ZW型重力式無(wú)閥濾池，主重力式無(wú)閥濾池具有無(wú)大型閥門(mén)、正水頭過(guò)濾、沖洗自動(dòng)化、造價(jià)低及操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)，因而在鐵路或縣鎮(zhèn)中小型水廠中得到了廣泛的應(yīng)用。但重力式無(wú)閥濾池存在以下問(wèn)題：進(jìn)水系統(tǒng)復(fù)雜、施工要求高；進(jìn)水過(guò)程易夾氣，影響正常的過(guò)濾和反沖洗；采用單層石英砂濾料，濾池產(chǎn)水量低，不能滿(mǎn)足供水量日益增大的要求。

1　改造后的構(gòu)造和工作原理
      改造后的無(wú)閥濾池構(gòu)造見(jiàn)圖1。過(guò)濾時(shí)的工作情況：渾水經(jīng)進(jìn)水總管1流入進(jìn)水分配箱22，由進(jìn)水分配堰2進(jìn)入豎井進(jìn)水渠3，經(jīng)消能板4消能后，均勻地分布在濾料層5上，通過(guò)承托層6、小阻力配水系統(tǒng)7進(jìn)入底部配水空間8。濾后水從底部配水空間經(jīng)連通區(qū)9上升到?jīng)_洗水箱 10。當(dāng)水箱水位達(dá)到出水渠11的溢流堰頂后，溢入渠內(nèi)，zui后流入清水池。反沖洗時(shí)的工作情況：濾池運(yùn)行中，濾層阻力逐漸增加，虹吸上升管14中的水位相應(yīng)逐漸升高。當(dāng)水位達(dá)到虹吸輔助管12管口時(shí)，水自該管中落下，并通過(guò)抽氣管13不斷將虹吸下降管15中的空氣帶走，使虹吸管中形成真空。當(dāng)虹吸上升管中的水越過(guò)虹吸管頂端與虹吸下降管中上升的水柱相匯時(shí)，兩股水流匯成一股，沖出虹吸下降管管口，把虹吸管中殘存的空氣全部帶走，形成連續(xù)的虹吸流。這時(shí)，水箱中的水自下而上對(duì)濾料進(jìn)行反沖洗。

        圖1　改造后的重力式無(wú)閥濾池結(jié)構(gòu)
 

        1 進(jìn)水總管　2 進(jìn)水分配堰　3 豎井進(jìn)水渠　4 消能板 5 濾料層　6 承托層　7 小阻力配水系統(tǒng)　8 配水空間 9 連通區(qū)　10 沖洗水箱　11 出水渠　12 虹吸輔助管　13 抽氣管　14 虹吸上升管　15 虹吸下降管　16 排水渠　17 反沖洗調(diào)節(jié)器　18 虹吸破壞斗　19 虹吸破壞管　20 傘形頂蓋　21 水封斗　22 進(jìn)水分配箱

        在沖洗過(guò)程中，水箱內(nèi)水位逐漸下降。當(dāng)水位下降到虹吸破壞斗18時(shí)，虹吸破壞管19把小斗中的水吸完。管口與大氣相通，虹吸破壞，沖洗結(jié)束，過(guò)濾重新開(kāi)始。

        2　技術(shù)改造要點(diǎn)及其分析
        （1） 改變渾水進(jìn)水方式，取消原無(wú)閥濾池的進(jìn)水U型存水彎和進(jìn)水三通，增加豎井進(jìn)水渠3 。豎井進(jìn)水渠在池子內(nèi)部連接濾池的進(jìn)水分配箱和傘形頂蓋。濾池進(jìn)水分配箱中的渾水直接 由豎井進(jìn)水渠進(jìn)入錐形罩體內(nèi)部。給水所中原有160m3/h的重力式無(wú)閥濾池是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 圖建造的，濾池在進(jìn)水過(guò)程中夾進(jìn)的氣體，一部分可上逸并通過(guò)排水虹吸管出口端排出池外 ，一部分將進(jìn)入濾池并在傘形頂蓋下積聚且受壓縮。在濾池過(guò)濾階段，受壓縮的氣體會(huì)時(shí)斷 時(shí)續(xù)地膨脹并將虹吸管中的水頂出池外，影響正常過(guò)濾；在濾池反沖洗階段，受壓縮的氣體 會(huì)使排水虹吸管虹吸破壞不*，造成濾池連續(xù)反沖洗。這兩種現(xiàn)象在原有的重力式無(wú)閥濾 池運(yùn)行中時(shí)有發(fā)生，影響給水所的正常生產(chǎn)。目前，解決這種現(xiàn)象采取的措施是：在進(jìn)水管 上設(shè)置進(jìn)水U型存水彎或在適當(dāng)位置設(shè)置氣水分離器。前者（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖中采用的）較方便但 解決措施不*，后者需增加設(shè)備。為了保證進(jìn)水系統(tǒng)不產(chǎn)生夾氣運(yùn)行現(xiàn)象，考慮以下幾方 面：①防止濾池夾氣運(yùn)行。原進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)水管中的流速較大（規(guī)范中的設(shè)計(jì)流速為0 .5～0.7m/s），空氣不易從水中分離；改造后的進(jìn)水系統(tǒng)豎井進(jìn)水渠中的流速較?。ㄔO(shè)計(jì)流速為0.1m/s左右），水流的夾氣作用減弱。②排除積聚在傘形頂蓋下面受壓縮的氣體。在過(guò)濾初期，虹吸管中氣體和進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)水過(guò)程中夾進(jìn)的氣體積聚在傘形頂蓋下面，由于豎井進(jìn)水渠中水流速度較小，氣體受壓縮后易于從豎井進(jìn)水渠中分離。
        （2） 改變進(jìn)水分配箱。據(jù)報(bào)道：標(biāo)準(zhǔn)圖中的無(wú)閥濾池產(chǎn)生夾氣運(yùn)行的主要原 因是分配水箱中的配水堰與濾池進(jìn)水管口兩次水位跌差造成的，當(dāng)渾水進(jìn)入濾池的進(jìn)水管時(shí)，在管口又形成一個(gè)"跌水漏斗"形的水封，這種水封將空氣帶入進(jìn)水管內(nèi)并阻礙從管內(nèi)分離出來(lái)的空氣排出。改造后的無(wú)閥濾池進(jìn)水系統(tǒng)，由于豎井進(jìn)水渠中的水流速度較小，管口水封作用減弱，所以作者認(rèn)為進(jìn)水分配水箱設(shè)計(jì)時(shí)僅需滿(mǎn)足水力條件。
        （3） 改用單層均質(zhì)石英砂濾料層，石英砂濾料層的粒徑為0.8～1.0mm，厚度為1100mm。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，濾料層的設(shè)計(jì)膨脹率取30%，反沖洗強(qiáng)度取15L/（s·m2），設(shè)計(jì)濾速取13m/h（為了保證安全，設(shè)計(jì)濾速偏低，通過(guò)實(shí)際運(yùn)行，作者認(rèn)為濾速還可以提高一些）。承托層的級(jí)配及其厚度同標(biāo)準(zhǔn)圖。
        （4） 在虹吸上升管管口安裝水封斗21。其主要作用是：①增加濾料層膨脹后與虹吸上升管管口之間的安全高度。②防止濾池反沖洗過(guò)程中跑砂。③便于濾池調(diào)試運(yùn)行，防止調(diào)試過(guò)程中濾料流失。
3　運(yùn)行情況
      上饒鐵路東門(mén)給水所水源取自信江。原水濁度在10～700NTU之間，水力循環(huán)澄清池的出水濁度在8NTU以下，改造后的無(wú)閥濾池的出水濁度在3NTU以下。運(yùn)行過(guò)程中，改造后的無(wú)閥濾池與給水所原有的無(wú)閥濾池對(duì)比表明：改型后的濾池運(yùn)行穩(wěn)定，從未出現(xiàn)過(guò)夾氣運(yùn)行現(xiàn)象，工作周期比原有的無(wú)閥濾池相對(duì)延長(zhǎng)。

型號(hào)規(guī)格產(chǎn)水量m3/h濾池個(gè)數(shù)組體形式單體外形尺寸mm單體運(yùn)行量㎏
ZW-F-20202組體形式
方形一體2000×1100×434015450
ZW-F-30302000×1630×440222170
ZW-F-40402165×2000×444228970
ZW-F-50502710×2000×444235300
ZW-F-60602600×2500×450242860
ZW-F-80803000×2900×454757010
ZW-F-1001002方形兩體組合2100×2600×451237560
ZW-F-1251252255×3000×455846230
ZW-F-1501502705×3000×455854600
ZW-F-1751753160×3000×455863200
ZW-F-2002002圓形兩體組合￠3720×H517470450
ZW-F-240240￠4080×H5247184490
ZW-F-320320￠4700×H5412113540
ZW-F-400400￠5260×H5523147490
ZW-F-500500￠5870×H5669184490
ZW-F-3003003圓形三體組合￠3720×H444462180
ZW-F-360360￠4080×H451774980
ZW-F-480480￠4700×H4682100460
ZW-F-600600￠5260×H4793137870
ZW-F-750750￠5870×H4939173190