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              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)
                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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