专利名称：一种海水淡化预处理用滤池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种海水淡化预处理用的滤池。
背景技术：
海水淡化亦称“海水脱盐”，即除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程。海水淡 化是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响。水质 好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业用水需求。近年来世界上海水淡化正向高效化、低能化和规模化的目标发展，反渗透(SWRO)、 多级闪蒸(MSF)和多效蒸发(MED)更成为适用于大型海水淡化技术的主流。一个大型的海水淡化项目往往是一个非常复杂的系统工程。就主要工艺过程来 说，包括海水预处理、淡化(脱盐)、淡化水后处理等。其中预处理是指在海水进入起淡化功 能的装置之前对其所作的必要处理，如杀除海生物，降低浊度、除掉悬浮物(对反渗透法)， 或脱气(对蒸馏法)，添加必要的药剂等。采用的预处理设备通常有絮凝沉淀池、滤池、UF、 MF等；脱盐则是通过上列的某一种方法除掉海水中的盐分，是整个淡化系统的核心部分， 这一过程除要求高效脱盐外，往往需要解决设备的防腐与防垢问题，有些工艺中还要求有 相应的能量回收措施；后处理则是对不同淡化方法的产品水，针对不同的用户要求所进行 的水质调控和贮运等处理。常规水处理工艺的滤池有多种型式，以石英砂作为滤料的普通快滤池使用最广。 但是专用于海水淡化预处理过程的滤池还很少。因为海水淡化环境的特殊性，用于海水淡 化的滤池需要满足其自身特殊的要求。为了克服现有技术的不足，有必要开发专用滤池满 足海水淡化的特殊要求。
发明内容为了填补现有滤池技术的空白，本发明提供一种新型海水淡化预处理用滤池。该 滤池解决了海水腐蚀环境中构筑物和材料的耐久性问题；解决了生产运行中经常遇到的 气、水分配不均勻问题；解决了滤板滤梁不水平，滤板接缝处密封不严等现象；解决了气水 分配渠内无法清渣、无法观察滤板下部情况的问题；对滤池排水渠排水方式进行创新，反冲 洗时通过控制排水电动闸板阀，高速反洗、反冲洗时间短、反冲周期长、耗水量少，反冲洗时 不会出现滤料流失和跑砂现象；滤池采用气水反冲洗加表面扫洗，反冲洗效果好；滤料选 择方面有新的技术性突破，采用双层滤料，滤料含污能力强，滤池出水水质明显提高。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种海水淡化预处理用滤池，滤池 主体采用钢筋砼结构。由于滤池内部、外部都处于海水腐蚀性介质环境，对砼和内部钢筋具 有腐蚀性。为提高滤池耐久性，在砼内添加耐海水腐蚀的RMA防腐剂；与海水相接触的砼内 表面，涂刷耐海水的防腐涂料；砼内钢筋涂刷钢筋除锈剂；池内与海水接触的金属件均采 用高合金双相不锈钢S32205 (ASTM)，非金属材料采用FRP玻璃纤维增强塑料、ABS工程塑料 和EPDM橡胶等耐海水腐蚀的材料。[0008]根据流体的流动特性，为了保证反冲洗时滤池平面气、水分配的均勻，滤池平面尺 寸的长宽比为长宽=4 1 3.5 1(宽度不包括气水分配渠，气水分配渠宽度为 0. 7 0. 9米)。滤池的长度不小于11米。滤池工作时，待滤水由进水总渠经进水电动间板阀后，溢过堰口再经侧孔进入配 水槽。待滤水由配水槽底部横向表面扫洗孔和槽顶溢流堰溢流，均勻进入滤池。根据滤池 进水水质与对出水水质要求的不同，可选择单层均质滤料或双层、多层滤料，亦可更改滤层 中的滤料。一般单层均质滤料是采用石英砂(或陶粒)；双层滤料为陶粒与石英砂(无烟 煤或石英砂)。当滤池进水水质差(如原水受到微污染，含TOC较高时)，可用颗粒活性炭 置换无烟煤等滤料。滤池待滤水经重力渗透穿过滤料层、承托层和长柄滤头流入底部空间。 长柄滤头材质为ABS工程塑料。滤头长28. 5cm ；滤帽上有缝隙36条；滤柄上部有Φ 2mm气 孔，下部有长65mm、宽Imm条缝；滤头均勻分布在滤板上，每平方米布置48 56个。滤板、 滤梁均为钢筋砼预制件。滤板制成矩形，边长不超过1. an。底部空间的滤后水经配水方孔 汇入气、水分配渠内，最后由管廊中水封井、出水堰、清水渠流入清水池，滤速在6 20m/h 范围内选用，视原水水质变化自动调节出水清水阀开启度来实现恒水头等速过滤。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，滤板与池底之间应有一个高度适当的空间。我们把滤板下面底部空间 的高度设计为0. 85 0. 95米。这个高度足以使空气通过长柄滤头的孔和缝得到充分的混 合并均勻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反冲洗的再生 效果。采用905接缝专用密封胶(按水泥砂905胶=1 1 0. 5比例配制成905砂 浆)对滤板之间及滤板与池壁之间的缝隙进行了密封。保证了不漏水不漏气的密封性能。 要保证滤池气、水反冲洗的质量，最关键还得严格控制滤板滤梁的制作及安装，滤板的水平 误差在士2毫米之间；全池滤板面水平误差在士5毫米之间。只有滤板、滤梁平整了，长柄 滤头实质上也就平整了。为控制滤板滤梁的制作及安装质量，滤板和滤梁制成预制件。在预 制场，用钢模具、钢筋和砼精心制作滤板、滤梁，保证单件滤板、滤梁的水平度和滤板厚度， 并对其进行养护，把好质量第一关。要使整池滤板面水平度高，关键在滤梁的安装上。我们 将安装滤梁用的预埋铁件准确平整地预埋在池底上，然后在这块预埋铁件上焊一条DN100 钢短管，又在预制好的滤梁下方的预埋铁件上焊一条DN80钢管，将DN80钢管套入DWOO钢 管中，用水准仪校水平，水平调准后，再将管焊牢成一整体。然后用DN200管作模，将水泥砂 浆灌入模中，使在DN100、DN80管的外面形成一层保护膜防止钢管支承生锈，同时又加强了 它的支承强度。在滤梁安装好的基础上，又用水准仪严格控制滤板的水平度安装。真正做 到了全池滤板面水平误差在士5毫米之间。从而也保证了气、水反冲洗的成功。反冲洗操作采用“气冲；气 水同时冲；水冲”三步。全部由自控系统程序控制。 冲洗过程设定为a、当水头损失达2. Om时，关闭进水电动闸板阀，待滤水通过溢流堰流入，故仍有 一部分水继续进入配水槽，并经配水槽底部横向表面扫洗孔进入滤池。滤池继续过滤；b、待滤池中水面降至高出滤料层15cm时，关闭出水清水阀；C、启动鼓风机，开反冲进气阀，空气经气、水分配渠的上部配气小孔均勻进入滤池 底部，由长柄滤头喷出，松动滤料层，摩擦滤料的截污物，强度为15 16L/m2. s，将滤料表面 杂质擦洗下来并悬浮于水中。[0015]d、历时2分钟后，启动冲洗水泵、再开反冲进水冲洗水阀，此时气冲强度仍为15 16L/m2. s，水冲强度为3 4L/m2. s。此时空气和水同时进入气、水分配渠，再经配水方孔和 配气孔和长柄滤头均勻进入滤池，使滤料进一步冲洗，同时横向表面扫洗孔继续扫洗。根据 射流的性质，要使表面扫洗效果最佳，此射流应设计成半淹没射流。因此，配水槽底部横向 表面扫洗小孔中心标高比反冲洗水位低0. 8 1. 2cm ；e、历时4. 5分钟气水混冲后，关闭反冲进气阀门。同时开大反冲进水阀，使水冲强 度达到15 16L/m2. s ；单独用水再反冲洗几分钟、加上横向表面扫洗孔扫洗，最后将悬浮 于水中杂质全部冲入排水槽。根据水流剪切力与水冲洗速度成正比。本阶段，水冲强度达 15 16L/m2. s，使滤料膨胀成浮动状态，从而冲刷和带走前两阶段(气冲段、气水冲段)洗 擦下来的截留污物和附在滤料上的小气泡。一般经两次反冲洗过程，滤料中截污物遗留量 少于0. lkg/m3。反冲洗强度较高，滤料中截污物遗留量少、滤料净度好，使初滤水水质得到 保证。当进入滤池的浊度< 5NTU时，滤速取6 10m/h ；滤层厚度1. 5m厚。双层滤料，陶粒 厚0. 8m，粒径1. 6 2. 5mm ；石英砂厚0. 7m，粒径0. 7 1. 2mm ；本滤池出水水质<0. 5NTU。f、经2.0 2. 5分钟高强度水冲后，关闭反冲进水阀门，此时池中水位约达最高运 行水位；g、静止20秒后开启反冲水排水电动闸板阀，先开50%开启，然后开100%开启进 行排水。滤池下有滤板，滤料一般不会从滤池底部流失。反冲洗时反冲洗水的强度高(15 16L/m2. s)、滤料的膨胀率较大(40%以上)，一般比重较轻的滤料如颗粒活性炭、陶粒等， 易于从排水槽流失。但本滤池由于它具有1)排水电动闸板阀的底部高于滤料层0. 15 0. 20m ；2)排水电动闸板阀是在反冲洗结束，滤料沉降20秒后再逐步开启。从而保证轻质 滤料不致于通过排水电动闸板阀流失；h、一般在60 80秒内排完滤池中的反冲洗水，此时，滤池中的微细污泥颗粒仍呈 悬浮状态，不会发生沉淀，截留在滤料表面。由配水槽底部横向表面扫洗孔继续扫洗，将杂 质推向排水渠。排水渠底板上有一个密封人孔，方便人员进入气、水分配渠内清渣并观察滤 板下部情况。把杂质全部排除后，关闭排水电动间板阀。重复程序，再反冲洗一次。一般通 过两次反冲洗后，滤料中含污率低于0. lkg/m3，并且附着在滤料上的小气泡也基本上被冲 掉。然后开启进水电动闸板阀，待池中水位达一定高度时，开出水清水阀，进入新一轮过滤 周期。本发明的有益效果是涉及一种用于海水淡化预处理工艺的滤池。在滤池砼内添 加耐海水腐蚀的防腐剂、与海水相接触的砼内表面涂刷耐海水的防腐涂料、砼内钢筋涂刷 钢筋除锈剂、池内与海水接触的金属件均采用高合金双相不锈钢S32205 (ASTM)、非金属材 料采用ERP玻璃纤维增强塑料、ABS工程塑料和EPDM橡胶等耐海水腐蚀的材料。提高了滤 池耐久性；滤池采用气水反冲洗加表面扫洗，反冲洗效果好；滤料选择方面有新的技术性 突破，采用双层滤料，滤料含污能力强，滤池出水水质明显提高；气水反冲洗时通过控制排 水电动闸板阀，高速反洗、反冲洗时间短、反冲周期长、耗水量少，反冲洗时不会出现滤料流 失现象；运行自动化程度高，便于管理；土建结构简单，基建投资较省，施工方便。
以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。[0022]
图1是本发明俯视结构示意图。图2是
图1的1-1剖面结构示意图。图3是
图1的2-2剖面结构示意图。图中1、进水总渠2、进水电动闸板阀3、堰口4、侧孔5、配水槽6、横向表面扫洗孔7、排水渠8、气、水分配渠9、配水方孔10、配气孔11、底部空间12、排水电动闸板阀13滤梁14、滤板15、长柄滤头16、陶粒滤料17、承托层18、石英砂滤料19、人孔20、进气阀21、水封井22、出水堰^、清水渠M、鼓风机25、冲洗水泵26清水阀27、冲洗水阀
具体实施方式
如图所示一种海水淡化预处理用滤池，滤池主体采用钢筋砼结构。由于滤池 内部、外部都处于海水腐蚀性介质环境，对砼和内部钢筋具有腐蚀性。为提高滤池耐久 性，在砼内添加耐海水腐蚀的RMA防腐剂；与海水相接触的砼内表面，涂刷耐海水的防腐 涂料；砼内钢筋涂刷钢筋除锈剂；池内与海水接触的金属材料均采用高合金双相不锈钢 S32205 (ASTM)，非金属材料采用FRP玻璃纤维增强塑料、ABS工程塑料和EPDM橡胶等耐海 水腐蚀的材料。根据流体的流动特性，为了保证反冲洗时滤池平面气、水分配的均勻，滤池平面尺 寸的长宽比为长宽=4 1 3.5 1(宽度不包括气水分配渠(8)，气水分配渠(8) 宽度为0. 7 0. 9米)。滤池的长度不小于11米。滤池工作时，待滤水由进水总渠(1)经进水电动闸板阀(2)后，溢过堰口(3)再经 侧孔(4)进入配水槽( 。待滤水由配水槽底部横向表面扫洗孔(6)和槽顶溢流堰溢流，均 勻进入滤池。根据滤池进水水质与对出水水质要求的不同，可选择单层均质滤料或双层、多 层滤料，亦可更改滤层中的滤料。一般单层均质滤料是采用石英砂(或陶粒)；双层滤料为 陶粒(16)与石英砂(18)(无烟煤或石英砂)。当滤池进水水质差(如原水受到微污染， 含TOC较高时)，可用颗粒活性炭置换无烟煤等滤料。进入滤池待滤水经重力渗透穿过滤料 层、承托层(17)和长柄滤头(1 流入底部空间(11)。长柄滤头材质为ABS工程塑料。滤 头长观.5cm;滤帽上有缝隙36条；滤柄上部有Φ 2mm气孔，下部有长65mm、宽Imm条缝；滤 头均勻分布在滤板(14)上，每平方米布置48 56个。滤板(14)、滤梁(1 均为钢筋砼预 制件。滤板(14)制成矩形，边长不超过1. an。底部空间(11)的滤后水经配水方孔(9)汇 入气、水分配渠(8)内，最后由管廊中水封井(21)、出水堰(22)、清水渠流入清水池， 滤速在6 20m/h范围内选用，视原水水质变化自动调节出水清水阀06)开启度来实现恒 水头等速过滤。为了确保反冲洗时滤板(14)下面任何一点的压力均等，并使滤板(14)下压入的 空气可以尽快形成一个气垫层，滤板(14)与池底之间应有一个高度适当的空间。我们把 滤板下面底部空间(11)的高度设计为0.85 0.95米。这个高度足以使空气通过长柄滤 头(1 的孔和缝得到充分的混合并均勻分布在整个滤池面积之上，从而保证了滤池的正 常滤水工作和滤池反冲洗的再生效果。采用905接缝专用密封胶(按水泥砂905胶=1:1: 0.5比例配制成905砂浆)对滤板(14)之间及滤板(14)与池壁之间的缝隙进行 了密封。保证了不漏水不漏气的密封性能。要保证滤池气、水反冲洗的质量，最关键还得严 格控制滤板(14)滤梁(13)的制作及安装，滤板(14)的水平误差在士2毫米之间；全池滤 板面水平误差在士5毫米之间。只有滤板(14)、滤梁(1 平整了，长柄滤头(1 实质上也 就平整了。为控制滤板(14)滤梁(1 的制作及安装质量，滤板(14)和滤梁(1 往往制成 预制件。在预制场，用钢模具、钢筋和砼精心制作滤板(14)、滤梁(13)，保证单件滤板(14)、 滤梁(1 的水平度和滤板(14)厚度，并对其进行养护，把好质量第一关。要使整池滤板面 水平度高，关键在滤梁(1 的安装上。我们将安装滤梁(1 用的预埋铁件准确平整地预 埋在池底上，然后在这块预埋铁件上焊一条DN100钢短管，又在预制好的滤梁(1 下方的 预埋铁件上焊一条DN80钢管，将DN80钢管套入DWOO钢管中，用水准仪校水平，水平调准 后，再将管焊牢成一整体。然后用DN200管作模，将水泥砂浆灌入模中，使在DN100、DN80管 的外面形成一层保护膜防止钢管支承生锈，同时又加强了它的支承强度。在滤梁(13)安装 好的基础上，又用水准仪严格控制滤板(14)的水平度安装。真正做到了全池滤板面水平误 差在士5毫米之间。从而也保证了气、水反冲洗的成功。反冲洗操作采用“气冲；气 水同时冲；水冲”三步。全部由自控系统程序控制。 冲洗过程设定为a、当水头损失达2. Om时，关闭进水电动闸板阀O)，待滤水通过溢流堰流入，故仍 有一部分水继续进入配水槽(5)，并经配水槽( 底部横向表面扫洗孔(6)进入滤池。滤池 继续过滤；b、待滤池中水面降至近滤料层时(约高15cm)，关闭出水清水阀06)；C、启动鼓风机(M)，开反冲进气阀(20)，空气经气、水分配渠(8)的上部配气小 孔(10)均勻进入滤池底部，由长柄滤头(1 喷出，松动滤料层，摩擦滤料的截污物，强度为 15 16L/m2. s，将滤料表面杂质擦洗下来并悬浮于水中。d、历时2分钟后，启动冲洗水泵(25)、再开反冲进水冲洗水阀(27)，此时气冲强度 仍为15 16L/m2. s，水冲强度为3 4L/m2. s。此时空气和水同时进入气、水分配渠(8)，再 经配水方孔(9)和配气孔(10)和长柄滤头(1 均勻进入滤池，使滤料进一步冲洗，同时横 向表面扫洗孔(6)继续扫洗。根据射流的性质，要使表面扫洗效果最佳，此射流应设计成半 淹没射流。因此，配水槽( 底部横向表面扫洗孔中心标高比反冲洗水位低0. 8 1. 2cm ；e、历时4. 5分钟气水混冲后，关闭反冲进气阀门Q0)。同时开大反冲进水冲洗水 阀(27)，使水冲强度达到15 16L/m2. s ；单独用水再反冲洗几分钟、加上横向表面扫洗孔 (6)扫洗，最后将悬浮于水中杂质全部冲入排水槽(7)。根据水流剪切力与水冲洗速度成正 比。本阶段，水冲强度达15 16L/m2. s，使滤料膨胀成浮动状态，从而冲刷和带走前两阶段 (气冲段、气水冲段)洗擦下来的截留污物和附在滤料上的小气泡。一般经两次反冲洗过 程，滤料中截污物遗留量少于0. lkg/m3。反冲洗强度较高，滤料中截污物遗留量少、滤料净 度好，使初滤水水质得到保证。当进入滤池的浊度< 5NTU时，滤速取6 10m/h ；滤层厚度 1. 5m。双层滤料，陶粒厚0. 8m，粒径1. 6 2. 5mm ；石英砂厚0. 7m，粒径0. 7 1. 2mm ；本 滤池出水水质< 0. 5NTU。f、经2. 0 2. 5分钟高强度水冲后，关闭反冲进水冲洗水阀门(27)，此时池中水位 约达最高运行水位；[0043]g、静止20秒后开启反冲水排水电动闸板阀(12)，先开50%开启，然后开100%开 启进行排水。滤池下有滤板(14)，滤料一般不会从滤池底部流失。反冲洗时反冲洗水的强 度高(15 16L/m2. s)、滤料的膨胀率较大(40%以上)，一般比重较轻的滤料如颗粒活性 炭、陶粒等，易于从排水槽流失。但本滤池由于它具有1)排水电动闸板阀(12)的底部高 于滤料层0. 15 0. 20m ；2)排水电动闸板阀(12)是在反冲洗结束，滤料沉降20秒后再逐 步开启。从而保证轻质滤料不致于通过排水电动闸板阀(1 流失；h、一般在60 80秒内排完滤池中的反冲洗水，此时，滤池中的微细污泥颗粒仍呈 悬浮状态，不会发生沉淀，截留在滤料表面。由配水槽( 底部横向表面扫洗孔(6)继续扫 洗，将杂质推向排水渠(7)。排水渠(7)底板上有一个密封人孔(19)，方便人员进入气、水 分配渠(8)内清渣并观察滤板下部情况。把杂质全部排除后，关闭排水电动闸板阀(12)。 重复程序，再反冲洗一次。一般通过两次反冲洗后，滤料中含污率低于0. lkg/m3，并且附着 在滤料上的小气泡也基本上被冲掉。然后开启进水电动间板阀O)，待池中水位达一定高度 时，开出水清水阀( )，进入新一轮过滤周期。
权利要求1.一种海水淡化预处理用滤池，其特征是滤池主体用钢筋砼结构，砼内添加耐海水 腐蚀的RMA防腐剂；与海水相接触的砼内表面，涂刷耐海水的防腐涂料；Ii仝内钢筋涂刷钢筋 除锈剂；池内与海水接触的金属件均采用高合金双相不锈钢S32205，非金属材料采用FRP 玻璃纤维增强塑料、ABS工程塑料或EPDM橡胶材料。
2.根据权利要求1所述的滤池，其特征是滤池平面尺寸的长宽比为长宽= 4 1 3. 5 1，滤池的长度大于11米。
3.根据权利要求1所述的滤池，其特征是单层均质滤料采用石英砂；双层滤料采用陶 粒与石英砂；原水受到微污染，含TOC高时，用颗粒活性炭滤料。
4.根据权利要求1所述的滤池，其特征是滤板下面底部空间的高度设计为0.85 0. 95 米。
5.根据权利要求1所述的滤池，其特征是滤板的水平误差在士2毫米之间；全池滤板 面水平误差在士5毫米之间。
6.根据权利要求1所述的滤池，其特征是射流设计成半淹没射流，配水槽底部横向表 面扫洗孔中心标高比反冲洗水位低0. 8 1. 2cm。
7.根据权利要求1所述的滤池，其特征是排水渠底板上有一个密封人孔。
专利摘要本实用新型涉及一种用于海水淡化预处理工艺的滤池。在滤池砼内添加耐海水腐蚀的防腐剂、与海水相接触的砼内表面涂刷耐海水的防腐涂料、砼内钢筋增加钢筋除锈剂、池内与海水接触的金属件均采用高合金双相不锈钢S32205(ASTM)、非金属材料采用FRP玻璃纤维增强塑料、ABS工程塑料和EPDM橡胶等耐海水腐蚀的材料。提高了滤池耐久性；滤池采用气水反冲洗加表面扫洗，反冲洗效果好；滤料选择方面有新的技术性突破，采用双层滤料，滤料含污能力强，滤池出水水质明显提高；气水反冲洗时关闭排水电动闸板阀，高速反洗、反冲洗时间短、反冲周期长、耗水量少，反冲洗时不会出现滤料流失现象；运行自动化程度高，便于管理；土建结构简单，基建投资较省，施工方便。
文档编号C02F103/08GK201882931SQ201020282639
公开日2011年6月29日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者王宝良 申请人:王宝良