过滤效率模型及其放大的试验研究

摘要

过滤是给水处理过程中一个非常重要的处理单元。滤后出水浊度作为给水处理过程中最直观、最重要的水质参数往往视作过滤的最重要的评价指标。同时过滤作为给水处理过程中重要的一个处理单元，其研究过程必然要经历实验室装置——中间试验装置——工业化生产装置这样一个流程。实践表明，过滤装置经放大后其出水水质指标往往会发生一定程度的变化。 本课题拟在以浊度作为出水水质指标的基础上，建立过滤效率的基本模型，然后以过滤效率为基础，研究过滤装置放大后其联系与变化规律。本试验选用石英砂滤料为粒径0.8～1.2mm，K80=1.38，滤层厚度为700mm。模型滤柱分别采用直径为45mm、120mm和200mm的透明有机玻璃柱，滤柱沿滤层深度每100m设一取样口，然后分别测试V=6m/h、V=10m/h及V=14m/h滤速下各取样口出水浊度值。试验结果表明：在有效过滤周期内，沿水流方向滤层深度，上层滤料对浊度的去除率明显大于下面滤料层对浊度的去除率，即滤层的截污量自上而逐渐减少；随着滤速的增大，对应相同滤层深度其上层滤料对浊度的去除率减少；同时滤速越高，则浊质穿透也越快，周期越短。过滤模型从滤柱1放大以滤柱2再到滤柱3的过程中，当V=6m/h及V=10m/h时，其出水浊度及过滤效率变化较小，当V=14m/h时，其变化相对较大。同时，在这一系列放大过程中，上层20cm深度出水浊度相对下层浊度变化较为明显，经放大后，上层滤层过滤效率降低。通过过滤效率的基本模型及实验结果分析，可对不同滤层深度出水浊度及过滤效率进行预测，同时在过滤效率的基础上，可分析出过滤模型放大后的变化规律。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1引言

1.2过滤简介

1.3过滤模型的放大

1.4过滤效率及其放大模型的研究现状

1.5选题的内容及意义

第2章过滤理论

2.1过滤理论研究的发展

2.2过滤机理

2.2.1迁移机理

2.2.2粘附机理

2.3过滤模型

2.4过滤性能的评价指标

2.5过滤影响因素

2.5.1滤料性能

2.5.2滤层厚度与粒径

2.5.3有效粒径和不均匀系数

2.5.4滤速

2.5.5水力波动

2.5.6其它因素

第3章 实验内容与实验条件

3.1滤料的选用及参数测定

3.1.1滤料的级配

3.1.2滤料密度

3.1.3滤料的当量料径

3.1.4滤料的孔隙率

3.1.5滤料的初始过滤系数

3.2实验装置

3.3实验方案

3.3.1原水的配制

3.3.2粘土散射光浊度与悬浮物质量浓度间的关系

3.3.3试验方案

3.3.4试验测试项目及主要仪器

3.3.5原水水质及过滤控制指标

第4章试验数据处理及结果分析

4.1不同滤层深度出水浊度变化规律

4.2不同滤层过滤效率规律

第5章过滤效率的数学模型

5.1过滤效率的模型分析

5.2过滤效率模型的建立与计算

第6章过滤模型放大

6.1过滤模型的放大路线

6.2过滤模型放大的计算

第7章结论与展望

7.1主要结论

7.2展望

参考文献

致谢

附录硕士在读期间发表的论文