24.水质工程学 I —过滤 §4-4 滤池冲洗(2)(ppt文档)

洗流速仅与膨胀后孔隙率有关。
将膨胀后的滤层孔隙率按下式
关系换算成e,
e m m0 1 m
并将冲洗滤速以冲洗强度代替， 则冲洗强度和膨胀度关系为：
Vmf
q
膨胀率与冲洗强度的关系
5
敏茨和舒别尔特通过实验研究提出下列公式：
q

29.4
d 1.31 0
0.54

(1
(e m0 )2.31 e)1.77 (1 m0
水质工程学Ⅰ 第四章 过 滤
§4-4 滤池冲洗(2)
主讲：张朝升 教授
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(二）冲洗强度与膨胀度的关系
为了便于理解，首先假设滤料层的滤料是均匀的。对于均
匀的滤料，冲洗时，如果滤料层未膨胀，则水流通过滤料
层的水头损失可用欧根公式计算：
h

150(1 m0 m02
)2
(
1 d0
)2
l0v
1.75
2.先用气水同时反冲，然后再用水冲。
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气水反冲洗过程
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一般气冲强度（包括单独气冲和气、水同时的气冲强度） q气 = 10～20 L/m2 s 之间。
水冲强度根据操作方式而异： ①气水同时反冲时 q水 = 3～4 L/m2 s ②单独水冲时 ，有时采用低速反冲：q水 = 4～6 L/m2 s 有时采用高速反冲：q水 = 6～10 L/m2 s 反冲洗历时与操作方式有关，一般控制在 t = 6～10 分钟。
—指数，由雷诺数决定。
V—冲洗流速 cm/s 。
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将滤层膨胀度公式e代入上式：
v

( m0 e) 1 e

v………………….. 1
⑦
当砂粒粒径为0.5～1.2mm时，在常温情况下，值为4～3，
粒径小则值大，反之亦然。
按⑦知：增大v只增大e，而与h无关。
（三）冲洗强度的确定和非均匀滤料膨胀度的计算（p332）
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Vmf是反冲洗时滤料刚刚开 始流态化的冲洗流速，称
“最小流态化冲洗流速”。
h
当滤料粒径、形状和密度
水
头
不同时， Vmf值也不同，粒径 损
大， Vmf大，反之亦然。
失
cm
当冲洗流速V>Vmf时，h不
变，从曲线可看出，但滤层
层悬浮起来了。Q越大，e越
大。
欧根公式
Vmf
V
反冲洗流速 cm/s
1.非均匀滤料冲洗强度
2.非均匀滤料膨胀度计算
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二、气、水反冲洗
优点：
• 1.提高冲洗效果，节省冲洗水量。 2.冲洗时滤层可不膨胀或轻微膨胀，冲洗后滤层不产生或不
明显产生上细下粗现象。可保持原来滤层结构从而提高滤层含污 能力。
缺点：（与高速反冲洗相比）
• 1.增加气冲设备，（鼓风机或空气压缩机和储气罐） 2.池子结构和冲洗操作也较复杂。
gh (sg g)(1 m)L
h s (1 m)L ……..②
式中：s和 分别表示滤料和水的密度，以g/cm3计，其余符
号同前。
• 上式也可表达为：
h

s

(1
m0 )L0
……..③
当滤料粒径、形状、密度、滤层厚度和孔隙率以及水温等已 知时，将①式和③式绘成水头损失和冲洗流速关系图。
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每一个q都对应一个膨胀率，可作一个膨胀曲线，在适用范围内基本 是一条直线。
将公式②代入公式①整理后可得冲洗流速和膨胀后滤层孔隙率关系。
1.75 (0 )g
1
d0

1 m3
v2

150 v (0 )g
(
1
d
0
)2
1 m m3
1
…
④
由④式可知，当滤料粒径、
e
形状、密度和水温已知时，冲
1 gd0

1 m0 m0
L0v2…….
①
m0—滤层孔隙度； d0—滤料同体积球体直径cm； v—冲洗流速cm/s；
L0—滤层厚度cm； —滤料球度； h—水头损失cm;
—水的运动粘度cm2/s；
g—重力加速度cm/s2。
该式适用于层流区、过度区和紊流区。
2
当滤层膨胀起来以后，处于悬浮状态下的滤料对冲洗水 流的阻力，等于它们在水中的重量（单位面积上）
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气、水反冲效果：
利用上升空气气泡的振动，可有效地将附着于滤料表面污物擦洗 下来，使之悬浮于水中，然后再用水反冲把污物排除池外。 因为气泡能有效地使滤料表面污物破碎、脱落，故可大大地减小 水冲强度，即可采用所谓的“低速反冲”。 水冲强度的大小，视操作方式不同而异。气水反冲方法有以下几 种： • 1.先用气冲，然后再用水冲；
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三、配水系统
功能： ⑴ 过滤时收集过滤水； ⑵ 反冲洗时均匀分配反冲洗水。
设计主要是满足反冲洗时的要求，也能同时满足了过滤水的 收集，配水系统分为“大阻力”“小阻力”两种，还有中阻力 配水系统。
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END
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)0.54ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
………….
⑤
—水的动力粘度以Pa·S计；
q—冲洗强度L/sm2。其余符号与前面相同。
该式适用于滤料密度为2.62g/cm3,水的密度为1g/cm3的条件。滤料形状
因素已包括在常数值内。
理查逊和赞基提出以下公式，可用于冲洗计算：
m

(
v
1
)
v1
……………⑥
v1—使滤料颗粒达到自由沉淀状态时的冲洗流速cm/s；。在一定水温情况 下，对于给定滤料， v1是常数。