摘 要：V型滤池是水质工学学处理中的一种应用较为广发的滤池，因为进水槽设计成V字型而得名，V型滤池的设计和应用是人们在进行过滤时比较注意的问题，本文将通过对V型的滤池的设计出发，浅谈一下V型滤池在设计使用中的原理及注意事项，以期为V型滤池的开发设计提供参考。
关键词：V型滤池；过滤；反冲洗
1 V型滤池简介
V型滤池是法国德格雷蒙（DEGREMONT）公司设计的一种快滤池。由于其独特的优势，被我国引进后使用广泛，主要适用于大、中型水厂[1]。V型滤池因两侧（或一侧也可）进水槽设计成V型而得名。通常由一组滤池由数只滤池组成。每只滤池中间为双层中央渠道，将滤池分成左、右两格。渠道上层为排水渠，用于冲洗排污水使用。渠道下层为气、水分配渠，过滤时用于汇集滤后清水，冲洗时用于分配气和水。排水渠上装配有一排配气小孔，下部设有排配水方孔。V型槽底部设有一排小孔，过滤时用于进水，冲洗时可以提供横向扫洗布水用。滤板上均匀布置长柄滤头，每平方米大约布置50至60个。
V型滤池的主要特点是：可采用较粗滤料较厚滤层以增加周期。由于反冲洗时滤层不膨胀，故整个滤层在深度方向的粒径分布基本均匀，不发生水力分级现象，，使滤层含污能力提高。V型滤池采用气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗水量大大减少[2]。V型滤池系统便于管理，可以实现滤水工艺的自动化。V型滤池是恒水位控制，水位的高低通过阀门的调节实现。
2 V型滤池过滤和反冲洗过程
2.1过滤过程
滤水通过进水总渠经过气动隔膜阀和方孔，经过溢流堰口进入V型槽，滤水在V型槽中达到槽底小孔高度时进行溢流，或通过槽顶溢流，均匀进入滤池，而后通过砂滤层和长柄滤头进入底部空间，在底部进行汇流，经过开设的方孔汇入中央气水分配渠内，最后由管廊中的水封井经过出水堰和清水渠流入清水池。滤速可以通过调节滤池水位的变化和自动调节出心蝶阀开启速度实现等速过滤。
2.2反冲洗过程
首先关闭进水阀，但是进水阀两侧的方孔仍处于开启状态，故仍有部分水继续进入V型槽并经槽底小孔流入滤池。随后开启排水阀将滤池页面从排水渠中排出直至滤池水面与V型槽顶相平。冲洗方式有：“气冲→气、水同时反冲→水冲”；也可采用“气、水同时反冲→水冲” [3]。
冲洗的具体过程为：（1）启动鼓风机，打开进气阀，空气经过气水分配渠的上部小孔均匀进入滤池底部，由长柄滤头喷出，将滤料表面杂质擦洗下来并悬浮于水中。由于V型槽底小孔继续进水，在滤池中产生横向水流，形同表面扫洗，将杂质推向中央排水。（2）启动冲洗水泵，打开冲洗水阀，此时空气和水同时进入气、水分配渠，再经方孔和小孔和长柄速头均匀进入滤池，使滤料得到进一步冲洗，同时横向冲洗仍继续进行。（3）停止气冲，单独用水再反冲洗几分钟，加上横向扫洗，最后将悬浮于水中杂质全部冲入排水槽。流程示意图如下图所示。
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3 V型滤池的设计要素
3.1滤料以及承托层的设计
杨长生[4]根据《给水排水设计手册》总结如下：V型滤池均质滤料作为过滤介质，使滤层的含污能力提高。滤料有效粒径一般为0.95 ~1.05 mm , 允许扩大到0.7～2.0mm，滤料粒径范围以0.90~1.35 mm为宜，不均匀系数1.2～1.6或1.8之间。，滤料厚度一般为1 200~1 500 mm，以保证滤后水出水水质。在气水同冲时为了避免承托层扰动，承托层的布置方案为最底层6 mm砾石，厚100 mm;中间一层4mm砾石，厚50 mm;最上面再布一层6 mm砾石，厚50 mm[5、6]。
3.2滤速及冲洗强度的设计
气冲强度一般在14~17L/（s?m2）内，水冲强度约4L/（s?m2）左右，横向扫洗强度约1.4~-2.0L/（s?m2）。因水流反冲强度小，故滤料不会膨胀，总的反冲洗时间约10min左右。气ー水同时反冲及长柄滤头方向朝向滤料，V型滤池冲洗过程全部由程序自动控制。整个滤料层在深度方向的粒径分布基本均匀。在反冲洗过程中滤料层不膨胀，不发生水力分级现象，保证深层截污，滤层含污能力高[7]。
3.3滤池结构的设计
在设计中感觉到根据流体的流动特性，为了保证反冲洗时滤池平面气、水分配的均匀，滤池平面尺寸的长:宽=4：1～3.5:1（宽度不包括中央气水分配槽，中央气水分配槽宽度一般为0.7～0.9米）。一般情11米。滤池中央气水分配槽将滤池宽度分成两半，每半的宽度都不宜超4米。为了确保反冲洗时滤板下面任何一点的压力均等，并使滤板下压入的空气可以尽快形成一个气垫层，滤板与池底之0.85～0.95米。这个高度足以使空气通过滤头的孔和缝得到充分的混合并均匀分布在整个滤池面积之上，从而保证了滤池的正常滤水工作和滤池的再生效果。
3.4表面扫洗的设计
表面扫洗是通过由V型槽底部小孔喷出的射流来实现的。根据射流的性质，要使表面扫洗效果最佳，此射流最好为V型槽底部小孔中心标高的确定就显得非常关键。根据手册设计的经验，小孔中心标高比反冲洗水位低1.2cm为最佳[8]。
3.5水封井以及出水堰的设计
V型滤池属于定水头减速过滤滤池，进出水水位需要保持恒定的；设置出水堰使水封井的标高同滤池滤料顶面相等，防止负水头过滤[9]。（这也是进水槽内设置堰口的原因）。出水堰的设计既可保证反冲洗有足够的水量,又可使清水箱水位保持恒定,避免反冲洗时的压力波动
4 结语
随着V型滤池在我国大、中型水厂的不断应用，关于V型滤池的改进工艺也层出 不穷，本文通过对V型滤池的过滤、反冲洗原理进行介绍，简单地将V型滤池地设计工艺及需要注意的问题展示给读者，希望更好地促进读者对于V型滤池的理解，为V型滤池地发展提供参考。
参考文献：
[1]林少芬. 广东地区给水处理系统滤池工艺的研究[D].华南理工大学,2009.
[2]《环境科学大辞典》编委会. 环境科学大辞典(修订版)[M]. 中国环境科学出版社, 2008.
[3]金盛. 凌桥水厂工艺运行优化研究[D].同济大学,2007.
[4]杨长生.V型滤池设计总结[J].工业水处理,2011,31(06):90-92.
[5] 中国市政工程东北设计院.给水排水设计手册:第3册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2002:626-637.
[6]蒋本超. 昆船工业区生活污水处理站曝气池水深与曝气效果关系的研究[D].昆明理工大学,2007.
[7]徐梅芳主编. 小城镇给水厂设计与运行管理指南[M]. 2015
[8]王彦贺.气水冲洗滤池整体滤板施工技术[J].四川建材,2014,40(02):220+222.
[9]王旭芳. 给水处理新工艺池型计算绘图标准化设计研究[D].华中科技大学,2005.