柿園水廠普通快濾池關于異形布氣管的應用

摘 要:在濾池改造為氣水反沖洗時由于池體高度已經確定，配水室空間受到一定限制，如果按照常規方式，很難實現氣水的均勻分布，因此采用不銹鋼“凸”字型異形布氣管，既降低了配水室的高度，又能夠達到配氣均勻的效果。

關鍵詞:異形布氣管 氣水反沖洗 均勻布氣

中圖分類號:X7IV文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(c)-0039-01

鄭州市自來水總公司柿園水廠始建于1954年，當時日供水能力僅8.5萬m3，隨著鄭州市城市建設和工業生產規模的不斷擴大，城市人口的增加及人民生活水平的提高，需水量也逐年增加。為了滿足日益增大的用水需求，鄭州市自來水總公司曾多次投資對柿園水廠進行了改、擴建，使其供水能力由早期的8.5萬m3/日增加至目前的37萬m3/日，水源也由賈魯河取水改為黃河取水。作為鄭州市供水量最大、運行時間最長的自來水廠，柿園水廠設施老化、管理復雜、抗沖擊能力差等問題逐漸顯現出來，其中，水處理工藝中的過濾設施存在的問題尤為突出。根據供水行業的技術進步發展規劃及生產管理的實際需要，為了提高柿園水廠現有濾池凈化能力及凈水工藝的安全可靠性，柿園水廠普通快濾池改造工程已勢在必行。

1異形布氣管的應用

受當時的技術條件和經濟狀況的制約，當時興建的濾池(下稱老濾池)和以后擴建時興建的濾池(以下稱新濾池)均為4閥普通快濾池。兩座濾池呈南北布置，新濾池在南，中間有6.0m的間隔，新老濾池的單格濾池池形、面積完全一樣，濾池運行參數如下:

單格面積:F=5.5m×11.0m=60.5m2

濾池面積:老濾池:60.5m2格×2格/組×6組=726m2

新濾池:60.5m2/格×2格/組×6組=726m2

合計:1452m2

柿園水廠兩座濾池設計時按原來設計標準，出水濁度≤5NTU，采用“豐”字管形式大阻力配水系統，單水反沖洗。隨著國家對水質標準的提高，已滿足不了新的水質生產工藝要求。這種單水反沖主要是沖洗不理想，濾料易積泥，濾料層的截污能力未得充分利用，且沖洗耗水量較大;濾池沖洗時，由于濾料膨脹，因而自動進行水力分級，形成下粗上細的濾料層，其上部易被堵塞，即水頭損失增長較快，產生負壓過濾，因而影響過濾周期，下層濾料又不能充分發揮截污作用，因此，柿園水廠普通快濾池技術改造已是當務之急。本次改造采用的過濾系統為長柄濾頭。將原來配水系統改為長柄濾頭，氣-水反沖，即將大阻力配水系統改為小阻力配水系統。這樣不僅可以節約反沖洗水水頭的能量，又可以減少反沖洗水量，更重要的是，濾池通過氣-水反沖后，均質濾料層非常干凈，大大延長了工作周期和檢修周期，減低了制水成本，提高了濾后水水質。

在工程改造調研中我們認識到:濾池氣水反沖洗改造成功的關鍵在于配氣均勻。柿園水廠的濾池單格面積較大，且全國尚未有改造如此大面積的普通快濾池氣水反沖洗改造工程，因此，為慎重起見對均勻布氣一定要采取有效措施。由于是改造工程，濾池高度(3.15m)已經確定，配水室空間受到一定限制，如果按照常規方式，很難實現氣水的均勻分布，因此，柿園水廠在改造過程中采用了浙江玉環凈化集團特制的“凸”字型異形布氣管:沿濾池5.5m方向設3根異形布氣支管，在濾梁筑時預埋，并將濾梁縱向切斷的鋼筋與異形布氣管焊接，且在該處進行加強;這樣，既降低了配水室的高度(改造后配水室空間為550mm)，又能夠達到配氣均勻的效果，有效的解決了改造過程中的這一難題。

2 異形布氣管的設計

2.1 設計參數

單格濾池的面積A=11.0×5.5=60.5m2

濾池氣沖強度取q=0.015m3/S·m2

單格濾池下設三根布氣管，每根布氣管內的輸氣量:

Q=m3/S

2.2 異形布氣管計算

因為布氣管布置方向與濾梁布置方向垂直，為了布氣均勻，異形布氣管分為上下兩層，下層輸氣至異形布氣管的中部，然后氣流上升到上層布氣廊道后進行布氣。

(1)異形布氣管下層輸氣廊道。

異形布氣管下層輸氣廊道截面積:

S ==12000mm2=0.012m2

則其內流速為:V=m/s>10m/s

雖然異形布氣管輸氣廊道內氣流流速大于設計流速，但其長度只有2.98m，故氣阻損失對整體布氣管路而言不會產生很大影響。

(2)異形布氣管上層布氣廊道。

異形布氣管上層布氣廊道是從其中部進氣，沿前后兩方向進行布氣。

異形布氣管上層布氣廊道截面積:

S1=150×70=10500mm2=0.0105m2

則其內流速為:V=m/s，滿足設計要求

布氣孔孔徑取dk＝10mm 孔眼流速取V孔=25m/s

每個孔眼面積:fk==78.5mm2=7.85×10-5m2

每個孔眼空氣流量:

Q=fk·V孔=25×7.85×10-5=1.96×10-3m3/s

一根支管兩側所需孔眼總數nk==154個

支管單側孔數為77個

孔眼距離Lk=1=71.4mm，取70mm

3 結語

改造后的濾池運行至今，配水配氣的均勻性達到了預期的效果，濾后水水質得到了明顯的改善。事實證明，這次在濾池內部增設異形布氣管是可行的，有效的。

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