùn)行濾料漂移量會(huì)大大增加，濾料面的傾斜度也一定會(huì)加大，這種情況會(huì)影響濾池正常運(yùn)行，并容易引起下列問題：
　　1.濾池不能均勻工作，影響水質(zhì)——由于濾層厚薄不均會(huì)出現(xiàn)過濾時(shí)，濾速大小不一，濾層厚的部位阻力大，濾速小；濾層薄的部位阻力小，濾速大。還有可能出現(xiàn)穿透現(xiàn)象，降低出水水質(zhì)。反沖洗也會(huì)出現(xiàn)反沖洗強(qiáng)度不一，濾層厚的部位阻力大，反沖洗強(qiáng)度小，可能出現(xiàn)濾料沖洗不凈的現(xiàn)象3濾層薄的部位阻力小，反沖洗強(qiáng)度大。
　　2.出現(xiàn)水力篩分，縮短過濾周期——反沖洗時(shí)濾料漂移時(shí)，其漂移的成分是細(xì)顆粒濾料(因?yàn)榧?xì)顆粒濾料重量輕)。這樣在排水堰一側(cè)，濾層加厚部分的濾料粒徑多為小粒徑濾料，其孔隙小，容易堵塞，編短過濾周期。
　　為了防止或減小V型濾池在運(yùn)行過程中出現(xiàn)濾料面傾斜，保證V型濾池正常運(yùn)行，必須找出造成濾料漂移，濾料面傾斜的原因，進(jìn)而提出解決的辦法，為今后設(shè)計(jì)V型濾池提出修正意見，避免或減少濾料漂移，改進(jìn)V型濾池工作狀態(tài)。
　　為此，對(duì)國內(nèi)一些已經(jīng)運(yùn)行的V型濾池進(jìn)行了調(diào)查，現(xiàn)將有代表性的V型濾池的調(diào)查結(jié)果簡述如下：
　　1.廣東某給水廠V型濾池：
　　煤、砂雙層油料V型濾池，煤濾科有效粒徑1.5毫米，煤濾層厚0.85米：石英砂濾料有效粒徑0.75毫米，石英砂誠層厚0.45米；承托層厚0.1米，過濾層總厚度為1.30米。排水堰高出設(shè)計(jì)濾料面0.7米，V型槽掃洗孔中心高出設(shè)計(jì)濾料面0.35米，濾池掃洗水強(qiáng)度2.8升／米²·秒，單水沖洗強(qiáng)度15升／米².秒，氣水同時(shí)：水洗強(qiáng)度為2--4升／米².秒，氣洗強(qiáng)度為15升/米²·秒。濾池橫斷面如圖—2歷示，調(diào)查時(shí)該V型濾池運(yùn)行時(shí)間約3個(gè)月，濾料面傾斜差0.1--0.15米。

　　2.海口地區(qū)某給水廠V型濾池：
　　單層石英砂濾科濾池，濾料粒徑0.95--1.35毫米。濾層厚1.25米，承托層厚0.05米，排水堰頂高出設(shè)計(jì)濾科面0.4米，V型糟掃洗孔中心高出設(shè)汁濾料面0.25米，單格濾池寬度3.53米。濾池掃洗水強(qiáng)度2.8升／米²·秒，水洗強(qiáng)度為4升／米²·秒，氣洗度為15升/米²·秒。濾池橫斷面如圖—3歷示。該V型遺池已運(yùn)行一年有余，濾料面傾斜明顯，且有明顯的折點(diǎn)，排水堰一側(cè)濾料面高，V型槽一側(cè)濾料面低，兩者相差約0.15--0.20米。

　　3.深圳某給水廠V型濾池。該V型濾池為單層石英砂濾料濾池，濾料粒徑0.8-1.2 毫米，濾層厚度1.5米，排水堰頂高出設(shè)計(jì)濾料面0.5米，V型槽掃洗孔中心高出濾料面 0.515米，單格濾池寬度3.5米。濾池掃洗水強(qiáng)度2.8升／米².秒，單水沖洗強(qiáng)度15升／米².秒，氣水同時(shí)：水洗強(qiáng)度為2-4升/米².秒、氣洗強(qiáng)度為15升／米²·秒。濾池橫斷面如圖—4所示，調(diào)查中濾料面變化不明顯。

　　從上述調(diào)查中可知V型濾池運(yùn)行過程中濾料漂移，濾料面傾斜是較普遍的現(xiàn)象，追究其原因，主要是V型槽掃洗孔的設(shè)計(jì)標(biāo)高不當(dāng)所致。
　　如廣東某給水廠的V型濾池(圖2)為雙層濾料，僅僅運(yùn)行幾個(gè)月濾料面已傾斜達(dá)0.1～0.15米，該濾池V型槽掃洗孔中心的設(shè)計(jì)高程，大大低于反沖洗時(shí)濾料膨脹高度 (濾料反沖洗時(shí)的膨脹面高度高出設(shè)計(jì)濾料面0.5米，而掃洗孔中心僅高出設(shè)計(jì)濾料面0.35米)。位于濾料膨脹范圍以內(nèi)，當(dāng)濾池反沖洗時(shí)，V型槽掃洗孔出流的水和反沖洗水將懸浮著的濾料沖向排水堰一例，久而久之即出現(xiàn)濾料面的傾斜現(xiàn)象。
又如海口地區(qū)某給水廠的V型濾池(圖一3)為單層石英砂濾料，運(yùn)行一年濾料傾斜達(dá)0.15～0.2米。V型槽掃洗孔中心高于設(shè)計(jì)濾料而僅0.25米，而低于排水堰0.15米，在反沖洗時(shí)盡管濾料只有微膨脹，但其膨脹高度仍達(dá)0.1～0.125米之高(微膨脹率按8～10％計(jì))，V型槽掃洗孔中心僅高出濾料膨脹面0.15～0.125米，而低于反沖洗時(shí)排水堰流排水時(shí)水面近0.2米。在這樣條件下，反沖洗時(shí)掃洗孔的出流水沖向流動(dòng)水層的中部，也必然將懸浮著的小粒徑濾料沖向排水堰，久而久之即出現(xiàn)濾料面的傾斜現(xiàn)象。
　　再如深圳某給水廠V型濾池(圖4)，石英砂濾料，濾層厚1.5米，運(yùn)行時(shí)間長(在5年以上)，未發(fā)現(xiàn)濾料面有明顯的傾斜現(xiàn)象。該濾池排水堰頂高出設(shè)計(jì)濾料面0.5米，V型槽掃洗孔中心高出設(shè)計(jì)濾料面0.515米。反沖洗時(shí)濾料為微膨脹狀態(tài)，最大膨脹高度0.15米(按10％膨脹率計(jì))，該濾池濾料面未出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象，主要原因是V型槽掃濟(jì)孔中心標(biāo)高設(shè)計(jì)比較合理，其標(biāo)高既接近排水堰頂標(biāo)高，充分發(fā)揮其掃洗作用和起點(diǎn)的推動(dòng)作用，又遠(yuǎn)高于濾料反沖洗時(shí)的膨脹面，有較多的安全余量(0.365米)，保證了反沖洗濾料微膨脹時(shí)懸浮著的濾料不被掃洗水沖動(dòng)，保持了設(shè)計(jì)濾料面的穩(wěn)定，該V型濾池經(jīng)多年運(yùn)行未出現(xiàn)濾料面的傾斜現(xiàn)象，保證了濾池的正常工作和濾后水質(zhì)。
　　根據(jù)前述V型濾池運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，及其設(shè)計(jì)情況、國外有關(guān)V型濾池的設(shè)計(jì)參考資料和我國現(xiàn)行氣水反沖洗濾池設(shè)計(jì)規(guī)程，本人對(duì)今后V型濾池排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)取值提出如下建議僅參考：
　　一、排水堰高度(h)——此處徘水堰高度系指設(shè)計(jì)濾料面至排水堰頂之間的高差，其高度確定依據(jù)以下兩種情況：(見圖5)

　　1.對(duì)于單層濾料微膨脹V型濾池，設(shè)計(jì)濾池料面至排水堰頂?shù)母叨葹閔＝0.50米。
　　2.對(duì)于雙層濾池和其它非微膨脹V型濾池，設(shè)計(jì)濾料面至排水堰頂?shù)母叨萮＝0.35米+濾料膨脹高度。但濾料的最小膨脹高度按0.15米計(jì)。
　　二、V型槽掃洗孔高度(h1)——掃洗孔高度系指設(shè)計(jì)濾料面至V型槽掃濟(jì)孔中心的高差。一般應(yīng)接近排水堰頂高度，其偏差應(yīng)小于0.05米。