無煙煤濾料層的反沖洗原理

• 無煙煤濾料濾層清洗的目的是除去濾層截留的污物，恢復濾床的過濾能力，濾層清洗時因通入水流自下而上進行故又稱為反沖洗，反沖洗的方法有兩種：水洗和水氣聯合清洗。
  水洗可分成三種方式：一是高速反沖洗，沖洗流速較高，一般大于8L/(m2·s)，反洗時濾床膨脹，整個濾層達到流態化狀態；二是中速反沖洗，沖洗流速較小，一般在5-8L/(m2·s)，細濾料呈流態化狀態，粗濾料則靜止不動；三是低速反沖洗，沖洗速度更小，一般低于5L/(m2·s)，整個濾層基本不流態化。
  水氣聯合清洗時，輔以空氣助洗或表面水洗，水和氣交替或同時從濾層底部進入，空氣泡在濾層間隙穿過上升，使孔隙發生脹縮、濾料顆粒升落、旋轉和碰撞，污泥脫落。
• 濾層的反沖洗原理
  反沖洗使濾料潔凈主要是依靠水流剪切作用和濾料間碰撞摩擦作用。
  水流剪切作用是通過水對黏附在濾料表面污物的沖刷剪力作用，以及無煙煤濾料顆粒旋轉的離心作用使污泥脫落。濾料間碰撞摩擦作用則是在濾料碰撞摩擦作用下，使污泥脫落下來。剪切力與沖洗流速和濾層膨脹率有關，沖洗流速過小，水流剪切力也小，沖洗流速過大，濾層膨脹率過大，剪切力也會降低。計算結果表明，膨脹率為80%-100%，或膨脹后的孔隙率為0.68-0.7時，剪切力最大。
  反沖洗時顆粒間碰撞頻率和沖量也與膨脹率有關，膨脹率過大，濾料顆粒間距離太大，碰撞機會和沖量總和減少。膨脹率過小，水流紊動強度或擾動強度過小，也會導致碰撞頻率和沖量下降，研究表明，20%-30%膨脹率所對應的沖量和碰撞頻率最大。
  兼顧剪切力和摩擦力，推薦使用的膨脹率約為50%，見表4-5。

  反沖洗條件 表4-5

  濾料	沖洗強度q[L/(m2·s)]	膨脹率e (%)	沖洗時間(min)
  砂	12-15	≈45	5-7
  煤+砂	13-16	≈50	6-8
  煤+砂+磁鐵礦	15-19		6-7

• 反沖洗對過濾運行至關重要，如果反沖洗強度或者沖洗時間不夠，濾層中的污泥得不到及時清除，當污泥積累較多時，濾料和污泥黏結在一起變成泥球甚至泥毯時，過濾過程嚴重惡化；如果反沖洗強度過大或歷時太長，則細小濾料流失，甚至底部卵石錯動而引起漏濾料現象，而且耗水量也增大。因此，反沖洗的關鍵是控制合適的反沖洗強度或膨脹率和適當的沖洗時間。
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