上向流滤池设计规程

上向流滤池设计规程一、总则本规程依据中国工程建设协会标准《上向流滤池设计规程》（CECS451:2016）编制，该标准于2016年9月27日发布、2017年1月1日起施行，适用于新建、改建、扩建的给水排水工程中上向流滤池设计，涵盖池体构造、工艺参数、设备选型、布水布气系统等全流程，供工程建设、设计、施工、监理等单位及工程技术人员采用。设计应遵循“技术先进、经济合理、安全可靠、节能降耗”原则，结合原水水质、处理规模、出水要求及场地条件，优化工艺参数，确保滤池运行稳定、出水达标，同时兼顾施工便捷性与后期运维经济性。上向流滤池设计除符合本规程外，还应符合《室外给水设计标准》（GB50013）、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141）、《室外排水设计规范》（GB50014）等相关国家标准及行业规范。二、术语与定义上向流滤池：水流自下而上通过滤层进行过滤，滤料颗粒随水流方向呈从小到大分层排列的滤池形式，分为上向流斜管（板）沉淀池、上向流颗粒滤池、上向流反硝化滤池等类型，主体包括滤池池体、布水布气系统、滤床、冲洗系统、出水系统、自控系统等组成部分。滤床：由滤料层、承托层组成，是过滤的核心单元，滤料层用于截留水中悬浮物、污染物，承托层用于支撑滤料、防止滤料流失并均匀布水；滤料可采用石英砂等材质，部分场景可设置多层级配滤料。气水冲洗：采用空气和水联合冲洗的方式，清除滤床中截留的污染物，恢复滤池过滤能力，分为先气后水、气水同时、先水后气三种冲洗方式，是保障滤池长期稳定运行的关键工艺环节。表面负荷：单位时间内通过滤池单位表面积的水量，是滤池设计的核心控制参数之一，直接影响过滤效果与滤池处理效率。布水布气系统：在上向流滤池运行及冲洗过程中，可起到进水布水、冲洗布水布气、曝气布气作用的系统，有上向流滤管和上向流滤头等型式，核心要求是布水、布气均匀。上向流滤管：具有进水布水、冲洗布水布气、曝气布气作用的布水布气装置，由安装于滤池底板上的横向布水布气管和安装于滤池下部布水布气总渠的竖向布水管、竖向布气管及辅助固定件组成。上向流滤头：一种用于上向流滤池布水布气的装置，具有布水、布气孔且顶部能够形成均匀稳定二次气垫层，由长柄滤头螺杆、滤头套管和滤帽组成，多用于现有滤池改建工程。翻板阀：一种控制滤池冲洗废水排放的装置，由阀板、传动杆和电动或气动执行机构等组成，阀板为长方形结构，可在0°~90°范围内翻转启闭，是滤池排水系统的重要组成部分。三、基本规定（一）设计参数要求滤速：上向流颗粒滤池滤速宜为7~15m/h（需结合污泥负荷、水量、过滤周期综合确定）；上向流斜管沉淀池斜管内水流速度宜为10~20mm/s，分离区平均上升水速宜为1.0~1.2mm/s；过滤期终液位差，给水处理工程中宜采用1.3m~1.6m，排水处理工程中用于深度处理时宜为1.3m~1.6m，用于二级处理时宜为1.6m~2.3m，有条件时宜采用上限值以延长过滤周期。滤料：优先选用石英海砂，密度宜为2.65kg/L，粒径宜为0.95~1.3mm，不均匀系数k80宜为1.0~1.3；生物滤池填料粒径宜为2~5mm，填料厚度宜为2m；多层级配滤池可采用上部石英砂（粒径1~2mm，厚度1~1.5m）、中部砂层（粒径2~3mm，厚度300mm）、下部粗砂（粒径10~16mm，厚度250mm）的级配方式，滤料层上部可设置平行板或金属格栅遏制滤床上浮流失，格栅开孔面积按75％计算。滤层厚度：石英砂滤层厚度宜为1.2~1.5m，常用1.3m；生物滤池填料厚度宜为2m；易出现滤床上浮的场景，滤床厚度可增加至1.8m以上。冲洗参数：气水反冲洗时，水冲洗强度宜为10~15L/（m²·s），气冲洗强度宜为10~20L/（m²·s）；上向流斜管沉淀池配水管孔口水速宜为2~4m/s，配水管间中心距离宜为0.3~0.8m；滤池冲洗进气总管应设有高于滤池液面的管段，且宜大于0.5m，冲洗进气管或布水布气渠顶部应设置排气管。停留时间：上向流沉淀池总停留时间宜为1.0~1.5h，低温低浊水源停留时间可超过2h；斜管长度宜为0.8~1.0m，不宜小于0.5m，斜板间距或管径宜为50~150mm；大型上向流滤池应单独设置气水分离装置，保障冲洗效果。（二）工艺设计要求上向流滤池宜采用多格并联布置，分格数应根据生产规模、操作运行和维护检修等条件通过技术经济比较确定；单格滤池面积应结合布水布气均匀性、冲洗效果等确定，不宜超过96m²，池长不宜大于12m，池宽不宜大于8m，长宽比宜为1.2~1.8，便于检修和反冲洗时的水量调节，每格滤池进水管上应设置有效的水量自动调节系统，保证各格滤池进水量均衡。过滤流程应遵循“进水→布水→滤床过滤→出水”的顺序，原水在进入上向流滤池前应视水质情况进行前处理，城镇及工业给水处理工程前处理应符合GB50013有关规定，城镇及工业排水处理工程前处理应符合GB50014有关规定；进水需经混凝处理，确保滤池进水悬浮物含量符合设计要求。滤池应设置反冲洗系统、排水系统、溢流系统，反冲洗排水应符合环保排放标准，可回收利用于冲洗或其他杂用；出水清水区高度应控制在0.6m~1.2m范围内，出水水位以上200mm高度应设溢流口，溢流口尺寸不应小于翻板阀排水口尺寸，通过调节堰板调节各格滤池，出水高度误差应控制在±1mm之内；滤池管廊内宜设置起吊装置，便于安装及检修。上向流斜管沉淀池进水区应设置配水渠和穿孔墙，穿孔墙开孔率应为断面面积的6%~8%，孔径约125mm，配水孔沿水流方向做成喇叭状，孔口流速控制在0.2~0.3m/s以内；出水槽底板宜设计成倾斜状、坡向过滤区，与过滤区的隔墙上沿池宽方向应设置扫洗水孔，内径宜为25mm，间距宜为150mm。上向流滤池应采用中阻力布水、大阻力布气的布水布气系统，布水布气系统应根据滤池型式、单格面积等因素确定，宜采用上向流滤管或上向流滤头的形式，上向流滤管可用于新建、扩建或改建工程，上向流滤头宜用于已采用普通长柄滤头的滤池改建工程；系统安装后应进行气水冲洗均匀性调试与检验。城镇及工业给水处理工程中，上向流滤池应建设在室内或加盖；城镇及工业排水处理工程中，上向流滤池建在高寒地区时应设在室内，并设计供暖设施；普通快滤池、虹吸滤池等单水冲洗滤池可改建为上向流滤池，改建时不宜破坏原有土建结构，应按下进上出的过滤方式改造，并考虑事故排放管路设计，同时确定合理的进、出水液位差。四、池体构造设计（一）池体尺寸池体平面形状宜采用矩形，便于布置和施工；单格滤池长度与宽度比宜为1.2~1.8，深度应根据滤层厚度、承托层厚度、清水区高度、超高确定；采用上向流滤管的上向流滤池布水布气渠高度宜为1.2m~1.5m，在安装布水布气系统后二次浇筑封闭；单格滤池底板二次找平后的平整度误差应控制在±3mm之内，两格滤池底板平整度误差应控制在±10mm之内。清水区高度宜为0.6~1.2m，悬浮泥渣层高度宜为1.5~2.0m，池身总高宜为4.5~5.0m，超高不宜小于0.3m；上向流斜管沉淀池高水位和低水位差宜为0.7~1.0m；滤池池体应具备足够的强度和抗渗性，满足运行过程中的水压要求，避免出现渗漏、变形等问题。（二）布水布气系统构造上向流滤管应包括横向布水布气管、竖向布水管和竖向布气管，气孔和水孔应分别设置在横向布水布气管的不同高度，水孔流速应为1.5m/s~2.5m/s，气孔流速应为20m/s~35m/s，气孔和水孔孔眼总面积与滤池过滤面积之比分别不宜大于0.1%和0.5%；竖向布水管流速应为1.5m/s~3.0m/s，竖向布气管流速应为30m/s~40m/s。横向布水布气管、竖向布水管和竖向布气管的管材宜采用高密度聚乙烯管（HDPE）或S304及以上等级的不锈钢管材质；横向布水布气管宜由辅助固定件水平固定安装于滤池底板，辅助固定件应由S304及以上等级的不锈钢材质的螺栓和压块等组成，且固定螺栓的直径