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滤头反冲洗强度对 反冲洗效果的影响

    采用长柄滤头进行反冲洗在水处 理工艺中起着举足轻重的作用,正确的对滤池进行 维护和管理尤为重要。对滤池的反冲洗操作,提高反冲洗效果  ,又成为重中之重。 因此,反冲洗效果越好  ,滤池才能更好的发 挥过滤功能。然而,怎样才是正确的反 冲洗方式呢?不同的人可能有不 同的见解,“反冲洗强度越高 ,反冲洗效果就越好 ”便是其中之一。这种观点在实际操作中的体现,一是在对滤池进行 反冲洗时将DN300的冲洗阀门迅速开 到最大;二是利用水塔进行 冲洗的同时开启水泵,即采用重力冲洗的 同时采用水泵进行压力冲洗。殊不知,这种操作方法对滤 池结构的破坏是极其严重的。
    1滤头反冲洗的机理  
  国外对以 滤头进行反冲洗的机理 有三种不同的见解。 
  第一种认为主 要依靠水产生的剪力而不是摩擦碰撞。 
  第二种认为主 要靠滤料颗粒间互相碰撞摩擦产生的摩擦力去除污泥。 
  第三种认为滤 料上有两种污泥,一种是滤料直接吸 附牢固的污泥称为“一次污泥”;另一种是积聚在孔 隙中的污泥为“二次污泥”。“二次污泥”靠水的剪力较易去除,而“一次污泥”必 须靠碰撞或其他作用才能较好的去除。有专家指出,反冲洗主要借水流 产生的剪力清除滤料上沉积的悬浮固体。 
  以上三种反冲 洗机理不管是哪种机理在起作用,我们都不难发现 ,滤头反冲洗效果不是随 反冲洗强度的增大而提高。反冲洗强度是以cm/s计的反冲洗流速 ,换算成单位面积滤 层所通过的冲洗流量,称“冲洗强度”以 L/(S?m2)计。颗粒上的污泥 受到的剪切力是由流过颗粒的水的流速决定的,这个流速指的应是 相对速度,它与颗粒间孔隙的 大小有关,即在冲洗强度不变 的情况下,颗粒间的孔隙越小 则通过该孔隙的流速越大,颗粒上的污泥受到 的剪力也越大。在实际生产中,随着反冲洗强度的 增大,滤层的膨胀度也随 之增大,滤料颗粒间的空隙 当然增大,因此,流过该孔隙的水的 流速并不是随着冲洗强度的增大而线性增大。 
  其次,我们再分析污泥受 到的摩擦力。反冲强度越大,滤层的膨胀度越大 。这就意味着滤料颗粒之间的间隙就越大,因此滤料颗粒间碰 撞的机率也就越小。就滤层整体而言,滤料上附着的污泥受到的摩擦力也就随着反冲洗强度的 增大而减小。 
  在实际生产中 ,我们之所以提出反 冲洗强度的概念是用来控制滤层的膨胀度的。膨胀度控制适当,即滤料颗粒间的孔 隙大小适当,则附着在滤料颗粒 上的污泥受到的剪力和摩擦力的合力能达到最大值。根据生产实践,国外学者较多认为 最佳膨胀度20-30%一般较为妥当。  
  不同的水厂 ,滤池的结构有所不 同,冲洗时因水头损失 不同而导致的冲洗强度和滤层膨胀度的对应关系会有不同。但是滤层的膨胀度应控制在一定的范围内。对于冲洗单层滤池,是将膨胀度控制在 45%,还是借鉴国外经验 将膨胀度控制在20-30%,亦或控制在其他范 围,这要看生产实践。
    2一味提高滤头反冲洗强度的危害
  2.1 滤料因冲洗强度过 大而流失,造成“跑料”在实 际生产中,我厂滤池“跑料” 现象严重,双层滤池的无烟煤 流失严重,有的池子已露出下 层的石英砂;单层滤池在反冲洗 时能在排水槽中取到石英砂。所有滤池的滤料表层高度均比刚铺装完毕时低。多数滤池的滤料厚度减少了20cm严重的“跑料”造 成了滤料厚度的减小,肯定会对过滤效果 造成影响。
  2.2 扰动承托层 ,使其移位甚至坍塌 滤池的承托层采用砾石,按粒径由大到小顺 序由下而上依次铺设,最大的砾石铺在最 底层。承托层起着防止滤料流失和均布反冲洗水的作用。由承托层的结构可知,砾石间的孔隙由下 而上依次减小。若反冲洗强度过大,则会扰动承托层  ,使其产生横向或纵 向的位移,即同层的砾石水平 移动使局部孔隙增大或上层较小的砾石向下移动,严重者甚至在局部 坍塌,严重影响布水的均 匀性,造成反冲洗时形成 射流或“沸腾”现象。同时,石英砂会在过滤时 流失,造成“漏料”现象 ,减少滤层的厚度。
  2.3对配水系统造成破 坏滤池多采用大阻力配水系统,所谓大阻力配水系 统,简单的说,就是控制配水支管 的开孔比,提高孔口的阻力 ,最大限度地提高布 水的均匀性。一味提高反冲洗强度,会使配水支管有爆 管的可能。而且,扰动承托层 会形成“漏料”,石英砂和较小的砾 石会进入配水支管,堵塞支管,降低布水的均匀性 ,使局部反冲洗强度 更大,更严重扰动承托层  ,如此形成恶性循环 。
  2.4 由于反冲洗效果不 好,池中沉积大量的泥 球反冲洗结束后我们挖开滤料发现,刚冲洗完的砾石表 面上附着一层泥膜,砾石间有泥球。滤 池的再生能力差,必然导致过滤周期 缩短,一是影响安全生产 ,二是提高反冲洗用 水量,增加生产成本。
  通过对滤池反 冲洗机理的分析,可以发现,反冲洗效果与滤层 的膨胀度有关,只有将膨胀度控制 在最佳范围才能最大限度地提高反冲洗效果  ,而冲洗强度则是反 应膨胀度的一个指标。因此,“冲洗强度越大 ,反冲洗效果越好  ”的观点是片面的,国内外的生产实践 都证明了这一点。
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