常规滤料滤池气水反冲洗运行参数实验研究

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1、第21卷第6期重庆建筑大学学报Vol.21No.61999年12月JournalofChongqingJianzhuUniversityDec.1999文章编号:1006-7329(1999)06-0006-06常规滤料滤池气水反冲洗运行参数的实验研究袁斌熊国锋汪义强吴希罗辉荣(重庆建筑大学城市建设学院400045)摘要通过单因素优选和多因素正交实验,优选出了常规滤料滤池在三种气水反冲洗方式下的最佳运行参数,并得出三段联合冲洗方式为最佳的初步结论。关键词常规滤料;气水反冲冼;运行参数中图法分类号TU991.24文献标识码

2、B滤池的反冲洗是保证滤池正常工作的关键,传统的高速水流反冲洗存在耗水量大、滤层冲洗不彻底等弊端,而气水反冲洗技术由于空气的加入,强化了滤料间的剪切和碰撞摩擦作用,有利于防止滤料层结块和产生泥球,它与单水反冲洗相比,不但冲洗效果好,而且可以节约反冲洗用水量40%~60%,因而受到青睐。目前国内虽有一些常规滤料滤池应用了气水反冲洗技术(见表1),但多是凭经验运行,对其冲洗方式和运行参数多未进行过系统的实验研究。显然,通过实验来探讨气水反冲洗的方式和最佳运行参数对于提高滤池冲洗效果,节约水耗和能耗是有重要意义的。当前国内外滤池

3、气水反冲洗普遍采用的冲洗方式主要有三种:第一种为先气洗,后水反冲洗;第二种为先气水同时冲洗,后水反冲洗;第三种为先气洗,后气水同时冲洗,最后水漂洗,即所谓的三段式联合冲洗方式。本文的目的即是通过实验优选出常规滤料滤池上述三种气水反冲洗方式的效果和最佳运行参数。1实验装置实验装置的工艺流程图,如图1所示,它由原水制备系统、过滤系统和反冲洗系统三部分组成。1.1原水制备系统以自来水为水源,通过投加细腻均匀的黄泥,在低位原水制备箱中进行机械搅拌配置原水(浊度控制在20~30NTU间),然后由水泵直接抽升到高位原水制备箱(内设机

4、械搅拌装置搅拌,以防止沉淀),原水在流经混合槽时定量均匀投加聚铁混凝剂溶液(投药量1.自来水2.低位原水制备箱3.搅拉装置4.放空管5.水泵6.溢流管为10mg/L左右),再经管道进入滤柱7.滤料层8.高位原水制备箱9.长柄滤头10.混合槽11.滤柱12.承托层内进行过滤。13.测压管14.高位反冲洗水箱15.投药装置16.测压板17.气体流量计18.过滤出水管19.取料口20.反冲洗出水管21.反冲洗水管22.空压机23.转子流量计24.反冲洗气管1.2过滤系统图1气水反冲洗试验装置工艺流程图收稿日期:1999-10-

5、24作者简介:袁斌(1972-),男,四川人,讲师,硕士,主要从事给水工程技术研究。第6期袁斌等:常规滤料滤池气水反冲洗运行参数的实验研究7本实验用的模拟滤柱为有机玻璃制成,滤柱内径154mm,高3m,底部以塑料垫盘焊接并用螺栓固定于角钢支架上。滤柱上设有过滤进、出水管,溢流管,反冲洗进气、进水、出水等管,滤柱两侧设有测压管。滤层滤料采用常规滤料,即粒径为0.5~1.2mm的石英砂,滤层厚700mm,不均匀系数K80=1.59,孔隙率m=42.7%。承托层粒径为4~6mm(小)与6~8mm(大),总厚250mm,采用大-

6、小-大的三层交错配置。1.3反冲洗系统反冲洗滤头采用法国Degremont公司PVC柱式滤帽长柄滤头。滤柱内装有一个长柄滤头(相2当于每m滤池装有55个长柄滤头)。3反冲洗水由高位恒水位水箱供给恒压低浊度(1~2NTU)水,箱体容积为0.25m,箱体设进、出水管和溢流管,反冲洗时持续向水箱内供水维持溢流水位。供气设备采用ACO-009D型电磁式空气压缩机;气体流量采用浮子流量计,量程为100~2000L/h;反冲洗水水流流量计采用LZD型玻璃转子流量计,量程为160~1600L/h。2实验条件与方法实验期间,水温为15~

7、22e,控制滤速为10m/h左右,用容积法测定,每20min校核一次。砂面上水深,过滤时为1.2m,反冲洗时为0.5m,保持滤柱恒水位运行。实验分两阶段进行,第一阶段进行单因素参数的优选实验,目的是通过实验优选出各单一参数的适宜范围;第二阶段进行多因素的优选实验,目的是通过正交实验优选出滤池在三种气水反冲洗方式下运行的最佳参数和最佳气水反冲洗方式。3结果及分析3.1单因素参数的优选气水反冲洗的运行参数主要有:气冲洗强度(qa)、水冲洗强度(qw)、气水同时冲洗时间(t2),另外还有单气预冲强度(qa)和时间(t1)以及单

8、水漂洗强度(qw)和时间(t3)等。首先要确定水冲洗强度、气冲洗强度及冲洗时间在不同冲洗方式下的控制范围,以便于后面进行多因素的优选实验。表1国内部分水厂常规滤料砂滤池气水反冲洗应用情况一览表滤层构造冲洗强度冲洗时间水厂名称粒径厚度冲洗方式qaqwt1t2t322(mm)(mm)(L/s#m)(L/s#m)(min)