圆中环沉沙排沙过滤池滤水层结构优化试验研究

摘要

圆中环沉沙排沙过滤池是一种处理河流泥沙的装置，能高效沉淀粗粒径泥沙与滤除悬浮状态的泥沙和漂浮物，并且具有节能环保的优点。新疆等干旱地区，由于地下水资源有限，灌溉用水一般来自地表水，地表水含沙量大;现在的村镇供水厂对来自地表水的源水的前期处理方式普遍为絮凝沉淀与过滤，排沙方式为机械清淤。在上述泥沙沉淀清淤等工序中耗费大量的药剂、人工与机械，并且排入河道的淤沙中以及残留在清水中的药剂对河流鱼类生物和人体健康都会产生危害。针对上述问题，结合圆中环沉沙排沙过滤池的特点，对圆中环排沙过滤池滤水层的结构进行优化设计，并做相关的试验研究，试验研究结果如下:
　　(1)应用于微灌工程的滤水层结构优化:在圆中环沉沙排沙过滤池滤水槽试验模型（长2m×宽1m）的底层铺设100目筛网，上部铺设粒径5-50mm、厚度0.3m的砂石为盖重层，并在来流为清水和浑水(浑浊度450NTU)两种工况下做了实验研究。结果显示:清水最大过流流量达到22.5L/m2·s，浑水试验在过流流量为15L/m2·s时过滤周期均达到12h，过滤结束后反冲洗五次滤料层冲洗干净，耗时10min，耗水率为1.4％，反冲洗后滤料层含泥量为0.4％，满足地表水滴灌要求。
　　(2)在滤水槽的底部铺设2mm孔径筛网和100目筛网作为保护层，滤料层的铺设从下往上依次为:粒径0.25～0.5mm砂，层厚0.3m;粒径0.5～1.25mm砂，层厚0.3m。清水试验时滤水层最大过流流量为10.72L/m2·s，水位差为0.5m;浑水试验水流速速为18.75m/h，待过滤水浑浊度为400±10NTU，过滤周期达到12h，过滤水浑浊度在20NTU以内，满足设计标准（过滤浑水浊度5～20NTU）;反冲洗七次滤水层冲洗干净，耗时18min，耗水率1.8％。综上说明本装置综合替代河道渠首取水的二级泥沙处理、持续供水工程中的预沉、粗滤工艺，是一个高效、节能又环保的水沙分离装置。
　　(3)经过对圆中环沉沙排沙过滤池滤水槽130小时的浑水过滤稳定性试验探究，结果显示，稳定性探究过程中，进水浊度400±10NTU，滤出水浊度在20NTU以内，过滤周期保持在12h;反冲洗第七次滤料层冲洗干净，耗时平均值18min，耗水率平均值1.8％，试验结果表明过滤池的稳定性较优。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 问题的提出

1．3 沉沙池的研究现状

1．4 过滤池在国内外的研究和发展

1．5 本文研究目的与内容

第2章 试验设计、试验材料、内容与试验方法

2．1 圆中环沉沙排沙过滤池系统简介

2．2 滤水层设计

2．3 试验材料

2．4 试验内容与方法

第3章 满足河水滴灌标准的筛网式滤水层结构试验

3．1 滤料层铺设

3．2 清水试验

3．3 浑水试验

3．4 反冲洗试验

3．5 本章小结

第4章 砂石滤水层结构满足村镇供水原水粗滤标准的试验探究

4．1 滤水层设计

4．2 过滤试验

4．3 反冲洗试验

4．4 本章小结

第5章 砂石滤水层结构满足村镇供水原水粗滤标准滤水层稳定性试验

5．1 滤水层设计

5．2 滤水槽运行过程中各周期内进出水浊度与上下游水位差变化

5．3 每个周期末滤水槽的反冲洗效果

5．4 滤料层的破坏试验

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 前景展望

参考文献

致谢

作者简介