重力式無閥濾池 重力式無閥濾池是應用水力學原理設計的一種等流速快濾池。它不需要復雜的管路系統，反沖洗操作自動進行，運行管理十分方便。在無閥濾池的基礎上還派生了多種新型濾池。 重力式無閥濾池的結構如圖5-2所示，其中圖5-2a為過濾時的情況。原水送入進水槽，由U形進水管（起水封作用，防止反沖洗時代入空氣，破壞虹吸）使水通過濾層，匯集到下部集水室。過濾后的清水由連通管流至上部沖洗水箱。當水箱水位達到一定高度后便開始送水。濾池剛投入運行時，濾料層較清潔，虹吸上升管內外的水面差H0標志著濾池初期的水頭損失，一般為0.2m。隨著過濾的進行，濾層中截污量增加，濾層阻力也逐漸增大，但因進水流量不變，故虹吸上升管中的水位也漸次升高，當水位上升到虹吸輔助管管口時（離水箱水位高差為H），即達到給定的運行期終水頭損失的允許值，一般采用H=1.5~2.0m。此時濾池需要進行反沖洗。水位從H0升至H的一段時間，即濾池的工作周期。 圖5-2（B）表明濾池反沖洗時的情況。當水位上升到虹吸輔助管管口時，水即從虹吸輔助管中急劇下落，此時虹吸上升管和下降管中空氣通過抽氣管不斷抽出，流入排水井后逸入大氣，造成虹吸管中產生負壓使虹吸上升管和下降管中的水面均很快地上升，當這兩股上升的水流匯合后便形成虹吸，過濾室中的水位即被虹吸管抽走，沖洗水箱內的水迅速倒流至濾層中形成自動反沖洗。濾池的反沖洗水箱容積按沖洗一次所需的水量來確定的，并由虹吸破壞管摻入的深度來控制。在反沖洗過程中，隨著沖洗水箱內水位不斷降低，沖洗強度逐漸減小，當水位降到虹吸破壞管口以下時由于空氣進入虹吸管內，虹吸作用被破壞，反沖洗過程結束，恢復過濾運行。 在沖洗過程中沖洗的水箱水位逐漸下降，沖洗強度也隨之降低，這比采用始終均勻一致的沖洗強度更好些。因為開始沖洗強度較高時，有大量水流迅速將濾層膨脹開來，使含污的濾料顆粒獲得較高的紊流來進行沖洗；到沖洗末端，顆粒又能在較低的水流中自上而下分布，均勻地分成級配，逐漸下降。 設計中所選定的沖洗強度是指在平均沖洗水頭ha（ha為最大沖洗水頭hmax與最小沖洗水頭hmin的平均值）作用下所能達到的平均沖洗強度，一般為15L/(m2.s),沖洗時間為4分鐘左右。由此推算出于濾池截面相同的沖洗水箱高度應為3.6m（從過濾室頂部以上算起）。為了降低沖洗水箱的高度，可采用兩格濾池合用一個沖洗水箱。通常，合用一個水箱濾池的分格數也以兩格為限，否則給運行造成困難。由于運行特性及設備機構的限制，無閥濾池的集水裝置只能采用小阻力配水系統。 當濾池此阿勇分兩格為一組的形式時，進水槽稱為進水分配箱，中間進原水，進水翻過兩個堰口后分別進入兩格濾池的進水管內。為了使水量分配均勻，這兩個堰口的標高、厚度、粗糙度應盡可能相同。堰口的標高可按下式計算： 堰口標高=虹吸輔助管管口標高+進水管中水頭損失+保證水流能自堰口自由降落的高度（10~15cm） 應當注意的是，在沖洗時濾池還在不斷地進水，并通過虹吸管直接排走，造成水量損失。通過實踐，目前已有多種沖自動停止進水的措施可供設計、運行采納。 重力式無閥濾池的運行雖能自動地運行，但在剛投入運行或停用后重啟啟動或為了改善水質，就需要加強沖洗。較簡單的方法是在虹吸輔助管上加裝強制沖洗管（圖5-3）。強制沖洗管內水壓要大于2kg/cm2，并與垂直的虹吸輔助管成15度角。開啟壓力水管時水流即能很快地把虹吸系統中的空氣抽走形成 虹吸，進行沖洗。無閥濾池的沖洗強度可用升降錐形擋板來調節，見圖5-4. 進濾池前原水應經澄清凝聚處理，濁度小于15mg/L時可用單層濾料；如進水濁度經常超過20mg/L，短期不超過50mg/L時可采用雙層濾料。 重力式無閥濾池可用鋼筋混凝土做成圓形和方形，也可采用鋼板制成圓筒形。小阻力配水裝置采用濾水帽時，每平方米布置70~100個。 重力式無閥濾池標準圖的外形尺寸和主要數據分別見圖5-2和表5-1.
