翻板型滤池的设计体会08

翻板型滤池的探讨张伟1，陈海松2（1.中国市政工程中南设计研究院，广东 深圳 518048；2.深圳市龙岗区自来水有限公司，广东 深圳 518115）摘 要：简要介绍翻板型滤池的工作原理、主要特点，对翻板型滤池与目前普遍应用的V 型滤池进行详细的比较，提出设计中的注意事项，分析翻板型滤池的应用范围及应用前景。

关键词：翻板型滤池; V 型滤池; 比较; 应用前景Discussion of Flap-type filterZhang Wei 1,CHEN Hai-song 2(1.Central-South China Municipal Engineering Design and Research Institute ，Shenzhen 518048，China ；2.Longgang Water Supply Co.Ltd. ，Shenzhen 518115，China )Abstract: The principle and characteristics of flap-type filter was introduced. This thesis compared flap type filter with V-type filter. The introduction was mainly given to the problems occurring in design. The application field and foreground of flap-type filter were discussed.Key words: flap-type filter V-type filter compare application foreground1 翻板型滤池的简要介绍翻板型滤池是瑞士苏尔寿公司下属的技术工程部的研究成果。

所谓"翻板"，是因为该型滤池的反冲洗泥水阀板在工作过程中是在0°～90°范围内来回翻转而得名。

图1 翻板泥水阀工作示意图Fig.1 Work process of Flap valve翻板泥水阀关闭状态 翻板泥水阀 50%开度 翻板泥水阀100%开度翻板滤池的主要特点在于：①采用闭阀冲洗，冲洗过程中不排水，一个冲洗阶段完成后，静止沉淀20s后再排水；②反冲洗采用三阶段冲洗加上单独水冲，单独水冲时采用高强度（15～16L∕s·m2）、全流化（膨胀率15～25％）冲洗；③采用横向配水配气管和纵向配水配气管结合的配水方式，在单格集配水总渠和横向配水管形成上下两个气垫层，详见图2。

图2 翻板滤池配水配气管示意图（一）Fig.2 Distribution system of Flap-type filter(1)2 翻板型滤池与V型滤池的比较2.1 过滤方式两种滤池均采用正向恒水位恒速过滤，进水配水与出水控制的方法也相同。

2.2 滤料及承托层2.2.1 翻板型滤池翻板型滤池的滤层可选择单层、双层或多层滤料，亦可根据水质需要更改滤料组成。

一般单层滤料采用石英砂（或陶粒）；双层滤料为无烟煤（或陶粒）与石英砂，当滤池进水水质差（如原水受到微污染，含TOC较高时），可用颗粒活性炭置换上层无烟煤或陶粒滤料。

一般情况下，以采用双层滤料居多：滤层厚度 1.2～1.5m，上层无烟煤（或陶粒）滤料厚度0.6～0.7m，粒径1.4～2.5mm，K60＜1.5；下层石英砂滤料厚度0.6～0.8m，粒径0.6～1.2mm，K60＜1.45。

翻板滤池的承托层采用“粗－细－粗”的砾石分层方式。

上层粗砾石用以防止中层细砾石在反冲洗过程中向上移动；中层细砾石防止滤料流失；下层粗砾石则用以支撑中层细砾石。

2.2.2 V型滤池V型滤池一般采用均质滤料。

滤层厚度0.95～1.5m，粒径0.9～1.35mm，K60＝1.2～1.6。

承托层厚度为5～10cm，粒径为4～8mm。

2.2.3 比较分析截污量：同样滤层厚度下，翻板型滤池采用双层滤料时比V型滤池采用均质滤料的截污量要大，过滤周期也更长。

一般来说，在2m容污水头时，V型滤池的容污量约为1.5kg∕m3，过滤周期为24～36hr，而翻板型滤池的容污量可达到 2.5kg∕m3，过滤周期达40～70hr。

浊度去除效果：若按照L∕D m计算，翻板滤池的L∕D m＝980，而V型滤池的L∕D m＝1040，理论上V型滤池除浊效果要优一些。

而事实上在相同进水浊度及过滤周期时，翻板型滤池的浊度去除效果要略好于V型滤池，原因可能是由于翻板型滤池反冲洗后滤层洁净度较高，在相同过滤周期时截污量较大，因而除浊效果更好。

2.3 配水系统2.3.1 翻板型滤池翻板型滤池采用横向配水管和竖向配水配气管相结合的配水系统，详见图3。

图3 翻板滤池配水配气管示意图（二）Fig.3 Distribution system of Flap-type filter(2)配水横管横断面为上圆下方，上部圆形部分为配气空间，下部方形部分为配水空间。

在圆形和方形部分结合处设置配气孔﹙3.5mm﹚，在底部设置配水孔﹙13mm﹚。

另外，为了在单独水冲时排除横管上部的积气，在横管的顶部设置了排气孔。

配水横管一般采用PE材质，安装时用膨胀螺栓和压片固定在滤池底板上。

竖向配水配气管和横向配水管相配套，每一根竖管对应一根横管。

竖向配水管和配气管焊接在一起。

其中配水管上下两端敞开，上端伸入配水横管10mm，下端伸入冲洗总渠的水层中；配气管上端开孔并与横管的反冲洗气孔平齐，下端封闭，在竖管侧面开设进气孔。

另外为了在单独水冲时排除反冲洗总渠上部的气层，竖向配气管在靠近反冲洗总渠顶部处开设一排气孔。

竖向配水配气管采用不锈钢材质，安装时先用定位板定位，之后放置在预埋的托板上，二次浇灌固定在反冲洗总渠的顶板上。

2.3.2 V型滤池V型滤池一般采用长柄滤头小阻力配水系统。

长柄滤头由上部滤帽和下部支管组成，采用ABS材质，在滤板上每平方米安装49-56只滤头。

2.3.3 比较分析翻板型滤池的开孔比为1.2～1.4％，V型滤池的开孔比为1.0～1.5％，均属于小阻力配水系统。

两者都能够做到均匀配水配气。

但V型滤池必须在滤板平整的情况下，每个滤头上的进气孔、进气缝标高一致，各滤头的出气量才均等。

如果滤板不平，在同样的气垫层厚度情况下，每个滤头的进气面积不同，导致进气量不同，空气无法均匀地分配在滤层上，严重时将有脉冲现象或气流短路现象出现，导致冲洗效果不良。

而且滤板底部大的气垫层，在气流脉动时会影响到滤头配水配气的均匀性。

而翻板滤池采用独特的上下双气垫层，有效避免了气流脉动对配水配气均匀性的影响，从而在配水配气均匀性方面要优于V型滤池。

翻板滤池配水配气管分别采用厚壁PE和不锈钢材料，比V型滤池的长柄滤头强度更高，减少了运行维修量。

2.4 反冲洗过程及排水方式2.4.1 翻板型滤池翻板型滤池采用闭阀冲洗，冲洗过程分为两个大的阶段，第一个阶段为气冲＋气水联冲＋水冲，第二个阶段为单独水冲。

详细如下：①单独气冲：气冲强度16～17L∕s·m2，历时2～3min；②气水联冲：气冲强度16～17L∕s·m2，水冲强度3～4L∕s·m2，历时约4min；③单独水冲：水冲强度15～16L∕s·m2，历时0.5～1min；④静止沉淀：停止冲洗，静止沉淀20～30s；⑤排水：打开翻板泥水阀，排除第一阶段反冲洗废水，排水时间约1～1.5min；⑥单独水冲：水冲强度15～16L∕s·m2，历时1～1.5min；⑦静止沉淀：停止冲洗，静止沉淀20～30s；⑧排水：打开翻板泥水阀，排除第二阶段反冲洗废水，排水时间约1～1.5min；⑨重新进水：冲洗完成后，打开进水闸板，滤池进水，进入新的过滤周期。

翻板型滤池的排水方式为序批式排水，即冲洗过程中不排水，阶段性冲洗完成后再排除冲洗废水。

其控制排水的设备为翻板泥水阀，如图1所示，阀板可按50％和100％两个开度分别打开。

由于冲洗过程不排水，冲洗后先静止沉淀20～30s再排水，此时剥落的污泥颗粒仍呈悬浮状态，而膨胀后的滤料已回落原位，从而减少滤料的流失。

由于采用三阶段冲洗加上单独水冲，单独水冲时采用高强度、全流化冲洗，相应的膨胀率达到15-25%。

试验得知，此时水流剪切力和滤料颗粒相互碰撞、摩擦力的叠加值最大，因而两者综合作用最强，使冲洗效能得到充分发挥。

另膨胀率达到15-25%时，滤层形成的过水通道较V型滤池的微膨胀过水通道要大得多，有利于滤层中污泥的排除。

滤层冲洗后截污物残余量少于0.1Kg∕m3，相应过滤周期可以达到40～70hr（水头损失2.0m水柱左右），大大节约了冲洗能耗和水耗。

2.4.2 V型滤池V型滤池一般采用气冲＋气水冲＋水冲三阶段冲洗，表面扫洗水贯穿整个冲洗过程，且在冲洗过程中进行连续排水。

2.4.3 比较分析翻板滤池的冲洗效果要好于V型滤池。

其主要原因在于翻板型滤池采用高强度、全流化冲洗，对滤层截留污物的清除较为彻底。

而V型滤池由于采用均质滤料，其冲洗方式为微膨胀或不膨胀冲洗，影响到滤层污染物的清除，易在滤层的底部沉积污泥。

翻板滤池的滤料流失率也大大低于V型滤池。

主要由于翻板型滤池为闭阀冲洗，冲洗时不排水，从而避免了滤料的流失；而V型滤池为边冲边排，特别在气水联冲时，气泡将细小的滤料带出滤层，造成滤料的流失较为明显。

2.5 池体结构翻板型滤池采用单侧翻板泥水阀进行排水，比V型滤池减少了中间的排水槽，按照同样的过滤面积计算，翻板型滤池每个单格比V型滤池宽度方向要减少1.2～1.5m。

滤池的深度如果按照滤层厚度 1.2m计算，则翻板滤池的池深为：0.45m（承托层）＋1.2m（滤层）＋1.6m（滤料上水深）＋0.65m（超高）＝3.9m；V型滤池的池深为：1.0m（配水配气层及滤板）＋0.05m（承托层）＋1.2m（滤层）＋1.2m（滤料上水深）＋0.75m（超高）＝4.2m。

翻板型滤池比V型滤池池深少0.3m。

图4 滤池池体结构比较图Fig.4 Distinction on structure of the filter如果以10万m3∕d规模进行计算，翻板滤池由于平面面积减少和池深降低，总的结构工程量要比V型滤池减少约20～30％。

2.6 施工翻板型滤池的施工难度比V型滤池要低，主要原因如下：2.6.1 池体结构翻板型滤池相对于V型滤池来说，减少了两侧的V型配水槽和中间的排水槽。

而这两部分需要预埋大量的扫洗水管及配水配气管孔，工序较复杂。

因此翻板滤池的结构施工量及难度均大大降低。

2.6.2 施工精度要求V型滤池为了保证配水配气的均匀性，滤池底板的水平误差要求控制在±5mm，每块滤板的尺寸误差±1mm，水平误差控制在±0.5mm，施工难度非常大；而翻板型滤池对池底板施工要求的平整度不很严格，即使是每格滤池中间安装布气布水管部分的池底，对水平误差要求也仅仅是≤10mm。