均質濾料、氣水反沖濾池的設計及施工
陳 蕓
（上海市政工程設計研究院，上海 200092）
摘 要：結合溫州狀元水廠擴建工程和福州馬尾經濟技術開發區水廠一期續建工程實例，對均質濾料、氣水反沖濾池在工程設計和施工中的問題進行了探討，包括V型槽開孔的高度、閥門執行機構的設置、鼓風機的選型、氣反沖的風壓、濾板及濾板之間接縫處發生漏氣時的處理措施等。
關鍵詞：均質濾料；氣水反沖濾池；表面沖洗；氣密性試驗
中圖分類號：TU991.24
文獻標識碼：C
文章編號：1000-4602(2002)07-0073-02
1 工程概況
溫州狀元水廠擴建工程是溫州市為解決龍灣經濟技術開發區內的原狀元水廠供水量不足與源水水質差的問題而建設的項目，其工程總規模為6×104m3/d，采用靜態混合器→折板絮凝平流沉淀→均質濾料氣水反沖濾池的常規處理工藝(見圖1)。
狀元水廠的濾池主要設計參數見表1。
福州馬尾經濟技術開發區水廠一期續建工程的工程規模為7.5×104m3/d，其工藝流程與狀元水廠相同。
2 問題探討
均質濾料氣水反沖濾池的主要特征是：采用均質濾料、V型槽配水、長柄濾頭進行等水頭恒速過濾，并采取氣水反沖洗形式。它對V型槽及濾板有較高的要求，同時需采用鼓風機及自動啟閉的閥門等設備。?
2.1 V型槽孔口標高的確定
濾池氣水沖洗設計規程(CECS50：1993)中規定：表面掃洗水配水孔低于排水槽頂面的垂直距離一般可為150mm。馬尾水廠續建工程的濾池就據此設計，但在掃洗時發現孔口淹沒水深較大，造成掃洗力度不足而使沖洗過程產生的渾濁液及泡沫粘附在池壁上，外觀很不整潔。為此在狀元水廠設計中，將配水孔標高抬高至排水槽頂以上80mm(如圖2所示)。實際運行表明，反沖過程中產生的渾濁液和泡沫被掃洗干凈，效果理想。?
2.2 閥門執行機構的選擇
單格濾池設有6個閥門，進水、排水采用閘門，清水出水采用恒水位自動調節蝶閥，氣反沖、水反沖及排氣閥均采用蝶閥。
閥門的自動執行機構有氣動和電動兩種，以往設計一般采用氣動控制，因其具有啟動快、價格便宜的優點，但它同時也存在設備多(需配有空壓機、儲氣罐、過濾器等)、配氣管路多及維修復雜等缺點。電動閥門則控制簡單、輔助設備少，但價格略高。?
福州馬尾水廠單格濾池的6個閥門改用進口電動頭，該部分總費用比氣動控制略高，投產后運行穩定可靠。狀元水廠的濾池設計則全部采用國產電動頭及閥門，進水及排水閘門的材質為球墨鑄鐵，費用比進口設備節省了近2/3，運行兩年多來性能穩定、效果良好。?
2.3 鼓風機選型
濾池的氣反沖一般采用鼓風機直接供氣。以往均選用羅茨風機，其優點是在運行中發生壓力變化時流量變化較小、適應性較強且價格便宜；缺點是噪音大、體積大，可設隔音罩降噪，但會由此造成散熱困難。為此，狀元水廠的濾池采用離心風機直接供氣，其噪音小、性能穩定、振動小、效率較高。實際運行表明效果良好，噪音比羅茨風機降低了5～8dB，改善了工人的操作環境。?
2.4 氣反沖風壓的確定
在以往的工程設計中，風機的風壓一般取49kPa，但實際測定風壓為29.4～34.3kPa。經計算，配氣系統出口至空氣釋放處的水深為1.5～2m、長柄濾頭內氣水同時反沖時的壓力損失約為1.96kPa、流經濾料層的損失約為9.8kPa、管路損失和富余水頭為2.94kPa，共計約29.4～34.3kPa，這與實測值基本相符。由于降低了風壓，風機用電功率減小了約30%，不僅節約了工程投資，而且降低了氣反沖的能耗。
2.5 對濾板及濾板接縫處漏氣的處理
由于均質濾料氣水反沖濾池對施工質量的要求較高，在氣密性試驗時經常會有漏氣現象發生 。?
工程中濾板采用預制鋼筋混凝土板，厚為100mm。每塊濾板采用4只M14的彎腳螺栓固定在濾梁上，濾板之間的嵌縫采用30mm厚的密封膠密封，上、下再用1∶2防水砂漿封填。?
安裝長柄濾頭的濾頭固定板的接縫密封措施必須嚴密、可靠，不得漏氣、漏水。設計要求在濾板安裝完成后要進行氣密性試驗，試驗壓力不低于濾板下部至排水槽頂的幾何高差(即19.6kPa)，經測試濾板不漏氣且布氣均勻后方可敷設濾料。?
馬尾水廠在進行濾池氣密性試驗時發現有漏氣現象，漏氣點分布于濾板及嵌縫兩處。
濾板漏氣與在高溫季節施工有關，濾板在白天澆搗后如振搗不密實且養護不好則水分蒸發很快，以致造成混凝土收縮而形成漏氣孔。?
接縫處漏氣與氣溫變化有關，尤其是在南方地區，因接縫材料在晝夜不同的氣溫條件下膨脹度不同而形成微孔，導致漏氣。
發現漏氣后通常可采用涂刷補救的措施，即涂刷一種特種涂料以堵住漏氣孔，要求涂料使用壽命長、無毒無害、適用于飲用水水質。特種聚氨酯合成涂料就較適合，其特點是涂刷后能吸收空氣中的水分并通過滲透和膨脹(即鉆入混凝土的毛細孔后膨脹)作用達到堵漏的目的，且該涂料具有較好的耐腐蝕性(耐酸、堿)，涂刷后泡在水中的使用壽命可達30年之久。
對濾板漏氣的處理可采用特種聚氨酯合成涂料涂刷兩遍。
對濾板之間接縫處漏氣的處理需剔除已填入的接縫材料，然后在背水面涂刷特種聚氨酯合成涂料兩遍，并在夜間氣溫低時施工，同時做好養護工作。?
馬尾水廠濾池按上述辦法處理后，順利通過氣密性試驗。自1999年投產以來運行正常，出水濁度＜0.5NTU，達到了設計要求，產生了良好的社會和經濟效益。
電 話：(021)65026848×5341?
收稿日期：2002-03-29
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