滤池冲洗的主要工作机理包括:①水流的剪切力作用。②滤料颗粒之间的碰撞摩擦作用。③针对气-水反冲洗还包括以下两种作用,气泡扰动作用力即压缩空气冲洗时,气泡引起振动,使杂质吸附强度减弱,泥层脱落;尾涡混掺力,可加强剪切和碰撞。
滤池冲洗
滤池运行过程中,当过滤的水头损失、滤出水浊度(也可能是参与铝离子浓度或需要控制成分的浓度)、滤速和过滤时间这4个参数中的某一项已经达到设定的数值时(也可能出现几个参数同时达到它们的设定值),运行即应终止,为了恢复滤层的过滤能力,洗除滤层中的截留污物,滤池需要清洗。包括高速水流反冲洗、气-水反冲洗、表面助冲加高速水流反冲洗等。
- 英文名称
- filter flushing
- 所属学科
- 土木工程
滤池冲洗需要提供适当的冲洗强度、保证足够的冲洗时间、冲洗水均匀分布以及冲洗废水及时排除。反冲洗是过滤器的重要运行操作,若反冲洗流速控制不当,可能产生滤料流出、承托层错动和冲洗效果差等问题。
高速(水流)反冲洗。利用流速较大的反向水流冲洗滤料层,使整个滤料层达到流态化状态,且具有一定的膨胀度。截留于滤层中的污物在水流剪力和滤料颗粒碰撞摩擦双重作用下,从滤料表面脱落下来,然后被冲洗水带出滤池,其冲洗效果决定于冲洗流速,冲洗流速过小,滤层孔隙中水流剪力小,反之则滤层膨胀度过大,滤层孔隙中水流剪力也会降低,且由于滤料颗粒过于离散,碰撞摩擦概率也减小,故冲洗流速过大或过小都会降低冲洗效果。高速反冲洗方法操作方便,池子结构和设备简单,但冲洗耗水量大,冲洗结束后,滤料上细下粗分层明显。
气-水反冲。利用上升空气气泡的振动可有效地将附着于滤料表面的污物擦洗下来使之悬浮于水中,然后再用水力反冲洗把污物排出池外。根据工作步骤不同,气-水反冲洗系统可分为3种形式:先气冲,后水冲;先气冲,再气-水同时冲洗,后水冲;先气-水同时冲洗,后水冲。
滤池冲洗过程中,需使冲洗水在整个滤池面积上均匀分布,配水均匀性对冲洗效果影响很大,若配水不均匀,部分区域水量小,冲洗不干净,部分滤层膨胀不足,而部分滤层膨胀过度,甚至会导致局部承托层发生移动,造成漏砂现象。配水系统的作用:均匀分布反冲洗水;均匀收集过滤水。配水系统的合理设计是滤池正常工作,保持滤料层稳定的重要保证。
大阻力配水系统(支管干管配水)。配水均匀性较好,抗干扰能力较强,冲洗效果较稳定,使用广泛。但结构较复杂,小冲洗水箱或水泵,孔口水头损失大,动力消耗大,管道易结垢,检修困难,冲洗水头要求高,对冲洗水头有限的虹吸和无阀滤池则不适用。大阻力配水系统开孔比(孔口面积与滤池面积之比)在0.2%~0.25%。
小阻力配水系统(布水穿孔管)。指配水系统中孔口阻力较小,开孔比一般在1.0%~1.5%,配水系统结构简单,不需设置反冲洗水塔或水泵,反冲洗水头小(2米左右),动力费省,易于实现滤池自动化运行,单池面积小(最大约50米2),且基建费较高,适用于面积小的滤池(如虹吸滤池、无阀滤池、移动冲洗罩滤池),其配水均匀性取决于开孔比。
中阻力配水系统。开孔比在0.6%~0.8%,小阻力和中阻力配水系统不采用穿孔管系,而是采用穿孔滤板、滤砖和滤头等,如钢筋混凝土穿孔(或缝隙)滤板,穿孔滤砖等。
滤池冲洗水供给。①冲洗水泵,投资省,但操作烦琐,在冲洗的短时间内耗电量大,往往会使厂区内供电网负荷陡然骤增。②冲洗水箱或水塔,造价高但操作简单,允许在较长时间内向水塔或水箱供水,专用水泵小,耗电较均匀。
滤池冲洗水排除。滤池冲洗废水是由冲洗排水槽和排水渠排出,在过滤时,它们往往也是均匀分布待滤水的设备,其断面形式有矩形和标准形。冲洗时,废水由冲洗排水槽两侧溢入槽内,各条槽内的废水汇集到废水渠,再由废水渠末端排水竖管排入下水道。