專利名稱：用于氣水反沖洗濾池的大阻力配氣、中阻力配水系統及裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于水處理過濾領域設備，具體是一種氣水反沖洗過濾工藝中使用的濾池配水配氣系統及裝置，通過該設備實現濾池反沖洗氣、水的均勻分配，以得到良好的反沖洗效果。
背景技術：
過濾是給水處理的主要工藝，濾池是水廠最主要的處理構筑物。濾池是通過池內濾料的截留作用去除水中的顆粒狀懸浮雜質，當濾料截留雜質的量到了一定的程度，即達到了濾料截留的飽和量之后，就需要通過反沖洗來清潔濾料，使濾料可以重新應用于過濾過程，為使濾池反沖洗的清水耗量和電耗量更少，使濾池的反沖洗效果更好，需要對反沖的水和空氣進行均勻分配，即在濾池內設配水配氣裝置。
濾池的配水配氣裝置以其開孔率的大小可分為大阻力配水配氣、中阻力配水配氣和小阻力配水配氣三種方式(開孔比是指配水配氣裝置上開孔的總面積與該裝置所占濾池截面積之間的比值)。配水配氣裝置應該能夠均勻的分配反沖洗氣和水，并要求安裝維修方便，不易堵塞，經久耐用。
根據工藝原理，大阻力配水配氣方式可以使各配水配氣點實現均勻分配，但相應地，其配水的水頭損失較大(＞3米)，動力消耗較大，而且由于開孔比較小(0.2％～0.25％)，單位濾池截面上的開孔點較少，所以整體配水效果并不十分理想；小阻力配水配氣方式配水的水頭損失較小(＜0.5米)，但其開孔比較大(1.0％～1.5％)，在濾池面積比較大情況下難以實現均勻分配；中阻力配水配氣方式配水的情況介于大阻力和小阻力之間，其水頭損失一般為0.5～3.0米，開孔比一般為0.6％～0.8％。
早期濾池采用單水洗的反沖洗方式，其反沖洗配水裝置一般采用大阻力和中阻力配水方式，如帶穿孔支管的“豐”字形配水系統(大阻力)和二次配水濾磚(中阻力)等。近年來濾池工藝發展到采用氣水聯合反沖洗方式，由于要求同時實現水和氣的均勻分配，由法國德利滿公司發明的小阻力濾頭濾板裝置得到了廣泛的應用。濾頭濾板裝置通過對土建和安裝尺寸的嚴格要求，使濾池反沖洗時形成“氣墊層”和“配水層”，通過“氣墊層”和“配水層”消除因小阻力配水配氣開孔較大而易造成分配不均的現象，充分發揮小阻力配水配氣在濾池單位截面上的開孔點較多的特點，實現均勻的配水配氣。
該濾板裝置為鋼筋混凝土結構，要求單塊濾板平整度±2mm，整體平整度±5mm，因此土建要求很高，增加了施工難度，而且濾板的制作周期較長，一般為2～3個月，影響濾池的建設工期。
由瑞士蘇爾壽公司發明的“面包管”形式的小阻力配水配氣裝置近年來得到了廣泛應用，使濾池建設工期大大縮短，但施工難度大的問題仍然存在，而且該裝置的氣、水分配均勻性較差。
發明內容
為了克服現有氣水反沖洗濾池配水配氣系統配水配氣均勻性差、安裝周期長、施工難度大的問題，本發明提出了一種用于反沖洗濾池的大阻力配氣、中阻力配水系統，該系統具有良好的氣、水分配性能，而且對土建施工要求低，允許誤差可達到±15mm，2～3天即可完成單個濾池安裝，可大大縮短濾池的建設工期。
本發明用于反沖洗濾池的大阻力配氣、中阻力配水系統包括濾池池底的配水渠、配水配氣拱形裝置、進氣干管和“T”形配氣支管，其特征是在池底面的中間位置處設置一個下凹的配水渠，進氣干管位于該配水渠中并一直伸到配水渠末端；按大阻力配氣、中阻力配水設計的配水配氣拱形裝置包括若干列拱形管，所述若干列拱形管安裝在池底并橫跨過配水渠，在每一列拱形管下邊，于進氣干管上連接一條“T”形配氣支管，“T”形配氣支管的橫管位于拱形管內的上部。
專用于上述反沖洗濾池大阻力配氣、中阻力配水系統的配水配氣拱形裝置，包括若干列拱形管，每一列拱形管由若干節拱形構件構成，所述拱形構件的外形呈拱形，兩邊帶折邊，拱形構件兩側面上均設置交錯排列的配水孔和配氣縫，配氣縫采用內細外粗的發射形狹縫，拱形構件頂面上開有若干排氣小孔，拱形構件的兩端設有安裝卡口，單節拱形構件通過所述安裝卡口彼此連接而成為一列拱形管。
所述拱形構件為高密度聚乙烯材質制成的，單節拱形構件長為500mm、寬為500mm、高為300mm，所述配水孔通過中阻力的設計方式設計，配水孔直徑為10～16mm，相鄰兩個配水孔的中心距為8～12cm，配水開孔比為0.3％～0.6％，所述配氣縫和排氣小孔通過大阻力的設計方式設計，配氣縫的長度為3～5cm，寬度為1～2mm，相鄰兩個配氣縫的中心距為8～12cm，排氣小孔的直徑為1.5～2.5mm，相鄰兩個排氣小孔的中心距為8～12cm，配氣開孔比不大于0.15％。
利用上述系統進行濾池氣水反沖洗，其配氣過程是反沖洗空氣通過配氣干管進入“T”形配氣支管，由配氣支管分配到每一列配水配氣拱形管內，再由拱形管上的配氣縫和排氣小孔進行二次配氣；其配水過程是濾池反沖洗水先進入配水渠內，充滿配水渠后再進入每一列的配水配氣拱形管內，通過拱形管兩側的配水孔進行配水，當進行單獨水反沖洗的時候，拱形管上的配水孔和配氣縫均可用于反沖洗水的分配，而排氣小孔的主要作用是將拱形管內的余氣排出。
本配水配氣系統采用中阻力配水中的較小的開孔比進行配水，采用大阻力的開孔比進行配氣，并且先通過配水渠進行配水緩沖，通過配氣支管進行空氣一次分配，因此可以達到良好的配水配氣均勻性，同時拱形管兩側的配水孔和配氣縫交錯布置，并且采用發射形的配氣狹縫，因此可以保證每一個配水孔和配氣縫都有一小塊均勻、獨立的配水配氣區域，增強了分配的均勻性。其拱形構件實現了標準化，可批量生產。拱形構件上設有卡口，采用標準式組合方式，拱形構件直接固定于池底，安裝時對池底水平度要求不高，安裝簡單。
該系統的應用簡化了濾池的池體結構，不需如濾頭濾板般設置濾梁，也不需如“面包管”裝置般進行二次澆筑，降低了施工安裝的難度，縮短了施工周期。采用該系統，濾池的配水配氣系統制作安裝只需要1～2周的時間，而以往采用濾頭濾板的制作安裝時間長達3個月。
圖1為本發明大阻力配氣、中阻力配水系統的應用示意圖，圖中畫出了一個配水配氣拱形構件；圖2為本發明濾池配水配氣系統的一個剖面圖；圖3為本發明濾池配水配氣系統的另一個剖面圖；
圖4為大阻力配氣、中阻力配水拱形構件的立體圖。
附圖中各部分為大阻力配氣、中阻力配水拱形構件1，濾池配水渠2，濾池池底3，進氣干管4，“T”形配氣支管5，進水管6，濾池卵石墊層7，拱形裝置的安裝螺栓8，拱形構件上的中阻力配水孔9，拱形構件上的排氣小孔10，拱形構件上的大阻力配氣縫11，拱形構件的安裝卡口12。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明進一步說明。
參照附圖1～4，本用于反沖洗濾池的大阻力配氣、中阻力配水系統包括氣水反沖洗濾池配水渠2，進氣干管4，“T”形配氣支管5和大阻力配氣、中阻力配水的拱形裝置等。氣水反沖洗濾池在建設時，在池底面3的中間位置處設下凹的配水渠2，進氣干管4引入該配水渠2中并一直伸到配水渠2末端。
配水配氣拱形裝置包括若干列拱形管，每列拱形管由若干拱形構件1構成，拱形構件1外形呈拱形，兩邊帶折邊，拱形構件1兩側面上均設置配水孔9和配氣縫11，配水孔9和配氣縫11在拱形構件1兩側的位置是交錯排列的，配氣縫11采用內細外粗的發射形狹縫，拱形構件1頂面上開有若干排氣小孔10，每個拱形構件1的兩端設有安裝卡口12，拱形構件1以其兩端的安裝卡口12相互連接組合，形成若干列拱形管，并直接由螺栓8固定在池底3上，每一列拱形管均橫跨過配水渠2，每列拱形管的最兩端用堵頭封住。
拱形構件1為高密度聚乙烯材質制成的，單節拱形構件1長為500mm、寬為500mm、高為300mm，所述配水孔9通過中阻力的設計方式設計，配水孔9直徑為10～16mm，相鄰兩個配水孔的中心距為8～12cm，配水開孔比為0.3％～0.6％，所述配氣縫11和排氣小孔10通過大阻力的設計方式設計，配氣縫11的長度為3～5cm，寬度為1～2mm，相鄰兩個配氣縫的中心距為8～12cm，排氣小孔10的直徑為1.5～2.5mm，相鄰兩個排氣小孔的中心距為8～12cm，配氣開孔比不大于0.15％。
配水配氣拱形裝置的上面放置濾池的卵石墊層7，卵石墊層7可以對空氣和水進行進一步的分配，同時也可避免小顆粒的細沙濾料由拱形裝置上的孔和縫漏掉。對應每一列拱形管，進氣干管4上引出一條“T”形配氣支管5，“T”形配氣支管5的橫管位于拱形管內的上部，距拱形管頂端距離為2～4cm。根據該拱形裝置的安裝方式和要求，在濾池池體建設時，只需將濾池池底保持±15mm水平度即可。
濾池池底的配水渠2為開放式，上口無澆筑覆項，沖洗水先是經過該配水渠2平衡流量后再進入每一列拱形管內的。
氣水反沖洗濾池的反沖洗一般為“單氣沖洗+氣水聯合沖洗+單水沖洗”三個步驟，下面以一次完整的反沖洗過程為例，來說明本發明用于氣水反沖洗濾池配水配氣系統的大阻力配氣、中阻力配水方法及其裝置的配水、配氣過程濾池反沖洗時，第一步進行的是單獨空氣沖洗，空氣首先充滿進氣干管4，并分別進入各個“T”形配氣支管5，空氣在進氣干管4內的流速約為12m/s，在進入“T”形配氣支管5時的流速約為50m/s(空氣在進氣干管內流速和進入配氣支管內時流速之比不大于1∶4。)，由于流速的差別，各個配氣支管5可將空氣均勻的送入每一列拱形管內，實現第一次的均勻配氣。空氣由“T”形配氣支管5的兩端進入拱形管內后，由于配氣支管5的高度接近拱形管的頂端，所以空氣將以高速首先將水擠開，在拱形管內上層形成一個氣層，該氣層隨著空氣的不斷進入逐漸下壓，當氣層下降到拱形管上配氣縫11的位置時，條形狀設計的配氣縫11對空氣層厚度起到調節的作用，大阻力的配氣方式可保證該列拱形管內每條配氣縫11的出氣量保持均勻。
濾池單獨空氣沖洗結束后進入氣水聯合沖洗，氣水聯合沖洗時，空氣的分配方式仍與單獨空氣沖洗時一樣，沖洗水則首先由進水管6進入濾池配水渠2，配水渠2的設計寬度可使沖洗水的流速下降，沖洗水由配水渠2平衡流量和流速后，進入每一列拱形管，由拱形管上的配水孔9分配進入濾池，由于配水孔9是按中阻力開孔比設計，所以可以保證沖洗水的均勻分配。
氣水聯合沖洗停止后，濾池進入單獨水沖洗階段，此時沖洗空氣停止供應，但拱形管內上層還保留有一部分余氣，在拱形管上設計了排氣小孔10來排除這部分余氣，這時，拱形管上的配水孔9和配氣縫11都用來進行水的分配，配氣縫11的面積很小，故拱形裝置仍然保持中阻力的配水。
另外，在同一個拱形構件1上，配水孔9和配氣縫11在其兩側的位置是交錯排列的，配氣縫11又是內細外寬的發射型狹縫，這就使相鄰兩列拱形管可實現交錯發散的配水和配氣，提高了配水配氣的均勻性。
本氣水反沖洗濾池配水配氣系統解決了現有氣水反沖洗濾池配水配氣系統配水配氣均勻性差、安裝周期長、施工難度大的問題。其主要特征是在池底設置一個開放的配水渠，配水配氣拱形裝置分成若干列跨過配水渠安裝在池底。反沖洗水通過該配水渠緩沖分配后由拱形裝置上的中阻力配水孔分配到濾池中；反沖洗空氣通過安裝在配水渠內的空氣干管和支管進行一次分配，再通過拱形裝置上的大阻力配氣縫和排氣小孔二次分配到濾池中。拱形管兩側的配水孔和配氣縫交錯設置，增強配水配氣的均勻性。該配水配氣拱形裝置以及濾池配水配氣方法可實現均勻的氣、水分配，并且安裝簡單、快速，可取代其它配水配氣裝置，廣泛應用于氣水反沖洗濾池的建設。
根據實際使用情況，本氣水反沖洗濾池的大阻力配氣、中阻力配水系統，其配水配氣均勻性與法國德利滿公司的濾頭濾板裝置相當，優于瑞士蘇爾壽公司“面包管”配水配氣裝置。同時該系統的應用簡化了濾池的池體結構，不需如濾頭濾板般設置濾梁，也不需如“面包管”裝置般進行二次澆筑，降低了施工安裝的難度，縮短了施工周期。采用該方法和裝置，濾池的配水配氣系統制作安裝只需要1～2周的時間，而以往采用濾頭濾板的制作安裝時間長達3個月。
權利要求
1.一種用于反沖洗濾池的大阻力配氣、中阻力配水系統，包括濾池池底的配水渠、配水配氣拱形裝置、進氣干管和“T”形配氣支管，其特征是在池底面的中間位置處設置一個下凹的配水渠，進氣干管位于該配水渠中并一直伸到配水渠末端；按大阻力配氣、中阻力配水設計的配水配氣拱形裝置包括若干列拱形管，所述若干列拱形管安裝在池底并橫跨過配水渠，在每一列拱形管下邊，于進氣干管上連接一條“T”形配氣支管，“T”形配氣支管橫管位于拱形管內的上部。
2.根據權利要求1所述的用于反沖洗濾池的大阻力配氣、中阻力配水系統，其特征是濾池池底的配水渠為開放式，上口無澆筑覆頂，沖洗水先是經過該配水渠平衡流量后再進入每一列拱形管內的。
3.根據權利要求1所述的用于反沖洗濾池的大阻力配氣、中阻力配水系統，其特征是配水渠內的進氣干管上對應每一列拱形管引出一條“T”形配氣支管，空氣在進氣干管內和進入配氣支管內時的流速比不大于1∶4。
4.根據權利要求1所述的用于反沖洗濾池的大阻力配氣、中阻力配水系統，其特征是所述的拱形配水配氣裝置的每一列拱形管由若干節拱形構件構成。
5.根據權利要求4所述的用于反沖洗濾池的大阻力配氣、中阻力配水系統，其特征是所述拱形構件為高密度聚乙烯材質制成的，外形呈拱形，兩邊帶折邊，拱形構件兩側面上均設置配水孔和配氣縫。
6.根據權利要求5所述的用于反沖洗濾池的大阻力配氣、中阻力配水系統，其特征是所述拱形構件上的配水孔和配氣縫在拱形構件兩側的位置是交錯排列的，配氣縫采用內細外粗的發射形狹縫。
7.根據權利要求5所述的用于反沖洗濾池的大阻力配氣、中阻力配水系統，其特征是所述拱形構件長為500mm、寬為500mm、高為300mm。
8.根據權利要求4所述的用于反沖洗濾池的大阻力配氣、中阻力配水系統，其特征是所述拱形構件的兩端設有安裝卡口，單節拱形構件通過所述安裝卡口彼此連接而成為一列拱形管。
9.專用于反沖洗濾池大阻力配氣、中阻力配水系統的配水配氣拱形裝置，其特征是包括若干列拱形管，每一列拱形管由若干節拱形構件構成，所述拱形構件的外形呈拱形，兩邊帶折邊，拱形構件兩側面上均設置交錯排列的配水孔和配氣縫，配氣縫采用內細外粗的發射形狹縫，拱形構件頂面上開有若干排氣小孔，拱形構件的兩端設有安裝卡口，單節拱形構件通過所述安裝卡口彼此連接而成為一列拱形管。
10.根據權利要求9所述的專用于反沖洗濾池大阻力配氣、中阻力配水系統的配水配氣拱形裝置，其特征是所述拱形構件為高密度聚乙烯材質制成的，單節拱形構件長為500mm、寬為500mm、高為300mm，所述配水孔直徑為10～16mm，相鄰兩個配水孔的中心距為8～12cm，配水開孔比為0.3％～0.6％，所述配氣縫的長度為3～5cm，寬度為1～2mm，相鄰兩個配氣縫的中心距為8～12cm，所述排氣小孔的直徑為1.5～2.5mm，相鄰兩個排氣小孔的中心距為8～12cm，配氣開孔比不大于0.15％。
全文摘要
一種用于反沖洗濾池的大阻力配氣、中阻力配水系統及裝置，包括濾池池底的配水渠、配水配氣拱形裝置、進氣干管和“T”形配氣支管，在池底面的中間位置處設置一個下凹的配水渠，進氣干管位于該配水渠中并一直伸到配水渠末端；按大阻力配氣、中阻力配水設計的配水配氣拱形裝置包括若干列拱形管，所述若干列拱形管安裝在池底并橫跨過配水渠，在每一列拱形管下邊，于進氣干管上連接一條“T”形配氣支管，“T”形配氣支管橫管位于拱形管內的上部。本系統具有良好的配水配氣均勻性，其拱形構件實現了標準化，采用組合方式安裝，安裝簡單，對池底水平度要求不高，采用該系統，濾池的配水配氣系統制作安裝只需要1～2周的時間。
文檔編號B01D24/46GK1962021SQ200510100970
公開日2007年5月16日 申請日期2005年11月10日 優先權日2005年11月10日
發明者葉昌明 申請人:深圳市清泉水系統工程設備有限公司