摘要：通過大大延長(zhǎng)過濾周期，變截面濾床過濾器充分發(fā)揮了濾床的縱向截污能力，在高濾速的情況下濾料不流失，能保證出水水質(zhì)，而且具有占地面積少、投資省、運(yùn)行管理方便、施工工期短等優(yōu)點(diǎn)，在小型水廠中運(yùn)用較為適合。本文通過汶川小型水廠為例，對(duì)變截面濾床過濾器的原理、構(gòu)造、參數(shù)及運(yùn)行情況進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。
　　關(guān)鍵詞：變截面；過濾器；
　　
　　1工程概況
　　該水廠的設(shè)計(jì)服務(wù)范圍為該鎮(zhèn)的五個(gè)自然村，設(shè)計(jì)年限為2015年。解決了約10000人的飲水問題。
　　設(shè)計(jì)建設(shè)規(guī)模為1500m3/d，水源為雪山水水源，水質(zhì)常年平均濁度為8度,但汛期時(shí)濁度將達(dá)300-900度,具有典型的雪山水水質(zhì)特征。水廠出廠水執(zhí)行國(guó)家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006），水處理工藝流程如下：
　　雪山取水-原水管-管式混合器-反應(yīng)沉淀器變截面濾床過濾-清水池-配水管網(wǎng)
　　
　　
　　2變截面濾床的原理
　　濾床上下層面積沿著過濾水流的方向發(fā)生變化稱之為變截面濾床。等截面濾床在水力反沖洗時(shí)由于重力的作用會(huì)在濾層內(nèi)產(chǎn)生“水力分級(jí)”現(xiàn)象，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致濾床利用率低、過濾周期短、產(chǎn)水量低、自耗水量大等缺點(diǎn)，同時(shí)在水力反沖洗時(shí)由于濾料顆粒之間的碰撞、摩擦強(qiáng)度不足，致使濾料沖洗不干凈，長(zhǎng)此以往將給過濾過程帶來諸多不利影響。變截面濾床為解決由水力反沖洗造成的“水力分級(jí)”現(xiàn)象開辟了一條新的途徑。
　　變截面濾床在水力反沖洗時(shí)，其流速分布與等截面濾床有顯著區(qū)別。變截面濾床在反沖洗時(shí)不同截面和同一截面內(nèi)的流速分布是不同的，主要表現(xiàn)為濾床上部截面的流速小，下部截面的流速大；同一截面內(nèi)中間流速大，兩側(cè)流速小。由于流速分布不同，在反沖洗過程中
　　整個(gè)濾床內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生循環(huán)運(yùn)動(dòng)，大小不同的顆粒被沖起來后，小顆粒則被拋向兩側(cè)，沿著池壁回流至濾床底部，而粗顆粒則緊靠?jī)?nèi)層落下，然后又被再次沖到濾床上部，當(dāng)停止反沖時(shí)，濾床內(nèi)部的顆粒排列則大致形成這樣的規(guī)律：上部濾床中粗顆粒占多數(shù)，下部濾床中細(xì)顆粒則占多數(shù)，整個(gè)濾床的孔隙尺寸實(shí)現(xiàn)了反粒徑排列。而且由于整個(gè)濾床循環(huán)運(yùn)動(dòng)的范圍和速度都比較大，于是濾料顆粒間的碰撞摩擦加劇，反沖洗的效果得到了提高。
　　
　　3變截面濾床過濾器的構(gòu)造和設(shè)計(jì)參數(shù)
　　3.1 構(gòu)造
　　過濾器設(shè)計(jì)處理水量為46m3/h，過濾器為圓形平底鋼結(jié)構(gòu)，外型尺寸為D×H=3000mm×4500mm。過濾系統(tǒng)由變截面濾層、承托層、濾板組成，濾層厚度為900mm，承托層厚度為250mm，濾板采用開孔鋼板，厚度為10mm。反沖洗系統(tǒng)由反沖洗泵、反沖洗管組成，反沖洗水來自于清水池，反沖洗管從切線方向進(jìn)入過濾器底部配水空間，反沖洗排水槽采用了周邊環(huán)形集水槽，有利于反沖洗時(shí)濾床的橫向水力分級(jí)和循環(huán)運(yùn)動(dòng)。為了防止待濾水通過池壁產(chǎn)生短流，通常等截面濾床濾池均需要對(duì)與濾料接觸的池壁采取拉毛的措施進(jìn)行處理，而對(duì)于變截面濾床而言，無需進(jìn)行任何處理也不會(huì)發(fā)生短流現(xiàn)象。
　　凈水器采用10mm的Q235鋼板焊制而成，施工過程嚴(yán)格按照《鋼制焊接常壓容器》（JB/T4735-1997）和《水處理設(shè)備技術(shù)條件》(JB/T2932-1999)執(zhí)行。為了保證鋼結(jié)構(gòu)的正常使用年限，凈水器內(nèi)外壁均實(shí)施了加強(qiáng)級(jí)防腐，防腐材料均采用IPN8710聚氨脂聚乙烯互穿網(wǎng)絡(luò)涂料，該防腐涂料具有良好的防腐性、防銹性、附著力、堅(jiān)韌性、耐磨性和耐候性。其中內(nèi)壁采用了IPN8710-2B型專用飲水設(shè)備涂料，外防腐采用IPN8710-3型耐候保色面漆。
　　                
　　3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)
　　設(shè)計(jì)濾速按濾床上端截面計(jì)算采用8m/h，反沖洗強(qiáng)度也以濾床上端截面積計(jì)算采用15L/s.m2，過濾周期大于24h，反沖洗水泵揚(yáng)程為10m；濾床的傾斜角采用60º-75º之間，傾斜角越小，則濾床上下兩端的濾速相差越達(dá)，將增加過濾時(shí)的損失，影響出水水質(zhì)；傾斜角越大，濾床結(jié)構(gòu)越接近于等截面濾床，緊靠池壁的部分濾料在反沖時(shí)將不能形成有效的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。整個(gè)倒錐體的高度通常按照濾床厚度加上0.80m計(jì)算。
　　濾料采用雙層濾料，上層為無煙煤濾料，厚度為500mm，dmax=1.7mm,dmin=1.3mm,下層石英砂濾料厚度也為500mm,dmax=1.2mm,dmin=0.6mm。承托層分為4層，第1層為卵石，厚度為150mm，dmax=33mm,dmin=16mm，第2層也為卵石，厚度為50mm，dmax=16mm,dmin=8mm，第3層為磁鐵礦，厚度為50mm，dmax=8mm,dmin=4mm，第4層也為磁鐵礦，厚度為50mm，dmax=4mm,dmin=2mm。
　　
　　4運(yùn)行情況
　　該小型水廠自2009年5月正式竣工驗(yàn)收投產(chǎn)運(yùn)行以來，運(yùn)行良好，出水滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）的要求。當(dāng)進(jìn)水濁度在12-20度之間時(shí)，運(yùn)行中適當(dāng)提高了濾速，當(dāng)濾速達(dá)到12m/h時(shí)，出水濁度介于0.5-1度之間，而且濾池的截污能力達(dá)到10kg/m3。
　　實(shí)際運(yùn)行情況表明：變截面濾床充分發(fā)揮了濾床的縱向截污能力，大大延長(zhǎng)了過濾周期，比等截面濾床8-12小時(shí)的過濾周期延長(zhǎng)了3倍z左右，而且濾料不流失，在高濾速的情況下仍然能保證出水水質(zhì)。
　　
　　5結(jié)語
　　在規(guī)模較小的供水工程中，采用變截面濾床過濾器，具有較好的水處理效果及較高的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值，同時(shí)能減少占地面積，節(jié)省投資，且適合用鋼板進(jìn)行工廠化生產(chǎn)、在現(xiàn)場(chǎng)組裝的施工形式，以縮短工期和確保質(zhì)量。是小規(guī)模水處理廠理想、經(jīng)濟(jì)的水處理形式之一，有著廣闊的發(fā)展前景。
　　
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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　　［3］《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）．