低浊度进水条件下快滤池设计参数优化研究

摘要

2006年颁布的《生活饮用水卫生标准》于2012年7月全面强制实施后,出厂水的浊度要求不超过1NTU,因此城市净水厂的沉淀池出水浊度需要控制在一个较低的浊度范围,也就是说滤池的进水浊度降到一个较低的水平,水中颗粒物数量也随之减少,在滤池设计方面仍然按照以往的经验,无论对工程的初期造价投资还是运行过程中能耗的控制都是不利的。在这样的背景下,通过开展调研和试验相结合的方法对滤池设计参数进行优化,在确保滤池出水水质的同时,降低滤池造价,并为滤池投入生产后节能降耗提供依据。
　　对国内典型水厂的调研结果表明:V型滤池是国内普遍采用的滤池形式,为适应新水质标准,82％的水厂沉后水浊度控制在2NTU以下,其中20%的水厂沉后水浊度控制在1NTU以下,而滤池出水大多控制在0.5NTU左右,有些水厂出水水质较好,仅为0.1NTU。国内水厂采用滤料主要是均质粗粒石英砂,其提高滤速和延长过滤周期的潜力要高于单层细砂滤料,相对于多层滤料在运行管理和初期投资方面均有优势。
　　通过滤柱试验考察了有效粒径d10=0.97,厚L=1m的滤料层在进水水质为0.8NTU左右时,滤速对其截留杂质的规律。通过试验结果可以得到如下结论:随着滤速的增大,水中杂质很快穿透表层滤料,使其不能充分发挥截留能力。对于粗砂滤料,通常为提高产水量,而采用较高滤速,然而此时为保证出水水质,滤层厚度会随之增大。因此需要依照不同滤料粒径和滤速来确定合理的滤床深度,综合技术和经济分析,滤速控制在8-10m/h,滤料层L/d10=1100时即可。
　　调研分析了东北某水厂2004年与2012年滤池进出水水质情况,并建立其中一生产滤池在48h过滤周期内水头损失和出水浊度之间的数学关系,结合其全年反冲洗前水头损失可知在滤池进水水质提高和滤料级配有所改变的情况下,对于该普快滤池水头损失取值2.0m有些偏高。最后通过数学模拟过程对滤池的水头损失加以预测,为确定普快滤池冲洗前水头损失的提供一个参考和思路。

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第1章 绪 论

1.1 前言

1.2 本课题研究背景

1.3 本课题研究目的、意义和内容

第2章 试验材料与方法

2.1 试验原理及设计思路

2.2 试验装置与试验水质

2.3 主要设备型号

2.4 试验检测方法

2.5 数据分析方法

2.6 试验进程安排

第3章 我国部分水厂滤池应用状况分析

3.1 引言

3.2 调研概况

3.3 滤池设计及运行参数分析

3.4 本章小结

第4章 滤料厚度和滤速的优化研究

4.1 引言

4.2 L/d和滤速对过滤过程的影响

4.3 滤速对滤层截留杂质的影响分析

4.4 本章小结

第5章 滤上水头的优化研究

5.1 引言

5.2 过滤水头损失与出水浊度数学关系建立

5.3 滤池水头损失终值全年数据分析

5.4 滤池水头损失数学模型的建立及预测

5.5 本章小结

结论

附录

参考文献

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致谢