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均衡滤料带动滤过功效的估量标定

发布时间:08-16  
艾福斯(Ives)在式(1)的基础上,考虑到进出水水质的影响,提出了如下过滤性能评价指标:F=HtC0VT(3)式中C过滤过程中的平均出水浊度;C0过滤过程中的平均进水浊度,其它符号同前。式(3)仍为一无量纲纯数,其优点是考虑了进出水水质对过滤过程的影响,此值越小,说明过滤性能越好。但在整个过滤过程中,出水浊度在允许值范围内是不断变化的,其出水浊度的平均值计算较为困难,因而实际应用中有一定难度。
布斯克(Bisker)和杨(Young)提出了如下过滤性能评价指标:SC=(C0-C)VTHt(4)此式虽然也考虑了进出水水质的影响,但因SC为一有量纲量(为浊度量纲),因而不是最佳参数。
利卡斯(Lekkas)则提出了如下经过修正的过滤性能评价指标:MFI=Ht$Ht$Ct(C0-Ct)VT(5)式中$Ht(Hlim-Ht)/Hlim为剩余水头的比率,其中Hlim为极限水头损失,Ht为计算时的水头损失;$Ct(Clim-Ct)/Clim为计算点的富余浊度比率,其中Clim为允许极限浊度,Ct为计算时的出水浊度,其它符号同前。
在实际生产中,人们总是充分利用过滤水头,以减少能量浪费然而在式(5)中,当Ht接近Hlim时,$Ht趋近于0,致使MFI指标值趋于无穷大,得出过滤性能差的结论,这显然与实际结论相违背。
以上各指标从不同角度反映了过滤性能,但都未考虑滤层厚度对过滤性能的影响。显然,在其它条件相同的情况下,滤层厚度薄,说明滤层截污量大,运行和投资成本低,过滤性能好,但上述各指标均无法反映出来。
过滤性能影响因素的确定对过滤性能的评价,可通过以下几个因素加以确定:(1)滤速V:滤速大,则滤池面积减小,节省占地,因而过滤性能好;(2)过滤时间T:连续过滤时间长,则周期产水量大,反冲洗次数少,节约自用水量,过滤性能优良;(3)出水浊度Ce:出水浊度小,水质优良,则过滤性能好;(4)进水浊度C0:进水浊度大,说明滤池能接受的负荷高,过滤性能优良;(5)过滤终期的水头损失Ht:过滤终期的水头损失小,则能量消耗低,说明过滤性能好;(6)滤层厚度L:所需要的滤层厚度薄,则滤池高程小,投资成本小,过滤性能好。
因此,过滤性能可用上述各因素的函数关系加以衡量,即:JP=f(V,T,Ce,C0,Ht,L)(6)为了使JP指标为一纯数,将上式无量纲化。取V,T,Ce为基本量纲,其量纲为:L/T(7)T(8)N(指浊度量纲)(9)利用P定理,定义:P1=C0VA1TB1C1e=C0Ce(10)P2=HtVA2TB2C2e=HtVT(11)P3=LVA3TB3C3e=LVT(12)则式(6)可改写成:JP=f1C0Ce,HtVT,LVT(13)112JP指标计算式的确定式(13)为一隐式关系,为了使其显式化,考虑到出水浊度Ce有可能为0,要使JP值永远有意义,参考各因素对过滤性能的影响评价,取JP指标值的显式计算式为:14给水排水Vol126HtLCeV2T2(C0-Ce)(15)式(15)即为本文作者提出的新的衡量过滤性能的评价指标JP的计算式。
应用实例、为采用硫酸铝混凝剂,投加量为10mg/L,原水浊度10NTU,滤速5m/h,通过滤层厚度60cm,滤料粒径分别为019mm和1135mm的直接过滤曲线。60cm滤层过滤出水浊度60cm滤层过滤水头损失、为采用PAM(F04240)混凝剂,投加量为0105mg/L,原水浊度10NTU,滤速5m/h,通过滤层厚度60cm,滤料粒径分别为019mm和1135mm60cm滤层过滤出水浊度60cm滤层过滤水头损失的直接过滤曲线。
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