在水處理工藝中,過濾是保證水質的ZUI重要措施,而反沖洗是使濾池得以恢復過濾能力的ZUI關鍵環節,其配水系統則是核心部位。尤其是氣水反沖工藝,對配水布氣系統有更嚴格的要求。其配水布氣的均勻程度不僅直接影響濾池的反沖效果,同時影響運行效率和運行費用。
氣水反沖工藝中,配水布氣均勻的關鍵是濾頭的平整度。其核心是控制濾桿中進氣孔和濾縫水平度。而小塊濾板,因無法直接控制濾桿進氣孔水平度,只能強調濾板的平整度。因此《濾池氣水反沖設計規范》中規定小塊濾板單板控制水平<±2mm,整池水平度<±5mm。而實際上,平板式澆筑小塊濾板保證平整度難度較大,立模式澆筑小塊濾板存在著濾板自身結構強度不均勻的弊病。
整體澆筑濾板和可調節濾頭是氣水反沖濾池配水布氣系統的進步。突破了傳統濾頭將濾桿和濾帽連成一體,只能依靠小塊濾板的水平度來間接控制濾頭水平度的落后手段,而是將濾帽和濾桿設計為分體式,濾桿可以上下移動,調整高度,因而可以直接**調節濾桿上的進氣孔在同一水平面上。
以V型濾池為例。V型濾池全稱為 AQUAZUR V型濾池。
在V型濾池中,常規配置有濾頭濾板。V型濾池對配水布氣系統的施工精度要求很高,濾板的水平誤差不得大于±2mm,對濾板要求平整度,其實質是要求濾頭的平整度,而對濾頭的平整度,其核心是對濾桿上進氣小孔的水平度。
濾板與池底之間有一個適當的高度空間(配水區),氣沖時在濾板下形成氣墊層,當氣壓大于靜水壓力時,氣墊層逐漸增厚,當水面逐漸下降至長柄濾頭的濾桿管上的進氣孔時,空氣開始經小孔進入濾桿,
再通過濾帽進入濾層,如果流入的空氣量與經小孔流走的氣量相等時,水面便停止下降,而形成一個穩定的氣墊層:若進氣量大,小孔不足以排走進入的空氣量,水面會繼續下降至濾桿下部的進氣縫處,這時剩余的空氣就經過濾桿下部的氣縫進入濾桿。在每個濾頭濾桿的進氣孔、進氣縫標高一致時,各濾頭的出氣量也就均等。反之如果標高不一致。反之,如果濾桿上的進氣孔和進氣縫的水平度誤差大,在同樣的氣墊層厚度情況下,每個濾頭的進氣面積就不同,導致進氣量不同,此時空氣就無法均勻地分配在濾層上,嚴重時將有脈沖現象,或氣流短路現象出現,勢必導致沖洗效果不良。
整體澆筑工藝從設計角度上,由于濾桿上下可調節,使進氣孔的水平度的調節精度提高到0.4mm,從而確保了氣水反沖均勻性,達到ZUI佳效果。不僅實現了高精度高質量的濾池配水布氣系統,而且為日后實現土建構筑物產生不均勻沉降時,仍然可以調節濾桿到設計所要求的水平精度。從運行上,由于沒有任何接縫,從根本上杜絕了以往預制小塊濾板接縫開裂、脫膠乃至翻板而導致漏氣、漏砂的弊病,徹底解除了長期運行的后顧之憂。從施工上,現場綁扎鋼筋,采用商品混凝七連續澆筑,質量控制、現場監督十分容易控制。又由于是模塊化,所以施工進度快、周期短。尤其在國外施工,節約運輸費用。
整體澆筑濾板,不僅成功地應用于給水工程中氣水沖洗濾池而且在污水處理工藝的生物曝氣濾池中顯示了卓越的性能。
污水處理工藝的生物曝氣濾池由于濾料層厚、負荷高,加上曝氣量大,頻繁的曝氣往往造成小塊預制濾板的預埋螺栓松動、濾板之間接縫開裂、甚至翻板等事故。
整體澆筑濾板沒有預埋螺栓,不會產生螺栓松動之弊病,加上與池壁與濾梁都有預埋鋼筋網狀聯結,整體性好,性能十分優越。
2整體澆筑濾板與可調式濾頭的工藝特點
(1)為了實現整體澆筑,必須有不拆卸的成型板材(工藝上采用食品級ABS板)制作凹凸型模板,能可靠支撐整體澆筑工程的施工荷載(當施工荷載400kg/m2時,模板撓度變化<1.2mm),模板凸處帶頸套的圓孔是用以固定濾頭預埋件(濾座)。
(2)在模板安裝后鋼筋骨架采用Φ10和Φ12與池壁鋼筋聯接為一體。
(3)整體澆筑混凝土要求一次性澆筑完畢并予震搗均勻、壓實,滿足C25強度,允許施工按土建一般要求1‰的水平誤差,其承載強度正向70KNm2,反向60KN/m2。
(4)混凝土養護后,在濾頭預埋件(濾座)內插入可調節螺桿,其可調螺距為70mm,上下調節范圍≮50mm,調節濾桿預留為15mm以上余量,供濾池長期運行后可能出現土建構筑物不均勻沉降時可調節使用,調節精度(ZUI小調節量)為0.4mm。
(5)濾池布水區進水,根據水面來調節濾桿的上端平面在同一水平高度,從而保證進水孔在同一水平線上。
(6)采用防松動自鎖濾頭予以聯接濾座,由于整體澆筑濾板的模板是定型的,所以濾頭之間的距離和每平方米布置的濾頭數量也是固定的,而標準型濾頭的縫隙面積也統一,從而全池開孔比也是固定的。盡管以往無數成功的經驗已確定了以上這些數據(濾頭間距橫向150cm,縱向200mm,標準型(QS-K-0.5)濾頭縫隙寬度0.5mm,面積612cm2,全池開孔比為2.0%)。但考慮到各設計者的設計經驗和不同特定的處理對象,所以備有不同縫隙面積的濾頭供選擇,以滿足不同開孔比的設計要求。并有B型模板,濾梁間距為1m。
(7)整體澆筑濾板工藝已制定**標準,《氣水沖洗濾池整體澆筑可調式濾頭技術規程》( CECSI78:2005)。使濾池設計和施工有統一規范,施工進一步規范。便于推廣應用。
(8)有些有特殊要求的配水布氣系統,可以在濾池中直接鋪設按設計要求的平模板,下部架設可**調節水平的支撐桿實現整體澆筑。
3常規設計參數
3.1工藝選用
各種濾池工藝,包括氣水反沖和單水反沖。各種池型包括新式氣水反沖V型濾池和翻板濾池,以及污水處理工藝中的生物曝氣濾池和老式虹吸濾池。各種新建濾池和各種老濾池改造。
3.2規格尺寸
濾頭按濾帽縫隙寬I型0.5mm、Ⅱ型0.4m、Ⅲ型0.3mm三種規格,每只濾頭縫隙面積分別為6.12cm2、4.90cm2、3.67cm2,三種規格縫隙條數均為36條均布,縫隙長度均34mm。濾桿長380mm,可調螺紋長
70mm,調節范圍50mm,調節精度(ZUI小調節量)0.4mm。
模板A型長X寬×高(1138mm×617mmx100mm),厚度5mm;濾頭預埋座孔數24個(塊。相當于33.3只/m2(縱向間距200mm,橫向間距150mm),全池開孔比為2.0%
模板B型長×寬×高(980mmx450mm×100mm),厚度5mm;濾頭預埋座孔數18個/塊。相當于40只m2,(縱向間距167mm,橫向間距150mm),選Ⅱ型濾帽,全池開孔比為2.0%。濾板厚度200mm。
3.3池型布置與濾梁、濾板設計
(1)濾梁。應按沖洗水布水流向布置。
濾梁寬度一般為150mm,濾梁中心距A型為1200mm,采用B型模板則濾梁中心距為1000m,濾梁髙度氣水反沖形式宜為900mm,單水反沖形式通常不應小于400mm。新建、擴建濾池必須按模板尺寸模數確定長、寬尺寸改建濾池根據濾池平面尺寸和模板尺寸模數布置濾梁,濾梁寬度可為140-180mm,以盡量減少模板切割。由于模板統一,因此對于新設計濾池而言,可以按模板尺寸模數確定長、寬尺寸。長度宜為模板長與支撐梁(通常控制寬度為150mm)的倍數,采用A型模板為1.2m倍數。采用B型模板則為1m的倍數。寬度宜為模板寬的倍數,一般A型模板應為0.6m的倍數。B型模板應為0.45m的倍數。
濾池與濾梁平行的池壁上須設邊梁以支撐模板,寬度一般為75mm,與濾梁垂直的池壁上亦應設邊梁以防止混凝土澆筑時漏漿,寬度一般不應小于40mm,邊梁結構為素混凝土。
(2)鋼筋
主筋為1級Φ12螺紋鋼,箍筋為Φ8圓鋼。濾梁需預埋鋼筋(Φ12螺紋鋼),頂面上預留300mm長與濾板主筋焊接連接。濾池底板濾梁部位主筋需預留300mm長與濾梁豎向主筋焊接連接。舊池改造需鑿
出底板主筋與濾梁豎向主筋焊接。混凝土強度一般為C25級。
3.4制作與安裝
無接縫濾板由于在現場制作,因此工期短,質量易監控,其施工必須遵循以下程序：
池體實測→模板取樣→模板安裝→鋼筋綁扎→預埋座安裝→淸理→檢査→搭設操作平臺→混凝土澆搗→初凝一旋松預埋座施工蓋→養護→打開預埋座施工蓋→布水區進水至預埋座內螺紋平面→置入帶調節螺紋的濾桿調試水平→檢查→安裝自鎖濾帽
3.5注意事項
濾壁與濾梁必須有鋼筋與濾板鋼筋骨架連成一體,新設計濾池池壁留有20～40mm凹槽。老池改造可在濾壁植入化學螺栓或膨脹螺栓,池壁與濾板連接處打毛。每一格單池必須一次澆筑完成(控制在8-12h內)。初凝后必須壓光三遍。對于改造濾池在制作濾梁時必須濾池池底之鋼筋骨架連成一體。模板疊合部分采取了特殊的措施可防止意外情況下漏漿。
4分析比較
(1)整體澆筑濾板沒有任何接縫,徹底消除了傳統小塊預制濾板可能存在濾板密封不嚴密的隱患,從而杜絕了翻板、漏砂等弊病。
(2)用調節濾桿調整濾頭水平精度高,可以將整個濾池的布氣孔調整到同一水平高程,優于傳統濾板、濾頭只能用一塊濾板間接調整濾頭的工藝,使配氣布水更趨均勻理想。
(3)由于濾桿可調節進氣孔高度,若干年之后,對發生不均勻沉降的土建構筑物仍然可以再一次調整濾池,布氣孔在同一同平面上。
(4)現場整體澆筑濾板鋼筋與混凝土質量易于控制,施工周期短,徹底改變了傳統濾板一模一板的落后加工工藝,且便于現場進行監督和質量檢查。
(5)由于濾頭的水平度可由調節濾桿予以保證,故整體澆筑混凝土濾板的控制指標與常規土建工藝相近,同格濾池的土建水平誤差<1‰即可,從而簡化了施工程序,并可提高機械化施工程度,縮短了施工周期,降低了工程造價。又由于整體澆筑減少一板一模的模具費、密封膠泥、預埋螺栓、緊固件,節約了運輸吊裝費,告別了秦磚漢瓦的時代。
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