9.5 过滤

I 一般规定

9.5.2 影响滤池池型选择的因素很多，主要取决于生产能力、运行管理要求、出水水质和净水工艺流程布置。对于生产能力较大的滤池，不宜选用单池面积受限制的池型；在滤池进水水质可能出现较高浊度或含藻类较多的情况下，不宜选用翻砂检修困难或冲洗强度受限制的池型。选择池型还应考虑滤池进、出水水位和水厂地坪高程间的关系、滤池冲洗水排放的条件等因素。

9.5.3 为避免滤池中一格滤池在冲洗时对其余各格滤池滤速的过大影响，滤池应有一定的分格数。据调查，日本规定每10格滤池备用1格，包括备用至少2格以上；英国规定理想的应有3格同时停运，即一格排水、一格冲洗、一格检修，分格数最少为6格，但当维修时可降低水厂出水量的则可为4格；美国规定至少4格（如滤速在10m/h，同时冲洗强度为10.8L/（㎡·s）时，最少要6格，如滤速更低而冲洗强度较高，甚至需要更多滤池格数]。

9.5.4 滤池的单格面积与滤池的池型、生产规模、操作运行方式等有关，而且也与滤后水汇集和冲洗水分配的均匀性有较大关系。单格面积小则分格数多，会增加土建工程量及管道阀门等设备数量，但冲洗设备能力小，冲洗泵房工程量小。反之则相反。因此滤池的单格面积是影响滤池造价的主要因素之一。在设计中应根据各地土建、设备的价格做技术经济比较后确定。

9.5.5 滤池的过滤效果主要取决于滤料层构成，滤料越细，要求滤层厚度越小；滤料越粗，则要求滤层越厚。因此滤料粒径与厚度之间存在着一定的组合关系。根据藤田贤二等的理论研究，滤层厚度l与有效粒径d。存在一定的比例关系。

    美国认为，常规细砂和双层滤料L/de应大于或等于1000；三层滤料和深床单层滤料（de=1mm~1.5mm），L/de应大于或等于1250。英国认为：L/de应大于或等于1000。日本规定L/d平均大于或等于800。

本标准参照上述规定，结合目前应用的滤料组成和出水水质要求，对L/d10（de）做了规定：细砂及双层滤料过滤L/d10（de）应大于1000，粗砂过滤L/d10（de）应大于1250。

9.5.6 滤池在反冲洗后，滤层中积存的冲洗水和滤池滤层以上的水较为浑浊，因此在冲洗完成开始过滤时的初滤水水质较差、浊度较高，尤其是存在致病原生动物如贾第鞭毛虫和隐孢子虫的概率较高。

Ⅱ 滤速及滤料组成

9.5.8 滤速是滤池设计的最基本参数，滤池总面积取决于滤速的大小，滤速的大小在一定程度上影响着滤池的出水水质。由于滤池是由各分格所组成，滤池冲洗、检修、翻砂一般均可分格进行，因此规定了滤池应按正常滤速设计并以强制滤速进行校核。正常情况指水厂全部滤池均在进行工作，检修情况指全部滤池中的一格或两格停运进行检修、冲洗或翻砂。

9.5.9 滤池出水水质主要决定于滤速和滤料组成，相同的滤速通过不同的滤料组成会得到不同的滤后水水质；相同的滤料组成、在不同的滤速运行下，也会得到不同的滤后水水质。因此滤速和滤料组成是滤池设计的最重要参数，是保证出水水质的根本所在。为此，在选择与出水水质密切相关的滤速和滤料组成时，应首先考虑通过不同滤料组成、不同滤速的试验以获得最佳的滤速和滤料组成的结合。

    表9.5.9中所列单层细砂滤料、双层滤料的滤料组成数据在原规范的基础上做了调整：滤速的下限规定则根据水质提高的要求做了适当调低；参照法国公司有关V型滤池滤料设计级配的通用表述方法与参数要求以及福建石英砂协会的建议，将均匀级配粗砂滤料的不均匀系数用K60表述，并将其不均匀系数调整为K60小于1.6。

9.5.10 滤料的承托层粒径和厚度与所用滤料的组成和配水系统形式有关，根据国内长期使用的经验，条文做了相应规定。由于大阻力配水系统孔眼距池底高度不一，故最底层承托层按从孔眼以上开始计算。

    一般认为承托层最上层粒径宜采用2mm~4mm，但也有认为再增加一层厚50mm~100mm粒径1mm~2mm的承托层为好。

9.5.11 滤头滤帽的缝隙通常都小于滤料最小粒径，从这点来讲，滤头配水系统可不设承托层。但为使冲洗配水更为均匀，不致扰动滤料，习惯上都设置厚100mm粒径2mm~4mm的粗砂作承托层。

Ⅲ 配水、配气系统

9.5.12 国内单水冲洗快滤池绝大多数使用大阻力穿孔管配水系统，滤砖是使用较多的中阻力配水系统，小阻力滤头配水系统则用于单格面积较小的滤池。

    对于气水反冲，上海市政工程设计院于20世纪80年代初期在扬子石化水厂双阀滤池中首先设计使用了长柄滤头配气、配水系统，获得成功。20世纪80年代后期，南京上元门水厂等首批引进了长柄滤头配气、配水系统的V型滤池，并在国内各地普遍使用，在技术上显示出了优越性。目前国内设计的V型滤池基本上都采用长柄滤头配气、配水系统。气水反冲用塑料滤砖仅在少数水厂使用（北京、大庆等）。气水反冲采用穿孔管（气水共用或气、水分开）配水、配气的则不多。在配气、配水干管（渠）顶应设排气装置，以保证能排尽残存的空气。

9.5.13 本条根据国内滤池运行经验，对大阻力、中阻力配水系统及小阻力配气、配水系统的开孔比做了规定。
    小阻力滤头国内使用的有英国式的，其缝隙宽分别为0.5mm、0.4mm、0.3mm，缝长34mm，每只均36条，其缝隙面积各为612m㎡、489.6m㎡和367.2m㎡，按每平方米设33只计，其缝隙总面积与滤池面积之比各为2.0%、1.6%、1.2%；还有法国式的，其缝宽为0.4mm，缝隙面积为288m㎡，每平方米设50只，其缝隙总面积与滤池面积之比为1.44%；国产的缝宽为0.25mm，缝隙面积为250m㎡，每平方米设50只，其开孔比为1.25%。据此将滤头的开孔比定为1.25%~2.00%。

9.5.14 根据国内长期运行的经验，大阻力配水系统（管式大阻力配水系统）采用条文规定的流速设计，能在通常冲洗强度下，满足滤池冲洗水配水的均匀要求。

9.5.15 根据近十多年来实际设计应用情况和对引进的国外公司相关案例的分析，配气干管进口端流速多为10m/s~20m/s。

Ⅳ 冲洗

9.5.16 20世纪80年代以前，国内的滤池几乎都是采用单水冲洗方式，仅个别小规模滤池采用了穿孔管气水反冲。自从改革开放以来，在给水行业中较多地引进了国外技术，带来了冲洗方式的变革，几乎所有引进的滤池都采用气水反冲方式，并获得较好的冲洗效果。本条在研究分析了国内外的有关资料后，列出了各种滤料适宜采用的冲洗方式。

9.5.17 在对现有单层细砂级配滤料滤池进行技术改造时，可首先考虑增设表面扫洗。

9.5.18 对于单层细砂级配滤料和双层滤料的冲洗强度，当砂粒直径大时，宜选较大的强度；粒径小者宜选择较小的强度。

9.5.19 单水冲洗滤池的冲洗周期沿用原规范的数值；粗砂均匀级配滤料并用气水反冲滤池的冲洗周期，国内一般采用36h~72h，但是从提高水质考虑，过长的周期会对出水水质产生不利影响，因此规定冲洗周期宜采用24h~36h。

Ⅵ 普通快滤池

9.5.21 根据国内滤池的运行经验，单层、双层滤料快滤池冲洗前水头损失多为2.0m~2.5m。

    对冲洗前的水头损失，也有认为用滤过水头损失来表达。习惯上滤池冲洗前的水头损失是指流经滤料层和配水系统的水头损失总和，而滤过水头损失为流经滤料层的水头损失。条文中仍按习惯用冲洗前的水头损失。

9.5.22 为保证快滤池有足够的工作周期，避免滤料层产生负压，并从净水工艺流程的高程设置和构筑物造价考虑，条文规定滤层表面以上水深宜采用1.5m~2.0m。

9.5.23 由于小阻力配水系统一般不适宜用于单格滤池面积大的滤池，因此条文规定了单层滤料滤池宜采用大阻力或中阻力配水系统。

    由于双层滤料滤池的滤速较高，如采用大阻力配水系统，会使过滤水头损失过大；而采用小阻力配水系统，又会因单格面积较大而不易做到配水均匀，故条文规定宜采用中阻力配水系统。

9.5.24 本条为避免因冲洗排水槽平面面积过大而影响冲洗的均匀，以及防止滤料在冲洗膨胀时的流失所做的规定。

9.5.25 根据国内采用高位水箱（塔）冲洗的滤池，多为单水冲洗滤池，冲洗水箱（塔）容积一般按单格滤池冲洗水量的1.5倍~2.0倍计算，但实际运行中，即使滤池格数较多的水厂也很少出现两格滤池同时冲洗，故条文规定的按单格滤池冲洗水量的1.5倍计算，已留有了一定的富余度。

    当采用水泵直接冲洗时，由于普通快滤池通常采用高强度单水冲洗，短时内冲洗水泵从滤池出水中所抽取的水量往往需要多格滤池的出水量才能满足要求，因此，冲洗时滤池出水至清水池流量短时内会急剧减少甚至为零，严重影响滤后水自动加氯消毒的稳定性和消毒效果，故规定宜设置独立的容积为1.5倍~2.0倍单格滤池冲洗水量的冲洗水调蓄水池。

    冲洗水泵的能力需与冲洗强度相匹配，故水泵能力应按单格滤池冲洗水量设计。

Ⅶ V型滤池

9.5.26 V型滤池滤料采用粗粒均匀级配滤料，孔隙率比一般细砂级配滤料大，因而水头损失增长较慢，工作周期可以达到36h~72h，甚至更长。但过长的过滤周期会导致滤层内有机物积聚和菌群的增长，使滤层内产生难以消除的黏滞物。根据近十年来国内的设计和运行经验，将冲洗前的水头损失调整到2.0m~2.5m。

9.5.27 为使滤池保持足够的过滤水头，避免滤层出现负压，根据国内设计和运行经验，规定滤层表面以上的水深不应小于1.2m。

9.5.28 V型滤池采用气水反冲，根据一般布置，气、水经分配干渠由气、水分配孔眼进人有一定高度的气水室。在气水室形成稳定的气垫层，通过长柄滤头均匀地将气、水分配于整个滤池面积。目前应用的V型滤池均采用长柄滤头配气、配水系统，使用效果良好。条文据此做了规定。

9.5.29 V型滤池冲洗水的供给一般采用水泵直接自滤池出水渠取水。若采用水箱供应，因冲洗时水箱水位变化，将影响冲洗强度，不利于冲洗的稳定性。同时，采用水泵直接冲洗还能适应气水同冲的水冲强度与单水漂洗强度不同的灵活变化。水泵的能力和配置可按单格滤池气水同冲和单水漂洗的冲洗水量设计，当两者水量不同时，一般水泵宜配置二用一备。

9.5.30 鼓风机直接供气的效率高，气冲时间可任意调节。

    鼓风机常用的有罗茨风机和多级离心风机，国内在气水反冲滤池中都有使用，两者都可正常工作。罗茨风机的特性是风量恒定，压力变化幅度大；而离心风机的特性曲线与离心水泵类似。

9.5.31 V型进水槽是V型滤池构造上的特点之一，目的在于沿滤格长度方向均匀分配进水，同时亦起到均匀分配表面扫洗水的作用。V型槽底配水孔口至中央排水槽边缘的水平距离过大，孔口出流推动力的作用减弱，将影响扫洗效果,结合国内外的资料和经验，宜在3.5m以内，最大不超过5m。

    现行《滤池气水冲洗设计规程》CECS50规定表面扫洗孔中心低于排水槽顶面150mm，但根据各地实际运转和测试表明，这样的高度会出现滤料面由排水堰一侧向V型槽一侧倾斜（排水槽侧高，V型槽侧低），如广东某水厂及海口某水厂都出现这一现象；中山小榄镇水厂，因表扫孔偏低而出现扫洗水倒流，影响扫洗效果；吉林二水厂也由于表扫孔过低导致扫洗效果差，出现泡沫浮渣漂浮滞留。根据以上出现的问题，多数认为表扫孔高程宜接近中央排水槽的堰顶高程；有的认为应低于堰顶30mm~50mm；还有的认为应高于堰顶30mm。据此，条文未对表面扫洗孔的高程做出规定，设计时可根据具体情况确定。

9.5.32 为使V型槽能达到均匀配水目的，应使所有孔眼的直径和作用水头相等。孔径相等易于做到。作用水头则由于槽外滤池水位固定，而槽内水流为沿途非均匀流，水面不平，致使作用水头改变。因此设计时应按均匀度尽可能大（例如95%）的要求，对V型槽按非均匀流计算其过水断面，以确定V型槽的起始和末端的水深。V型槽斜面一侧与池壁的倾斜度根据国内常用数据规定宜采用45°~50°。倾斜度小将导致过水断面小，增加槽内流速。

9.5.33 进水总渠和进入每格滤池的堰板相结合组成的进水系统是V型滤池的特点之一，由于进水总渠的起始端与末端水位不同，通过同一高程堰板的过堰流量会有差异，萧山自来水公司的滤池就产生这种情况。因此为保证每格滤池的进水量相等，应设置可调整高度的堰板，以便在实际运行中调整。上海大场水厂采用这一措施，收到很好的效果。

9.5.34 气水反冲洗滤池的反冲洗空气总管的高程必须高出滤池的最高水位，否则就有可能产生滤池水倒灌进入风机。安徽马鞍山二水厂曾有此经验教训。

9.5.35 长柄滤头配气、配水系统的配气、配水均匀性取决于滤头滤帽顶面是否水平一致。目前国内主要有两种方法，一种是滤头安装在分块的滤板上，因此要求滤板本身平整，整个滤池滤板的水平误差允许范围为±5mm，以此来控制滤头滤帽顶面的水平；另一种是采用塑料制模板，再在其上整体浇筑混凝土滤板，并配有可调整一定高度的长柄滤头，以控制滤柄顶面的水平。条文规定设计中应采取有效措施，不管采用何种措施只要能使滤头滤帽或滤柄顶表面保持在同一水平高程，其误差不得超出±5mm范围。如果不能保证滤头滤帽或滤柄顶表面高程的一致，在同样的气垫层厚度下，每个滤头的进气面积会不同，将导致进气量的差异，无法均匀地将空气分配在整池滤层上，严重时还将出现脉冲现象或气流短路现象，势必导致不良的冲洗效果。

9.5.36 由于V型滤池采用滤料层微膨胀的冲洗，因此其冲洗排水槽顶不必像膨胀冲洗时所要高出的距离。根据国内外资料和实践经验，在滤料层厚度为1.20m左右时，冲洗排水槽顶面多采用高于滤料层表面500mm。条文据此做了规定。

Ⅷ 虹吸滤池

9.5.37 虹吸滤池每格滤池的反冲洗水量来自其余相邻滤格的滤后水量，一般冲洗强度约为滤速的5倍~6倍，当滤池运行水量降低时，这一倍数将相应增加。因此为保证滤池有足够的冲洗强度，滤池应有与这一倍数相应的最少分格数。

9.5.38 虹吸滤池是等滤速、变水头的过滤方式。冲洗前的水头损失过大，不易确保滤后出水水质，并将增加池深，提高造价；冲洗前的水头损失过低，则会缩短过滤周期，增加冲洗水率。根据国内多年设计及水厂运行经验，规定可采用1.5m。

9.5.39 虹吸滤池的冲洗水头，即虹吸滤池出水堰板高程与冲洗排水管淹没水面的高程差，应按要求的冲洗水量通过水力计算确定。国内使用的虹吸滤池形式大多采用1.0m~1.2m，据此条文做了规定。同时为适应冲洗水量变化的要求，规定要有调整冲洗水头的措施。

9.5.40 本条根据国内经验对虹吸滤池的虹吸进水管和排水管流速做了规定。

IX 重力式无阀滤池

9.5.41 无阀滤池一般适用于小规模水厂，其冲洗水箱设于滤池上部，容积一般按冲洗一次所需水量确定。通常每座无阀滤池都设计成数格合用一个冲洗水箱。实践证明，在一格滤池冲洗即将结束时，虹吸破坏管口刚露出水面不久，由于其余各格滤池不断向冲洗水箱大量供水，使管口又被上升水位所淹没，致使虹吸破坏不彻底，造成滤池持续不停地冲洗。滤池格数越多，问题越突出，甚至虹吸管口不易外露，虹吸不被破坏而延续冲洗。为保证能使虹吸管口露出水面，破坏虹吸及时停止冲洗，因此合用水箱的无阀滤池宜取2格，不宜多于3格。

9.5.42 无阀滤池是变水头、等滤速的过滤方式，各格滤池如不设置单独的进水系统，因各格滤池过滤水头的差异，势必造成各格滤池进水量的相互影响，也可能导致滤格发生同时冲洗现象。故规定每格滤池应设单独进水系统。在滤池冲洗后投入运行的初期，由于滤层水头损失较小，进水管中水位较低，易产生跌水和带入空气。因此规定要有防止空气进入的措施。

9.5.43 无阀滤池冲洗前的水头损失值将影响虹吸管的高度、过滤周期以及前道处理构筑物的高程。条文是根据长期设计经验规定的。

9.5.44 无阀滤池为防止冲洗时滤料从过滤室中流走，滤料表面以上的直壁高度除应考虑滤料的膨胀高度外，还应加上100mm~150mm的保护高度。

9.5.45 为加速冲洗形成时虹吸作用的发生，反冲洗虹吸管应设有辅助虹吸设施。为避免实际的冲洗强度与理论计算的冲洗强度有较大的出入，应设置可调节冲洗强度的装置。为使滤池能在未达到规定的水头损失之前，进行必要的冲洗，需设有强制冲洗装置。

X 翻板滤池

9.5.46 翻板滤池是近十年来从国外引进并加以吸收消化后在我国得以应用的一种采用气水联合冲洗的新型双层滤料过滤滤池。其主要特点是采用冲洗时不排水来控制双层滤料中上层比重较轻的滤料不随冲洗水而流失。由于目前国内应用实践经验不多，考虑到其采用煤和石英砂普通级配滤料时与双层滤料普通快滤池相同，再结合国内已投入运行的案例调查，做出此规定。

9.5.47 同样由于目前国内应用实践经验不多，考虑到翻板滤池的滤料组成主要表现为双层滤料的特点，故规定滤层表面以上水深与双层滤料普通快滤池的相同。

9.5.48 从目前国内已应用的案例调查得知，翻板滤池的配水属于中小阻力配水系统，目前较多采用一种适用于气水联合冲洗方式的专用穿孔配水、配气管，按气水分界面布置气孔和水孔，气孔和水孔孔眼总面积与滤池面积之比也不应过小，同时也不宜分别大于0.12%和1.28%。同时考虑到也有部分翻板滤池采用滤头作为配水、配气系统，故对其承托层做出了规定。

9.5.50 考虑到从国外引进的早期翻板滤池冲洗水供应采用高位水箱，而国内吸收消化改进后的翻板滤池冲洗水供应一般采用冲洗水泵，故规定冲洗水泵和高位水箱皆可。

    当采用水泵直接冲洗时，由于翻板滤池最后一次冲洗通常采用高强度单水冲洗，短时内冲洗水泵从滤池出水中所抽取的水量往往需要多格滤池的出水量才能满足要求，因此冲洗时滤池出水至清水池流量短时内会急剧减少甚至为零，严重影响滤后水自动加氯消毒的稳定性和消毒效果，故规定宜设置独立的容积为1.5倍~2.0倍单格滤池冲洗水量的冲洗水调蓄水池。

    冲洗水泵的能力需与冲洗强度相匹配，故水泵能力应按单格滤池冲洗水量设计。9.5.51本条规定应采用鼓风机供应冲洗气源是出于与V型滤池冲洗用气的同样考虑。

9.5.52 滤池的长度和宽度受生产规模、滤后水收集及冲洗水分配均匀性等多种因素的影响。据开发出翻板滤池的瑞士苏尔寿（SULZER）公司介绍，考虑到翻板滤池布置的特点，为保证冲洗水的均匀性以及排水有效性，滤池单格面积不宜超过90㎡，故规定单格翻板滤池池宽不宜大于6m，不应大于8m，长度不应大于15m。

9.5.53 设置进出水总渠可使各格滤池的进水分配和出水收集更加均匀。每格滤池的进出水设置可调堰板、调节阀门和跌水堰，主要目的是为了实现每格滤池的恒水位等速过滤运行模式。分阶段开启的翻板阀可有效防止排水时的滤料流失。

9.5.54 滤层上部有一定的储水高度可确保一次冲洗结束，翻板阀开启排水前，冲洗废水不会漫过进水渠。

9.5.55 为避免翻板阀开启时带走滤料，翻板阀底与滤层面之间应留有足够的超高。反冲洗空气总管的高程应高出滤池的最高水位（包括反冲洗时池内最高反冲洗水储存水位），否则就有可能产生滤池水倒灌进人风机。

9.5.57 规定了穿孔管配水、配气系统结构形式、布置要点以及管道和孔口的设计参考流速范围。当设计冲洗强度要求较大时，也可按此参考流速范围确定布水布气系统断面和开孔。

9.5.58 由于配水、配气管直接与滤后水接触，故其材质应满足涉水卫生标准的要求。采用PE管或不低于S304的不锈钢管主要是提高管材的防腐能力和延长其使用寿命。

9.5.59 对布水、布气管水平度提出一定的控制要求，可保障布水、布气系统的均匀性。