CN105688497B - 上向流悬浮滤料滤池的抗浮滤板制备方法以及抗浮滤板 - Google Patents
上向流悬浮滤料滤池的抗浮滤板制备方法以及抗浮滤板 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种上向流悬浮滤料滤池的抗浮滤板制备及安装方法，其特征是：组装模具制备抗浮滤板；安装抗浮滤板。抗浮滤板包括抗浮滤板本体，所述抗浮滤板本体采用矩形钢筋混凝土板式结构，所述抗浮滤板本体两侧端相对位置设有上、下企口，上企口横截面形状呈燕尾槽形，所述下企口横截面形状呈与上企口燕尾槽形匹配的燕尾形，相邻抗浮滤板本体通过上、下企口咬合构成燕尾式板缝；所述抗浮滤板本体轴向预制有若干滤头套筒。有益效果：抗浮滤板采用企口结构，解决了板缝施工过程中支模困难的问题，解决了漏水、漏料、浇筑困难及支模困难的问题；抗浮滤板充分利用自身的重量及滤孔的泄压作用来很好得达到了抗浮的效果。
Description
技术领域
本发明属于污水处理系统，尤其涉及一种上向流悬浮滤料滤池的抗浮滤板制备方法以及抗浮滤板。
背景技术
目前，工程中常用的滤池基本是污水向下流动透过滤料层进行过滤，滤料放置在滤板上。由于密度大于水的密度，故滤板需要承受滤料的重量。污水透过滤料经由滤板上的滤孔流到滤池下部，再流出滤池达到过滤的效果。ZL201220010133公开了涉及一种上向流悬浮滤料滤池，包括原水区、布水区、过滤区和清水区四大功能区，其特征是：所述滤池还设有布水系统、搅动冲洗系统、反冲水排放系统和液位指示系统，所述设置与布水区的布水系统包括穿孔布水管和与其连接的进水控制阀；所述过滤区内设有轻质悬浮滤料层。采用EPS轻质悬浮滤料，其粒径和分级比例、滤层厚度等参数可根据工程实际水质确定。生物处理后的污水，经加药混凝、沉淀或直接微絮凝处理后，进入滤池，将污水中的细小悬浮颗粒物截留过滤，达到降低出水SS和部分TP指标的目的。上向流悬浮滤料滤池是将污水由下向上透过滤料及抗浮滤板达到过滤的效果。其主要优势：处理效果好、工程投资省、运行费用低。该滤池采用上向流过滤方式，纳污能力强，易冲洗，水头损失小，无气水反冲设备，是一种高效节能型滤池。上向流悬浮滤料滤池采用的EPS(可发性聚苯乙烯)轻质滤料，该滤料具有很强的吸附能力过滤效果好。但是由于该滤料的密度小于水的密度，一旦滤料流出不仅污染环境同时滤池也就失去了过滤的作用。上向流悬浮滤料滤池在实际应用中亟待解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种上向流悬浮滤料滤池的抗浮滤板制备方法以浮抗浮滤板，抗浮滤板会受到滤料向上的浮力，抗浮滤板起到防止滤料随水流出的作用，利用抗浮滤板自身的重量及其特殊的结构形式满足了上向流悬浮滤料滤池的功能要求，达到了很好的过滤效果。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种上向流悬浮滤料滤池的抗浮滤板制备方法，其特征是：具体步骤如下，
一、制备抗浮滤板
(1)组装模具：模具包括预留有安装滤头套筒圆孔的底板和四块侧壁板，其中两块相对位置设置的侧壁板上设有燕尾槽形突起，将四块侧壁板围装在底板周边，组装完成，涂抹隔离剂，将滤头套筒固接在模具底板预留的圆孔中，再用滤头压板将滤头套筒上部压住；
(2)绑扎及固定钢筋，其中沿两块侧壁板纵向的钢筋的预留长度能够弯折制出预留钢筋环；上述两块侧壁板为设有燕尾槽形突起侧壁板相邻的侧壁板；
(3)浇筑混凝土，设有燕尾槽形突起的两块侧壁板浇筑后形成抗浮滤板上下相对的上、下企口，进行混凝土养护；
(4)抗浮滤板达到初凝强度后进行拆模，拆模后继续养护直到完全达到强度，制成单块抗浮滤板，用上述方法制成若干单块抗浮滤板；
二、安装抗浮滤板
(1)在上向流悬浮滤料滤池两端池壁上预制滤梁，将滤梁上的钢筋预留到位，浇筑混凝土的滤梁，常规养护混凝土的滤梁；
(2)安装抗浮滤板：将抗浮滤板吊装就位，利用抗浮滤板两端的钢筋弯折制成预留钢筋环，滤梁上与抗浮滤板两端的钢筋对应位置的钢筋弯折制成预留钢筋环，保证抗浮滤板及滤梁的预留钢筋环同心，用一根钢筋贯穿在预留钢筋环中；
(3)单块抗浮滤板沿其纵向与其相邻的抗浮滤板通过上、下企口对接咬合构成具有燕尾式板缝的整体抗浮滤板，使用微膨胀混凝土浇筑燕尾式板缝，养护浇缝微膨胀混凝土；
(4)抗浮滤板安装完毕后清扫抗浮滤板，将滤头芯螺接到滤头套筒内。
一种上述方法制备安装的抗浮滤板，包括抗浮滤板本体，其特征是：所述抗浮滤板本体采用方形钢筋混凝土板式结构，所述抗浮滤板本体两侧端设有上下相对的上、下企口，上企口横截面形状呈燕尾槽形，所述下企口横截面形状呈与上企口燕尾槽形匹配的燕尾槽形，相邻抗浮滤板本体通过上、下企口咬合构成燕尾式板缝；所述抗浮滤板本体上均布有若干滤头套筒。
所述抗浮滤板本体两侧端预制有若干只钢筋环。
所述滤头套筒采用聚丙烯材料，滤头套筒内壁设有螺纹，滤头套筒内螺接有滤头芯。
有益效果：与现有技术相比，本发明的抗浮滤板采用企口结构，解决了板缝施工过程中支模困难的问题，加之使用微膨胀混凝土的浇筑，使得浇筑质量得到了很大的提高，解决了漏水、漏料、浇筑困难及支模困难的问题；由于抗浮滤板两端及滤梁上预留了钢筋环，使得抗浮滤板的固定、连接变得更加方便、快捷，不仅节省了人工还保证了安全性；抗浮滤板充分利用自身的重量及滤孔的泄压作用来很好得达到了抗浮的效果，不仅满足了出水水质的要求同时还合理的利用了材料，节省了造价。
附图说明
图1是本发明的抗浮滤板模具结构示意图；
图2是抗浮滤板与滤梁的安装示意图；
图3是单块抗浮滤板通过上下企口连接成整体的结构示意图；
图4是抗浮滤板的结构示意图；
图5是图4的A-A视图；
图6是图4的B-B视图；
图7是上向流悬浮滤料滤池的结构示意图。
图中：1、底板，2、侧壁板，3、滤头套筒，4、滤头压板，5、固定夹，6、7、抗浮滤板本体，8、滤梁，9、钢筋环，10、滤头芯，11、上企口，12、下企口，13、滤料。
具体实施方式
下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
详见附图1-3，一种上向流悬浮滤料滤池的抗浮滤板方法，具体步骤如下，
一、制备抗浮滤板
(1)组装模具：模具包括预留有安装滤头套筒圆孔的底板1和四块侧壁板2，其中两块相对位置设置的侧壁板上设有燕尾槽形突起，将四块侧壁板围装在底板周边，组装完成，涂抹隔离剂，将滤头套筒3固接在模具底板预留的圆孔中，滤头压板4通过固定夹5将滤头套筒上部压住；
(2)绑扎及固定钢筋，其中沿两块侧壁板纵向的钢筋的预留长度能够弯折制出预留钢筋环；上述两块侧壁板为设有燕尾槽形突起侧壁板相邻的侧壁板；
(3)浇筑混凝土，设有燕尾槽形突起的两块侧壁板浇筑后形成抗浮滤板上下相对的上、下企口11、12，进行混凝土养护；
(4)抗浮滤板达到初凝强度后进行拆模，拆模后继续养护直到完全达到强度，制成单块抗浮滤板7，用上述方法制成若干单块抗浮滤板；
二、安装抗浮滤板
(1)在上向流悬浮滤料滤池两端池壁上预制滤梁8，将滤梁上的钢筋预留到位，浇筑混凝土的滤梁，常规养护混凝土的滤梁；
(2)安装抗浮滤板：将抗浮滤板吊装就位，利用抗浮滤板两端的钢筋弯折制成预留钢筋环9，滤梁上与抗浮滤板两端的钢筋对应位置的钢筋弯折制成预留钢筋环，保证抗浮滤板及滤梁的预留钢筋环同心，用一根钢筋贯穿在预留钢筋环中；
(3)单块抗浮滤板沿其纵向与其相邻的抗浮滤板通过上、下企口对接咬合构成具有燕尾式板缝的整体抗浮滤板，使用微膨胀混凝土浇筑燕尾式板缝，养护浇缝微膨胀混凝土；微膨胀混凝土(如C35微膨胀混凝土)，通过上下企口将相邻的抗浮滤板逐块连接成整体，免去了支模困难，使抗浮滤板的连接安装过程更方便，连接质量更可靠；
(4)抗浮滤板安装完毕后清扫抗浮滤板，将滤头芯10螺接到滤头套筒内。
一种上述方法制备安装的抗浮滤板，包括抗浮滤板本体7，所述抗浮滤板本体采用方形钢筋混凝土板式结构，所述抗浮滤板本体两侧端设有上下相对的上、下企口11、12，上企口横截面形状呈燕尾槽形，所述下企口横截面形状呈与上企口燕尾槽形匹配的燕尾槽形，相邻抗浮滤板本体通过上、下企口咬合构成燕尾式板缝；所述抗浮滤板本体上均布有若干滤头套筒。所述抗浮滤板本体两侧端预制有若干只钢筋环。所述滤头套筒采用聚丙烯材料，滤头套筒内壁设有螺纹，滤头套筒3内螺接有滤头芯9。滤头芯的数量及孔径根据处理的水量、流速及水的浮力等参数确定，既能达到满足出水量的要求，又能达到减小浮力降低造价的目的。
为了保证抗浮滤板精度及解决在制作过程中堵塞滤头的问题，采用PCV模板。使用该模板制作的抗浮滤板不仅表面光滑平整，而且尺寸精度能精确到0.1mm，采用固定螺栓固定滤头芯，既能保证滤头位置的准确性又能保证滤头不被堵塞。
抗浮滤板的受力原理
鉴于EPS滤料13的密度比水小，因此EPS滤料上面的抗浮滤板会受到滤料向上的浮力作用。通常设计中，需要考虑水头差的存在，故滤板所受最大浮力为滤料所排开水的重量及水头差H所引起的水压。由于滤池中的污水流速较缓，水的压力仅按静止水压力计算，计算结果乘以一个经验系数来近似考虑水动力因素的影响。滤板上设有滤头芯，滤头芯实际是起到泄压的作用，可是由于滤料对水的粘滞作用，则减小了这种泄压作用。故在计算滤孔的泄压作用时，也同样考虑了一个经验系数，用来考虑滤料对水的粘滞作用。
抗浮滤板的计算
(1)滤料所受的静水浮力P1
根据流体力学原理，滤料所受静水浮力为滤料所排开的水所受的重力，取单位面积(1m2)的滤料来分析：
P1＝h1×ρw×g×η
P1:滤料所受的静水浮力，计算时乘以1.05的系数来考虑水动力的影响；
h1:滤料平均厚度，根据水质条件及实际运行效果，h1一般取1m；
ρw：污水密度；
g：重力加速度；
η：滤料的孔隙率，根据现场实测数据η的数值一般在0.4～0.6之间；
(2)水头差H引起的滤板压力P2
P2＝(H+Δh)×ρw×g
P2：水头差H引起的滤板压力；
H：配水渠内设计水位至滤板底的液位高差；
Δh:考虑运行过程中可能会出现的水位超高或操作失误引起的超高，取配水渠内设计水位至池顶高差；
(3)考虑滤料对水的粘滞力后的泄压作用F3
F3＝ν×(n1×d2/4×π)×(P1+P2)
F3:考虑滤料对水的粘滞力后的泄压作用；
ν:滤料对水的粘滞力影响系数，根据实验测量及现场经验ν取值0.5～0.8；
n1：一块滤板上滤头的个数，根据工艺计算及过滤效果通常n1取49；
d：滤头内径；
(4)滤板自重提供的抗浮力P4
P4＝h2×(A-n1×d2/4×π)×γ砼
P4：滤板自重提供的抗浮力；
h2:滤板厚度，根据现场安装及造价等因素h2通常取100mm；
A：一块滤板的面积；
γ砼:混凝土容重，根据《建筑荷载规范》γ砼取21～23KN/m3；
(5)滤板锚筋的锚固力F5
F5＝As×n2×fy
F5:滤板锚筋的锚固力；
As：单肢锚筋的面积；
fy：锚筋的设计强度值；
(6)滤板抗浮的平衡方程
1.05P1×A+P2×A－F3－P4×A＝F5
即：
1.05×h1×ρw×g×η×A+(H+Δh)×ρw×g×A－ν×(n1×d2/4×π)×(P1+P2)－h2×(A-n1×d2/4×π)×γ砼×A＝As×n2×fy
本公式是根据流体力学原理、实验数据及现场工程经验以滤池中间区域的一块滤板为受力对象得出的公式。根据本公式每块滤板每侧锚筋的数量仅需要1～2个，但为了滤板的受力均衡、稳定性及以往现场的实际情况，通长每块滤板每侧锚固点取3～4个。
本文的计算方法及公式仅是对滤板的受力进行了简化后采用了经典的流体力学公式，和实际的受力存在一定的偏差，但根据以往的工程实例来看该偏差在工程允许范围内，故认为该公式能满足工程需要。
实施例
具体应用于西安某污水处理厂上向流悬浮滤料滤池。该污水处理厂日处理规模为15万吨/天。滤池共分为15格，每格处理能力为1万吨/天，每格滤池使用抗浮滤板50块。每块抗浮滤板平面尺寸920mm×990mm,厚100mm；企口长度35mm，厚50mm；每块抗浮滤板重量约为450kg。每块抗浮滤板上共有49个滤头。抗浮滤板混凝土强度为C25，抗渗等级P6，抗冻等级F150，采用HRB400级直径10mm钢筋。
工作过程
正常过滤时进水控制阀开启，污水自下而上流经滤料层，通过滤料的过滤作用来达到过滤污水的效果。抗浮滤板起到阻挡滤料的作用，防止滤料随水流出，污水通过滤孔透过抗浮滤板，由集水渠流出滤池。
上述参照实施例对该上向流悬浮滤料滤池的抗浮滤板制备方法以及抗浮滤板进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种上向流悬浮滤料滤池的抗浮滤板制备方法，其特征是：具体步骤如下，
一、制备抗浮滤板
（1）组装模具：模具包括预留有安装滤头套筒圆孔的底板和四块侧壁板，其中两块相对位置设置的侧壁板上设有燕尾槽形突起，将四块侧壁板围装在底板周边，组装完成，涂抹隔离剂，将滤头套筒固接在模具底板预留的圆孔中，再用滤头压板将滤头套筒上部压住；
（2）绑扎及固定钢筋，其中沿两块侧壁板纵向的钢筋的预留长度能够弯折制出预留钢筋环；上述两块侧壁板为设有燕尾槽形突起侧壁板相邻的侧壁板；
（3）浇筑混凝土，设有燕尾槽形突起的两块侧壁板浇筑后形成抗浮滤板上下相对的上、下企口，进行混凝土养护；
（4）抗浮滤板达到初凝强度后进行拆模，拆模后继续养护直到完全达到强度，制成单块抗浮滤板，用上述方法制成若干单块抗浮滤板；
二、安装抗浮滤板
（1）在上向流悬浮滤料滤池两端池壁上预制滤梁，将滤梁上的钢筋预留到位，浇筑混凝土的滤梁，常规养护混凝土的滤梁；
（2）安装抗浮滤板：将抗浮滤板吊装就位，利用抗浮滤板两端的钢筋弯折制成预留钢筋环，滤梁上与抗浮滤板两端的钢筋对应位置的钢筋弯折制成预留钢筋环，保证抗浮滤板及滤梁的预留钢筋环同心，用一根钢筋贯穿在预留钢筋环中；
（3）单块抗浮滤板沿其纵向与其相邻的抗浮滤板通过上、下企口对接咬合构成具有燕尾式板缝的整体抗浮滤板，使用微膨胀混凝土浇筑燕尾式板缝，养护浇缝微膨胀混凝土；
（4）抗浮滤板安装完毕后清扫抗浮滤板，将滤头芯螺接到滤头套筒内。
2.一种根据权利要求1所述方法制备的上向流悬浮滤料滤池的抗浮滤板，包括抗浮滤板本体，其特征是：所述抗浮滤板本体采用方形钢筋混凝土板式结构，所述抗浮滤板本体两侧端设有上下相对的上、下企口，上企口横截面形状呈燕尾槽形，所述下企口横截面形状呈与上企口燕尾槽形匹配的燕尾槽形，相邻抗浮滤板本体通过上、下企口咬合构成燕尾式板缝；所述抗浮滤板本体上均布有若干滤头套筒。
3.根据权利要求2所述的上向流悬浮滤料滤池的抗浮滤板，其特征是：所述抗浮滤板本体两侧端预制有若干只钢筋环。
4.根据权利要求2所述的上向流悬浮滤料滤池的抗浮滤板，其特征是：所述滤头套筒采用聚丙烯材料，滤头套筒内壁设有螺纹，滤头套筒内螺接有滤头芯。
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