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1、Ａ型虹吸式过滤器的设计计算摘要:虹吸式过滤器是水处理过程中的主要设备之一,在其设计计算过程中,参数的选取将严重影响其过滤效果。本文作者针对实验结果和应用情况,将对该设备的设计计算作进一步探讨,以提高其过滤效果和过滤效率。关键词:虹吸过滤器;设计计算;参数选取中图分类号:ＴＵ991 2 文献标识码:Ｂ 文章编号:1008-1933(2006)01-0161-03前 言 虹吸式过滤器也称无伐滤池,虹吸式过滤器广泛应用于地表水净化、地下水除铁除锰、循环水旁流过滤、生产废水除悬浮杂质、有机污水经生化处理和二次沉淀池处
2、理之后的后续过滤以及室内游泳池水的过滤,是一种理想的水处理设备。从目前提供该设备的产品介绍,作者认为,在该设备的设计中,存在一些不合理的参数选取:其一,普遍采用5ｍｉｎ的反冲洗时间,实际太长;其二,过滤速度一般用10ｍ/ｈ,该参数偏高;其三,期终水头损失都在1 5～1 7ｍ,略高了一点,就会导致过滤质量不佳,也是反冲洗时间增长的原因,导致不良的循环操作。本文作者针对虹吸式过滤器的诸多不足,浅谈在设计中的参数选取。 虹吸式过滤器根据其结构形式和过滤材料的不同,分为Ａ型虹吸式过滤器和Ｂ型虹吸式过滤器。它们除了在结构形式上
3、存在差异外,其过滤流程也不相同。本文主要介绍Ａ型虹吸式过滤器,如图1所示,Ｂ型虹吸式过滤器将在以后的文章中作详细介绍。1 Ａ型虹吸式过滤器工作原理及工作流程 Ａ型过滤器的本体由锥形隔板和支承网分成三部分,即冲洗水贮槽、过滤区和集水区。过滤开始时,自然澄清的水由高位槽经进水管进入过滤器,杂质被滤层截留后,清水进入集水区,再经连通管到达冲洗水贮槽,当液位达到ａ点时,就从出水口流至清水贮槽。由于需克服滤层的阻力,进水液位应高于点,虹吸管中液位就处于ｂ点,在过滤的过程中,随着滤层阻力的不断增加,虹吸管中的液位就会不断的上升
4、。 当虹吸管中的液面逐渐上升至ｃ点,水就从虹吸辅助管流下,由于在进入虹吸辅助管处的旋涡吸气作用及流经辅助扩大管处的水流挟气作用。虹吸管中的空气就经由抽气管被水流带至水封中逸出,并使虹吸管形成负压。最后,当虹吸管中负压达到一定程度时,就形成虹吸作用。冲洗贮槽中贮存的清水经连通管、集水区冲洗滤料层,冲洗水则经虹吸上升管、虹吸下降管从水封中排出。这样就自动地由过滤周期转入反冲洗周期,如图2所示。 此时,冲洗水贮槽中的液位开始下降。当降至ｅ点时,虹吸破坏管管口露出液面,空气被吸入
5、而使虹吸作用中断,反冲洗周期自动停止,进入第二个过滤周期。 从运行过程可见,冲洗水量取决于冲洗水贮槽的容积,而冲洗水强度则取决于液位ａ,ｅ之间的平均位差与液位ｄ之间的落差,以及水流在反冲洗时所受的阻力。冲洗强度的大小还可以通过虹吸下降管末端的冲洗强度调节器来控制。因此,虹吸过滤器的冲洗完全可以按照实际需要加以严格的控制。而且在设计数据确定后,运转中不会发生大的偏差,从而避免了冲洗不足或冲洗过头的弊端。 2 Ａ型过滤器的计算 2.1 主要设计依据 (1)过滤能力:按
6、ｑ=100ｍ3/ｈ计算 (2)过滤速度:ｖ=7ｍ/ｈ (3)反冲洗时间:τ=240ｓ (4)反冲洗强度:ｐ=15升/ｍ2·ｓ (5)虹吸形成时间:Ｔ1=120～180ｓ(实测) (6)过滤周期:Ｔ2=24ｈ(实测) (7)期终水头损失值:Ｈ=1 4ｍ 2.2 设备主体计算 (1)进入分配水箱入水管径计算 2 4 设备尺寸及配管计算
7、 (1)进水口高度的确定 进入过滤器的起始水头必须克服滤层的阻力,才能保证过滤能正常进行,一般取100～150ｍｍ。即进水口应高出ｂ点150ｍｍ。 (2)滤层高度(包括支承层)取1200ｍｍ。 (3)冲洗水贮槽贮水高度3500ｍｍ,ａ,ｅ位差3200ｍｍ。 (4)集水区高度应考虑水能均布,高度取800ｍｍ。 (5)设备主体总高度为:5500ｍｍ。 (6)水封高度取700ｍｍ,主要考虑除泥和调节器的正常使用。 虹吸动能是冲洗水箱平均水位与水封水位之间的液位差Ｈ0
8、 (7)虹吸过滤器期终水头损失就是ｃ,ａ之差,该项位差取1400ｍｍ。如果太低将会频繁反洗,造成浪费太大。如果太高过滤水质无法保证。建议在1400～1700ｍｍ。在设计中ｃ,ａ之间的角度一般在30°左右为宜。 (8)虹吸系统管径计算 根据经验:果吸上升管流速ｗ
