虹吸濾池自動沖洗裝置試驗研究
1 前言
虹吸濾池在我國給水行業得到了廣泛的應用。分析其原因，虹吸濾池可以省去大型閘門，不需要沖洗水塔或水泵以外，還因操作方便這個因素決定的。但虹吸濾池的沖洗最初幾乎都是采用真空系統。這種方式需要一套真空設備，不僅耗電，而且管理、維修也較麻煩。因此，近十多年來出現了各種方式的自動沖洗裝置，然而它們均存在一些問題。例如最早使用的水力自動沖洗裝置，由于要等排水虹吸形成以后，水位下降到一定深度，進水虹吸才能破壞，停止進水，故待濾水浪費很大，而且當兩格或兩格以上濾池同時達到最高水位時，易發生同時沖洗的現象。后來設想的杠桿式水力自動沖洗裝置，進水虹吸先破壞，排水虹吸后形成。在排水虹吸形成過程中可利用一部分待濾水，但杠桿易失靈，維修較麻煩。前幾年設想的附控制器的自動沖洗裝置，雖然有所改進，但需要一套控制器，不僅上馬困難，而且管理要求高[1]。為了克服上述裝置的缺點，我們設想了一種水電結合式的自動沖洗裝置，于1985年6月至7月在武漢市自來水公司琴斷口水廠進行了初步試驗，取得了一定的成果[2]，該成果應用于湖北襄樊棉紡織染廠附屬水廠新建的虹吸濾池，濾池規模為2萬m3/d，分為8格，每格濾池面積為4.2×3.0m，進水虹吸管面積為300×200mm，排水虹吸管面積為450×450mm 。生產試驗裝置于是1985年8月開始安裝，1986年8月正式投產運行，9月對各種參數進行了測定，1987年6月通過省級簽定，同年榮獲建設部科技進步三等獎，1988年3月獲國家實用新型專利（專利號：86208392·3）。
2 生產試驗裝置及原理
.jpg) |
生產試驗裝置如圖1所示。它主要由進水虹吸輔助管15與抽氣管4、排水虹吸輔助管14與抽氣管2、進水錐形三通13與排水錐形三通11，虹吸破壞閥9、法蘭短管10、電磁鐵8、浮球12、連桿16、永久磁鐵17、干簧開頭18等部件所組成。當進水渠進水時，進水虹吸輔助管15開始通過進水錐形三通13對進水虹吸管5抽氣，使其形成虹吸，來水由進水虹吸管5進入水封井再流入濾地，開始過濾。隨著過濾不斷進行，濾層水頭損失越來越大，水位上升，浮球12及連桿16也隨著上升。當上升到濾池設定的最高水位時，連桿16下端的永久磁鐵17a使干簧開頭18a接通電路，電磁鐵8得電動作，將進水虹吸破壞閥9內的鋼球提起，空氣通入，進水虹吸破壞。與此同時，電磁鐵8提起排水輔助管上的法蘭短管10，使法蘭打開，排水虹吸輔助管14開始通過排水錐形三通11對排水虹吸管6進行抽氣。在抽氣過程中，池內的水靠重力繼續過濾，水位下降，這樣可以利用一部分待濾水。當水位下降到一定深度時，排水虹吸形成，水位迅速下降。降至接近排水槽頂部時，連桿16上端永久磁鐵17b使干簧開關18b接通，時間繼電器開始計時，反沖洗正式開始，水自下而上通過砂層，使其得到清洗。當達到所需要的沖洗歷時時（可調節），延時開關斷開，電磁鐵8失電，鋼球下落，將破壞閥9關閉，進水虹吸形成。與此同時，法蘭短管10下落，空氣進入，排水虹吸破壞，濾池又恢復正常過濾。
3 試驗結果及分析
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1986年9月3日至17日，對試驗裝置進行了測定，現選擇有代表性的成果列于表1。從表1中可以看出，進水虹吸形成時間一般30～40s，進水虹吸破壞時間6～10s，排水虹吸形成時間5～8min（可調節），池內水位下降0.8～1.1m，每沖一次每格可利用待濾水10～15m3，排水虹吸破壞時間10～15s，反沖洗歷時6～10min（可調節）。
為了縮短濾池整個反沖洗所花費的時間，使濾池有效工作時間延長，進水虹吸與破壞、排水虹吸的破壞所需的時間應盡可能短。據國內有關資料報導，進水虹吸形成時間一般為60～120s，進水虹吸破壞時間為20～30s。本裝置實測運行參數遠遠低于上述范圍，顯然對濾池的經濟運行是十分有利的。
4 結論
試驗結果表明，該裝置具有以下優點：
a 可利用一部分待濾水，具有一定的經濟和社會價值。根據試驗結果，2萬m3/d的濾池，沖洗一次可利用待濾水174m3（平均值），以每天沖洗一次計，一年可利用待濾水63510m3。按1萬m3水平均所創造的工業產值50萬元計，一年可利用的水可創造工業產值約318萬元。
b 裝置簡易，沒有機械設備和較復雜的電氣設備，投資省，上馬容易。
c 沖洗和過濾完全自動，故操作管理方便。
d 通過電氣線路瓦鎖，可以避免多格同時沖洗，以保證沖洗強度。
e 采用時間繼電器，能準確地控制反沖洗歷時，并能根據沖洗需要進行調節。
f 不需要另設強制沖洗控制系統，因排水虹吸輔助管進水口在進水槽常水位以下，可按需要隨時進行反沖洗。
總之，這種裝置簡易，實用，經濟，易于推廣，對大小不同的虹吸濾池均可使用。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
