在水處理工藝中,過(guò)濾是保證水質(zhì)的ZUI重要措施,而反沖洗是使濾池得以恢復(fù)過(guò)濾能力的ZUI關(guān)鍵環(huán)節(jié),其配水系統(tǒng)則是核心部位。尤其是氣水反沖工藝,對(duì)配水布?xì)庀到y(tǒng)有更嚴(yán)格的要求。其配水布?xì)獾木鶆虺潭炔粌H直接影響濾池的反沖效果,同時(shí)影響運(yùn)行效率和運(yùn)行費(fèi)用。
氣水反沖工藝中,配水布?xì)饩鶆虻年P(guān)鍵是濾頭的平整度。其核心是控制濾桿中進(jìn)氣孔和濾縫水平度。而小塊濾板,因無(wú)法直接控制濾桿進(jìn)氣孔水平度,只能強(qiáng)調(diào)濾板的平整度。因此《濾池氣水反沖設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定小塊濾板單板控制水平<±2mm,整池水平度<±5mm。而實(shí)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(jié)構(gòu)強(qiáng)度不均勻的弊病。
整體澆筑濾板和可調(diào)節(jié)濾頭是氣水反沖濾池配水布?xì)庀到y(tǒng)的進(jìn)步。突破了傳統(tǒng)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(lái)間接控制濾頭水平度的落后手段,而是將濾帽和濾桿設(shè)計(jì)為分體式,濾桿可以上下移動(dòng),調(diào)整高度,因而可以直接**調(diào)節(jié)濾桿上的進(jìn)氣孔在同一水平面上。
以V型濾池為例。V型濾池全稱(chēng)為 AQUAZUR V型濾池。
在V型濾池中,常規(guī)配置有濾頭濾板。V型濾池對(duì)配水布?xì)庀到y(tǒng)的施工精度要求很高,濾板的水平誤差不得大于±2mm,對(duì)濾板要求平整度,其實(shí)質(zhì)是要求濾頭的平整度,而對(duì)濾頭的平整度,其核心是對(duì)濾桿上進(jìn)氣小孔的水平度。
濾板與池底之間有一個(gè)適當(dāng)?shù)母叨瓤臻g(配水區(qū)),氣沖時(shí)在濾板下形成氣墊層,當(dāng)氣壓大于靜水壓力時(shí),氣墊層逐漸增厚,當(dāng)水面逐漸下降至長(zhǎng)柄濾頭的濾桿管上的進(jìn)氣孔時(shí),空氣開(kāi)始經(jīng)小孔進(jìn)入濾桿,
再通過(guò)濾帽進(jìn)入濾層,如果流入的空氣量與經(jīng)小孔流走的氣量相等時(shí),水面便停止下降,而形成一個(gè)穩(wěn)定的氣墊層:若進(jìn)氣量大,小孔不足以排走進(jìn)入的空氣量,水面會(huì)繼續(xù)下降至濾桿下部的進(jìn)氣縫處,這時(shí)剩余的空氣就經(jīng)過(guò)濾桿下部的氣縫進(jìn)入濾桿。在每個(gè)濾頭濾桿的進(jìn)氣孔、進(jìn)氣縫標(biāo)高一致時(shí),各濾頭的出氣量也就均等。反之如果標(biāo)高不一致。反之,如果濾桿上的進(jìn)氣孔和進(jìn)氣縫的水平度誤差大,在同樣的氣墊層厚度情況下,每個(gè)濾頭的進(jìn)氣面積就不同,導(dǎo)致進(jìn)氣量不同,此時(shí)空氣就無(wú)法均勻地分配在濾層上,嚴(yán)重時(shí)將有脈沖現(xiàn)象,或氣流短路現(xiàn)象出現(xiàn),勢(shì)必導(dǎo)致沖洗效果不良。
整體澆筑工藝從設(shè)計(jì)角度上,由于濾桿上下可調(diào)節(jié),使進(jìn)氣孔的水平度的調(diào)節(jié)精度提高到0.4mm,從而確保了氣水反沖均勻性,達(dá)到ZUI佳效果。不僅實(shí)現(xiàn)了高精度高質(zhì)量的濾池配水布?xì)庀到y(tǒng),而且為日后實(shí)現(xiàn)土建構(gòu)筑物產(chǎn)生不均勻沉降時(shí),仍然可以調(diào)節(jié)濾桿到設(shè)計(jì)所要求的水平精度。從運(yùn)行上,由于沒(méi)有任何接縫,從根本上杜絕了以往預(yù)制小塊濾板接縫開(kāi)裂、脫膠乃至翻板而導(dǎo)致漏氣、漏砂的弊病,徹底解除了長(zhǎng)期運(yùn)行的后顧之憂。從施工上,現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋,采用商品混凝七連續(xù)澆筑,質(zhì)量控制、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督十分容易控制。又由于是模塊化,所以施工進(jìn)度快、周期短。尤其在國(guó)外施工,節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用。
整體澆筑濾板,不僅成功地應(yīng)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(fù)荷高,加上曝氣量大,頻繁的曝氣往往造成小塊預(yù)制濾板的預(yù)埋螺栓松動(dòng)、濾板之間接縫開(kāi)裂、甚至翻板等事故。
整體澆筑濾板沒(méi)有預(yù)埋螺栓,不會(huì)產(chǎn)生螺栓松動(dòng)之弊病,加上與池壁與濾梁都有預(yù)埋鋼筋網(wǎng)狀聯(lián)結(jié),整體性好,性能十分優(yōu)越。
2整體澆筑濾板與可調(diào)式濾頭的工藝特點(diǎn)
(1)為了實(shí)現(xiàn)整體澆筑,必須有不拆卸的成型板材(工藝上采用食品級(jí)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(dāng)施工荷載400kg/m2時(shí),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(yù)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(lián)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(shí),滿足C25強(qiáng)度,允許施工按土建一般要求1‰的水平誤差,其承載強(qiáng)度正向70KNm2,反向60KN/m2。
(4)混凝土養(yǎng)護(hù)后,在濾頭預(yù)埋件(濾座)內(nèi)插入可調(diào)節(jié)螺桿,其可調(diào)螺距為70mm,上下調(diào)節(jié)范圍≮50mm,調(diào)節(jié)濾桿預(yù)留為15mm以上余量,供濾池長(zhǎng)期運(yùn)行后可能出現(xiàn)土建構(gòu)筑物不均勻沉降時(shí)可調(diào)節(jié)使用,調(diào)節(jié)精度(ZUI小調(diào)節(jié)量)為0.4mm。
(5)濾池布水區(qū)進(jìn)水,根據(jù)水面來(lái)調(diào)節(jié)濾桿的上端平面在同一水平高度,從而保證進(jìn)水孔在同一水平線上。
(6)采用防松動(dòng)自鎖濾頭予以聯(lián)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(shù)量也是固定的,而標(biāo)準(zhǔn)型濾頭的縫隙面積也統(tǒng)一,從而全池開(kāi)孔比也是固定的。盡管以往無(wú)數(shù)成功的經(jīng)驗(yàn)已確定了以上這些數(shù)據(jù)(濾頭間距橫向150cm,縱向200mm,標(biāo)準(zhǔn)型(QS-K-0.5)濾頭縫隙寬度0.5mm,面積612cm2,全池開(kāi)孔比為2.0%)。但考慮到各設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和不同特定的處理對(duì)象,所以備有不同縫隙面積的濾頭供選擇,以滿足不同開(kāi)孔比的設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn),《氣水沖洗濾池整體澆筑可調(diào)式濾頭技術(shù)規(guī)程》( CECSI78:2005)。使濾池設(shè)計(jì)和施工有統(tǒng)一規(guī)范,施工進(jìn)一步規(guī)范。便于推廣應(yīng)用。
(8)有些有特殊要求的配水布?xì)庀到y(tǒng),可以在濾池中直接鋪設(shè)按設(shè)計(jì)要求的平模板,下部架設(shè)可**調(diào)節(jié)水平的支撐桿實(shí)現(xiàn)整體澆筑。
3常規(guī)設(shè)計(jì)參數(shù)
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(guī)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(guī)格,每只濾頭縫隙面積分別為6.12cm2、4.90cm2、3.67cm2,三種規(guī)格縫隙條數(shù)均為36條均布,縫隙長(zhǎng)度均34mm。濾桿長(zhǎng)380mm,可調(diào)螺紋長(zhǎng)
70mm,調(diào)節(jié)范圍50mm,調(diào)節(jié)精度(ZUI小調(diào)節(jié)量)0.4mm。
模板A型長(zhǎng)X寬×高(1138mm×617mmx100mm),厚度5mm;濾頭預(yù)埋座孔數(shù)24個(gè)(塊。相當(dāng)于33.3只/m2(縱向間距200mm,橫向間距150mm),全池開(kāi)孔比為2.0%
模板B型長(zhǎng)×寬×高(980mmx450mm×100mm),厚度5mm;濾頭預(yù)埋座孔數(shù)18個(gè)/塊。相當(dāng)于40只m2,(縱向間距167mm,橫向間距150mm),選Ⅱ型濾帽,全池開(kāi)孔比為2.0%。濾板厚度200mm。
3.3池型布置與濾梁、濾板設(shè)計(jì)
(1)濾梁。應(yīng)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(yīng)小于400mm。新建、擴(kuò)建濾池必須按模板尺寸模數(shù)確定長(zhǎng)、寬尺寸改建濾池根據(jù)濾池平面尺寸和模板尺寸模數(shù)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(tǒng)一,因此對(duì)于新設(shè)計(jì)濾池而言,可以按模板尺寸模數(shù)確定長(zhǎng)、寬尺寸。長(zhǎng)度宜為模板長(zhǎng)與支撐梁(通常控制寬度為150mm)的倍數(shù),采用A型模板為1.2m倍數(shù)。采用B型模板則為1m的倍數(shù)。寬度宜為模板寬的倍數(shù),一般A型模板應(yīng)為0.6m的倍數(shù)。B型模板應(yīng)為0.45m的倍數(shù)。
濾池與濾梁平行的池壁上須設(shè)邊梁以支撐模板,寬度一般為75mm,與濾梁垂直的池壁上亦應(yīng)設(shè)邊梁以防止混凝土澆筑時(shí)漏漿,寬度一般不應(yīng)小于40mm,邊梁結(jié)構(gòu)為素混凝土。
(2)鋼筋
主筋為1級(jí)Φ12螺紋鋼,箍筋為Φ8圓鋼。濾梁需預(yù)埋鋼筋(Φ12螺紋鋼),頂面上預(yù)留300mm長(zhǎng)與濾板主筋焊接連接。濾池底板濾梁部位主筋需預(yù)留300mm長(zhǎng)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(qiáng)度一般為C25級(jí)。
3.4制作與安裝
無(wú)接縫濾板由于在現(xiàn)場(chǎng)制作,因此工期短,質(zhì)量易監(jiān)控,其施工必須遵循以下程序：
池體實(shí)測(cè)→模板取樣→模板安裝→鋼筋綁扎→預(yù)埋座安裝→淸理→檢査→搭設(shè)操作平臺(tái)→混凝土澆搗→初凝一旋松預(yù)埋座施工蓋→養(yǎng)護(hù)→打開(kāi)預(yù)埋座施工蓋→布水區(qū)進(jìn)水至預(yù)埋座內(nèi)螺紋平面→置入帶調(diào)節(jié)螺紋的濾桿調(diào)試水平→檢查→安裝自鎖濾帽
3.5注意事項(xiàng)
濾壁與濾梁必須有鋼筋與濾板鋼筋骨架連成一體,新設(shè)計(jì)濾池池壁留有20～40mm凹槽。老池改造可在濾壁植入化學(xué)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(nèi))。初凝后必須壓光三遍。對(duì)于改造濾池在制作濾梁時(shí)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(méi)有任何接縫,徹底消除了傳統(tǒng)小塊預(yù)制濾板可能存在濾板密封不嚴(yán)密的隱患,從而杜絕了翻板、漏砂等弊病。
(2)用調(diào)節(jié)濾桿調(diào)整濾頭水平精度高,可以將整個(gè)濾池的布?xì)饪渍{(diào)整到同一水平高程,優(yōu)于傳統(tǒng)濾板、濾頭只能用一塊濾板間接調(diào)整濾頭的工藝,使配氣布水更趨均勻理想。
(3)由于濾桿可調(diào)節(jié)進(jìn)氣孔高度,若干年之后,對(duì)發(fā)生不均勻沉降的土建構(gòu)筑物仍然可以再一次調(diào)整濾池,布?xì)饪自谕煌矫嫔稀?/p>
(4)現(xiàn)場(chǎng)整體澆筑濾板鋼筋與混凝土質(zhì)量易于控制,施工周期短,徹底改變了傳統(tǒng)濾板一模一板的落后加工工藝,且便于現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)督和質(zhì)量檢查。
(5)由于濾頭的水平度可由調(diào)節(jié)濾桿予以保證,故整體澆筑混凝土濾板的控制指標(biāo)與常規(guī)土建工藝相近,同格濾池的土建水平誤差<1‰即可,從而簡(jiǎn)化了施工程序,并可提高機(jī)械化施工程度,縮短了施工周期,降低了工程造價(jià)。又由于整體澆筑減少一板一模的模具費(fèi)、密封膠泥、預(yù)埋螺栓、緊固件,節(jié)約了運(yùn)輸?shù)跹b費(fèi),告別了秦磚漢瓦的時(shí)代。
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