某自备水厂重力式无阀滤池的改造

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　　【摘要】本文介绍了通过对某水厂重力式无阀滤池增加远传式浮球阀和汽水分离装置，改善早期建设的无阀滤池人工控制进水操作模式，同时解决了滤池进水积气以及不能正常自动反冲等问题。
　　【关键词】重力式无阀滤池、远传式浮球阀、汽水分离罐
　　一、前言
　　某自备水厂建于上世纪七十年代，滤池为重力式无阀滤池，进水由机械搅拌澄清池出水直接接入。滤池自建成以来，从没实现过自动反冲洗，只能靠人工强制反冲洗。而且反冲时只能人工停止进水，反冲完毕时必须人工手动控制进水。另外滤层表面高低不平，厚薄不均，滤料层经常被水流穿透，导致出水水质不合格。
　　二、原因分析
　　经过现场观察，发现滤池虹吸下降管出口水封井渗水，水位不能正常保持，且无法修补。还发现澄清池以跌水堰式出水，水流进入滤池的滤前实际已经混合成为汽水混合物，滤池反冲洗水位观察管上的水位不停波动，而且波动幅度相当大。
　　经研究分析认为，产生以上现象是由于虹吸下降管出口没有水封，虹吸下降管出口不能淹没，无法形成虹吸，导致无法进行自动反冲洗。以澄清池出水的跌水作为滤池进水，由于跌水夹汽，形成大量的汽泡，汽泡进入滤池后破裂，造成反冲管上的水位观察管水位不稳，同时由于汽泡的破裂使滤层受到冲击，造成滤料层局部穿孔，发生短流，最终导致出水水质不能满足现有国家水质标准。
　　三、改造方案
　　工作原理：
　　1、正常情况下，重力式无阀滤池反冲洗时，水封井内水位上升；反冲洗完毕，水封井水位下降。可以利用水封井的水位变化控制滤池进水。
　　2、由于汽水混合中汽和水的密度不同，通过旋流和降低进水流速的方式进行汽水分离，从而降低汽泡对滤池的影响。
　　3、要让虹吸管能够形成虹吸，必保证虹吸管两端全部淹没在水中；且保证水封井一定的水位高度。必要时对水封井进行补水。
　　采取的措施：
　　在重力式无阀滤池进水管上增加远传式浮球控制阀，主阀体安装于滤池进水主管上，对滤池反冲水封井及排水井进行改造，浮球安装于改造后的浮球水位控制井内，以反冲水封井内的水位变化控制浮球动作。同时在进水管上增加汽水分离罐。布置示意见下图：
　　
　　具体办法：
　　1、增设浮球阀。液压管从浮球阀处引出，绕过滤池池边进入浮球控制井。
　　2、改造滤池反冲排水井。同时对水封井进行防渗处理，减少渗水。
　　3、在滤池反冲洗水封井内另设一个小型浮球水位控制井，见下图。浮球安装于浮球控制井内。利用浮球控制器的出水,并对水封井进行补水,保证水封高度。
　　水封井改造后的工作原理及流程：
　　正常过滤时：浮球［4］处于低位，液压管［1］内的压力水，经浮球控制器［2］和控制器出水管［3］进入C区，当水位较高时，由于水封井溢流管［8］溢流，从而保持C区水位正常，不仅使虹吸管［9］的出口始终处于淹没状态，而且水不会通过水封井高位出水管［5］进入A区，影响浮球动作。
　　反冲洗时：水封井溢流管［8］溢流已不能满足溢流要求，水位上升，大部分水流由［10］水封井溢流堰溢出，进入B区，由主排水管［7］排出；小部份经水封井高位出水管［5］进入A区，使A区水位升高，浮球上升通过液压管［1］控制滤池进水浮球阀主体，关闭滤池进水。反冲完毕，水封井高位出水管［5］不再向A区输水，A区水由浮球控制井低位出水管［6］排出，水位降低，浮球下降，浮球控制器［2］通过液压管［1］操纵浮球阀主体，打开滤池进水，从而进入滤池正常过滤过程。
　　3.在滤池进水口增设简易汽水分离罐。汽水分离罐从侧边沿罐壁进水，使水流沿罐壁旋转，同时利用罐体突变，降低流速，达到汽水分离目的。汽水分离罐的安装高度要保证滤池的进水水头，同时便于排气。
　　四、改造效果
　　该水厂经过本次改造后，滤池出水水质大大提高，达到水现行国家水质标准，实现了重力式无阀滤池自动反冲洗，减轻了工人的劳动强度，滤池运行时，虹吸管上的水位观察管水位波动比改造前小多了。经过数月的试运行，我们再次检查滤料时，滤层平整，无穿孔现象，说明改造效果相当明显。
　　五、结论
　　对进水无自动控制的重力式无阀滤池，可以通过增加远传式浮球阀进行自动进水控制。对滤池进水作汽水分离处理，有利于提高出厂水水质。保持无阀滤池反冲虹吸下降管出口淹没水位深度，是保证滤池正常工作的必要条件之一。