CTE翻板型濾池

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CTE翻板濾池是瑞士蘇爾壽（Sulzer）公司，下屬的技術工程部（現(xiàn)稱瑞士CTE公司）的研究成果。具有世界水平的蘇爾壽氣水反沖濾池，我們稱它為“翻板“濾池。所謂“翻板“，是因為該型濾池的反沖洗排水舌閥（板）工作過程中是在0o－90o范圍內(nèi)來回翻轉而得名。  

一、翻板濾池的工作原理  

該型濾池的工作原理與其它類型氣水反沖濾池相似：原水（一般指上一級凈水構筑物的出水）通過進水渠經(jīng)溢流堰均勻流入濾池，水以重力滲透穿過濾料層，并以恒水頭過濾后匯入集水室，詳見圖一：濾池反沖洗時，先關進水閥門，然后按氣沖、氣水沖、水沖三個階段開關相應的閥門，詳見圖二。一般重復兩次后關閉排水舌閥（板），開啟進水閥門，恢復到正常過濾工況。  

二、翻板濾池的主要特點  

蘇爾壽公司經(jīng)過長期對濾池技術研究與推廣應用，使翻板濾池不斷改進完善。它在反沖洗系統(tǒng)、排水系統(tǒng)與濾料選擇方面有新的技術性突破，從而使該型濾池具有出水水質明顯提高、反沖洗水量少、反沖洗時間短、反沖周期長、基建投資省、運行費用低以及施工簡單、工期短等優(yōu)特點。  

1、濾料、濾層可多樣化選擇  

根據(jù)濾池進水水質與對出水水質要求的不同，可選擇單層均質濾料或雙層、多層濾料，亦可更改濾層中的濾料。一般單層均質濾料是采用石英砂（或陶粒）；雙層濾料為無煙煤與石英砂（或陶粒與石英砂）。當濾池進水水質差（例原水受到微污染，含TOC較高時），可用顆?；钚蕴恐脫Q無煙煤等濾料。  

2、濾料流失率比其它濾池低  

翻板濾池下有級配的礫石承托支，濾料一般不會從濾池底部流失。反沖洗時反沖洗水的強度高（15－16L／m2.s）、濾料的膨脹率較大（40％以上），若對一般濾料比重較輕的顆?；钚蕴?、陶粒等濾料易于從排水槽流失。但對于翻板濾池由于它具有：1）排水舌閥（板）的內(nèi)側低高于濾料層0．15－0．20m；2）排水舌閥（板）是在反沖洗結束，濾料沉降20秒后再逐步開啟，詳見圖三。從而保證輕質濾料不致于通過排水舌閥（板）流失。反沖泥水一般在60－80秒內(nèi)排完。此時，濾池中的微細污泥顆粒仍呈懸浮狀態(tài)，不會發(fā)生沉淀，截留在濾料表面。  

3、濾料反沖洗凈度高、周期長與容污能力強  

根據(jù)水流剪切力與水的粘滯系數(shù)及速度梯度變化成正比，即與水沖洗速度成正比。翻板濾池反沖洗的第三階段－－即水沖段，其強度達15－16L／m2.s，使濾料膨脹成浮動狀態(tài)，從而沖刷和帶走前兩階段（氣沖段、氣水沖段）洗擦下來的截留污物和附在濾料上的小氣泡。一般經(jīng)兩次反沖洗過程，濾料中截污物遺留量少于0．1kg/m3。這樣一來使翻板濾池的運行周期延長－－反沖洗周期達40－70小時（相應水頭損失為2．0m水柱左右）  

當2m容污水頭時，濾料的溶污能力達2．5kg/m3。  

4、翻板濾池出水水質比一般低水頭反沖濾池出水水質好  

這主要由于反沖洗強度較高，濾料中截污物遺留量少、濾料凈度好，使初濾水水質得到保證。根據(jù)昆明市自來水總公司第五水廠的翻板濾池（模型）試驗結果表明：同樣進水水質條件下，翻板濾池出水水質顯著提高，當進入濾池的濁度＜5NTU時，CTE雙層濾料濾池的出水水質可達0．2NTV（95％）、＜0．5NTU（100％）  
5、反沖洗水耗低、水頭損失小翻板濾池的水沖強度（15－16L／m2.s）、濾料膨脹率（可高達40％）與普通快濾池相近，但它的水沖時間短（2×2．2分鐘），反沖洗周期長（進水濁度5NTU時，反沖洗周期40－70小時），故反沖洗水耗量少，一般約為3－4．5m3/m2，相應的反沖泵耗電量也較小。據(jù)運行表明：濾層厚1．5m，濾速為9m/h時，濾料層產(chǎn)生的水頭損失約為0．35－0．40m。  

6、雙層氣墊層，保證布水、布氣均勻  

CTE濾池在底板上、下形成兩個均勻的氣墊層，從而保證布水、布氣均勻，避免氣水分配出現(xiàn)脈沖現(xiàn)象，影響反沖洗的效果。  

7、氣水反沖系統(tǒng)結構簡單，施工進度快  

翻板濾池的反沖洗系統(tǒng)具有綜合普通快濾也V型濾池的設計特點，但對濾池底板施工要求的平整度不很嚴格，即使每格濾池中間安裝布氣布水管部分的池底，對水平誤差要求≤10mm。這樣可降低施工難度、縮短施工周期，較明顯地減少施工費用。
該型濾池的布氣布水立管一般采用不銹鋼管，配水配氣橫管采用PE塑料制作。配水、氣橫管的水平度施工中容易調(diào)整，使濾池的整個濾料層能均勻地達到反沖洗，去污效果好，避免了局部濾料結污結塊現(xiàn)象，濾池的使用壽命較長，減少維護工作與運行費用。  

三、翻板濾池設計要點  

翻板濾池設計計算與普通快濾池相似，主要設計參數(shù)取用如下：  

1、過濾速度：當進水濁度≤5NTU，濾速取6－10m/h；  

2、濾層厚度：一般用1．5m厚。當采用雙層濾料時，則為：  

陶粒：厚800mm，粒徑1．6－2．5mm；  

石英砂：厚700mm，粒徑0．7m －1．2mm。  

3、過濾水頭損失：一般取2．0m，相應的雙層濾料濾池的納污率為2．5kg/m3.  

4、反沖強度：  

氣沖，強度為15－16L/m2.s。相應沖洗速度54－57．6m/h。  

5、反沖時間與單位耗水量、耗氣量  

氣沖：歷時5分鐘，單耗氣5．0－6．0m3/m2;  

水沖：歷時3分鐘，單耗水3．0－4．5m3/m2。  

6、自控系統(tǒng)設計：對于翻板濾池運行自控程度設計顯得很重要，尤其在濾池反沖洗時段尤為重要，一般設定為：  

a、當水頭損失達2．0m時，關閉進水閥門，濾池繼續(xù)過濾；  

b、待池中水面降至近濾料層時（約高15cm），關閉出水閥門；  

c、開反沖進氣閥門，松動濾料層，摩擦濾料的截污物，強度為15－16L／m2.s；  

d、歷時2分鐘后，再開反沖進水閥門，此時氣沖強度仍為15－16L／m2.s，水沖強度為3－4L／m2.s；  

e、歷時4．5分鐘氣水混沖后，關閉反沖進氣閥門。同時開大反沖進水閥，使水沖強度達到15－16L／m2.s；  

f、經(jīng)2．0－2．5分鐘高強度水沖后，關閉反沖進水閥門，此時池中水位約達最高運行水位；  

g、靜止20秒后開啟反沖水排水舌閥（板），先開50％開啟度，然后開100％開啟度進行排水；  

h、一般在60－80秒內(nèi)排完濾池中的反沖洗水，關閉排水舌閉（板）。重復程序，再反沖洗一次。一般通過兩次反沖洗后，濾料中含污率低于0．1kg/m3，并且附著在濾料上的小氣泡也基本上被沖掉。然后開啟進水閥門，待池中水位達一定高度時，開出水閥門，進入新一輪過濾周期。  

7、反沖排水舌閥（板）操作系統(tǒng)設計是翻板濾池成功與否的關鍵因素之一，設計中應予以充分重視。  

四、翻板濾池應用情況  

瑞士蘇爾壽公司經(jīng)長期研究、不斷完善的翻板濾池，目前已有300多家水廠采用此型濾池，主要分布在歐洲各國。我國僅昆明市自來水總公司與瑞士蘇黎世市供水局聯(lián)合試驗研究處理滇池水時，曾建一座3．0m2的翻板濾池（模型池），它的排水系統(tǒng)與排水舌閥（板）由蘇爾壽公司提供，其試驗出水水質是令人滿意的。  

五、工程設計實例  

工程規(guī)模60萬m3/d（其中一期工40萬m3/d）。水源為水庫水，原水最高濁度預計＜300NTU，一般在10－20NTU以下。采用“機械混合池－－機械絮凝池－－平流沉淀池“，加過濾、消毒凈化工藝。過濾作了虹吸型、V型、翻板型三種池型方案比較（表1）。通過比選，推薦采用翻板型濾池。  

1、翻板濾池設計參數(shù)  

1）過濾系統(tǒng)  

濾速：8．38m/hr  
濾料：承托層 0．45m 3-12mm  
石英砂 0．70m 0．7－1．2mm  
陶 粒 0．80m 1．6－2．5mm  
過濾容污水頭：1．9m  
濾料層上水深：1．5m  

2）配水系統(tǒng)：采用獨立縱向布水、布氣管和橫向排水管組成的配水系統(tǒng)。  

各型濾池優(yōu)、缺點比較表 表1  

　 優(yōu)    點 缺    點   
虹吸濾池
1、進水、出水采用虹吸管，取代了進、出水大型閥門。  
2、虹吸濾池運行由水力自動控制，運行、管理較方便。  
3、虹吸濾池不需要反沖洗水泵、鼓風機等設備，設備費用、運行電耗較V型濾池、翻板濾池省。  
4、采用雙層濾料，濾料含污能力較強 1、池深大，土建費用高。  
2、反沖洗耗水量大（占產(chǎn)水量3．8％）。  
3、反沖洗效果較氣水反沖洗濾池差。   
V型濾池
1、采用氣水反沖洗加表面掃洗，反沖洗效果好。  
2、采用V型槽進水（包括表掃進水），布水均勻。  
3、運行自動化程度高，管理方便。  
4、采用均質濾料，濾料含污能力較強  
5、反沖洗時，濾料微膨脹，可減少濾池深度，土建費用較虹吸濾池省。 1、設備費用、運行電耗較其他型濾池高。  
2、土建施工技術要求高。  
3、反沖洗水量較大（占產(chǎn)水量2．6％，其中厚頭占1．27％，濾后水負1．33％）。   
翻板濾池
1、采用雙層濾料，濾料含污能力強。  
2、采用氣水反沖洗，由于反沖洗時關閉排泥水閥，高速反洗，反沖洗效果好，耗水量少（按反沖洗周期24小時計，反沖洗水量僅占產(chǎn)水量1．56％）  
3、土建結構簡單，投資較省，施工方便。  
4、反沖洗時不會出現(xiàn)濾料流失現(xiàn)象。  
5、運行自動化程度高，便于管理。 1、設備較多，一次投資較大。  
2、運行電耗較虹吸濾池高。