在水处理工艺中,过滤是保证水质的ZUI重要措施,而反冲洗是使滤池得以恢复过滤能力的ZUI关键环节,其配水系统则是核心部位。尤其是气水反冲工艺,对配水布气系统有更严格的要求。其配水布气的均匀程度不仅直接影响滤池的反冲效果,同时影响运行效率和运行费用。

气水反冲工艺中,配水布气均匀的关键是滤头的平整度。其核心是控制滤杆中进气孔和滤缝水平度。而小块滤板,因无法直接控制滤杆进气孔水平度,只能强调滤板的平整度。因此《滤池气水反冲设计规范》中规定小块滤板单板控制水平<±2mm,整池水平度<±5mm。而实际上,平板式浇筑小块滤板保证平整度难度较大,立模式浇筑小块滤板存在着滤板自身结构强度不均匀的弊病。

整体浇筑滤板和可调节滤头是气水反冲滤池配水布气系统的进步。突破了传统滤头将滤杆和滤帽连成一体,只能依靠小块滤板的水平度来间接控制滤头水平度的落后手段,而是将滤帽和滤杆设计为分体式,滤杆可以上下移动,调整高度,因而可以直接**调节滤杆上的进气孔在同一水平面上。

以V型滤池为例。V型滤池全称为 AQUAZUR V型滤池。

在V型滤池中,常规配置有滤头滤板。V型滤池对配水布气系统的施工精度要求很高,滤板的水平误差不得大于±2mm,对滤板要求平整度,其实质是要求滤头的平整度,而对滤头的平整度,其核心是对滤杆上进气小孔的水平度。

滤板与池底之间有一个适当的高度空间(配水区),气冲时在滤板下形成气垫层,当气压大于静水压力时,气垫层逐渐增厚,当水面逐渐下降至长柄滤头的滤杆管上的进气孔时,空气开始经小孔进入滤杆,

再通过滤帽进入滤层,如果流入的空气量与经小孔流走的气量相等时,水面便停止下降,而形成一个稳定的气垫层:若进气量大,小孔不足以排走进入的空气量,水面会继续下降至滤杆下部的进气缝处,这时剩余的空气就经过滤杆下部的气缝进入滤杆。在每个滤头滤杆的进气孔、进气缝标高一致时,各滤头的出气量也就均等。反之如果标高不一致。反之,如果滤杆上的进气孔和进气缝的水平度误差大,在同样的气垫层厚度情况下,每个滤头的进气面积就不同,导致进气量不同,此时空气就无法均匀地分配在滤层上,严重时将有脉冲现象,或气流短路现象出现,势必导致冲洗效果不良。

整体浇筑工艺从设计角度上,由于滤杆上下可调节,使进气孔的水平度的调节精度提高到0.4mm,从而确保了气水反冲均匀性,达到ZUI佳效果。不仅实现了高精度高质量的滤池配水布气系统,而且为日后实现土建构筑物产生不均匀沉降时,仍然可以调节滤杆到设计所要求的水平精度。从运行上,由于没有任何接缝,从根本上杜绝了以往预制小块滤板接缝开裂、脱胶乃至翻板而导致漏气、漏砂的弊病,彻底解除了长期运行的后顾之忧。从施工上,现场绑扎钢筋,采用商品混凝七连续浇筑,质量控制、现场监督十分容易控制。又由于是模块化,所以施工进度快、周期短。尤其在国外施工,节约运输费用。

整体浇筑滤板,不仅成功地应用于给水工程中气水冲洗滤池而且在污水处理工艺的生物曝气滤池中显示了卓越的性能。

污水处理工艺的生物曝气滤池由于滤料层厚、负荷高,加上曝气量大,频繁的曝气往往造成小块预制滤板的预埋螺栓松动、滤板之间接缝开裂、甚至翻板等事故。

整体浇筑滤板没有预埋螺栓,不会产生螺栓松动之弊病,加上与池壁与滤梁都有预埋钢筋网状联结,整体性好,性能十分优越。

2整体浇筑滤板与可调式滤头的工艺特点

(1)为了实现整体浇筑,必须有不拆卸的成型板材(工艺上采用食品级ABS板)制作凹凸型模板,能可靠支撑整体浇筑工程的施工荷载(当施工荷载400kg/m2时,模板挠度变化<1.2mm),模板凸处带颈套的圆孔是用以固定滤头预埋件(滤座)。

(2)在模板安装后钢筋骨架采用Φ10和Φ12与池壁钢筋联接为一体。

(3)整体浇筑混凝土要求一次性浇筑完毕并予震捣均匀、压实,满足C25强度,允许施工按土建一般要求1‰的水平误差,其承载强度正向70KNm2,反向60KN/m2。

(4)混凝土养护后,在滤头预埋件(滤座)内插入可调节螺杆,其可调螺距为70mm,上下调节范围≮50mm,调节滤杆预留为15mm以上余量,供滤池长期运行后可能出现土建构筑物不均匀沉降时可调节使用,调节精度(ZUI小调节量)为0.4mm。

(5)滤池布水区进水,根据水面来调节滤杆的上端平面在同一水平高度,从而保证进水孔在同一水平线上。

(6)采用防松动自锁滤头予以联接滤座,由于整体浇筑滤板的模板是定型的,所以滤头之间的距离和每平方米布置的滤头数量也是固定的,而标准型滤头的缝隙面积也统一,从而全池开孔比也是固定的。尽管以往无数成功的经验已确定了以上这些数据(滤头间距横向150cm,纵向200mm,标准型(QS-K-0.5)滤头缝隙宽度0.5mm,面积612cm2,全池开孔比为2.0%)。但考虑到各设计者的设计经验和不同特定的处理对象,所以备有不同缝隙面积的滤头供选择,以满足不同开孔比的设计要求。并有B型模板,滤梁间距为1m。

(7)整体浇筑滤板工艺已制定**标准,《气水冲洗滤池整体浇筑可调式滤头技术规程》( CECSI78:2005)。使滤池设计和施工有统一规范,施工进一步规范。便于推广应用。

(8)有些有特殊要求的配水布气系统,可以在滤池中直接铺设按设计要求的平模板,下部架设可**调节水平的支撑杆实现整体浇筑。

3常规设计参数

3.1工艺选用

各种滤池工艺,包括气水反冲和单水反冲。各种池型包括新式气水反冲V型滤池和翻板滤池,以及污水处理工艺中的生物曝气滤池和老式虹吸滤池。各种新建滤池和各种老滤池改造。

3.2规格尺寸

滤头按滤帽缝隙宽I型0.5mm、Ⅱ型0.4m、Ⅲ型0.3mm三种規格,每只滤头缝隙面积分别为6.12cm2、4.90cm2、3.67cm2,三种规格缝隙条数均为36条均布,缝隙长度均34mm。滤杆长380mm,可调螺纹长

70mm,调节范围50mm,调节精度(ZUI小调节量)0.4mm。

模板A型长X宽×高(1138mm×617mmx100mm),厚度5mm;滤头预埋座孔数24个(块。相当于33.3只/m2(纵向间距200mm,横向间距150mm),全池开孔比为2.0%

模板B型长×宽×高(980mmx450mm×100mm),厚度5mm;滤头预埋座孔数18个/块。相当于40只m2,(纵向间距167mm,横向间距150mm),选Ⅱ型滤帽,全池开孔比为2.0%。滤板厚度200mm。

3.3池型布置与滤梁、滤板设计

(1)滤梁。应按冲洗水布水流向布置。

滤梁宽度一般为150mm,滤梁中心距A型为1200mm,采用B型模板则滤梁中心距为1000m,滤梁髙度气水反冲形式宜为900mm,单水反冲形式通常不应小于400mm。新建、扩建滤池必须按模板尺寸模数确定长、宽尺寸改建滤池根据滤池平面尺寸和模板尺寸模数布置滤梁,滤梁宽度可为140-180mm,以尽量减少模板切割。由于模板统一,因此对于新设计滤池而言,可以按模板尺寸模数确定长、宽尺寸。长度宜为模板长与支撑梁(通常控制宽度为150mm)的倍数,采用A型模板为1.2m倍数。采用B型模板则为1m的倍数。宽度宜为模板宽的倍数,一般A型模板应为0.6m的倍数。B型模板应为0.45m的倍数。

滤池与滤梁平行的池壁上须设边梁以支撑模板,宽度一般为75mm,与滤梁垂直的池壁上亦应设边梁以防止混凝土浇筑时漏浆,宽度一般不应小于40mm,边梁结构为素混凝土。

(2)钢筋

主筋为1级Φ12螺纹钢,箍筋为Φ8圆钢。滤梁需预埋钢筋(Φ12螺纹钢),顶面上预留300mm长与滤板主筋焊接连接。滤池底板滤梁部位主筋需预留300mm长与滤梁竖向主筋焊接连接。旧池改造需凿

出底板主筋与滤梁竖向主筋焊接。混凝土强度一般为C25级。

3.4制作与安装

无接缝滤板由于在现场制作,因此工期短,质量易监控,其施工必须遵循以下程序：

池体实测→模板取样→模板安装→钢筋绑扎→预埋座安装→淸理→检査→搭设操作平台→混凝土浇捣→初凝一旋松预埋座施工盖→养护→打开预埋座施工盖→布水区进水至预埋座内螺纹平面→置入带调节螺纹的滤杆调试水平→检查→安装自锁滤帽

3.5注意事项

滤壁与滤梁必须有钢筋与滤板钢筋骨架连成一体,新设计滤池池壁留有20～40mm凹槽。老池改造可在滤壁植入化学螺栓或膨胀螺栓,池壁与滤板连接处打毛。每一格单池必须一次浇筑完成(控制在8-12h内)。初凝后必须压光三遍。对于改造滤池在制作滤梁时必须滤池池底之钢筋骨架连成一体。模板叠合部分采取了特殊的措施可防止意外情况下漏浆。

4分析比较

(1)整体浇筑滤板没有任何接缝,彻底消除了传统小块预制滤板可能存在滤板密封不严密的隐患,从而杜绝了翻板、漏砂等弊病。

(2)用调节滤杆调整滤头水平精度高,可以将整个滤池的布气孔调整到同一水平高程,优于传统滤板、滤头只能用一块滤板间接调整滤头的工艺,使配气布水更趋均匀理想。

(3)由于滤杆可调节进气孔高度,若干年之后,对发生不均匀沉降的土建构筑物仍然可以再一次调整滤池,布气孔在同一同平面上。

(4)现场整体浇筑滤板钢筋与混凝土质量易于控制,施工周期短,彻底改变了传统滤板一模一板的落后加工工艺,且便于现场进行监督和质量检查。

(5)由于滤头的水平度可由调节滤杆予以保证,故整体浇筑混凝土滤板的控制指标与常规土建工艺相近,同格滤池的土建水平误差<1‰即可,从而简化了施工程序,并可提高机械化施工程度,缩短了施工周期,降低了工程造价。又由于整体浇筑减少一板一模的模具费、密封胶泥、预埋螺栓、紧固件,节约了运输吊装费,告别了秦砖汉瓦的时代。