V型滤池概况

1. 概述

V型滤池是快滤池的一种形式，因为其进水槽形状呈V字形而得名，也叫均粒滤料滤池（其滤料采用均质滤料，即均粒径滤料）、六阀滤池（各种管路上有六个主要阀门）。它是我国于20世纪80年代末从法国Degremont公司引进的技术。

2.特点：

（1）恒水位等速过滤。滤池出水阀随水位变化不断调节开启度，使池内水位在整个过滤周期内保持不变，滤层不出现负压。当某单格滤池冲洗时，待滤水继续进入该格滤池作为表面扫洗水，使其他各格滤池的进水量和滤速基本不变。

（2）采用均粒石英砂滤料，滤层厚度比普通快滤池厚，截污量也比普通快滤池大，故滤速高，过滤周期长，出水效果好。

（3）V型进水槽（冲洗时兼作表面少洗布水槽）和排水槽沿池长方向布置，单池面积较大时，有利布水均匀，因此更适合用于大、中型水厂。

（4）承托层较薄。

（5）冲洗采用空气、水反冲和表面扫洗，提高了冲洗效果并节约冲洗用水。

（6）冲洗时，滤层保持微膨胀状态，避免出现跑砂现象。

3. 工作过程

（1）过滤过程：

待滤水由进水总渠经进水阀和方孔后，溢过堰口再经侧孔进入被待滤水淹沿的V型槽，分别经槽底均匀的配水孔和V型槽堰进入滤池。被均质滤料滤层过滤的滤后水经长柄滤头流入底部空间，由方孔汇入气水分配管渠，在经管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入清水池。

（2）反冲洗过程：

关闭进水阀，但有一部分进水仍从两侧常开的方孔流入滤池，由V型槽一侧流向排水渠一侧，形成表面扫洗。而后开启排水阀将池面水从排水槽中排出直至滤池水面与V型槽顶相平。反冲洗过程常采用“气冲→气水同时反冲→水冲”三步。

气冲 打开进气阀，开启供气设备，空气经气水分配渠的上部小孔均匀进入滤池底部，由长柄滤头喷出，将滤料表面杂质擦洗下来并悬浮于水中，被表面扫洗水冲入排水槽。

气水同时反冲洗 在气冲的同时启动冲洗水泵，打开冲洗水阀，反冲洗水也进入气水分配渠，气、水分别经小孔和方孔流入滤池底部配水区，经长柄滤头均匀进入滤池，滤料得到进一步冲洗，表扫仍继续进行。

停止气冲，单独水冲 表扫仍继续，后将水中杂质全部冲入排水槽。

V型滤池的特点及设计参数

滤速可达7～20m/h，一般为12.5～15.0m/h。

采用单层加厚均粒滤料，粒径一般为0.95～1.35mm，允许扩大到0.7～2.0mm，不均匀系数1.2～1.6或1.8之间。

对于滤速在7～20m/h之间的滤池，其滤层高度在0.95～1.5m之间选用，对于更高的滤速还可相应增加。

底部采用带长柄滤头底板的排水系统，不设砾石承托层。滤头采用网状布置，约55个/m2。

反冲洗一般采用气冲、气水同时反冲和水冲三个过程，反冲洗效果好，大大节省反冲洗水量和电耗。气冲强度为50～60m3/（h.m2）（13～16L/s.m2），清水冲洗强度为13～15m3/（h.m2）（3.6～4.1L/s.m2），表面扫洗用原水，一般为5～8m3/（h.m2）（1.4～2.2L/s.m2）。

整个滤料层在深度方向的粒径分布基本均匀，在反冲洗过程中滤料层不膨胀，不发生水力分级现象，保证深层截污，滤层含污能力高。

滤层以上的水深一般大于1.2m，反冲洗时水位下降到排水槽顶，水深只有0.5m。

4.设计要点及数据

4.1、布置

就整体而言，均粒滤料滤池的布置可分为单排及双排布置，就单池而言，可分为单格及双格布置。当滤池的个数少于3个时，宜采用单排布置，反之可采用双排布置。单池内的分格布置一般采用双格对称布置。

4.2、滤速和过滤周期

（1）滤速：可采用较高的滤速，根据待滤水浊度的大小，滤速一般为8-14m/h。

（2）过滤周期：过滤周期较长，可达48h甚至更长，考虑到保持滤层较好状态，目前国内水厂一般采用24-48h进行冲洗。

（3）滤层水头损失：冲洗前的滤层水头损失一般采用1.5-2.0m。

4.3、个数及单池尺寸

（1）滤池个数：单纯过滤面大可达210m2.滤池个数的确定应做技术经济比较。滤池个数减少，相应阀门及管道数量也减少，但管道口径及冲洗设备容量将增加。

滤池个数

滤池总过滤面积（m2）	滤池个数	滤池总过滤面积（m2）	滤池个数
小于80	2	250-350	4-5
80-150	2-3	350-500	5-6
150-250	4	500-800	5-8

（2）单池尺寸：为了保证冲洗时表面扫洗及排水效果，单格滤池的宽度一般在3.5m以内，大不超过5m。

滤池尺寸及面积

宽度（m）	长度（m）	单格面积（m2）	双格面积（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、滤料及承托层

（1）滤料：滤料采用均粒石英砂，其粒径大小根据待滤水水质、处理要求采用混凝剂等因素确定。滤料的一般技术要求如下：

①有效粒径一般为0.90-1.20mm。②不均匀系数K为1.2-1.4。③具有良好的机械强度，经20%浓度的盐酸溶液浸泡24h后，重量减少应小于2%。

（2）滤层厚度：滤层厚度一般为0.90-1.50之间。当滤速为8-12m/h时，一般采用1.10-1.20.滤速增大，宜相应增加滤层厚度。

（3）承托层：滤池滤帽顶至滤料层之间承托层厚度为50-100mm，采用粒径为2-4mm的粗石英砂。

4.5、滤层上层水深

滤层上的设计水深，在过滤工况时一般为1.2-1.5m

4.6、进水及布水系统

进水及布水系统由进水总渠、进水孔、控制闸阀、溢流堰、过水堰板及V型槽组成。

V型槽在过滤时处于淹没状态。槽内设计始端流速不大于0.6m/s。冲洗时，池水位下降，槽内水面低于斜壁顶约50-100mm。V型槽底部开有水平布水孔，表面扫洗水经此布水。布水孔沿槽长方向均匀布置，内径一般为Φ20-Φ30，过孔流速2.0m/s左右，孔中心一般低于用水单独冲洗池内水面50-150mm。

4.7、冲洗水排水系统

该系统包括排水槽及排水渠

排水槽底板以≥0.02的坡度坡向出口；底板面积低处应高出滤板底约0.1m，高处高出0.4-0.5m，使有足够高度安装冲洗空气进气管；排水槽内的高水面宜低于排水槽顶面50-100mm。排水槽底层为配气配水渠。为方便施工，两者的宽度宜一致。

排水渠设在与管廊相对的一侧。排水槽出口设置电动或气动闸阀。出口流速可按2.0m/s左右设计。

4.8、配气配水系统

配气配水系统一般采用长柄滤头。该系统由配气配水渠、气水室及滤板和滤头组成。

（1）配气配水渠：配气配水渠的功能是在过滤时收集滤后水，在冲洗时沿池长方向分布冲洗空气和冲洗水。进气干管管顶宜平渠顶，冲洗水干管管底宜平渠底。配气配水渠断面尺寸的确定应满足以下条件：

①进口处冲洗水流速：一般≤1.5m/s；②进口处冲洗空气流速：一般≤5m/s；③断面尺寸应和排水槽及气水室相配合，并能满足施工要求。

（2）气水室：滤池池底表面以上、滤板地面以下，由池壁所围成的空间，称为气水室。气水冲洗时，冲洗空气在气水室上部形成稳定的空气层称为气垫层。气垫层的厚度一般为100-200mm。气水室下部为冲洗水层。配气配水渠的空气和冲洗水分别通过配气孔和配水孔进入气水室。气水室的设计要点：

①配气孔孔顶宜平滤板板底，有困难时可低于板底，但高差不宜超过30mm。过孔流速为15m/s左右，通常预埋UPVC管，配气孔平面配置时应注意避开滤板梁；②配水孔孔底应平池底，孔口流速为1.0-1.5m/s左右。③为了使气垫层布气均匀及压力平衡，支撑滤板的滤梁应垂直于配气配水渠，且梁顶应留空气平衡缝，缝高20-50mm，长为1/2滤板长，在每块滤板长度的中间部位。④气水室宜设检查孔，检查孔可设在管廊侧池壁上，孔径≮Φ400mm，孔底平气水室底。

（3）滤头及滤板

①滤头：滤头由无毒塑料制成，它由滤帽、滤柄、预埋套组成。滤头的长度为：滤板厚度+气垫层厚度+50mm（淹没水深）。②滤头个数的确定：滤头滤帽缝隙总面积与滤池过滤面积之比（β值）应在1.2%-2.4%之间。一般每平方米滤池面积布置30-50个。③滤板是安装滤头的支承板，须具有足够的强度和刚度，滤板表面应光滑平整，安装时每块板的水平误差应小于±1mm，整个池内板面的水平误差不得大于±3mm。钢筋混凝土滤板内钢筋保护厚度应符合结构设计规范。

4.9、滤后水出水稳流槽

（1）槽内水面标高与滤料层底面标高基本持平。

（2）槽内水深为2-2.5倍滤后水出水管管径，出水管应为淹没出流，管顶不应高出溢流堰堰顶。

（3）溢流堰堰上水深取0.2-0.25m。

4.10、管廊布置

（1）空气干管应架高敷设，使其高出滤池过滤时池内待滤水位，防止水流倒灌。

（2）进气控制阀至配气配水渠端壁间的进气管段上应接出放气支管，管径为进气管管径的1/4-1/3，管上应设电磁阀。支管出口高出滤池液面顶面50-100mm，管口与水平面夹角45°-60°。放气支管也可以从配气配水渠进口端壁高处接出。

（3）管廊门及通道应能通过大配件，配件较重时，可考虑设置起重设备。

（4）管廊内应有良好的防水、排水设施和适当的通风、照明等设施。

4.11、管（渠）流速

管（渠）流速

名称	待滤水进水总渠	滤后水进水总管	冲洗水输水管	冲洗空气输气管	排水总渠
流速（m/s）	0.7-1.0	0.6-1.2	2.0-3.0	10-15	0.7-1.5

4.12、冲洗强度和冲洗时间

气水冲洗强度和冲洗时间

滤料层结构和水冲洗时滤料层膨胀率	先气冲洗		气水同时冲洗			后水冲洗
	强度 [L/(s·m)]	冲洗时间（min）	气强度 [L/(s·m)]	水强度 [L/(s·m) ]	冲洗时间（min）	强度 [L/(s·m)]	冲洗时间（min）
均粒石英砂 微膨胀	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、冲洗水的供应

冲洗水可由冲洗水泵或冲洗水箱供应。

4.14、运行控制

均粒滤料滤池采用恒水位等速过滤。

当某格滤池冲洗时，进入该格滤池的表面扫洗水量大致与其过滤时的水量相当，因此进入其他各格的过滤水量基本保持不变。

滤池恒水位过滤可以通过调节出水系统助力来实现。控制过程采用自动控制，不受人为因素影响。