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【摘 要】着重介绍了重力式无阀滤池滤料层板结的成因、类型及形态，并给出了相应的防治对策。
【关键词】重力式无阀滤池；积泥；反冲冼
重力式无阀滤池是中、小型水厂普遍采用的滤池型式，但在运行中其滤层表面积泥往往比较严重。结合多年的水厂运行管理经验，笔者就滤层表面积泥的原因，类型和分布形态进行分析，并提出了相应的防治措施。
1.重力式无阀滤池简介
1.1基本结构
重力式无阀滤池，是因过滤过程依靠水的重力自动流入滤池进行过滤或反洗，且滤池没有阀门而得名的。图为重力式无阀滤池结构示意图。
1.2运行原理
含有一定浊度的原水通过高位进水分配槽由进水管经挡板进入滤料层，过滤后的水由连通渠进入水箱并从出水管排出净化水。当滤层截留物多，阻力变大时，水由虹吸上升管上升，当水位达到虹吸辅助管口时，水便从此管中急剧下落，并将虹吸管内的空气抽走，使管内形成真空，虹吸上升管中水位继续上升。此时虹吸下降管将水封井中的水也吸上至一定高度，当虹吸上升管中水与虹吸下降管中上升的水相汇合时，虹吸即形成，水流便冲出管口流入水封井排出，反冲洗即开始。因为虹吸流量为进水流量的6倍，一旦虹吸形成，进水管来的水立即被带入虹吸管，水箱中水也立即通过连通渠沿着过滤相反的方向，自下而上地经过滤池，自动进行冲洗。冲洗水经虹吸上升管流到水封井中排出。当水箱中水位降到虹吸破坏斗缘口以下时，虹吸破坏管即将斗中水吸光，管口露出水面，空气便大量由破坏管进入虹吸管，破坏虹吸，反冲洗即停止，过滤又重新开始。
1.3优点和缺点
重力式无阀滤池的运行全部自动进行，操作方便，工作稳定可靠，结构简单，造价也较低，较适用于工矿、小型水处理工程以及较大型循环冷却水系统中作旁滤池用。该滤池的缺点是冲洗时自耗水量较大。
2.滤料板结原因分析
2.1建造过程中留下的施工缺陷
重力式无阀滤池自身的构造特点使其土建施工有相应的难度，掌握好平面、立面、斜面各高程的几何尺寸，按图纸、规范逐项验收十分重要，任何施工中留下的缺陷都会对滤层积泥产生影响。例如在对已运行10年的无阀滤池进行例行检修时，发现三角配水槽下口的木模未拆除，导致该格西南角的配水槽不出水，严重影响到滤池反冲冼配水的均匀性，致使西南角的滤斜长期冲冼不净，继而发生板结现象。
2.2滤池工艺管道安装的疏忽
重力式无阀滤池的管件较多，在安装、焊接中易搞错关键部位的标高，焊接、螺蚊接头的质量等也会对滤层积泥带来影响。例如虹吸上升管和虹吸破坏管等的隐性漏气、滤板拼装不平整、滤板间接缝处理不牢固等都会导致反冲洗强度不均，致使积泥现象的发生。此外，尼龙网、压板条、螺栓等破损也都将直接影响到反冲冼的均匀性与强度。
2.3滤料的铺装经验不足
在滤料下池前必须对其粒径、级配按规范要求——核对验收。为了不浪费滤料和保持粒、级配要求，最好在滤料生产单位进行严格筛分，经现场验货后再装运，这样可确保滤料的质量。此外，还须彻底清洗池壁，逐一检查配水孔眼或混凝土滤板接缝质量，并用颜料笔标记出铺装分层高度。铺装时人不应直接在铺好的滤料上行走，而应用木板铺垫（人站在木板上面操作），以免使承托层、滤料层移动或损坏配水系统。滤料铺装结束后一般应反复冲冼3～5次，并从人孔钻进，轻轻刮除过细和过轻的杂质颗粒。
2.4滤池运行管理的不足
待滤水的水质超标、进水量过大、季节的变化等都会促使形成积泥。例如滤池运行不能严格按操作规程进行以及未按时、按班次对滤池水取样分析，季节性水量少水质变化与突发性水质事故未能及时处理、发现有少量泥球但未及时清理并采取相应措施，夏季藻类系列旺盛时未及时在滤前加氯或加硫酸铜等都会导致在滤层表面生成泥球。
3. 滤料积泥的类型
3.1泥球和泥沙球型
常见于滤池运行不久或超负荷运行期间（沉淀水浊度偏高）。泥球呈土黄色，直径在0.6～1.2cm之间，分布在滤层表面；泥沙球则为泥、沙混合球，直径在1.2～2.5cm之前，泥球、泥沙球用手可抓起而不开裂，稍用点手劲可掰开，无明显异味，但破碎后粘手。
3.2泥沙藻球型
多见于藻类生长旺盛的夏、秋季，泥沙藻球呈黄绿色，直径多为0.6～2.5cm（个别的超过5 cm）。主要为大量藻类死亡物（滤前加氯所致）与积泥混合而成，分布在滤层表面及滤层下10 cm之间。该类积泥的结构较泥沙球坚固（要用力方可掰开），并带有明显藻腥味。
3.3铁质泥沙球型
滤池运行时间较长且投加的是铁盐类混凝剂时常出现铁质泥沙球型积泥。铁盐对滤池金属管件的腐蚀性较大，加之铁细菌和硫酸盐还原菌的作用，在滤池进水管中会逐渐生成瘤团（外层是一个壳体，由黄色坚硬的氧化铁组成，内层为黑色氧化亚铁和硫酸亚铁，质松软，糊状）。当反冲洗强度达到一定值或铁锈瘤越结越大时，它有可能被冲掉或冲刷破碎而进入滤池，久而久之与积泥生成球状（俗称铁质泥球），如不及时消除则会越结越大（直径一般为1.0～4.0cm）。它主要分布在滤料层表面至滤层下30 cm之间，铁质泥球呈现黑红色（也称铁锈红），须用力才能掰开，且有明显的铁腥味。
4.滤料板结的分布形态
①周边型。发生在滤池四壁处，久而久之呈现四周滤层高、中间低的形态。
②均布型。积泥较为均匀地分布在滤层的表面。
③波浪型。滤层表面呈现波浪形，积泥随波而积，形似海浪，形成的主要原因是滤池的承托层整体被破坏或移动。
④对称型。滤层表面的积泥呈对称状（俗称对角形），是承托层对称性地被破坏或三角配水槽对角堵塞所致。
⑤中心型。滤料的表面积泥呈中心型，主要原因是滤池配水板孔眼在中心部位被堵塞，造成长期反冲洗配水不匀，是四周的反冲洗强度过大所致。
5.防止滤层板结的对策
①在重力式无阀滤池的施工及管件安装过程中，水厂负责土建、工艺的技术人员要严格把关、分段验收，反复测量重点高程数据，如发现问题就要提出，主要配合，及时补救。
②对购进滤料层层把关，逐项验收。此外，从滤板的铺设到尼龙网的缝制、压板条的打孔、螺栓的拧固，从承托层的分层分级到滤料的每次装填厚度也都要道道把关，一丝不能马虎。
③初次投入运行的滤池须加多8～15cm厚的滤料，并放清水泡24小时，以利滤料中空气的排出。然后反冲洗3～5次，并刮去细滤料或粉末。
④初次投入运行的滤池要注意调整好反冲洗强度调节器和虹吸破坏的高程，以满足初始的反冲洗强度和反冲洗时间要求。
⑤根据进水量和沉淀水浊度适时调整滤速，沉淀水浊度宜控制在6～8NTU，每年对滤池停池检查并进行含泥量分析，以确定是否要加料、换料等。
⑥当源水水质发生突变时，要及时分析原因并采取措施，如滤前加氯、投加助凝剂以及缩短滤池工作周期和调整反冲洗强度等，确保滤池运行良好。
参考文献：
[1]洪觉民.中水自来水厂管理维护手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1990.
[2]唐展，陈明.从斜管倒塌谈斜管积泥成因及其改造措施[J].中国给水排水，1996，12（2）：34-35.
【关键词】重力式无阀滤池；积泥；反冲冼
重力式无阀滤池是中、小型水厂普遍采用的滤池型式，但在运行中其滤层表面积泥往往比较严重。结合多年的水厂运行管理经验，笔者就滤层表面积泥的原因，类型和分布形态进行分析，并提出了相应的防治措施。
1.重力式无阀滤池简介
1.1基本结构
重力式无阀滤池，是因过滤过程依靠水的重力自动流入滤池进行过滤或反洗，且滤池没有阀门而得名的。图为重力式无阀滤池结构示意图。
1.2运行原理
含有一定浊度的原水通过高位进水分配槽由进水管经挡板进入滤料层，过滤后的水由连通渠进入水箱并从出水管排出净化水。当滤层截留物多，阻力变大时，水由虹吸上升管上升，当水位达到虹吸辅助管口时，水便从此管中急剧下落，并将虹吸管内的空气抽走，使管内形成真空，虹吸上升管中水位继续上升。此时虹吸下降管将水封井中的水也吸上至一定高度，当虹吸上升管中水与虹吸下降管中上升的水相汇合时，虹吸即形成，水流便冲出管口流入水封井排出，反冲洗即开始。因为虹吸流量为进水流量的6倍，一旦虹吸形成，进水管来的水立即被带入虹吸管，水箱中水也立即通过连通渠沿着过滤相反的方向，自下而上地经过滤池，自动进行冲洗。冲洗水经虹吸上升管流到水封井中排出。当水箱中水位降到虹吸破坏斗缘口以下时，虹吸破坏管即将斗中水吸光，管口露出水面，空气便大量由破坏管进入虹吸管，破坏虹吸，反冲洗即停止，过滤又重新开始。
1.3优点和缺点
重力式无阀滤池的运行全部自动进行，操作方便，工作稳定可靠，结构简单，造价也较低，较适用于工矿、小型水处理工程以及较大型循环冷却水系统中作旁滤池用。该滤池的缺点是冲洗时自耗水量较大。
2.滤料板结原因分析
2.1建造过程中留下的施工缺陷
重力式无阀滤池自身的构造特点使其土建施工有相应的难度，掌握好平面、立面、斜面各高程的几何尺寸，按图纸、规范逐项验收十分重要，任何施工中留下的缺陷都会对滤层积泥产生影响。例如在对已运行10年的无阀滤池进行例行检修时，发现三角配水槽下口的木模未拆除，导致该格西南角的配水槽不出水，严重影响到滤池反冲冼配水的均匀性，致使西南角的滤斜长期冲冼不净，继而发生板结现象。
2.2滤池工艺管道安装的疏忽
重力式无阀滤池的管件较多，在安装、焊接中易搞错关键部位的标高，焊接、螺蚊接头的质量等也会对滤层积泥带来影响。例如虹吸上升管和虹吸破坏管等的隐性漏气、滤板拼装不平整、滤板间接缝处理不牢固等都会导致反冲洗强度不均，致使积泥现象的发生。此外，尼龙网、压板条、螺栓等破损也都将直接影响到反冲冼的均匀性与强度。
2.3滤料的铺装经验不足
在滤料下池前必须对其粒径、级配按规范要求——核对验收。为了不浪费滤料和保持粒、级配要求，最好在滤料生产单位进行严格筛分，经现场验货后再装运，这样可确保滤料的质量。此外，还须彻底清洗池壁，逐一检查配水孔眼或混凝土滤板接缝质量，并用颜料笔标记出铺装分层高度。铺装时人不应直接在铺好的滤料上行走，而应用木板铺垫（人站在木板上面操作），以免使承托层、滤料层移动或损坏配水系统。滤料铺装结束后一般应反复冲冼3～5次，并从人孔钻进，轻轻刮除过细和过轻的杂质颗粒。
2.4滤池运行管理的不足
待滤水的水质超标、进水量过大、季节的变化等都会促使形成积泥。例如滤池运行不能严格按操作规程进行以及未按时、按班次对滤池水取样分析，季节性水量少水质变化与突发性水质事故未能及时处理、发现有少量泥球但未及时清理并采取相应措施，夏季藻类系列旺盛时未及时在滤前加氯或加硫酸铜等都会导致在滤层表面生成泥球。
3. 滤料积泥的类型
3.1泥球和泥沙球型
常见于滤池运行不久或超负荷运行期间（沉淀水浊度偏高）。泥球呈土黄色，直径在0.6～1.2cm之间，分布在滤层表面；泥沙球则为泥、沙混合球，直径在1.2～2.5cm之前，泥球、泥沙球用手可抓起而不开裂，稍用点手劲可掰开，无明显异味，但破碎后粘手。
3.2泥沙藻球型
多见于藻类生长旺盛的夏、秋季，泥沙藻球呈黄绿色，直径多为0.6～2.5cm（个别的超过5 cm）。主要为大量藻类死亡物（滤前加氯所致）与积泥混合而成，分布在滤层表面及滤层下10 cm之间。该类积泥的结构较泥沙球坚固（要用力方可掰开），并带有明显藻腥味。
3.3铁质泥沙球型
滤池运行时间较长且投加的是铁盐类混凝剂时常出现铁质泥沙球型积泥。铁盐对滤池金属管件的腐蚀性较大，加之铁细菌和硫酸盐还原菌的作用，在滤池进水管中会逐渐生成瘤团（外层是一个壳体，由黄色坚硬的氧化铁组成，内层为黑色氧化亚铁和硫酸亚铁，质松软，糊状）。当反冲洗强度达到一定值或铁锈瘤越结越大时，它有可能被冲掉或冲刷破碎而进入滤池，久而久之与积泥生成球状（俗称铁质泥球），如不及时消除则会越结越大（直径一般为1.0～4.0cm）。它主要分布在滤料层表面至滤层下30 cm之间，铁质泥球呈现黑红色（也称铁锈红），须用力才能掰开，且有明显的铁腥味。
4.滤料板结的分布形态
①周边型。发生在滤池四壁处，久而久之呈现四周滤层高、中间低的形态。
②均布型。积泥较为均匀地分布在滤层的表面。
③波浪型。滤层表面呈现波浪形，积泥随波而积，形似海浪，形成的主要原因是滤池的承托层整体被破坏或移动。
④对称型。滤层表面的积泥呈对称状（俗称对角形），是承托层对称性地被破坏或三角配水槽对角堵塞所致。
⑤中心型。滤料的表面积泥呈中心型，主要原因是滤池配水板孔眼在中心部位被堵塞，造成长期反冲洗配水不匀，是四周的反冲洗强度过大所致。
5.防止滤层板结的对策
①在重力式无阀滤池的施工及管件安装过程中，水厂负责土建、工艺的技术人员要严格把关、分段验收，反复测量重点高程数据，如发现问题就要提出，主要配合，及时补救。
②对购进滤料层层把关，逐项验收。此外，从滤板的铺设到尼龙网的缝制、压板条的打孔、螺栓的拧固，从承托层的分层分级到滤料的每次装填厚度也都要道道把关，一丝不能马虎。
③初次投入运行的滤池须加多8～15cm厚的滤料，并放清水泡24小时，以利滤料中空气的排出。然后反冲洗3～5次，并刮去细滤料或粉末。
④初次投入运行的滤池要注意调整好反冲洗强度调节器和虹吸破坏的高程，以满足初始的反冲洗强度和反冲洗时间要求。
⑤根据进水量和沉淀水浊度适时调整滤速，沉淀水浊度宜控制在6～8NTU，每年对滤池停池检查并进行含泥量分析，以确定是否要加料、换料等。
⑥当源水水质发生突变时，要及时分析原因并采取措施，如滤前加氯、投加助凝剂以及缩短滤池工作周期和调整反冲洗强度等，确保滤池运行良好。
参考文献：
[1]洪觉民.中水自来水厂管理维护手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1990.
[2]唐展，陈明.从斜管倒塌谈斜管积泥成因及其改造措施[J].中国给水排水，1996，12（2）：34-35.