V型濾池概況

1. 概述

V型濾池是快濾池的一種形式，因為其進水槽形狀呈V字形而得名，也叫均粒濾料濾池（其濾料采用均質濾料，即均粒徑濾料）、六閥濾池（各種管路上有六個主要閥門）。它是我國于20世紀80年代末從法國Degremont公司引進的技術。

2.特點：

（1）恒水位等速過濾。濾池出水閥隨水位變化不斷調節開啟度，使池內水位在整個過濾周期內保持不變，濾層不出現負壓。當某單格濾池沖洗時，待濾水繼續進入該格濾池作為表面掃洗水，使其他各格濾池的進水量和濾速基本不變。

（2）采用均粒石英砂濾料，濾層厚度比普通快濾池厚，截污量也比普通快濾池大，故濾速高，過濾周期長，出水效果好。

（3）V型進水槽（沖洗時兼作表面少洗布水槽）和排水槽沿池長方向布置，單池面積較大時，有利布水均勻，因此更適合用于大、中型水廠。

（4）承托層較薄。

（5）沖洗采用空氣、水反沖和表面掃洗，提高了沖洗效果并節約沖洗用水。

（6）沖洗時，濾層保持微膨脹狀態，避免出現跑砂現象。

3. 工作過程

（1）過濾過程：

待濾水由進水總渠經進水閥和方孔后，溢過堰口再經側孔進入被待濾水淹沿的V型槽，分別經槽底均勻的配水孔和V型槽堰進入濾池。被均質濾料濾層過濾的濾后水經長柄濾頭流入底部空間，由方孔匯入氣水分配管渠，在經管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入清水池。

（2）反沖洗過程：

關閉進水閥，但有一部分進水仍從兩側常開的方孔流入濾池，由V型槽一側流向排水渠一側，形成表面掃洗。而后開啟排水閥將池面水從排水槽中排出直至濾池水面與V型槽頂相平。反沖洗過程常采用“氣沖→氣水同時反沖→水沖”三步。

氣沖 打開進氣閥，開啟供氣設備，空氣經氣水分配渠的上部小孔均勻進入濾池底部，由長柄濾頭噴出，將濾料表面雜質擦洗下來并懸浮于水中，被表面掃洗水沖入排水槽。

氣水同時反沖洗 在氣沖的同時啟動沖洗水泵，打開沖洗水閥，反沖洗水也進入氣水分配渠，氣、水分別經小孔和方孔流入濾池底部配水區，經長柄濾頭均勻進入濾池，濾料得到進一步沖洗，表掃仍繼續進行。

停止氣沖，單獨水沖 表掃仍繼續，最后將水中雜質全部沖入排水槽。

V型濾池的特點及設計參數

濾速可達7～20m/h，一般為12.5～15.0m/h。

采用單層加厚均粒濾料，粒徑一般為0.95～1.35mm，允許擴大到0.7～2.0mm，不均勻系數1.2～1.6或1.8之間。

對于濾速在7～20m/h之間的濾池，其濾層高度在0.95～1.5m之間選用，對于更高的濾速還可相應增加。

底部采用帶長柄濾頭底板的排水系統，不設礫石承托層。濾頭采用網狀布置，約55個/m2。

反沖洗一般采用氣沖、氣水同時反沖和水沖三個過程，反沖洗效果好，大大節省反沖洗水量和電耗。氣沖強度為50～60m3/（h.m2）（13～16L/s.m2），清水沖洗強度為13～15m3/（h.m2）（3.6～4.1L/s.m2），表面掃洗用原水，一般為5～8m3/（h.m2）（1.4～2.2L/s.m2）。

整個濾料層在深度方向的粒徑分布基本均勻，在反沖洗過程中濾料層不膨脹，不發生水力分級現象，保證深層截污，濾層含污能力高。

濾層以上的水深一般大于1.2m，反沖洗時水位下降到排水槽頂，水深只有0.5m。

4.設計要點及數據

4.1、布置

就整體而言，均粒濾料濾池的布置可分為單排及雙排布置，就單池而言，可分為單格及雙格布置。當濾池的個數少于3個時，宜采用單排布置，反之可采用雙排布置。單池內的分格布置一般采用雙格對稱布置。

4.2、濾速和過濾周期

（1）濾速：可采用較高的濾速，根據待濾水濁度的大小，濾速一般為8-14m/h。

（2）過濾周期：過濾周期較長，可達48h甚至更長，考慮到保持濾層較好狀態，目前國內水廠一般采用24-48h進行沖洗。

（3）濾層水頭損失：沖洗前的濾層水頭損失一般采用1.5-2.0m。

4.3、個數及單池尺寸

（1）濾池個數：單純過濾面最大可達210m2.濾池個數的確定應做技術經濟比較。濾池個數減少，相應閥門及管道數量也減少，但管道口徑及沖洗設備容量將增加。

濾池個數

濾池總過濾面積（m2）	濾池個數	濾池總過濾面積（m2）	濾池個數
小于80	2	250-350	4-5
80-150	2-3	350-500	5-6
150-250	4	500-800	5-8

（2）單池尺寸：為了保證沖洗時表面掃洗及排水效果，單格濾池的寬度一般在3.5m以內，最大不超過5m。

濾池尺寸及面積

寬度（m）	長度（m）	單格面積（m2）	雙格面積（m2）
3.50	8.60-14.30	30.0-50.0	60.0-100.0
4.00	12.50-16.30	50.0-65.0	100.0-130.0
4.50	12.20-17.80	55.0-80.0	110.0-160.0
5.00	14.00-20.00	70.0-100.0	140.0-200.0

4.4、濾料及承托層

（1）濾料：濾料采用均粒石英砂，其粒徑大小根據待濾水水質、處理要求采用混凝劑等因素確定。濾料的一般技術要求如下：

①有效粒徑一般為0.90-1.20mm。②不均勻系數K為1.2-1.4。③具有良好的機械強度，經20%濃度的鹽酸溶液浸泡24h后，重量減少應小于2%。

（2）濾層厚度：濾層厚度一般為0.90-1.50之間。當濾速為8-12m/h時，一般采用1.10-1.20.濾速增大，宜相應增加濾層厚度。

（3）承托層：濾池濾帽頂至濾料層之間承托層厚度為50-100mm，采用粒徑為2-4mm的粗石英砂。

4.5、濾層上層水深

濾層上的設計水深，在過濾工況時一般為1.2-1.5m

4.6、進水及布水系統

進水及布水系統由進水總渠、進水孔、控制閘閥、溢流堰、過水堰板及V型槽組成。

V型槽在過濾時處于淹沒狀態。槽內設計始端流速不大于0.6m/s。沖洗時，池水位下降，槽內水面低于斜壁頂約50-100mm。V型槽底部開有水平布水孔，表面掃洗水經此布水。布水孔沿槽長方向均勻布置，內徑一般為Φ20-Φ30，過孔流速2.0m/s左右，孔中心一般低于用水單獨沖洗池內水面50-150mm。

4.7、沖洗水排水系統

該系統包括排水槽及排水渠

排水槽底板以≥0.02的坡度坡向出口；底板面積最低處應高出濾板底約0.1m，最高處高出0.4-0.5m，使有足夠高度安裝沖洗空氣進氣管；排水槽內的最高水面宜低于排水槽頂面50-100mm。排水槽底層為配氣配水渠。為方便施工，兩者的寬度宜一致。

排水渠設在與管廊相對的一側。排水槽出口設置電動或氣動閘閥。出口流速可按2.0m/s左右設計。

4.8、配氣配水系統

配氣配水系統一般采用長柄濾頭。該系統由配氣配水渠、氣水室及濾板和濾頭組成。

（1）配氣配水渠：配氣配水渠的功能是在過濾時收集濾后水，在沖洗時沿池長方向分布沖洗空氣和沖洗水。進氣干管管頂宜平渠頂，沖洗水干管管底宜平渠底。配氣配水渠斷面尺寸的確定應滿足以下條件：

①進口處沖洗水流速：一般≤1.5m/s；②進口處沖洗空氣流速：一般≤5m/s；③斷面尺寸應和排水槽及氣水室相配合，并能滿足施工要求。

（2）氣水室：濾池池底表面以上、濾板地面以下，由池壁所圍成的空間，稱為氣水室。氣水沖洗時，沖洗空氣在氣水室上部形成穩定的空氣層稱為氣墊層。氣墊層的厚度一般為100-200mm。氣水室下部為沖洗水層。配氣配水渠的空氣和沖洗水分別通過配氣孔和配水孔進入氣水室。氣水室的設計要點：

①配氣孔孔頂宜平濾板板底，有困難時可低于板底，但高差不宜超過30mm。過孔流速為15m/s左右，通常預埋UPVC管，配氣孔平面配置時應注意避開濾板梁；②配水孔孔底應平池底，孔口流速為1.0-1.5m/s左右。③為了使氣墊層布氣均勻及壓力平衡，支撐濾板的濾梁應垂直于配氣配水渠，且梁頂應留空氣平衡縫，縫高20-50mm，長為1/2濾板長，在每塊濾板長度的中間部位。④氣水室宜設檢查孔，檢查孔可設在管廊側池壁上，孔徑≮Φ400mm，孔底平氣水室底。

（3）濾頭及濾板

①濾頭：濾頭由無毒塑料制成，它由濾帽、濾柄、預埋套組成。濾頭的長度為：濾板厚度+氣墊層厚度+50mm（淹沒水深）。②濾頭個數的確定：濾頭濾帽縫隙總面積與濾池過濾面積之比（β值）應在1.2%-2.4%之間。一般每平方米濾池面積布置30-50個。③濾板是安裝濾頭的支承板，須具有足夠的強度和剛度，濾板表面應光滑平整，安裝時每塊板的水平誤差應小于±1mm，整個池內板面的水平誤差不得大于±3mm。鋼筋混凝土濾板內鋼筋保護厚度應符合結構設計規范。

4.9、濾后水出水穩流槽

（1）槽內水面標高與濾料層底面標高基本持平。

（2）槽內水深為2-2.5倍濾后水出水管管徑，出水管應為淹沒出流，管頂不應高出溢流堰堰頂。

（3）溢流堰堰上水深取0.2-0.25m。

4.10、管廊布置

（1）空氣干管應架高敷設，使其高出濾池過濾時池內待濾水位，防止水流倒灌。

（2）進氣控制閥至配氣配水渠端壁間的進氣管段上應接出放氣支管，管徑為進氣管管徑的1/4-1/3，管上應設電磁閥。支管出口高出濾池液面頂面50-100mm，管口與水平面夾角45°-60°。放氣支管也可以從配氣配水渠進口端壁最高處接出。

（3）管廊門及通道應能通過最大配件，配件較重時，可考慮設置起重設備。

（4）管廊內應有良好的防水、排水設施和適當的通風、照明等設施。

4.11、管（渠）流速

管（渠）流速

名稱	待濾水進水總渠	濾后水進水總管	沖洗水輸水管	沖洗空氣輸氣管	排水總渠
流速（m/s）	0.7-1.0	0.6-1.2	2.0-3.0	10-15	0.7-1.5

4.12、沖洗強度和沖洗時間

氣水沖洗強度和沖洗時間

濾料層結構和水沖洗時濾料層膨脹率	先氣沖洗		氣水同時沖洗			后水沖洗
	強度 [L/(s·m)]	沖洗時間（min）	氣強度 [L/(s·m)]	水強度 [L/(s·m) ]	沖洗時間（min）	強度 [L/(s·m)]	沖洗時間（min）
均粒石英砂 微膨脹	13-17 （13-17）	2-1 （2-1）	13-17 （13-17）	3-4 （3-4.5）	4-3 （4-3）	4-8 （4-6）	8-5 （8-5）

4.13、沖洗水的供應

沖洗水可由沖洗水泵或沖洗水箱供應。

4.14、運行控制

均粒濾料濾池采用恒水位等速過濾。

當某格濾池沖洗時，進入該格濾池的表面掃洗水量大致與其過濾時的水量相當，因此進入其他各格的過濾水量基本保持不變。

濾池恒水位過濾可以通過調節出水系統助力來實現。控制過程采用自動控制，不受人為因素影響。