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水务新技术 一文读懂反硝化深床滤池之滤砖的历史演变

来源:安博体育官网    发布时间:2025-04-12 08:07:49

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  伴随第二次工业革命的到来,各行各业快速的提升,与此同时产生的水污染问题逐渐被人们所重视。20世纪中叶开始,反硝化滤池作为脱氮反应器从美国兴起,因其具有经济性、稳定性、高效率的特点广受推崇。时至今日,在技术革新的推动下产品也完成了一次次的迭代。从系统设计到硬件设计,每一环都深刻影响着滤池的好与坏。今天给大家介绍的是反硝化深床滤池系统核心模块之一:滤砖。

  以滤池结构为例分析,滤砖铺设于池底,其上方为承托层及滤料层,这对滤砖的承重性能提出了较高的要求。早期滤砖以混凝土浇筑或烧制为主,制作时对误差的控制有限,因此良品率较低;运送过程中发生磕碰等也会影响交付,以至于要保有备件从而增加成本。20世纪90年代滤砖被套上外壳,虽然滤砖之间没有互锁稳定装置,但其薄壳结构仍起到承重与围护作用。后来的改良滤砖在长边侧加上互锁卡扣并沿用至今。

  新一代达沃科DAV-Block滤砖为长宽相近的方形盘式结构,两侧及中部设短粗支撑腿,在保证必要承托面积的同时将重心压低。外壳材质为加厚HDPE,该滤砖有两个混凝土填装腔,其内部均匀填充高标号混凝土 ,这使得滤砖整体密度均匀,从结构设计上杜绝翻砖隐患。而常规混凝土滤砖长宽比过大,重心不稳定,存在一定翻砖风险。

  此外, 滤砖单体顶面四边均设置斜面,两块滤砖的相邻斜面则呈V字型结构,在滤池反冲洗阶段,反洗水、气从底部进入滤砖,经底部倒U型反射腔作用后从滤砖四周逸出,形成网状曝气。相邻两个混凝土腔之间设有线性布水布气通道,这在某种程度上预示着每块滤砖均有三横两纵排布五条气、水通道,名义开孔率高达4%。因此反洗水、气区别于常规混凝土砖的带状线性分布,而是呈网状分布,彻底实现全滤池无盲区反洗。

  滤砖横向两侧设有倒U型反射腔,纵向两侧设有A型通道,A、U互通使反洗水、气在滤砖底部得以均匀分布。CFD气水模拟滤砖速度分布云图可见该滤砖优秀的反洗表现。

  滤砖两两相交处设防漏料设计,即使滤池内部环境有所波动也不会对系统造成障碍。常规滤砖仅在长度方向设置卡扣,而短边侧却未配备。DAV-Block滤砖的四个侧面均设有卡扣结构,相邻滤砖之间前后互锁,左右嵌合,双重保险加持下既能保持间隙均匀又能防止滤砖错位,整个池底浑然一体不可撼动。

  《中庸》讲致广大而尽精微,达沃科盘式滤砖在细微之处也要尽善尽美,如滤砖规格设计、协助整平设计、安装指导等,此处不再赘述,欢迎深入交流。该滤砖在反硝化深床滤池、硫自养反硝化滤池、HBAF曝气生物滤池、低水损曝气生物滤池等场景均有较高适配性。

  环境工程市场充满了许多活力与多样性,据可考文献记载,最初的S型滤砖以承托功能为最大的目的,20世纪40年代双格烧制滤砖与四腔混凝土滤砖面世,其确有较好支撑性能,此为S型滤砖前身。

  工程建设多为跨区域进行,为便于运输、储存及安装,滤砖材质也渐渐由陶制改换为重量较轻的HDPE。直到1977年 “Superblock HDPE”问世,该滤砖已具备现代S型滤砖雏形。其进步之处在于一级分配腔及二级补偿腔的设计,能保证配水配气保持一定均匀性。

  新一代达沃科S型滤砖为二次配水配气滤砖,适用于市政给排水、工业废水的治理。滤砖外观为长方体,其斜向支撑板将内部空间分区,左右两侧为三角形的补偿腔,中部为近似三角形的分配腔。支撑板设有一次配水配气孔隙,复合型状外框顶部设二次配水配气孔隙。反冲洗水进入分配腔的强度沿长度方向呈梯度变化,滤砖末端会有更多反洗水从配水孔隙流出并产生逆向水流,反冲洗水在分配腔前中段达到一定高度时也通过支撑板上孔隙进入补偿腔形成正向水流,因此反冲洗水均匀分布在滤砖内两侧三角腔内,以此完成补偿过程。

  滤砖顶部开孔的大小、数量、排列等均对反洗有重要影响,达沃科将孔径大小优化,在保证反洗强度的同时避免漏料可能。部分传统滤砖存在结构设计缺陷,偏大的孔间距导致反洗盲区的出现,这在某种程度上预示着反洗气水不能有效清洗滤料,长时间运行后存在污泥堆积风险并增大水头损失,不仅影响滤池性能也会增大成本。新一代S型滤砖在有限的顶上面积里仍能保持良好的开孔率,较小的孔间距离使反洗气水分布更加均匀,滤料在反洗气水影响下呈膨胀态并互相摩擦,达到较为优良的反洗效果。顶部均匀开孔,对反洗气水做到合理配置使其布水布气均匀。反洗气体在传统滤砖中的上升过程会出现低压区,这使得部分孔口出现缺水及逆流水现象。新一代S型滤砖配备的回水槽将回水补偿于低压区,以此保障反洗水以一致的强度流畅进入反洗区域。

  该S型滤砖整体选用HDPE材质,因此具有硬度高、耐热耐寒、耐酸碱等特点,使其在应对复杂的水下环境时可保证自身强度,在承托层及滤料层较为厚重时仍能有较长常规使用的寿命。区别于滤板加长柄滤头反冲洗系统的高精度安装要求,该S型滤砖安装前可用水泥砂浆进行池底二次找平,这降低了对池底土建的要求,因此对安装环境有较强适应能力。滤砖之间的缝隙及其他来源缝隙同样以水泥砂浆填充,滤砖周边设置定位梁及凸出,加大与水泥砂浆的接触面积。随着水泥砂浆的硬化,滤砖之间紧密连接组成一个整体。

  污水厂所处理污水温度普遍不高,S型滤砖的连接方式可选择承插连接,嵌缝材料能长期经受被粘接构件的振动而不破坏,对砖间气密性提供保障。滤砖侧向增加固定卡板设计,进一步增加滤砖与水泥砂浆的接触面积,使得砖间连接更为紧密,使其整体性加强。该S型滤砖在市政给排水、工业废污水处理等领域均有较好适配。

  目前已在中国大陆交付众多搭载盘式滤砖及S型滤砖的滤池。一组好的滤池不仅是用户的需求,也是达沃科的追求。篇幅有限,更多详情请扫描下方二维码关注并回复“滤砖”。

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