改造后的無(wú)閥濾池構造見(jiàn)圖1。過(guò)濾時(shí)的工作情況：渾水經(jīng)進(jìn)水總管1流入進(jìn)水分配箱22，由進(jìn)水分配堰2進(jìn)入豎井進(jìn)水渠3，經(jīng)消能板4消能后，均勻地分布在濾料層5上，通過(guò)承托層6、小阻力配水系統7進(jìn)入底部配水空間8。濾后水從底部配水空間經(jīng)連通區9上升到?jīng)_洗水箱 10。當水箱水位達到出水渠11的溢流堰頂后，溢入渠內，最后流入清水池。反沖洗時(shí)的工作情況：濾池運行中，濾層阻力逐漸增加，虹吸上升管14中的水位相應逐漸升高。當水位達到虹吸輔助管12管口時(shí)，水自該管中落下，并通過(guò)抽氣管13不斷將虹吸下降管15中的空氣帶走，使虹吸管中形成真空。當虹吸上升管中的水越過(guò)虹吸管頂端與虹吸下降管中上升的水柱相匯時(shí)，兩股水流匯成一股，沖出虹吸下降管管口，把虹吸管中殘存的空氣全部帶走，形成連續的虹吸流。這時(shí)，水箱中的水自下而上對濾料進(jìn)行反沖洗。
圖1 改造后的重力式無(wú)閥濾池結構
1 進(jìn)水總管 2 進(jìn)水分配堰 3 豎井進(jìn)水渠 4 消能板 5 濾料層 6 承托層 7 小阻力配水系統 8 配水空間 9 連通區 10 沖洗水箱 11 出水渠 12 虹吸輔助管 13 抽氣管 14 虹吸上升管 15 虹吸下降管 16 排水渠 17 反沖洗調節器 18 虹吸破壞斗 19 虹吸破壞管 20 傘形頂蓋 21 水封斗 22 進(jìn)水分配箱
在沖洗過(guò)程中，水箱內水位逐漸下降。當水位下降到虹吸破壞斗18時(shí)，虹吸破壞管19把小斗中的水吸完。管口與大氣相通，虹吸破壞，沖洗結束，過(guò)濾重新開(kāi)始。
2 技術(shù)改造要點(diǎn)及其分析
(1)改變渾水進(jìn)水方式，取消原無(wú)閥濾池的進(jìn)水U型存水彎和進(jìn)水三通，增加豎井進(jìn)水渠3 。豎井進(jìn)水渠在池子內部連接濾池的進(jìn)水分配箱和傘形頂蓋。濾池進(jìn)水分配箱中的渾水直接 由豎井進(jìn)水渠進(jìn)入錐形罩體內部。給水所中原有160m3/h的重力式無(wú)閥濾池是按國家標準 圖建造的，濾池在進(jìn)水過(guò)程中夾進(jìn)的氣體，一部分可上逸并通過(guò)排水虹吸管出口端排出池外 ，一部分將進(jìn)入濾池并在傘形頂蓋下積聚且受壓縮。在濾池過(guò)濾階段，受壓縮的氣體會(huì )時(shí)斷 時(shí)續地膨脹并將虹吸管中的水頂出池外，影響正常過(guò)濾；在濾池反沖洗階段，受壓縮的氣體 會(huì )使排水虹吸管虹吸破壞不徹底，造成濾池連續反沖洗。這兩種現象在原有的重力式無(wú)閥濾 池運行中時(shí)有發(fā)生，影響給水所的正常生產(chǎn)。目前，解決這種現象采取的措施是：在進(jìn)水管 上設置進(jìn)水U型存水彎或在適當位置設置氣水分離器。前者(國家標準圖中采用的)較方便但 解決措施不徹底，后者需增加設備。為了保證進(jìn)水系統不產(chǎn)生夾氣運行現象，考慮以下幾方 面：①防止濾池夾氣運行。原進(jìn)水系統進(jìn)水管中的流速較大(規范中的設計流速為0 .5～0.7m/s)，空氣不易從水中分離；改造后的進(jìn)水系統豎井進(jìn)水渠中的流速較小(設計流速為0.1m/s左右)，水流的夾氣作用減弱。②排除積聚在傘形頂蓋下面受壓縮的氣體。在過(guò)濾初期，虹吸管中氣體和進(jìn)水系統進(jìn)水過(guò)程中夾進(jìn)的氣體積聚在傘形頂蓋下面，由于豎井進(jìn)水渠中水流速度較小，氣體受壓縮后易于從豎井進(jìn)水渠中分離。
(2)改變進(jìn)水分配箱。據報道[１]：標準圖中的無(wú)閥濾池產(chǎn)生夾氣運行的主要原 因是分配水箱中的配水堰與濾池進(jìn)水管口兩次水位跌差造成的，當渾水進(jìn)入濾池的進(jìn)水管時(shí)，在管口又形成一個(gè)"跌水漏斗"形的水封，這種水封將空氣帶入進(jìn)水管內并阻礙從管內分離出來(lái)的空氣排出。改造后的無(wú)閥濾池進(jìn)水系統，由于豎井進(jìn)水渠中的水流速度較小，管口水封作用減弱，所以作者認為進(jìn)水分配水箱設計時(shí)僅需滿(mǎn)足水力條件。
(3)改用單層均質(zhì)石英砂濾料層，石英砂濾料層的粒徑為0.8～1.0mm，厚度為1100mm。根據設計規范，濾料層的設計膨脹率取30%，反沖洗強度取15L/(s·m2)，設計濾速取13m/h(為了保證安全，設計濾速偏低，通過(guò)實(shí)際運行，作者認為濾速還可以提高一些)。承托層的級配及其厚度同標準圖。
(4)在虹吸上升管管口安裝水封斗21。其主要作用是：①增加濾料層膨脹后與虹吸上升管管口之間的安全高度。②防止濾池反沖洗過(guò)程中跑砂。③便于濾池調試運行，防止調試過(guò)程中濾料流失。
3 運行情況
上饒鐵路東門(mén)給水所水源取自信江。原水濁度在10～700NTU之間，水力循環(huán)澄清池的出水濁度在8NTU以下，改造后的無(wú)閥濾池的出水濁度在3NTU以下。運行過(guò)程中，改造后的無(wú)閥濾池與給水所原有的無(wú)閥濾池對比表明：改型后的濾池運行穩定，從未出現過(guò)夾氣運行現象，工作周期比原有的無(wú)閥濾池相對延長(cháng)。
