重力無閥濾池是利用水力學愿理;通過進出水的壓差自動控制虹吸產(chǎn)生和破坯,實現(xiàn)自動運行的濾池,適用于工礦、城鎮(zhèn)的小型給水工程。 其平面形狀一般采用圓形,也可采用方形。從澄清池來的水,經(jīng)進水分配槽,進水管,及配水擋板的消能和分散作用后,比較均勻地分布在濾層上部,水流通過濾料層、承托層與配水系統(tǒng)進入底部空間,然后經(jīng)連通渠上升到?jīng)_洗水箱。
隨著過濾的進行,沖洗水箱中的水位逐漸上升(虹吸上升管中水位也相應上升)。當水位達到出水管喇叭口的上緣時,便從喇叭口溢流到清水池。這就是無閥的過濾池的過濾過程。
無閥濾池的沖洗用水,全靠自己上部的沖洗水箱暫時儲存。沖洗水箱的容積是按照一個濾池的一次沖洗水量設計。無閥濾池常用小阻力配水系統(tǒng)。
當濾池剛投入運轉時,濾層較清潔,虹吸上升管內外的水面差便反映了濾池清潔濾層過濾時的水頭損失,如上圖中所示的H段,這一數(shù)值一般在20厘米左右,也稱它為初期水頭損失。
隨著過濾的進行,水頭損失逐漸增加,但是由于澄清池來水不變,就使得虹吸上升管內的水位緩慢上升,也就使得濾層上的過濾水頭加大,用以克服濾層中增加的阻力,使濾速不變,過濾水量也因此不變。
當虹吸上升管內的水位逐漸上升,在到達虹吸輔助管以前(即過濾階段),上升管中被水排擠的空氣受到壓縮,從虹吸下降管的下端穿過水封進入大氣。
當虹吸上升管中的水位超過虹吸輔助管的上端管口時(此時的H稱“終期允許水頭損失”一般采用1.5~2.0m),水便從虹吸輔助管中流下,當急速的水流經(jīng)過抽氣管與虹吸輔助管連接處的水射器時,就把抽氣管中的空氣帶走,使它產(chǎn)生負壓,同時把虹吸下降管上端的空氣抽走,也使虹吸管造成負壓,由于在虹吸輔助管上口入流處因產(chǎn)生旋渦,也夾帶了一部分氣體,更加速了虹吸管中真空度的增加。
虹吸管上升管中的水位繼續(xù)上升,同時虹吸管下降管中的水位也在上升,當虹吸上升管和下降管中兩股水柱匯合后,虹吸即形成,水流便沖出管口流入排水井,沖洗就開始了。
虹吸的流量約為濾池進水流量的六倍,因此,由進水管來的水即被帶入虹吸管。虹吸形成后,沖洗水箱的水便沿著與過濾相反的方向,通過連通渠,從下而上地經(jīng)過濾池,自動進行沖洗,沖洗后的水進入虹吸管3,流到排水井。
在沖洗過程中,沖洗水箱的水位逐漸下降,當降到虹吸破壞斗緣口以下時,虹吸破壞管把斗中水吸光,管口露出水面,空氣便大量由破壞管進入虹吸管,虹吸被破壞,沖洗即停止,虹吸上升管中的水位回降,過濾又重新開始。
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