純水設專家備解決給水過濾設計的選擇難題
【純水設備http://www.tjxqcs.com】一些有關濾池組成部分如濾料、配水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、輔助沖洗設備、進行控制形式、沖洗排水槽、過濾速度、濾池深度、濾池數(shù)目、濾池形式、濾池調節(jié)和進行監(jiān)視等，都要在濾池的全部設計里考慮。
濾 料
作為任何一個濾池設施核心的部分的濾料類型和特性，經常根據(jù)妥實判斷、慣例和具有權威性的研究而選擇。模型試驗出來的不同濾料組合及級配，便能得以借鑒，從中研究以達到合乎真實情況的結論。期望在這些試驗中能有最優(yōu)化的試驗資料，以得到最合適于要處理水的濾料及最佳濾速。
選擇濾料首先決定的是要用單層濾料、雙層濾料還是多層濾料。單層濾料在美國目前很少用。設計人和研究人考慮濾池設計要達到的主要目的是：使水流方向先通過粗濾料，再引到細濾料。因此不贊成用單層濾料。在美國一般情況是：當沖洗時，先用水液化濾床。此結果是為把細的濾料落在濾層頂部，粗的落到底部。在進行周期內加增濾速，就得使用深層過濾，以保持合理的長過濾周期。采用單層濾料，懸浮物截留在濾層頂部的細濾料里。用較粗的均勻濾料且濾床深的濾池，如歐洲用的濾池，是一個解決的途徑。歐洲采用的是水和氣沖洗的方法。這樣就可以不必液化砂層。僅用水沖，就需要沖洗強度大的水來液化大的顆粒。所以美國發(fā)展雙層濾料濾硅，以大料徑、低比重的煤顆粒鋪在砂顆粒上。
選出能以同一沖洗強度液化不同比重的幾種濾料顆粒級配，以粗濾料截留浸入濾層大部分的懸浮物，細濾料作為精濾通過煤濾料過濾的水而用。由于煤的空隙率比砂子高（約0.5比0.4），煤可以大量截留和存儲懸浮物。
進一步發(fā)展從粗濾料漸變到細濾料的理論，提出了多層濾料濾池的使用。這種池子增加比重比砂子大的濾料濾層，如枯榴石或鈦鐵礦。
除非已經做了廣泛的模型試驗，大多數(shù)選擇濾料的答復是雙層濾料。雙層濾料濾池在美國多數(shù)采用的場所已證明其效果。然而按照規(guī)章標準對處理水更嚴格的要求時，就要考慮使用多層濾料。
有時，選擇濾料要根據(jù)相匹配的煤濾料的可用性和成本（有時兩者都應考慮）、沖洗設備方式或模型試驗結果選定。舉例說，孟加拉國吉大港的一個水廠，采用單一的均勻砂濾料，是因為進口煤價高。該國勞動力低廉，用人工篩分砂子造價不高。
洛杉磯水力管理的2,271.00T/d直接過濾水廠，通過多種不同配比的綜合濾料試驗，證明采用1.8m深的單一煤濾料濾池，在造價和進行效果上都是最好的。
由于設計組成部分的相互關系，決定著濾池濾料的最終級配形式。無論確定采用那種濾料都得要參考其他因素。例如沖洗設備形式就對濾料的決定有很大的影響。反之一樣。
選擇出的濾料粒徑和濾床深度，都對濾速有關。必須注意，要選出恰當粒徑的砂子和其他濾層濾料都需與粗濾料相結合。
配水系統(tǒng)
濾池配水系統(tǒng)有兩種作用：收集流過濾層的水和均勻分散通過濾池的反沖洗水。雖然石層不能促使懸浮物分離，但它能幫助反沖洗水分布，所以石層應作為是配水系統(tǒng)的一部分。
理想的配水設備是排列緊湊的小孔設備，它完全蓋住整個濾池底板。設置此有孔板的想法是，利用熔凝的氧化鋁石料(fused
aluminum oxid stone)的方板，放在支柱上，形成底部配水渠(plenum)。這是理攝的配水系統(tǒng)最好的例子。濾料直接置于方板上。也有用穿孔塑料板的。
板上小孔要增加濾池的摩阻損失，這是因為一些水里化學沉淀物資，會在穿孔眼時形成泥殼，堵塞孔眼。從另外一方面看，如是下孔，得需有305－457mm的石層，置于濾料和配水設備中間。
用作配水系統(tǒng)的有下面幾種，尚有未包括在內的。
*帶有孔眼或管咀的管道橫向支管；
*有著孔眼、管咀或穿孔板的陶瓷或塑料濾磚橫向支渠；
*預制混凝土T-Pees橫向支渠；
*有孔眼、管咀或水力錐體(hyd-rocone)的底板配水渠道；
*有孔板的底板配水渠道；
*有孔板的陶瓷濾磚橫向支管。
以上所列設備，有的可用水沖，有的用單獨使用的水沖和氣沖，還有的氣水可在一起使用的設備。所以如果設計人希望沖洗濾床包括用氣沖設備，從更多考慮，這種打算要排除一些配水設備。如果決定用氣水混合沖洗，這種方法在選取配水設備上范圍仍然進一步窄狹。從氣水沖洗能增加到的好處這一項上看，認為有限度的選用配水系統(tǒng)是合理的?？諝饽苡迷诖罂椎呐渌O備上，但分開放置的氣體支管系統(tǒng)，要放在配水設備的石層中，這很重要。如果采用此種方法，特別是注意石層的設計。
配水系統(tǒng)選擇好后，系統(tǒng)的整個深度必須考慮，因為這要影響濾池深度。由于配水設備的孔眼大小相間距關系，就要決定是否用305mm或更度的石層。供應和鋪設這些石層費錢且勞動強度大。為了避免石層移動，建議加一層石榴石。
采用有管咀的0.25×9.0mm狹槽，會與濾料相稱，可不要石層。在考慮不同配水設備形式的經濟性時，對水頭損失，特別是在反沖洗時的水頭損失，必須全面估計。
如果兩個或兩個以上的配水設備都能用，但形式不同，那就要作出比較，從中選取一個。作者已成功的使用了帶有噴咀的整體混凝土底板和配水渠和需要石層塑料濾磚橫向支渠系統(tǒng)，其每個系統(tǒng)都能使用氣水混合沖洗設備。
目前在市上見到的是后裝備可調整導管(Stem)的噴咀。這種設備的氣孔做的準確且保持水平，所以能保證空氣均勻分散。在使用上可減少一些施工者所承擔的建成一個絕對水平底板的壓力。
要注意有石層和底層配水渠；就要增加濾池深度。同樣在配水系統(tǒng)中孔眼大石層也厚，但反沖洗水頭減小。
在污水三級處理濾池中，采用配水設備，特別要注意(1)保證配水設備材料能防腐，(2)要保證混凝土內的鋼筋外保護層有足夠厚。這是配水設備應用底板配水渠支柱和假底(false
floor)的關鍵問題。
預制混凝土T-Pee配水設備開始用在勞動力便直及進口貨貴的國家。在這些情況下，T-Pee已與自動沖洗濾池合用。美國南加洲大都市供水區(qū)在沖洗濾池中用T-Pee設備于底板配水渠上做假板。
反沖洗系統(tǒng)
洗凈濾池的作法是，用水向上穿過濾料，以足夠速度液化濾床；并使其膨脹率達到15-25%。再大速度也僅是只增加水泵唧水成本或是在自動沖洗濾池上加大池予構造價而已。同時由于增加膨脹率，沖洗水頭要加大，濾池深度隨之加大。因此加大膨脹率也只有極少或沒有什么特別好處。理想的情況是，在沖洗期間沖洗膨脹率的百分數(shù)要恒定不變。沖洗率要適應一年四季廣泛的溫度和黏度變化加以調節(jié)。效率不高的沖洗設備或不適當?shù)臎_洗操作會使濾池發(fā)生問題，如泥球，濾層開裂、濾料上積泥及在濾床上出現(xiàn)死區(qū)。這些問題會使水質變壞，縮短過濾周期。這種現(xiàn)象很可能在三級污水處理中更易普遍出現(xiàn)。因此在此種濾池中，有效的水沖或氣沖很重要。
一般常用的有三種沖洗系統(tǒng)：直接用沖洗水泵、水泵加上水缶和自動沖洗。直接用水泵設備的是水泵由清水庫或是直接由公共濾水渠把濾后唧走。水泵型號依據(jù)足夠沖洗一個或多個池子的水量而定。要使水尖沖洗設備能在不同的沖洗量時都能使用，要采用變速或多級水泵，也可以在管子上按裝流量控制器或其他有同樣作用的儀表變換沖洗水量。變換的流量包括混合沖洗時的開始低液化水量、懸浮體液化的低流量、濾料液化的高流量、液化后濾料回復原狀的低流量和由于溫度變化而采取的變化流量。重要的是，該設施的沖洗量要有一個緩慢成梯度的上升和下降過程。如果由于閘門快速關閉，沖洗水量降低太快，濾料壓縮會加大，以改造成濾層空隙比例變小，使在過濾當中，絮體堆存在濾層中的空子少。閘門突然關閉及液化床的破壞，會造成濾料彼此碰撞，使得沖洗后開始恢復過濾時，過濾水水質很壞。
用水泵結合水缶沖洗方法是：濾后水唧到足夠高的高架水缶。水缶大小應足以使所供的水，在沖洗時有足夠的壓力和水量。流量控制器可裝在來水管上，以為變換沖洗水量而用。因為水泵能連續(xù)進轉，所以水泵可選稍小型號。
自動水沖洗濾池不用水泵或管道。代替的是，所有濾池的濾出水都流到公用水渠。在水渠內有堰口控制水位，這樣濾出水的水位永遠高于濾池沖洗排水槽及側邊堰口頂?shù)乃?。其水位之差足以滿足提供沖洗濾料水量的水頭。這就需要有足夠數(shù)目的正進轉中的濾池，以應付沖洗水的要求。不然，水位降到公用水渠內，使沖洗效率低。
濾池出口閘門必須相對的大，一般不用機械操縱。反沖洗開始，水位下降時及反沖洗完畢，開始過濾，水位上升時，應使沖洗水頭及沖洗水量緩慢的成斜坡變化。慢慢關排水閘，初濾水逐步增加濾速和以旁通伐將初濾水排走，有助于對過濾水的調整。
為了給自動濾池提供需要的沖洗水頭，其濾池深度必須比通用沖洗形式的要深。但因為這種濾池沒有沖洗設備，第一次投資就是最后的投資。自動濾池有這樣特點，在進行場所勞動費用少，而進輸、進行和維護費高。可得出這樣觀點，當?shù)貤l件對整個濾池設計任一組成部分的選擇有極大的影響。
輔助沖洗
單獨水沖已經證明不能有效的洗凈當前高濾速、深濾床的濾料。液化不均勻濾料的濾床沖洗，使得濾料細的在頂部、粗的在底部。要把這種情況減低為最小，是使濾料均勻系數(shù)接近于1，但是這種方法很費錢。
由于這種不均勻情況，容易在濾池中形成泥球。這是因為沖洗不充分或是在濾層頂部數(shù)英時、被截留、壓縮懸浮物造成的原故。當沖洗時，不均勻濾料膨脹而發(fā)生的對流現(xiàn)象，使得一部分被壓縮濾層向下移動深入濾床，并且由于流體回旋作用形成泥球。
為了克服此困難，使用了機械爬子、固定表面沖洗噴咀、旋轉表面沖洗噴咀以及氣沖設備。機械爬子目前已不使用。固定或旋轉表面沖洗噴咀是美國一直用的輔助沖洗方法?？諝鉀_洗通常在歐洲使用?，F(xiàn)在美國也用的很多。
由于雙層濾料濾池的出現(xiàn)，兩層旋轉沖洗器已使用上，以助于清洗濾層煤砂交界面。濾速增大，特別是在深床過濾濾池中，由于絮體穿入濾床深，使得表面沖洗的沖洗效果減少。所以，在美國對用空氣沖洗目前有極大的興趣。在三級污水過濾中當然更是這樣。在Contra-Costa城供水管理區(qū)的Boteman水廠用了表面沖洗空氣沖掃方法去除懸浮物。這種方法很多其他水廠似乎沒有采用。
空氣沖洗比之表面沖洗來，并不是沖洗的補充措施?？諝鉀_洗比用液化反沖，對潔凈濾床更有效果。
在沖洗程序上，空氣使濾池發(fā)生必要的擾動，以使附著在濾料上的絮體除掉。這種方法更有的好處是，對整個濾層都有潔凈作用。Cleasby比較了濾池反沖的各種方法指出，單獨用空氣沖洗如表面旋轉沖洗一樣是潔凈濾池的有效方法。氣水混合沖洗被指出是所有沖洗系統(tǒng)中最有效的方法。鈴間川村提出，氣沖的剪力是液化濾床反沖剪力的兩倍。
如果用單一濾料設計，空氣沖洗還有以下好處：濾料不需要液化，所以能維持住濾料的均勻性，其結果改進了濾床過濾性能，因為只需要沖洗水液化制離了的懸浮物，其沖洗水強度僅為17-24m/h，因此沖洗水量少，水壓力低；可有少量水排掉或回收；溢流排水槽與濾層的距離不需要太高，側邊堰口也是如此，使濾池深度有所減小。
在低液化沖洗率下，如把聚合劑作為助濾劑使用，用氣水混合沖洗，目前在沖洗濾床上更有效果。所以在用氣水混合沖洗(Concurrent
air-wafer underdrain sysfem)方法時，需要特別為氣一水沖洗做濾池配水系統(tǒng)的設計。如果使用其他形式的配水設備，要設單獨的空氣支管。同樣，開始單獨用氣沖，然后再用水沖，也需要特別為配水系統(tǒng)和輸氣設備設計。
空氣沖洗是一個單獨系統(tǒng)，用空氣來去除污物，沖洗水僅為輸送剝離的絮體而用。當用氣沖時，不再需要用水液化濾料。然而，在雙層濾料濾池中用空氣清除污物，無論是氣沖和水沖是分開或合并使用，在反沖的最后過程中，還是需要濾料液化。兩種濾料由于空氣沖洗的劇烈振蕩，使在交界面混雜，液化可使它們得以復元。
當為發(fā)展中國家設計濾池時，輸送和保養(yǎng)設備是一個問題，輔助設備必須根據(jù)當?shù)夭煌闆r選取。
單一濾料使用氣沖的優(yōu)點為
*濾池仍保持均勻；
*沖洗水量少；
*沖洗水壓力小，可節(jié)能；
*濾池池身淺；
*沖洗泵或水缶??；
*沖洗回水庫小，水泵也小。
濾池進行控制方式
設計人在濾池組元形式選擇上，也許最有爭論的就是控制方式的選擇了。當前重力濾池控制通用著兩種基本方式：恒速和變速控制。恒速控制有三種：(1)濾池進水水位保持恒定，(2)濾池進水水位隨著過濾運行時間變動，(3)濾水管上安裝流量控制器。
恒速：濾池進水水位保持恒定，這種方法是在首部渠道(header channel)進口同設有的單獨進水堰口，使進水至每個濾池。渠道的水力計算和堰口長度要仔細設計，其尺寸要足以保證每個濾池進水量相等。每個濾池都有一個桿件給控制器信號，以維持在濾床上的水痊恒定。這種運行靠濾水管上的調節(jié)閘門完成。濾池開始運轉，穿過濾床的水頭損失最小，閘門僅有部分開啟，這樣使水流穿過濾層、配水設備、管道及閘門時，全部水頭損失等于可利用的水頭。濾床水頭損失由于懸浮物在濾床堆積加增，水位趨于上升，為了把恒定流量的從水濾池濾出，就得增加可用水頭。水位桿件把提升水位的信號傳給控制器，控制器再指令節(jié)制閘開大一些，以減少過閘的水頭損失，從而保持恒定水位，使進水量相等。
當某一濾池停止運行反沖時，其余運行著的濾池必須把增加來的流量承擔起來。進水堰口要保證把增加的流量平均擔負，桿件一控制閘設備保持水位穩(wěn)定、流量不變。同樣，如果流到濾站的水量有變化，也許增加，也許減少，可根據(jù)通過節(jié)制閘水頭損失的減少或增加加以調整。
恒速：濾池進水處變更水位。這種方法除了沒有水位桿件、控制器、節(jié)制閘以外，與前述方法相似。在起始過濾時，水位剛高過濾床頂部。濾床與處理水控制堰口所設兩處位置，必須保證在過濾，開始運行的低水位要永久高于濾層。開始運行時的濾池水位與堰口上水痊的差，等于減去開始運行時潔凈濾層、配水設備和管子的水頭損失的可用水頭。
在濾池運行過程中，濾池堵塞使濾層水頭損失增加，濾池水位隨之升高。作為保持流量恒定的補償水位，濾站改變進口流量時或因為有的濾池投入運轉和停止運行時，要相應的升降水位。
水位傳動器安裝在每一個濾池中，以便操作者警覺，在有必須要馬上沖洗的濾池或由于水頭損失即可用的過濾水頭已經用盡和水位漲到最大限度時，開始對濾池作周期的自動反沖?；蛘呤茄惨暡僮髡呖吹叫枰礇_的高水位濾池，加以反沖。
恒速：流量控制器。采用這種控制器，可使所有的濾池和濾池首部渠道來水都維持在一個固定水位上。濾池水量由按裝在每一濾池出水管子上的文丘利和調節(jié)蝶閥控制，成比例地平均分配到每一濾池。一般濾池控制器接受文丘利流量計桿件傳來的信號，傳到每個蝶形控制閥，以保證每個濾池在一時間都能把送到濾站內的流量均勻分配。由于濾池堵塞、濾池投入運行和停止運行沖洗或是進水量變更，致使首部渠道內水位升降，水指位示設備把這情況傳到控制器。濾程開始，蝶形控制閥幾乎全部關閉以消除濾池高水位的多余水頭。不然，會有比通過潔凈濾斜、配水設備和管子所需水頭更多的多余水頭。當濾池堵塞時，水位逐次升高，這時水位桿件將信號傳出，把控制閘門開啟到能以補償不足水頭的程度。水位變化的操作設備一般為152mm，這就是足夠的避免濾池波動(surge)的寬廣范圍。如果穿孔整流墻設計在沉淀的進口和出口末端，增大了表面積，可進一步減緩運行著的濾池流量變化的影響。
變速過濾：用變速過濾的濾池，在沖洗的每一周期中，池速隨著濾程變化。當一組濾池中的某一濾池沖洗后回復運轉，它要以本身最高濾速進行。直到下一個濾池停止運行沖洗，保持經常。濾池水位升高以補償在其中一個濾池或其他濾池發(fā)生堵塞時所減少的水量。在下一個濾池沖洗后恢復運行時，濾池水重新回到低水位。在此低水位下，濾速逐步減低。濾層上水位高低順看成坡度運行的濾速趨勢變動，一直到濾池又開始反沖為止，此時濾池又在最低濾速下運行。這種運行程序一再循環(huán)進行。所有濾池的水位與首渠一起升降。
此種方法要運行恰當，么用進水水渠和連接管或進入濾池入口必須大一些，以消除水頭損失。
當一個濾池停止運轉反沖時，余下濾池要分擔起過濾此停轉濾池應濾過水量的責任，由于沒法補償經過濾閘的水頭損失，濾床上的水位會突然上升。為了減少沖洗后開始過濾的高濾過速度，一般可在濾出水管上設孔板。在水力學上講，因為它有限制開始穿進濾池高濾速的同樣效果，沒有理由在進口處不設調節(jié)孔洞。
沖洗排水槽
沖洗排水槽是于沖洗期間，作為收集和輸送沖洗水之用。注意要保證排水槽彼此之間及其對濾層相距位置安排得當。French根據(jù)排水槽間距，對排水槽頂?shù)母叨龋岢鋈缦乱螅?/span>
H=0.34S
式中：H等于排水槽頂距液化床的高度和S等于排水槽中到中間距。
多數(shù)運行者提出沖洗水從排水槽帶走濾料問題，這種情況可能由下列的一些原因的任何一個原因造成：沖洗水不充分使得濾料積泥，因而加增了濾床深度；濾床頂部濾料細，易于被沖洗水帶跑（丟失細濾料也有好處，它可以更好的用于深層過濾）；當沖洗水達到排水槽頂后，氣沖還未完畢或沖洗排水槽過低或間距過密。
在美國用沖洗槽有著傳統(tǒng)的習慣。在歐洲通常用側邊堰口(side wire)排水，對于這種側邊堰口排水方法要多加注意。在濾池大到4.57m(15ft)寬時，用側邊堰口運行好。有下列關系，靠近堰口水深比之濾池對面的水深要淺，因之使橫過濾池的沖洗水造成差異。這種水頭上的小差異，對于沖洗強度有極小的影響。這種不顯眼的差異，對沖洗水搓洗效果，也甚至有著些小的影響。在歐洲這種微不足道的差異，對于濾料及出水水質并無不利之處。
也有論述到用側邊堰口輸送脫落污物橫過濾床頂部全部寬度的關系。只要是在沖洗水于立面上全部液化濾料期間，沖洗水橫越濾池到堰口時，沖洗懸浮物就一直處于懸浮狀態(tài)。歐洲經驗證明這種沖洗方法是滿意的。如果單層濾料濾池用側邊堰口，采用氣沖，能用淺的濾池。
Hudson提倡用側邊堰口排除沖洗水。Cleasby和Baumann推薦在輸水距離不大于3.66m時，濾池內有一個單排水槽就可以，沖洗應用混合氣水沖洗。采用這些方法的任何一種都節(jié)約。
南加州大都市給水區(qū)Shinner水廠最近擴建，就是使用單只一個排水槽的設計。
過濾速度
過濾速度通常由地方或國家根據(jù)模型試驗，并經其他水廠用一原水或相似原水處理證實，或者根據(jù)設計者經驗規(guī)定。當可能時，可直接取用模型試驗數(shù)值。如采用數(shù)據(jù)恰當，該研究成果用于濾池設計，在費用上的節(jié)約，要多于研究費用的若干倍。多數(shù)規(guī)章提出在沒有于模型試驗上取得滿意的效果以前，不允許超過規(guī)定的濾速。
當這種研究不可能一時得出結果時，設計的進出濾池渠道和管道必須大一些，使其能輸送比需用水量更大量的水，使單元濾池在生產時能以高濾速運轉。有了這種條件，水廠負責人就有著增加濾速的很好把握，再加上采取其他水廠的改進措施，就可以用很少的錢來增加產水量。生產實踐比之試管模型試驗，所得結果更容易為生產負責人接受。
如果過濾周期不變，要增加水量，濾料顆?；驗V層厚度就要加大，有時兩者都要加大。所以設計的濾池要使將來成為高濾速的濾池，排水槽要留有富余凈空，以備濾層加厚。
濾池深度
濾池深度為濾層厚度，配水系統(tǒng)類型、控制形式、濾池作用水頭、側邊堰口或排水槽、濾池類型、反沖系統(tǒng)類型和水頭損失所影響。
顯然，濾池深度直接與濾層深度比例。要達到用同一來水，濾池同一水質的水的目的，單層濾池深度要大于雙層濾池，多層濾池深度與雙層濾池相同，或許更淺?？傊?，與溢流排水槽有關的沖洗強度與其膨脹高度要影響濾池深度。
所以，沖洗時濾料膨脹率的選擇，會對沖洗水泵大小、耗能多少及濾池構筑物造價有影響。
配水系統(tǒng)也增加濾池深度。大的流水孔洞配水設施需要石層305-381mm，再要加上設備厚度。底層為配水渠的全部深度約610-915mm，如果再要石層，濾池深度還要增加。支管和噴咀系統(tǒng)(Pipe
tatezal and noggle syztem)只有203mm，再有150mm粗石層，加到濾池深度上。
濾池用進水分水方法(inbrow spilling method)，由于水頭損失在堰口上的原因，加大了濾池深度。因為進水另水形式變化水位，濾池必須有足夠深度，以使濾層頂部低于初濾時和預期的最小流量時的水痊。主張變用速過濾的人，認為這種方法的濾池深度要比使用以流量控制器控制的恒速過濾的池身淺，然而，作者探討了這些主張以及其他的議論，并且做了必要的計算，得出采用變速濾池的深度與恒速濾池的深度很接近，后者不是這么深。如果Cleady的意見被采納，變速過濾運行中一些問題，由于把排水槽置于濾池控制堰以下而避免，這就使得濾池更深一些。必須對應用推薦的這些在過濾水力學上加以理解。
如果，濾池出水堰口比濾層低，濾層要產生負壓，為了避免發(fā)生，濾層上水深必須增加，因此就要加深濾池厚度。
由于反沖方法不同，使濾池深度有很大的差異。如果采用自動沖洗，排水槽或者堰口的水位與作為沖洗水源的公共水渠的濾后水位之差，必須能夠提供在水溫最高時所需要的最大沖洗強度，這就要把排水槽頂放在濾池水位以下，其高度等于過濾水頭及反沖洗水頭的和，結果使濾池深度極深。
如選擇單一濾池，用氣水沖洗就不需要液化，由于沒有液化靜止濾層不需要比排水槽低太多，濾池可以淺些。若以側邊堰口代替排水槽，濾池深度更可淺些。
濾池負水頭的可能出現(xiàn)，這就使濾池深度不夠。標準教科書中提到解決這種難題辦法是增加池深，使濾層頂部高度與濾后水控制堰相同或低于后者，也就是要求濾層上的水深等于作用水頭。這樣作法保證了沒有負水壓發(fā)生，雖然這樣作法是保守的。也用把濾層、配水設備、閘門、管道、水渠的水頭損失計算繪圖，濾池深度可設計得小一些，而不會產生負壓。這種方法對于變速濾池則收效小。
變速濾池在濾層上增加的水頭損失，由于流量逐步下降，使通過配水設備、渠道和閘門的水損失有所減少而得的補償。如果其他條件相同，變速濾池會使負壓在恒速濾池迂到以前發(fā)生，所以這兩種濾池深度應當相同。
初濾水處理
濾池沖洗沖洗后恢復運行，為了保證濾后水濁度由開始過濾的最高濁度降到可接受的濁度，它要有一段運行時間。濾池濾出水潔凈情況是，濾料越大、濾速越快，要使濾池能到濾出潔凈的水且濾過效率高的程度。其初濾時間就越長。
處理初濾水水質問題有三個方法。
1.將初濾水排走不用；
2.初濾時濾速降低；
3.聚合物調節(jié)。
將初濾水排走是傳統(tǒng)的解決方法。即使有，目前只有少數(shù)設計人用此種方法。此種方法有一段初濾時間打開的帶閘門的管子，初濾時閘門打開，在初濾開始時的少許分鐘，將初濾水排走，或是將初濾水與沖洗污水回用。在自動化的濾站里，閘門用機械開動。它在規(guī)定沖洗程序時打開，并于濾池出水閘打開時的同時關閉。
使濾池達到能濾出好水的慢升方法，為在可調節(jié)的時閘內，濾池出水閘緩慢打開。緩慢打開的時間要根據(jù)濾池何時能濾出好水而定。它與濾速沖洗效果和過濾后水的化學、物理性質有關。用調節(jié)閥使流速穩(wěn)步地從慢速調到要求的運行速度。這種方法在英國普遍應用。
最后的一個方法是，用聚合物調理濾料。在反沖的最后幾秒鐘，把小量的聚合物投到反沖洗水中，通常小于1mg/L，以減少沖洗后初濾水濁度穗狀花序和縮短初濾水濁度達到要求的水質標準的時間。
把初濾水排走不要是浪費的，這樣做增加了需要沖洗的水量。如果沖洗水回收，那就需要加儲存的水缶及回收水的費用。
慢開系統(tǒng)要有的少許外加控制設備，僅用一個慢開閘和用現(xiàn)代程序處理的調節(jié)時間控制器即可。這種方式易辦且所費不多。
用聚合物調整方法，需要陽離子或非陽離子聚合物分批投加設備、水泵和自動控制設備?？刂圃O備必須包括水泵開關時間控制器。這種時間控制器保證了聚合物投入濾料里及濾料上的水中，其中可能有很少量的隨沖洗水流走。如果濾池很多、沖洗管又長、控制設備就需為每一濾池或一組濾池在泵上安裝不同的開停定時器。聚合物的數(shù)量和類型可用試探的方法決定。投加聚合物到進入濾站的入口上收效不大，這種投加藥劑結構物要做成能單獨的把藥劑投加到每個濾池的進口上，這樣做要增加管子費用。在自動沖洗濾池里，用聚合物調整也要有這種程序。
濾池數(shù)目
從濾池造價的觀點上看，只用一個濾池是最理想的。然而，實際上考慮到在濾池沖洗時還得有一個濾池作維護備用時，就要使其他濾池增加流量，所以四個濾池應是最小的數(shù)目。如果自動沖洗濾池以最低濾速運轉，并要有一個備用濾池時，余下的濾池必須濾出足夠于沖洗時所能濾出的流量。濾站在濾速為12m/h及沖洗強度為48m/h的情況下，最少要有六個濾池。尚若濾池濾速小或沖洗強度大，就得更需要多些濾池。
如果打算回收沖洗污水，平衡水缶和水泵大小及其造價要根據(jù)池子數(shù)目而定。濾池非常多，水缶和水泵就可極小。反之，只有一個濾池，水缶和水泵規(guī)模就要最大。所以數(shù)目與平衡污水缶數(shù)目多少，要合在一起評價，以決定造價與效果最合算的綜合值。
濾池布置
濾池布置有多種形式，最重要的是選擇造價最低且運行最佳的形式。
濾池可以排成一行，采用封閉管廓并與沉淀池末端平行。另一方法是，如果濾池管子是暴露在空氣中，管廓放在的對面，后者僅能布置在溫暖地帶。
濾池也可對稱的布置在公用管廓的兩旁，管廓的軸可以平行于沉淀池水流方向，也可與水流方向成直角。
濾池最合適深度根據(jù)已經做了結論的因素而定。濾池形式即其長寬比、進口與沖洗水渠的位置、處理后水水槽都受到濾池布置的影響。舉例說，如果沒有場地限制，濾池可以與其他結構物分開，中間以管道與渠道聯(lián)系。然而，如果場地受限制，如果由于氣候關系，濾池必須封閉，或者如果設計人要結構物作用公用坪壁相連，以減少操作人來往多費操作時間，濾站附加的形式也會影響濾池布置。
Amirtharajah指明，如何根據(jù)長寬比的變數(shù)，使造價降到最低。澳大利亞、悉尼市都市給水排水局(Metropolitan Water Sewerage and Drainge Board)計劃建造的378.5萬噸／日直接濾池濾站用計算機程序選擇濾池合理的數(shù)目、濾池對寬度的比例、濾站的形式。這種樣子的濾站需經計算機處理，但是，對于小型濾站，一個形式適宜的濾站，可能不是最合乎實際的設計，那就需要加以綜合考慮。
濾池運行可以下列參數(shù)監(jiān)視。
利用穿過濾料的水頭損失值監(jiān)視濾池運行的標準方法。當全部可用水頭即濾層上水位與濾池控制堰口頂上的水位的差數(shù)，小于穿過潔凈濾料、濾池渠道及閘門的水頭損失時，濾池就要停止運行。最近更加以發(fā)展，它能提供給操作人濾池任何一處的水頭損失和穿過濾料的全部水頭損失。裝設中間水頭損失傳感器，可使水頭損失曲線計算機終端上顯示出來，這可以使操作人選擇最佳助凝劑量和恰當?shù)臑V過周期，以避免早期濁度穿透。
所有現(xiàn)代化水廠對每一濾池都進行監(jiān)視。當濾后水濁度達到預定穿透濁度值時，濾池開始自動沖洗。
一些濾站對雙層濾池濾料交界面和濾出水濁度進行監(jiān)視。操作人能在每一水樣的濁度與時間曲線的關系上，找出濾池運行最佳狀態(tài)。
在一些濾站里，對站每一單元顆粒數(shù)目都加以監(jiān)視，操作人聲稱顆粒計數(shù)使他們能得到比用一般通用的濁度計方法更早一些的濁度穿透預告。
濾池運行好壞，通常以濾過周期長短判斷。然而，濾過周期太長對濾池運行不利。濾期太長，由于懸浮物被壓縮了的原故，使濾池沖洗乾浮相當困難。加之，濾期太長，濾期也不是在最合理的成本一效率的狀態(tài)下運行。
結 語
在本文提出三個有代表性假設例子，示出選擇程序并示出當在不同氣候和以社會經濟等的見地設計濾池，應用不同選擇方法的理由。必須按照成本評估，根據(jù)實際情況平衡加以選擇，得出成本最合理，效率最佳的設計。更多環(huán)保及純水處理設備資訊請關注皙全蘇州純水設備網。
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