[經(jīng)管營銷]第5章過濾(編輯修改稿)
2025-03-19 02:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 填充于濾層與配水系統(tǒng)之間，其作用是過濾時(shí)阻擋濾料進(jìn)入配水系統(tǒng)，反洗時(shí)還能起均勻布水作用。 ? 承托 層材料： 一般采用天然卵石或碎石。 承托 層材料亦應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，其最小粒徑不應(yīng)小于濾料的最大粒徑，從上至下按粒度由小到大分層鋪設(shè)，反洗時(shí)不能被水沖動(dòng)而發(fā)生位移。其規(guī)格如下表所示。 表 54 單層或雙層承托層粒徑和厚度 層次（自上而下） 粒徑（ mm） 厚度 1 2~4 100 2 4~8 100 3 8~16 100 4 16~32 本層頂面高度至少應(yīng)高于配系統(tǒng)孔眼100mm 表 55 三層濾料濾池承托層材料、粒徑與厚度 層次 （自上而下） 材料 粒徑 （ mm） 厚度 （ mm） 1 重質(zhì)礦石（如石榴石、磁鐵礦等） ~ 50 2 重質(zhì)礦石（如石榴石、磁鐵礦等） 1~2 50 3 重質(zhì)礦石（如石榴石、磁鐵礦等） 2~4 50 4 重質(zhì)礦石（如石榴石、磁鐵礦等） 4~8 50 5 礫石 8~16 100 6 礫石 16~32 本層頂面高度 至少應(yīng)高于配系統(tǒng)孔眼100mm 本節(jié)完 返回目錄 過濾理論 過濾水力學(xué) 過濾去除懸浮物的機(jī)理 過濾理論 1．過濾過程中水頭損失變化 （ 1）清潔濾料層的水頭損失 均質(zhì)濾料可按卡曼 康采尼公式（ CarmanKozony）公 式： 式中： h0－水流通過清潔水頭損失， cm； ν －水的運(yùn)動(dòng)粘度， cm2/s； g－重力加速度， 981cm/s2。 m0－濾料的孔隙濾； d0－與濾料體積相同的球體直徑， cm； L0－濾層的厚度， cm； υ －濾速，以 cm/s計(jì) 。 φ －濾料顆粒球度系數(shù)。 ??? 02030200 )1()1(1 8 0 ldmmgh ???? 過濾水力學(xué) 非均勻?yàn)V層按下式計(jì)算： 式中： pi－粒徑為 di的濾料重量占全部濾料重量之 比；其余符號(hào)同前。 由上式知： m0↓ ， H0不變時(shí)，濾速 v ↓ ； 濾速 v不變， H0 ↑ 。 （ 2）等速過濾過程中的水頭損失變化 過濾時(shí)濾池的總水頭損失為： 0 ( )tH H h H? ? ? ?222000 311 0( 1 ) 11 8 0 ( ) ( / )nni i iiimh h l p dgm? ?????? ? ? ???兩階段理論：由 顆粒 遷移與 顆粒 吸附組成。 顆粒遷移：沉淀、擴(kuò)散、慣性、阻截和水動(dòng)力 （非球形顆粒在速度梯度作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)） ，見圖 514。 顆粒吸附：范德華引力、靜電力、以及某些化學(xué)鍵和某些特殊的化學(xué)吸附力作用、絮凝顆粒間的架橋作用。 圖 514 懸浮顆粒的遷移過程 1 —沉淀 2 —擴(kuò)散 3 —慣性 5 —水動(dòng)力流線濾料懸浮顆粒4 —阻截 過濾去除懸浮物的機(jī)理 在實(shí)際過濾過程中，上述兩種機(jī)理往往同時(shí)起作用，只是依條件不同而有主次之分。 對(duì)粒徑較大的懸浮顆粒，以阻力截留為主，由于這一過程主要發(fā)生在濾料表層，通常稱為 表面過濾 。 對(duì)于細(xì)微懸浮物，以發(fā)生在濾料深層的重力沉降和接觸粘附為主，稱為 深層過濾 。 過濾理論 1937年，日本的巖崎提出一個(gè)懸浮物在濾層中的去除速率公式： 式中： －分別為濾層 x處的顆粒濃度和過濾系數(shù)；一個(gè)能全面反映實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的過濾系數(shù)的公式： 本節(jié)完 返回目錄 濾層的反沖洗 濾池的反沖洗方式及水力學(xué) 濾池的配水系統(tǒng) 反沖洗廢水的排除 反沖洗水的供給 濾池的反沖洗方式及 水力學(xué) 1. 反沖洗 方式 （ 1）高速水流反沖洗： （ 2）氣 水聯(lián)合反沖洗； （ 3）表面助沖加高速水流反沖洗。 2. 氣 水聯(lián)合反沖洗 氣 水聯(lián)合沖洗具有下述特點(diǎn)： ①?zèng)_洗效果好； ②節(jié)約反沖洗水量； ③沖洗結(jié)束后，濾層不產(chǎn)生或不明顯產(chǎn)生上細(xì)下粗的分層現(xiàn)象； ④氣 水聯(lián)合沖洗操作較為麻煩，池子和設(shè)備較復(fù)雜，需增加鼓風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐等氣沖設(shè)備。 氣 水聯(lián)合沖洗有 3種操作方式： ①先氣洗，后水洗； ②先氣水混合洗，再用水洗； ③先氣洗，再氣水混合洗，最后用水洗（或漂洗）。 氣 水聯(lián)合沖洗時(shí)，總的反沖洗時(shí)間約在 10min左右。 氣 水聯(lián)合沖洗時(shí)常用長柄濾頭或復(fù)合氣水反沖洗配水濾磚進(jìn)行布?xì)馀c布水，其結(jié)構(gòu)如圖 515和圖 516所示。 水氣氣/水 氣/水氣/水 反沖氣/水圖 51 5 復(fù)合氣水反沖洗配水濾磚套筒濾帽濾板直管 氣水圖 5 16 氣水同 時(shí)沖洗時(shí)長柄濾頭工況示意 （ 1）反沖洗強(qiáng)度 指單位面積濾層所通過的反沖洗水流量。 式中： q—— 濾層的反沖洗強(qiáng)度， L/(s﹒ m2) Q—— 反沖洗水流量， L/s A—— 濾層的平面面積， m2。 2．反沖洗水力學(xué) QqA?（ 2）濾層膨脹度 式中： e—— 濾層的膨脹率； L0—— 反沖洗前濾層的厚度； L—— 反沖洗時(shí)濾層的厚度。 ( % )1 0 000 ???LLLe （ 3）常用數(shù)據(jù) 表 56 沖洗強(qiáng)度、膨脹度和沖洗時(shí)間 注： 1．設(shè)計(jì)水溫按 20OC計(jì)，水溫每增減 1OOC，沖洗強(qiáng)度相應(yīng) 增減速 1%； ２．由于全年水溫、水質(zhì)有所變化，應(yīng)考慮有適當(dāng)調(diào)整沖 洗強(qiáng)度的可能； ３．選擇沖洗強(qiáng)度應(yīng)考慮所用混凝劑品種的因素； ４．無閥濾池沖洗時(shí)間可采用低限； 序號(hào) 濾層類型 沖洗強(qiáng)度 (L/s?m2) 膨脹度 （ %） 沖洗時(shí)間 （ min） 1 石英砂濾料 12~15 45 7~5 2 雙層濾料 13~16 50 8~6 3 三層濾料 16~17 55 7~5 常見的配水系統(tǒng)有大阻力配水系統(tǒng)、小阻力配水系統(tǒng)、中阻力配水系統(tǒng)等三種，其作用： ①反沖洗時(shí)，均勻分布反沖洗水； ②過濾時(shí)，聚集過濾水引出池外。 反沖洗時(shí)配水不均勻的危害： ①濾池中砂層厚度分布不同； ②過濾時(shí)，產(chǎn)生短流現(xiàn)象，使出水水質(zhì)下降； ③可能招致局部承托層發(fā)生移動(dòng)，造成漏砂現(xiàn)象。 濾池的配水系統(tǒng) 1和 2兩條水流線路水頭損失組成 : (1) 水在配水系統(tǒng)內(nèi)的水頭損失 h1 式中 :s1配水系統(tǒng)內(nèi)的水力阻抗 。 q濾池的反沖洗強(qiáng)度 . (2) 水在配水系統(tǒng)孔眼中流出時(shí)的水頭損失 h2 (3) 水在承托層的水頭損失 h3 (4) 水在懸浮層中的水頭損失 h4 1和 2兩條水流線路總水頭損失 : 假定 h4=h/4,分別將 h1 h2 h3代入上式 ,得 由于反沖洗水在配水系統(tǒng)內(nèi)所走的路程不同 ,故
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