砂滤池滤头的堵塞和防治
叶 善 园
1概况
自从八十年代从国外引进属小阻力集—配水系统的滤头滤板工艺以来,我国各大小水厂在改造及新建项目中有不少采用了长短柄滤头作为滤池集—配水系统。由于滤头可进行气水联合反冲洗,而且取消了滤料承托层,同大阻力穿孔管集—配水系统相比,长短柄滤头具有一定的优越性。但是,由于滤头本身结构的不合理,在长期使用中也逐渐暴露出一些缺陷,如滤头的堵塞就是一个较严重的问题。我国目前设计应用的各种型式滤池,有虹吸滤池、重力式无阀滤池、V型滤池等等,其反冲洗周期是受过滤系统的总水头损失控制的。因此,滤头的堵塞会引起包括反冲周期缩短等一系列问题。
目前,在各种型式的普通快滤池中,滤速设计一般为8m---10m/h。然而,在这种滤速下,水流通过滤头滤缝界面的流速则高达500m---600m/h。因此,滤头内部的轻微堵塞都会引起水头损失的大幅度提高,从而造成滤池频繁的误动作反冲洗,即在滤料层含污能力远未饱和的情况下,反冲洗却不断进行。这不但影响了滤池的产水能力,还极大地浪费了水资源和能耗。当滤头堵塞严重时,甚至会引起滤池瘫痪而无法运行。由于清洗和更换滤头需停产并掏出滤料层,工作量很大。因此,滤头的堵塞便成为水厂运行中一个十分麻烦的问题。
为了改善滤头的效果,本公司经过长期以来对滤头的堵塞原因进行仔细分析研究,并研制出防堵塞滤头,以供设计部门和用户参考选择。
2造成堵塞的原因
2.1堵塞物的来源
造成滤头严重堵塞的堵塞物主要是漏下来的滤砂,由于水泥滤板板块之间及池壁的边缝等处,均需用胶泥作镶嵌处理,而滤板本身因长期处于正向受压和反向冲洗受力的“蠕变”状态中,镶嵌部份会发生损坏和脱落,造成漏砂。造成滤头堵塞的其它杂物有施工时遗留在集水室的水泥砂浆、管道和构筑物在长期冲刷下的脱落物等。鉴于各种原因,上述堵塞物很难完全避免。
2.2滤头堵塞过程
目前的长短柄滤头呈滤缝向内的型式(见图一)且夹角较小。这样,当反冲洗时,高速水流带起的砂粒等杂物,便会卡在夹角内。由于反冲洗时水流通过滤缝的速度是正向过滤的5倍以上,高达3000m/h以上,(气水联合反冲时更高),这样反冲洗时卡在夹角内的堵塞物便不易脱落。其次,目前使用的长短柄滤头的滤柄和滤帽的结合部为直角,留有一台阶(见图二),这个台阶也会造成砂粒和杂物积聚。经过长期反复的积聚,以上两个原因即会造成滤头的堵塞。
3防堵塞滤头的设计
3.1滤缝的改进
在不影响滤头原先各种功能的情况下,防堵塞滤头滤缝改成夹角向外(见图三),且加大夹角角度,这样就可杜绝反冲洗时引起的卡砂情况。
3.2滤柄的改进
防堵塞滤头的滤柄改进为锥形(见图四),这样,即使反冲洗时有砂粒和杂物进入滤帽,当反冲停止时,杂物和砂粒会自动滑落,避免了积聚和堵塞的产生。
4结论
防堵塞滤头在不改变滤头原功能的情况下,能杜绝堵塞情况,其先进性是明显的。而且其防堵塞原理简单明了,不存在不确定因素。因此,防堵塞滤头的设计是成功,能为砂滤池的正常运行和在节约水资源及能耗方面产生重大的经济效益和社会效益。