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1、均质滤料滤池过滤理论分析祝清荣姚雨霖,[提要]本文论述了滤料层去除浊质的沉淀作用和接触聚捕作用比较了单层均质滤料滤床与单层级配滤料滤来、双层均质滤料滤床与双层级配滤料滤床、双层均质滤料滤来,与单层均质滤料滤床的杂质穿入深度和除浊效率认为均质滤料滤床的除浊效率优于级,。配滤料滤床双层均质滤料滤床的除浊效率优于单层均质滤料滤床[关键词]均质滤料级配滤料单层滤料双层滤料过滤理论普通快滤池、.一滤料层的过滤理论2接触捕聚作用1.沉淀作用过滤机理若是浊质粒子和滤料粒子的凝聚,,假设过滤机理是靠浊质粒子向滤料粒子的作用或者其它的接触造成那么过滤水质的好,沉淀作用则滤后
2、水的水质就应当受滤层内部坏可认为取决于两类粒子接触机会的多少。沉淀面积即滤料表面大小的影响。设浊质粒子通过由一粒滤料厚度构成的滤,。,,今设滤料的代表直径为d层厚为Z则层时被截留的概率为R于是浊质通过由m层滤池的::平均滤料总表面积S表示如下滤料组成的滤层时被截留的概率推算如下。:。7r2:R单个滤料颗粒的表面积sS一(d列通过一层被截留的概率滤料层滤料颗n:粒数通过二层被截留的概率~,、乃__7门_/:Z二丝巴1R+(l一R)R=ZR一R,‘‘O、土‘O产工1/匕产习—O通:过三层被截留的概率滤料层滤料颗粒总表面积及ZR一RZZ)R一3R一2占+仁1一(
3、ZR一R〕3R+Rn。。A(1一。。少(d沪)S=s=62/m:1一(1一R’通过层被截留的概率):。或S/A一62(l一局少/(d卯垂直滤层方向滤料粒子的平均个数设为,m式中n滤层中滤料粒子的总个数;,lm的立方体滤料如果共有n个直径为。。—;每边滤料的初期孔隙率,:—d的滤料粒子则必有以下关系留滤料粒子的形状系数;.至。一。。二兰红二{l一A滤层平面面积6—,d一调和平均直径~(艺尸i/成尸假定充填的方法是完全均匀的即上下水,。,式中流是粒径尸i滤料占总量的分数平方向都是均等的那么这个立方体每边的滤,:,。因为在通常使用的滤料种类和大小范围料粒子数都应
4、当是对于厚度为Z的滤料,。,,:·)。二·。内孔隙率。和形状系数沪值是变化不大的层故得m一刁万Z一守6门一()/Z/,。二,。。所以单位过滤面积平均的滤料总表面积S/A(d护上式中守6(1一砂/的值按孔隙率....,。,001095与Z/d成比例在只考虑沉淀作用的情况在35一5范围内计算为07一实,。,,:,n。//下只要两个滤层的Z/d值相同其单位过用上可以近似取为1则上式改写为一Z,。滤面积的滤料总表面积就相同在同等运行条(d甲),。,。,件下过滤的浊质去除率就应基本相同因此在层厚为Z的滤层浊质被截留的,,:可见过滤机理如考虑主要是沉淀作用概率表示如下
5、K/心尹显然与单位过滤面积平均滤料表面积成比例的一1一(l一R)孔z/d值就成为一个极其重要的指标。浊质截留概率也就是滤池除去浊质的效率..给水排水vol22Noll,96五一卜一(l一R尸。/叼创,由此可见过滤除浊机理不论是沉淀作用为卜时,还是在接触捕聚作用为主时.滤料层的艺、d值都是重要的指标。基于上述两种过滤.l机理一多仁同滤层具有相同的L/d值时其去,除浊度的效率相同其中L为自顶层开始计的/滤床深度。二、均匀滤料滤床杂质穿人深度理论分析在普通快滤池中,由于反洗操作造成滤料厂滤床深,变(自阳叹月州门,人力分级从滤层中取相同厚度乙L用该薄层粒任d;相除
6、,得。L/d:,这一比值自滤层表面.,,,,、、:向卜愈来愈小以艺(△L/成)为纵坐标滤层厚和L点显然L>L即说明杂质在双层均匀度L,为,,横坐标作图lo对于一般快滤池由一滤料滤床中的分布较普通双层级配滤料滤床趋,,、茶曲线D组成对于单层均匀滤料滤层由曲线于均匀从而使得双层均匀滤床在截留杂质量.:钩成对于乙L。乏(/dl)值相等的点由理论分过滤周期方面都优于普通双层级配滤床拼叮知,其除浊能力也相同。作平行于横轴的直,,:。浅与曲线¹和º相交并得到L和L点在,:,j和大点两种滤层对悬浊液去除的浊度相等.极然I:>L、,L:的即对单层均匀滤床到达,,,浊度}而
7、在普通滤床的L点到达这就说明普’通游床的截留杂质沿滤层高度分布更集中在滤⋯夕,庆岭芡层杂质过快地在表层集结使滤床过滤厂,少州头损失快速地增长在表层从而造成在下部口,滤层作用尚未得以充分发挥的情况下过滤水头损失达到极限.过滤周期宣告结束。而在单,层均匀滤料滤床中杂质分布比较趋于均匀化图3中曲线º和¼分别代表单层均匀滤料,,因而整个滤床利用效率高过滤周期长:可获得滤床和双层均匀滤料滤床按照上面同样的做良好的过滤效率。,得到L:和L、点,L:,法粼>说明双层均匀滤图2中曲线»和¼分别代表普通双层级配料滤床的过滤效率更优于单层均匀滤料滤床。滤。,L3、料滤床和双层
8、均匀滤料滤床同样得到三结语,通过理论上对比分析可看出无论双层均,,
