4-6 配水系统在线视频

同学们好！接下来给大家介绍配水系统

在滤池的工作过程中，配水系统的主要作用有两个

一是在冲洗过程中将反冲洗水均匀地分布在整个滤池上

二是在过滤过程中，均匀收集过滤水

配水系统的均匀性对滤池的稳定运行至关重要

因为如果配水不均匀，就会导致部分区域冲洗水量小，冲洗不净

而部分区域冲洗水量大，而冲动承托层，引起滤料流失等问题

下面我们先来看看，在配水过程中为什么配水系统存在不均匀性？

这个图表示了滤池冲洗时的水流情况

在冲洗过程中，冲洗水从滤池底部的配水系统进入

然后分配给承托层和滤料层

靠近滤池进口A点的水流路线为I，配水系统末端B点的水流路线为II

假设A、B两点的冲洗强度分别为q_A和q_B

这里冲洗强度表示的是单位时间、单位面积滤层的冲洗水量

由于流线I最短，流线II最长

因此，A、B两点的冲洗强度分别代表了滤池中最小和最大的冲洗强度

假设A、B两点具有相等的微小单元面积Δa

则通过这两点的流量分别为Δa乘q_A和Δa乘q_B

我们来看看A、B两点的冲洗水头如何计算？

首先来看流线I，即A点的冲洗水头H_1，我们可以用这个公式来计算

这个公式中的第1项为配水系统的水头损失

第2项为配水系统出水孔眼的水头损失

第3项为承托层的水头损失，第4项为滤层的水头损失

这里水头损失等于水力阻抗系数和该微小单元通过的流量的平方的乘积

同样对流线II，即B点的冲洗水头H_2，也可以用类似的公式进行计算

由于流线I和流线II采用同一冲洗排水槽排水，因此H_1=H_2

由于两个流线中的承托层和滤层差别不大

配水系统中的出水孔眼可控制为各处基本一致

因此，两个流线中出水孔眼、承托层和滤层的水力阻抗系数可以认为相等

经整理得到A点和B点处的冲洗强度之比可用下式进行计算

从这个式子，我们可以看到，由于两条流线的路径不同

配水系统的水力阻抗系数之间总是存在差异

因此从理论上来讲，任何两点的冲洗强度都不可能相等

因此滤池配水系统的不均匀性总是存在的

但如果在设计中，尽可能使两者的冲洗强度接近

比如最小的冲洗强度和最大的冲洗强度之比大于或等于95%

我们即可认为滤池的配水基本上达到相对均匀

这是在滤池配水系统设计中需要重点考虑的

而要如何才能使滤池配水达到相对均匀呢？

我们可以采用两种办法

一是增大配水系统中出水孔眼的阻力

二是尽可能减少配水系统的水力阻抗

由此，出现了两大类配水系统。下面我们分别介绍

第一种是大阻力配水系统

这类配水系统的基本原理是

增加配水系统中出水孔眼的水力阻抗，使其远大于其他水力阻抗

以至于其他水力阻抗对冲洗强度的贡献可以忽略

增大出水孔眼水力阻抗的策略是增加孔眼流速，一般增加到5-6m/s

在冲洗水量不变的条件下，即减少配水孔眼的面积

配水孔眼的开孔比控制在0.2-0.28%

由于出水孔眼水力阻抗较高，阻力较大，因此称为大阻力配水系统

在工程应用中，大阻力配水系统一般为穿孔管式配水系统，如这个图所示

穿孔管设置在滤池底部，通常在中心位置设有干管或干渠

在干管或干渠两侧，接若干根相互平行的支管

配合大阻力配水系统，一般需要设置承托层

承托层通常采用天然卵石或砾石，主要是阻挡滤料进入配水系统

同时在滤池冲洗时帮助均匀配水

配水系统支管埋在承托层中间，距底部有一定距离

下方与中心线呈45°，开两排小孔

穿孔管大阻力配水系统的特点是工作可靠、对滤池冲洗比较干净

但由于冲洗水头要求高，所以通常需设置专门的冲洗水泵或水箱

第二种是小阻力配水系统

我们前面介绍过

造成冲洗强度不均匀的原因是任何两点的配水系统水力阻抗存在差异

如果能降低配水系统的水力阻抗，就可以减少差异的产生

那么它对配水均匀性的影响就会降低

降低配水系统水力阻抗的措施是降低配水系统的流速

一般可以通过增大配水空间来实现

配水系统水力阻抗的降低，使出水孔眼处水力阻抗也相应降低

因此出水孔眼的开孔比需要控制在一个较大的数值，一般在1.25%-2.0%

在小阻力配水系统中，由于配水系统和出水孔眼的水头损失较低

一般不宜采用穿孔管配水系统

下面介绍几种常用的小阻力配水系统

第一种是钢筋混凝土的穿孔滤板

在钢筋混凝土穿孔滤板上开有圆孔或条式缝隙，板上铺设一层或两层尼龙网

这种配水系统是目前应用最广泛的小阻力配水系统

造价较低，配水均匀性较好，孔口不易堵塞，强度高，耐腐蚀

但在施工中，应注意上层铺设的尼龙网接缝应搭接好，以避免滤料流入配水系统

第二种小阻力配水系统是穿孔滤砖

这张图是二次配水的穿孔滤砖，分上层和下层

滤砖的下层相互连通，起配水渠的作用

上层各滤砖单独配水，用板分隔互不相通

这张图是另外一种二次配水、配气穿孔滤砖，称为复合气水反冲洗滤砖

这种方式的滤砖既可以用于单独的水反冲洗，也可以用于气水联合反冲洗

左边是单独水反冲洗的情况，右边是气水联合反冲洗的情况

第三种小阻力配水系统是滤头

它是由具有滤缝的滤帽和滤柄组成，上部滤帽的滤缝宽度一般在0.25-0.4mm

通常有短柄和长柄两种形式

短柄滤头用于单独水反冲滤池，长柄滤头用于气水反冲滤池

滤头安装在混凝土滤板中

在进行气水同时反冲洗时，在混凝土滤板下部的空间

上部是气，下部是水，空气先从直管上部小孔进入滤头

反冲洗水则从滤柄下部直缝进入滤头，气水在滤头充分混合后

经滤帽的缝隙均匀配给滤池，使滤池得到均匀冲洗

与大阻力配水系统相比，小阻力配水系统要求的冲洗水头低，结构简单

但配水均匀性较差，一般适用于面积较小的滤池

在小阻力配水系统中，承托层可以不设

或者适当铺设一些粗砂或细砾石即可，视具体情况而定

有关配水系统的介绍就到这里，谢谢