高效无阀滤池进水水力自适应控制技术研究

摘要

目前，由于水资源严重不足、水质不断恶化，许多国家都面临着水资源短缺的危机。污水深度处理与资源化逐渐成为缓解水资源短缺的重要措施之一，并且在全世界范围内得到广泛接受。污水深度处理技术方面仍主要以“混凝—沉淀—过滤—消毒”为主。在过滤这一单元中，重力式无阀滤池因其无需大型阀门造价较低，冲洗完全自动，操作管理方便等优点而得到较广的应用。但是无阀滤池在运行中主要存在两个问题，即反冲洗期间继续进水和进水携气问题，本课题拟设计制作水力自适应控制系统以解决以上两个问题。实验研究了水力自适应控制系统设计过程中的几个重要参数，并利用实验所得结果设计出适用于20m3/h重力式无阀滤池的水力自适应控制系统投入实践应用，取得良好效果。实验得到以下结论： (1)调阻体与套筒面积比Ar/A0值分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9时，调阻体产生的局阻系数分别是0.31、0.71、1.25、2.54、3.93、6.93、11.92、21.03、81.25。调阻体的形状(圆台形或者圆盘形)以及调阻体与进水管口的相对位置对其在进水管口处产生的局阻系数影响较大，堵盘+圆盘形调阻体的结合方式可以实现期望的调阻过程，可以应用于水力自适应控制系统的设计。 (2)套筒长径比(Lt/Dt)值对ζt值有较大的影响，在Lt/Dt逐渐减小的过程中，ζt值将经历一个变小，再出现一个峰值，最终趋于平稳的过程。峰值处对应的Lt/Dt值再4.0左右。在At/A0≤0.4时，最佳Lt/Dt值为4.5；在At/A0≥0.4时，最佳Lt/Dt值为4.0。在最佳Lt/Dt值处，At/A0值分别为0.81、0.72、0.64、0.49、0.43、0.31、0.22、0.09时，相应的ζt值分别为0.81、1.37、1.74、2.88、5.01、13.64、27.05和198.01。 (3)设计制作一座处理水能力为20m3/h的重力式无阀滤池，采用调阻方式控制进水。根据其进水分配箱尺寸，利用证第三、四章所述试验结果设计制作出相应的水力自适应控制系统，水力自适应控制系统能够正常运行并起到预期的使无阀滤池反冲洗期间自动停水以及整个过滤过程阻止进气的效果。说明第三、四章所述试验结果足够准确。 最后，根据以上试验结果设计出了适应于不同设计产水量下的重力式无阀滤池的水力自适应控制系统的各部件尺寸，以及所需要匹配的滤池进水分配箱和进水管尺寸，列于表5-3、5-4中。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章本课题研究内容及方法

第3章水力自适应控制系统调阻体局部阻力变化规律研究

第4章水力自适应控制系统套筒对进水管口处局部阻力的影响

第5章水力自适应控制系统设计及其在无阀滤池中的应用

第6章结论与建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢