第周，第15讲次课程名称：《水质工程学I》摘要$4-6无阀滤池授课题目（章、节）【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】S4-6无阀滤池（重力式：散开式的，利用水的重力为作用水头。1、分类：（压力式：封闭式的，利用系统中水的压力差为作用水头。如：压力滤罐适用于小型分散性给水工程，常供一次净化用（最后介绍)。一、构造及工作原理：1、构造：主要有：进水分配槽、池体、伞形顶盖、滤料、虹吸管等组成。2、工作原理：防直冲滤料。1①、过滤：待滤水→进水管→伞形顶盖→档板→滤料过滤→底部配水区一连通渠→冲洗水箱→出水渠。②、反冲洗：当过滤到一定程度，滤料含污量增大，水流阻力增大，使虹吸上开管内水位上升至虹吸辅助管时，水流由辅助管下流，靠下降水流在（射流泵）管中形成真空和水流换气作用，抽气管抽走虹吸管中空气，造成虹吸，开始反冲洗。作用水头：冲洗水箱顶面至水封井水面
课程名称：《水质工程学 I》 第 周，第 15 讲次 摘 要 授课题目（章、节） §4-6 无阀滤池 【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。 【重 点】 【难 点】 内 容 【本讲课程的引入】 【本讲课程的内容】 §4-6 无阀滤池 重力式：敞开式的，利用水的重力为作用水头。 1、分类: 压力式：封闭式的，利用系统中水的压力差为作用水头。 如：压力滤罐适用于小型分散性给水工程，常供一次净化用（最 后介绍）。 一、构造及工作原理： 1、构造：主要有：进水分配槽、池体、伞形顶盖、滤料、虹吸管等 组成。 2、工作原理： 防直冲滤料。 ↑ ①、过滤：待滤水→进水管→伞形顶盖→档板→滤料过滤→底部配 水区→连通渠→冲洗水箱→出水渠。 ②、反冲洗：当过滤到一定程度，滤料含污量增大，水流阻力增大， 使虹吸上开管内水位上升至虹吸辅助管时，水流由辅助管下流，靠 下降水流在（射流泵）管中形成真空和水流挟气作用，抽气管抽走 虹吸管中空气，造成虹吸，开始反冲洗。 作用水头：冲洗水箱顶面至水封井水面
水箱冲洗水一→连通渠底部配水区→承托层、滤料（悬浮清洗）一虹吸上开→排水B1HHEAY.:O20图17-27无阀滤过滤过程1一进水分配槽；2—进水管；3虹吸上升管；4一伞形顶盖；5一挡板：6一滤料层：7~承托层：8—配水系统；9—底部配水区：10-连通渠：11一冲洗水箱：12-出水渠；13—虹吸辅助管；14—抽气管；15虹吸下降管；16—水封井；17-虹吸破坏斗；18—虹吸破坏管：19一强制冲洗管；20冲洗强度调节器当水箱水位下降到虹吸破坏斗→虹吸破坏管将斗中水抽干，使虹吸管上部进入空气→虹吸停止（即反冲洗停止）→过滤。过滤周期：开始过滤→水位上升至虹吸辅助管口为一过滤周期。水箱最高水位至这个管口的高压差。即为滤料过滤终期。允许水头损失值H。常用H=1.5～2.0m。③、强制冲洗：滤池还未达反冲洗水位，但要冲洗（如果水质不合格，新滤料要冲洗）这时就需强制冲洗。用一压力水管。抽虹吸管中的气（射流泵）造成反冲洗。水厂中都有压力水管。二、设计要点：1、虹吸管计算：①冲洗强度作用水头：是变化的。作用水头在由大→小，反冲水量（强度）出由大→小。iHax一最大作用水头；
水箱冲冼水→连通渠→底部配水区→承托层、滤料（悬浮清洗）→ 虹吸上开管→虹吸下降管→排水 当水箱水位下降到虹吸破坏斗→虹吸破坏管将斗中水抽干，使 虹吸管上部进入空气→虹吸停止（即反冲洗停止）→过滤。 过滤周期：开始过滤→水位上升至虹吸辅助管口为一过滤周期。 水箱最高水位至这个管口的高压差。即为滤料过滤终期。允许水头 损失值 H。常用 H=1.5～2.0m。 ③、强制冲冼：滤池还未达反冲冼水位，但要冲冼（如果水质不合 格，新滤料要冲冼）这时就需强制冲洗。用一压力水管。抽虹吸管 中的气（射流泵）造成反冲冼。水厂中都有压力水管。 二、设计要点： 1、虹吸管计算： ①冲冼强度作用水头：是变化的。作用水头在由大→小，反冲水 量（强度）出由大→小。 ⅰ Hmax—最大作用水头；
iHain一最小作用水头；iH一平均作用水头。②、虹吸管水量：两部分iQ一一反冲洗水量，选定反冲强度，qa一在H.作用能达到的值。由qaXF=Qi为反冲洗量。iQ2一一冲洗时原水继续进入滤池的量。虹吸管流量Q：Q=Q:+Q2③虹吸管径：用试算法：选一管径，求总水头损失。Zh=Ha（平均冲洗水头）Zh=hi+ h2+ h3+ ha+ hs+ hsh，一一连通渠水头损失（m），是沿程水头损失，可由谢才公式求：i=-0?A'C'R进口局部阻力系数=0.5，出口取1。hz一一小阻力配水系统的水头损失，视配水系统而定，格栅水头损失或可忽略。h3一一承托层水头损失，（讲过）ha—一滤层水头损失（讲过）hs一一挡板水头损失，经验取0.05m。he一一虹吸管沿程和局部水头损失（m）Ha可适当取大点，在虹吸管出口加了调节器进行调节。2、冲洗水箱V(m)：就在滤池上部，按一次冲洗需水量定。V=0.06qF.tq—一反冲洗强度L/s·mF一一滤池面积（m）t——冲洗时间min一般取4~6min水箱深：水箱深度不能太大，AH太大时，反冲洗开始与结束的
ⅱ Hmin—最小作用水头； ⅲ Ha—平均作用水头。 ②、虹吸管水量：两部分 ⅰ Q1——反冲冼水量，选定反冲强度,qa—在 Ha 作用能达到的 值。由 qa×F=Q1为反冲冼量。 ⅱ Q2——冲冼时原水继续进入滤池的量。 虹吸管流量 Q： Q=Q1+Q2 ③虹吸管径：用试算法： 选一管径，求总水头损失。 ∑h= Ha（平均冲冼水头） ∑h=h1+ h2+ h3+ h4+ h5+ h6 h1 ——连通渠水头损失（m），是沿程水头损失，可由谢才公式求： A C R Q i 2 2 2 1 = 进口局部阻力系数ξ=0.5，出口取 1。 h2——小阻力配水系统的水头损失，视配水系统而定，格栅水头损 失或可忽略。 h3——承托层水头损失，（讲过） h4——滤层水头损失（讲过） h5——挡板水头损失，经验取 0.05m。 h6——虹吸管沿程和局部水头损失（m） Ha 可适当取大点，在虹吸管出口加了调节器进行调节。 2、冲洗水箱 V(m3 )： 就在滤池上部，按一次冲洗需水量定。 V=0.06qF·t q——反冲洗强度 L/s·m 2 F——滤池面积（m 2） t——冲冼时间 min 一般取 4～6min 水箱深：水箱深度不能太大，ΔH 太大时，反冲冼开始与结束的
反冲洗强度相差太大。开始：强度大，滤料可能被水流带走。结束：强度小，滤料冲洗可能不干净。AH小，可减小冲洗强度的不均匀程度。措施：可多格同用一个水箱。设n格同用一个水箱，其水深△H，AH=0.064F1_0.06-qnFnFn式中：容积V偏安全一一同为设考虑，其中1格冲洗时其余（n-1）格滤池正在过滤。合用格数2～3为宜。问题：一格冲洗时，其它格过滤的滤速要得到控制（进水分配槽）格数太多一一会使水封破坏不切底，造成滤池时断时续的反冲洗。3、进水管U形存水弯：目的：防止滤池冲洗时，空气进入虹吸管破坏虹吸。反冲时进水量增大，空气会进入，存水弯应位于水封井水而以下。集气后对滤池的危害：过滤狭气：空气进入滤池并在伞顶盖下聚集且受压缩。一部分受压空气会时断时续地膨胀并将虹吸管中的水顶出池外，影响正常过滤。反冲洗换气：进水换气量很大时，大部分空气可随冲洗水流排出池外，但有一部分空气会在虹吸管顶端聚集，（1）导致虹吸有可能提前破坏。（2）在虹吸管顶端聚集的空气量有限，因此虹吸破坏往往不彻底。如果顶盖下再有一股受压空气把虹吸管中水柱顶出池外而使真空度增大，就可能再次形成虹吸，于是产生连续冲洗现象。避免措施：就是降低分配槽槽底标高或另设气水分离器。4、进水分配槽：作用：保持各格滤池进水量相等，并使各滤池独立进水。方式：槽内堰顶溢流。（跌水进行配水）
反冲冼强度相差太大。 开始：强度大，滤料可能被水流带走。 结束：强度小，滤料冲洗可能不干净。 ΔH 小，可减小冲洗强度的不均匀程度。 措施：可多格同用一个水箱。 设 n 格同用一个水箱，其水深ΔH， qt nF n qFt nF V H 0.06 0.06 = = = 式中：容积 V 偏安全——同为设考虑，其中 1 格冲洗时其余（n-1） 格滤池正在过滤。 合用格数 2～3 为宜。 问题：一格冲洗时，其它格过滤的滤速要得到控制（进水分配槽） 格数太多——会使水封破坏不切底，造成滤池时断时续的反冲洗。 3、进水管 U 形存水弯： 目的：防止滤池冲洗时，空气进入虹吸管破坏虹吸。反冲时进水 量增大，空气会进入，存水弯应位于水封井水而以下。 集气后对滤池的危害： 过滤挟气：空气进入滤池并在伞顶盖下聚集且受压缩。一部分受 压空气会时断时续地膨胀并将虹吸管中的水顶出池外，影响正常过 滤。 反冲洗挟气：进水挟气量很大时，大部分空气可随冲洗水流排出 池外，但有一部分空气会在虹吸管顶端聚集， （1）导致虹吸有可能提前破坏。 （2）在虹吸管顶端聚集的空气量有限，因此虹吸破坏往往不彻底。 如果顶盖下再有一股受压空气把虹吸管中水柱顶出池外而使真空 度增大，就可能再次形成虹吸，于是产生连续冲洗现象。 避免措施：就是降低分配槽槽底标高或另设气水分离器。 4、进水分配槽： 作用：保持各格滤池进水量相等，并使各滤池独立进水。 方式：槽内堰顶溢流。（跌水进行配水）
堰顶标高Z：应在虹吸辅助管口标高以上，再高出进水管的水头损失，再加10～15cm的富裕高度。（安全裕度）槽底标高应多低一些，以保证气水分离。通常低于滤池出水口0.5m。适用：中小型水厂，（单池面积不大于16m2）优点：节省大型阀门，造价低。冲洗全自动，操作管理方便。缺点：池体结构复杂。滤料装卸困难。滤池标高较高，要求滤池前各构筑物也要高，高程布置困难。S4-7其它形式滤池一、虹吸滤池中图17-29虹吸滤池的构造1一进水槽：2一配水槽；3一进水虹吸管；4一单格滤池进水槽：5一进水埋：6—布水管：7—滤层：8—配水系统：9-集水槽：10-出水管；11一出水并；12出水堰：13—清水管：14—真空系统：15冲洗虹吸管：16冲洗排水管：17—冲洗排水槽全部使用虹吸进出水和反冲，反冲时，反冲洗水是其它滤池的滤后水的余压能。特点：池太深，高程布置难度大。（一）过滤过程：（二）反冲洗过程：（三）滤池分格：据反冲洗强度（其余滤池的产水大于滤池反冲洗水量）ngq≤F(n-1)0注：不是因为当一格反冲洗时其该组滤池进水量不变，F
堰顶标高 Z ：应在虹吸辅助管口标高以上，再高出进水管的水头 损失，再加 10～15cm 的富裕高度。（安全裕度） 槽底标高应多低一些，以保证气水分离。通常低于滤池出水口 0.5m。 适用：中小型水厂，(单池面积不大于 16m2) 优点：节省大型阀门，造价低。冲洗全自动，操作管理方便。 缺点：池体结构复杂。滤料装卸困难。 滤池标高较高，要求滤池前各构筑物也要高，高程布置困难。 §4-7 其它形式滤池 一、虹吸滤池 全部使用虹吸进出水和反冲， 反冲时，反冲洗水是其它滤池的滤后水的余压能。 特点：池太深，高程布置难度大。 （一）过滤过程： （二）反冲洗过程： （三）滤池分格：据反冲洗强度（其余滤池的产水大于滤池反冲洗 水量） F nQ q 注：不是 ( ) F n Q q −1 因为当一格反冲洗时其该组滤池进水量不变