5.4 砂滤池

说明

砂滤床是由沙子(或其他材料)构成由水流通过的进行过滤的装置

水流是被砂率系统底部的一个水收集系统收集

选择的标准及优点

1，主要目的是截留水中细小的微粒

2，可以适用于降水量不足或不稳定的,蒸发太快的或人工湿地下渗太快的土壤

3，适合建设场地不足及在地下安装使用的工程

4，一般适用于稳定的防渗的汇水面积到25公顷的地区

污染物收集效率

缺点

1,少量的减少溶解的污染物(例如 溶解的养分)

2,上游的垃圾和泥沙必须清除以防止堵塞

3,易堵塞,使用的有效性依赖于频繁的对系统维护

4,通过滤器有较高的水头损失及相对较低的流速

5,大沙过滤器如果没有草坪覆盖在居民区是不美观的

费用问题

中高或较高的建造成本及中高或较高的维护成本

附加信息

砂滤器通常是一个有渗透系统的一个容器。过滤介质（通常是沙子,尽管泥炭、石灰石和表土层已经使用）在上面的一个系统，池塘水或水流在介质内流过，然后下部泻出并收集，这里产生的一种过滤清除的作用是砂滤器用于水处理的目的。

砂滤器配备了一个预处理系统，使粗糙的泥沙分布均匀的流入砂滤器，预处理系统的通常故意使粗砂硕石沉淀从而过滤系统可以去除细沙粒泥沙和泥土。

砂滤器一般有两个大的池子。

1，大沙过滤器适合汇水面积25—50公顷，其中包含一个沉淀用的预处理池。这些过滤器可以用表层土和草盖覆盖其表面。他们可以用于管道水泄洪的水流。

2， 小砂滤过滤器一般适用于地下的不透水的汇水面积2公顷的。他们通常用于管道排水系统。

污染物的祛除过程是沉积或渗透在过滤介质上。通过这种方法将消除细颗粒量及有关污染物。

砂滤池的实际性能取决于流入沉积物（例如分级）所经过的的流域地质及土壤类型。例如，流经粘土的区域可能需要一个大的过滤器，虽然土壤类型的影响肯定能降低预期的防渗系数。

如果上游产生相当大的泥沙负荷（既施工活动或被侵蚀的区域）。这些多余沉积物的负载有能堵塞过滤器,从而导致需要更换过滤介质。

我们对砂滤器的可检测性能的了解是非常有限的，虽然到目前的结果大多数污染物（除了著名的氧化氮）都有显著地高速度祛除。总的来说，祛除速度类似于那些人为的湿地。

砂滤器污染物的滞留率

关键的考核因素

1，预处理祛除粗泥沙和其他残骸（是堵塞降到最小几率）的百分比。

2，是否有合适的过滤时机。

3，水流是否均匀的流过过滤器

设计的考虑因素

大砂过滤器

尺寸

有两个组件可以确定大砂过滤器，即上游（或预处理）的池子和采用的过滤器。在这些原件的的基础上可以设置一个在大暴雨或大流量发生的时候可以超越过滤器的装置。

上游沉砂池应该设计一个可行的祛除率以避免快速堵塞过滤器。CDM(1993)这种方法的提出目的是减少在暴雨设计强度时使固体悬浮降低到60-70﹪和停留时间到24小时以下。一种有孔的隔水管作为池子的出口，在第5.3节介绍（扩展滞留池）。

ARC(1992)推荐使用一个永久的沉砂池。这个水池可能大小不一，或已达到同样长时间的沉淀池，采用沉降速度曲线理论或在6.1节滞留弯管理论，是可以对沉积物进行截留，在第4.3节介绍。

在决定是否采用一个永久的沉淀池的因素是是否当地的局部气候条件是否可以使一个永久池塘长期存在。一个永久的沉淀池系统可能导致比体积小的延长沉积物的保留时间。然而，可能使泥沙祛除系统更容易，这取决于暴雨时机。

表面过滤器可以源于以下方程（ARC1992）

A=VD/Kt(h+d)

A:过滤器表面积 （㎡）     B:需要处理的体积（m³）

K：水力传导率（m∕h）    t：排水时间（h）

h：水池的平均水头 （m）  d：池深（m）

ARC(1992)建议一个水利传导系数0.033米/小时，它是一个完整预处理系统的一个部分（City of Austin 1988）。这是典型的电导率小雨新砂，因此会造成一些阻塞。ARC(1992)建议一个介质的最小深度0.4米。过滤时间在24小时以内是由CDM(1993)和City of Austin 1988建议的，而ARC（1992）建议在16小时以内，相应的平均时间减少三分之一。本标准之所以采用了一段干旱时期过滤事件是为了保证长期氧气的渗入。过滤周期是通过在某地区的降雨形式确定的，下面的标准采用ARC(1992)的。

几何学

其他可以提高沉淀池效率的特点(CDM1993, City of Austin 1988,ARC1992)

1, 在进口处可能有一些水头损失。

2，流速可能降低（例如‹0.3米/秒）。

3，有效的利用体积（最小化循环），长度宽度的比最小在3：1或5：1的可以采用。

4，需要对污泥的祛除系统进行维护。

5，在沉淀池处应安装垃圾出口。

过滤器的优点包括(CDM1993, City of Austin 1988,ARC1992)：

1，使水流均匀的分布的流过过滤器。通过锯齿的牙堰可以达到这个用途。

2，土工织物在一个密闭的烁石层以上。

CDM(1993)采用砂的大小介于0.5至1.0毫米，City of Austin 1988采用0.25至0.5毫米，ARC(1992)推荐10%应该通过63µm筛和90%应该通过500µm筛网

Galli (1991)提出了一种煤砂介质，在那里有一个增强泥炭吸附容量去溶解污染物。其他介质也可以被使用，虽然渗透系数可能降低从而需要一个更大的过滤器。

小砂过滤器

根据上游沉降室和过滤流量也需要小砂过滤器。在这些元件的基础上可以设计一个在暴雨或大流量水流时的超越装置。沉积室可以设计使用泥沙沉淀上浆技术（4.3技术）与上面提到的过滤技术一起设计使用。Shaver (1996)提出一个例子，一个小的砂滤器应设计安装在一个便于进行检查维护而且卡车能到达的地方。

检验和监测

砂滤器能在各大暴雨活动定期进行监测，包括

1， 积水沉积物堵塞过滤介质。

2， 泥沙沉降室的深度

3， 沉降室或沉降室的过滤器是否阻塞。

维护

砂滤器需要以下的维护：

1， 沉积物和垃圾都应即使从沉砂室沉降室祛除，沉积物处理前必须进行干燥。

2， 过滤器的表面要进行定时的清除沉淀物和任何杂物（改善渗透）。

3， 过滤器的顶部（50-100毫米）要可以拆卸和更换。

4， 如果过滤器不经常清洗，由于介质里傻子的迁移可能要整个更换过滤器，这可以导致在长时间内更频繁的维护和成本的增加。

5， 废弃的沙子和其他污染的材料（如适用）可以被迁到垃圾填埋厂。

参考文献

Shaver (1996), CDM (1993), Truong and Phua (1995), Horner et al (1994), Schueler

(1987), Schueler et al (1992), OMEE (1994), Galli (1992).