[摘要]： V 型滤池采用均匀级配粗砂作为滤料，过滤效果好，纳污能力强，过滤周期长，耐水力负荷冲击，而且采用了气水反冲洗方式，近年来在我国地表水厂的应用日益广泛。本文结合某水厂滤池和反冲洗机房设计内容，进行探讨设计中注意的问题，提出具体建议。
[关键词]：V型滤池；反冲洗；设计；水厂
V型滤池是快滤池的一种形式，因两侧（或一侧也可）进水槽形状呈V字形而得名。V型滤池采用了较粗、较厚的均匀颗粒的石英砂滤层；采用了不使滤层膨胀的气、水同时反冲洗兼有待滤水的表面扫洗；采用了气垫分布空气和专用的长柄滤头进行气、水分配等工艺。它具有出水水质好、滤速高、运行周期长、反冲洗效果好、节能和便于自动化管理等特点。因此70年代已在欧洲大陆广泛使用。80年代后期，我国南京、西安、重庆等地开始引进使用。90年代以来，我国新建的大、中型净水厂大多数都采用了V型滤池这种滤水工艺。
下面结合某水厂工程实例，讨论给水厂V型滤池在设计上的要点和建议。
一、工程概况：
某水厂设计规模为10万m3/d，自用水系数取5%，其中设计滤池分为6格，每格滤池有效滤面面积为84m2，正常滤速约为8.7m/h，强制滤速约为10.4m/h。采用均质滤料，粒径一般为0.9～1.2mm，不均匀系数小于1.4，滤层厚度1.2m～1.5m；滤料垫层采用粒径4～8mm砾石承托料，厚度100mm。V型滤池与反冲洗机房合建。反冲洗采用气冲、气水同时反冲和水冲三个过程，反冲洗效果好。单气冲时，气冲强度为（13～15L/m2.s）；气水同时反冲时，气冲强度为12～13 L/m2.s水冲强度为2.5～4L/m2.s，表面扫洗用原水，强度约为1.8L/m2.s；单水反冲时，水冲强度为5～6L/m2.s。滤池和反冲洗机房内，涉及自控操作的阀门均采用气动阀门。滤池出现以下两项中任意一项现象，即进入反冲洗状态：（1）过滤周期达 24～48小时。（初设为24小时）（2）出水阀门开度达到90°，滤池液面超过常水位5cm，时间超过2分钟。
二、V型滤池过滤流程：
待滤水总渠—进水阀门（带多点定位）—进水堰—V型分配槽—滤料层—滤头—清水槽—出水阀门（带定位仪调节型）—滤池出水管—冲洗泵吸水井—清水池
三、各部位设计要点和建议
1）V型槽
1.1）V型槽槽底标高必须和进水堰后的槽底标高一致。
若两处标高不一致，会导致V型槽进水端产生较明显水跃，造成V型槽布水不均匀。严重的情况，会造成水流翻过V型槽后，在布水区形成漩涡，甚至影响砂滤面表面平整，滤层局部短流，影响滤池出水水质。
1.2）V型槽堰口宜高于池内正常液面标高。
V型进水槽断面应按非均匀流满足配水均匀性要求计算确定，其斜面与池壁的倾斜度宜采用45°～50°，断面面积受限制。又由于单格滤池滤面宽度受限制（V型滤池两侧进水槽的槽底配水孔口至中央排水槽边缘的水平距离宜在3.5m以内，最大不得超过5m），随着单格滤池滤面面积增大，滤池长度必然增大，每条V型槽的过流量也增大。造成大面积滤面的V型滤池，V型槽内流速较高。
曾有水厂V型滤池采用单格面积为96m2的V型滤池，因设计V型槽倾斜度取下限，导致V型槽流速过高，水流冲击V型槽末端，在槽末端涌水；而且池内正常运行水面高于V型槽堰口，在滤面以上形成漩涡，扰动砂滤面。该厂最终采取在V型槽中段添加挡板降低流速的做法，滤砂表面能保持平整，但滤池表面仍存在漩涡，布水不均匀。
2）滤板、滤头和滤梁
滤板采用专用塑制模板现场整体连续浇筑，并与滤池池壁连接为一体，使滤板无缝连接，克服传统小块预支滤板可能存在的滤板接缝密封不严的隐患，杜绝了翻板、漏砂等弊端。滤头采用可调式滤头（由滤帽、滤杆、预埋座三部分组成），可便捷地调整滤头高度，使其进气孔达到一致水平，使布气、配水更均匀。滤梁捣制质量好坏会直接影响滤板的安装质量。建议滤梁捣制也由安装滤板、滤头的专业厂家负责捣制。
整体浇注技术简化了施工程序，缩短工程周期，施工质量得到保障。近年来，国内多家采用滤板整体浇注技术的相继建成投产，施工质量得到肯定、运行效果不错。有关滤头、滤板的规格，安装要求以及一般规定参照《气水冲洗滤池整体浇筑滤板可调式滤头技术规程》 （CECS 178：2009），采用C型滤板，滤头采用可调式滤头，应保证开孔率在1.7～1.9%之间。
3）出水阀
出水阀门采用带定位仪调节型，可根据滤池液面高低情况，通过自控系统控制，将筏板固定在指定角度，控制滤池液面在一定高度。滤池进入正常滤水状态，出水阀门起始开度为30°。随着滤池运行，滤料层水头损失逐步增大，出水阀作相应调整，开度逐步增大减少水损，以保持滤池液面在一定标高范围；当出水阀门开度达到90°，滤池液面超过常水位5cm，时间超过2分钟，随即启动反冲洗程序。
4）水封井
一般V型滤池出水阀后，设置水封井，每格滤池对应一个，井内设置出水堰；滤后水流至反冲洗吸水井后，再设一道出水堰保持吸水井水位。本次工程设计，由于反冲洗机房和V型滤池合建，滤后水总渠和反冲洗机房吸水井连成一体。只需在出口处设置一道出水堰。取消独立的水封井出水堰，后续清水池可抬高20～30cm，工艺流程更加紧凑，减少了能耗；而且缩小管廊宽度，节约用地，降低土建造价。
5）反冲洗机房
根据滤池反冲洗强度要求，对应每格滤池有效滤面84m2，计算反冲洗水和反冲洗气的流量范围，选取适用设备。反冲洗水泵采用低扬程卧式离心泵（20SAP-22JA，Q=1512m3/h，H=7.5m，配Y315S8电机，55kw电机），一运一备，变频调速，自灌启动。配备电磁流量计反馈信号对反冲洗水泵进行变频控制。反冲洗气鼓风机采用罗茨鼓风机（BK9020，Q=75.6m3/min，P=0.03MPa，配55kw电机）一运一备，变频调速。由于罗茨鼓风机为容积泵，而且鼓风机生产厂家对该设备的试验数据充足，可根据现场变频情况、输出压力，直接换算出气体输出流量，无需安装涡街流量计测量气体流量。
阀门动力气源来自压缩空气系统（空气压缩机、储气罐和空气净化调压系统）。空气压缩机采用无油蜗旋式空气压缩机（SF4FF-10，Q=0.4m3/min，P=9.75bar，3.7kw电机，一运一备，变频调速，内置冷冻式干燥机，压力露点： 3°C）；储气罐采用两个1m3，配备压力表，安全阀，放空阀；空气净化系统，由不锈钢球阀、传感器、压力表、过滤器、减压阀等组成，输出气源要求达到ISO8573-1 CLASS1.4.1标准，压力由9.5～0.4bar。
机房内配备LX型电动悬挂起重机（S=4.5m，L=6m，G=3tf，起重高度=8m，运行速度=20m/min，电动机总功率约4.5kw，配MD1电动葫芦及安全滑触线）。设计机房高度上，考虑将设备直接吊上小型货车。
四、结论
1）V型进水槽斜面与池壁的倾斜度建议采用50°，V型槽堰口标高宜高于正常过滤液面5cm，确保待滤水布水均匀。
2）V型滤池分6～8格双列布置时，可在滤后水总渠设置出水堰替代独立水封井，节约用地，减低造价。
3）反冲洗设备采用变频调速，可根据滤池实际运行情况，调整反冲洗水和反冲洗气强度，以达到理想的冲洗效果。反冲洗水泵可采用一运一备的运行方式，节省土建造价。需要注意水泵调频后转速不能低于额定转速的50%，水泵容易发生颤动。
参考资料：
1.杨长生.滤V型滤池设计总结.《工业水处理》2011年6月
2.何家明.V型滤池的设计与施工.《中国给水排水》2005年1月
3.李丽王辉马洪峰.V型滤池结构细部设计及施工.《问题研究》2011年第三期