单层滤料反冲洗优化工艺的试验研究

摘要

反冲洗是水处理过滤工艺中滤料再生的重要环节。反冲洗效果的好坏，对过滤过程有极大影响。在以往的研究中，直接针对过滤的研究很多，而对滤料的再生过程——反冲洗的研究却相对较少。本文在系统阐述了过滤反冲洗的发展和理论的基础上，提出了对滤料进行分层冲洗的反冲洗方式，旨在通过对这种新的反冲洗方式进行实验探索，确定这种反冲洗优化方式的可行性和实际意义。 本文的实验基础分为两项，第一项为滤料的SS分层截污特征验证试验，通过实验我们发现滤层对于污物的截污量集中在滤层的表层以下400mm部分，其截污量占整个滤层截污量的80％以上。根据该实验结论，在滤层下450mm处设置反冲洗头，进行分层和全程组合反冲洗的方式对反冲洗进行优化。第二项实验为分层优化反冲洗过滤和传统的单纯水反冲洗过滤做过滤—反冲洗效果对比实验。实验以d80=l．2mmd d10=0.65mm K80=1.16厚度为900mm均质石英砂滤料作为滤层进行过滤。在不同的进水浊度条件下（25NTU、10NTU、5NTU），保持其他过滤条件不变，对比分层优化反冲洗过滤和单纯水反冲洗过滤的出水水质、过滤产水量、反冲洗消耗水量等参数指标进行测量，确认了分层反冲洗优化方式的可行性，并初步确定了分层反冲洗方式的较佳运行条件。对比实验的结果表明，采用反冲洗优化过滤系统进行过滤可以达到良好的过滤效果，出水浊度可以全程达到0.5NTU以下的过滤标准。反冲洗优化过滤系统相对于传统的单纯水反冲洗的滤层清洁效果好20％。反冲洗优化过滤系统单位产水量所消耗的反冲洗水量少于传统的单纯水反冲洗过滤，反冲洗优化过滤系统可以节约32％的反冲洗水。

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英文文摘

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第一章 绪论

1.1引言

1.2研究背景

1.2.1过滤技术简介

1.2.2反冲洗技术简介

第二章 优化工艺理论基础

2.1过滤机理

2.1.1传递机理

2.1.2吸附机理

2.1.3剥离机理

2.2反冲洗机理

2.2.1反冲洗时的剪切力作用

2.2.2反洗时的碰撞摩擦作用

2.3滤层设计理论

2.3.1滤层的发展和利用

2.3.2影响滤层设计的因素

第三章实验内容与实验条件

3.1试验一：滤料的SS分层截污特征验证试验设计

3.1.1试验装置

3.1.2试验方案

3.1.3实验测试指标和实验仪器

3.2试验二：反冲洗优化对比试验设计

3.2.1试验装置

3.2.2试验分析设备

3.2.3实验指标

3.2.4试验方案

第四章实验数据处理及结果分析

4.1试验一：滤料的SS分层截污特征验证试验分析

4.1.1实验分析

4.1.2结论

4.2试验二反冲洗优化对比试验分析

4.2.1 25NTU高浊度原水探索性过滤冲洗试验

4.2.2 25NTU高浊度原水优化反冲洗对比实验

4.2.3 10NTU以下原水优化反冲洗对比实验

4.2.4进水5NTU以下优化反冲洗对比实验

4.3本章小结

4.3.1分层反冲洗优化系统的优点

4.3.2分层优化的反冲洗系统的运行条件

第五章结论与展望

5.1实验结论

5.2展望

参考文献

致谢

附录 硕士在读期间发表的论文