濾料的性能是通過過濾裝置的運(yùn)行性能而體現(xiàn)的

1、性 能濾料的性能是通過過濾裝置的運(yùn)行性能而體現(xiàn)的，采用DA863彗星式纖維濾料的過濾裝置包括壓力式DA863過濾器和D型濾池。描述過濾裝置性能的通用方法是采用技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行描述，如，濾池結(jié)構(gòu)參數(shù)、過濾速度和過濾周期等操作參數(shù)、濾料性質(zhì)參數(shù)，以及濾床納污量等綜合性參數(shù)。DA863彗星式纖維濾料過濾對(duì)原水的水質(zhì)和水量變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，過濾操作參數(shù)的選擇范圍大，因此，在采用常規(guī)技術(shù)指標(biāo)法描述的基礎(chǔ)上，輔以性能曲線描述DA863彗星式纖維濾料過濾過程，可更直觀地反映過濾裝置的性能，從而為過濾裝置的設(shè)計(jì)、運(yùn)行操作和監(jiān)控提供有效的參數(shù)選擇依據(jù)。衡量過濾裝置性能的技術(shù)參數(shù)涉及濾料性質(zhì)、濾床狀態(tài)、過濾過程和

2、反沖洗操作等幾個(gè)方面，見表12-1。表12-1 過濾裝置的主要性能指標(biāo)和參數(shù)類別指標(biāo)參數(shù)及符號(hào)濾料性質(zhì)指標(biāo)材料種類與來源如砂濾料、纖維成形體濾料尺寸如粒度、纖維單絲直徑等物化性質(zhì)水力分級(jí)特性、表面性質(zhì)等濾床狀態(tài)指標(biāo)填充量濾床高度(H) 孔隙率及其分布孔隙率，濾床可壓縮性納污能力單位體積濾床納污量(R)運(yùn)行操作指標(biāo)過濾過程運(yùn)行效率濾速(V)過濾操作時(shí)間過濾周期(T)動(dòng)力效率濾床水頭損失(H)處理能力單位面積日產(chǎn)水量(Qn)懸浮物去除能力懸浮物去除率，過濾精度反沖洗操作反沖洗規(guī)程反沖洗時(shí)間，反沖洗的氣/水強(qiáng)度水利用率反沖洗耗水率()反沖洗程度濾料剩余積泥率過濾裝置各項(xiàng)性能指標(biāo)的重要性隨著濾料性質(zhì)、

3、運(yùn)行方式和處理要求而不同，單一的性能參數(shù)不能確切表示濾料或過濾裝置的性能優(yōu)劣。過濾裝置性能曲線的基本概念1過濾參數(shù)與性能曲線 過濾裝置的性能指標(biāo)參數(shù)（如濾速、過濾周期、水頭損失和納污量等）可以通過試驗(yàn)和計(jì)算得出，但這些參數(shù)之間的關(guān)系是什么？當(dāng)某項(xiàng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，其它操作參數(shù)又如何隨之發(fā)生變化的？這些問題可以通過過濾裝置的性能曲線進(jìn)行描述和分析。DA863過濾器和D型濾池的性能曲線是將過濾過程的各主要參數(shù)相互關(guān)聯(lián)起來的一組曲線，可直觀地反映出過濾裝置的工況范圍和操作點(diǎn)。通過性能曲線，設(shè)計(jì)者和使用者可以方便地掌握過濾裝置的適用條件和范圍，進(jìn)而有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)備選型和運(yùn)行操作條件選擇。采用性能曲線描

4、述DA863過濾器和D型濾池性能的方法是一個(gè)新的嘗試，這一方法在以往的過濾理論中缺乏系統(tǒng)性論述。由于過濾過程涉及因素眾多，除過濾裝置本身的性能指標(biāo)外，還與原水的性質(zhì)（如懸浮物組成和濃度、水溫）以及預(yù)處理方法和效率等各種因素有關(guān)，目前的性能曲線主要針對(duì)過濾裝置的運(yùn)行參數(shù)，包括：過濾速度(下簡(jiǎn)稱濾速，V，m/h)、過濾周期(T，h)、單位面積日產(chǎn)水量(Qn，m3/m2d)、濾床水頭損失(H，m H2O)、進(jìn)水懸浮物濃度(Ci，mg/L)和出水懸浮物濃度(Ce，mg/L)、反沖洗耗水率( ，%)、單位體積濾床納污量(R，kg/m3)等3，這些參數(shù)的相互關(guān)系分別闡述如下。2單位面積日產(chǎn)水量(Qn)與濾

5、速 (V)的關(guān)系理論上，若過濾裝置以恒定濾速(V)無限期運(yùn)行，則單位面積最大日產(chǎn)水量(Qm，m3/m2d)為：(12-1)即，最大日產(chǎn)水量(Qm)與濾速(V)呈線性關(guān)系。若假設(shè)：原水水質(zhì)不變，即不考慮進(jìn)出水濃度對(duì)過濾周期的影響；反沖洗操作時(shí)間為0.5小時(shí)；過濾周期為T；每日反沖洗次數(shù)為n；反沖洗耗水率為。過濾裝置的每日反沖洗次數(shù)： (12-2)每日反沖洗耗水量：(12-3)過濾裝置單位面積日產(chǎn)水量： 即， (12-4)式(12-4)為過濾裝置日產(chǎn)水量與濾速的關(guān)系式，簡(jiǎn)記為Qn-V關(guān)系。在實(shí)際過濾操作中，如果過濾周期不變，則該曲線為直線。對(duì)式(12-4)作圖得不同濾速下過濾裝置單位面積日產(chǎn)水量與

6、過濾周期的關(guān)系，見圖12-2，圖中，=5%。圖12-2 不同過濾周期下單位面積日產(chǎn)水量與濾速的關(guān)系從單位面積日產(chǎn)水量與濾速的分析可得出如下結(jié)論：針對(duì)每個(gè)濾速值，過濾裝置的日產(chǎn)水量都有一個(gè)上限，T越大，Qn越接近Qm；過濾周期相同的情況下，濾速每增加一倍，日產(chǎn)水量增加100%，因此，濾速的大小決定了日產(chǎn)水量的大小，亦即決定了處理能力。3過濾周期(T)與濾速(V)的關(guān)系一般而言，濾速越大，水中懸浮顆粒在濾床中的遷移速度越快，相應(yīng)地，濾床越容易穿透，過濾周期也就越短。理論分析表明4，濾床納污量(R)是決定過濾周期(T)和濾速(V)的關(guān)鍵因素，故而，可以通過計(jì)算濾床納污量求得過濾周期(T)和濾速(V)

7、的關(guān)系。濾床納污量的表達(dá)式：(12-5)或， (12-6)對(duì)于DA863彗星式纖維濾料，濾速不同，過濾壓力不同，則濾床的壓縮程度不同，濾床孔隙率亦不同，因此，濾床納污量主要與濾速有關(guān)。由式(12-6)，當(dāng)進(jìn)水和出水濃度變化不大時(shí)，T隨R的增加而增加，隨V的增加而減小。通過試驗(yàn)可測(cè)定濾床納污量隨濾速的變化關(guān)系，采用理論計(jì)算與試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合的方法可得出濾床納污量與濾速的關(guān)系式R(V)，結(jié)合式(12-6)，可得出過濾周期與濾速的關(guān)系，簡(jiǎn)記為T-V關(guān)系。4水頭損失(H)與過濾速度(V)的關(guān)系由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以繪制出濾床水頭損失隨過濾速度的變化，簡(jiǎn)記為H-V關(guān)系。5性能曲線的實(shí)用意義通常，過濾裝置的使用者出于

8、不同目的和應(yīng)用條件，需要在初始投資、運(yùn)行成本、占地面積和處理效率等諸多因素中權(quán)衡利弊。由于DA863彗星式纖維濾料過濾裝置可以實(shí)現(xiàn)在較寬的工況參數(shù)范圍內(nèi)運(yùn)行，單純性能指標(biāo)不便于使用者做出決定，因此，使用者可參考性能曲線進(jìn)行過濾裝置的選型、過濾系統(tǒng)配置和運(yùn)行操作控制。以較小的占地面積實(shí)現(xiàn)較大的處理規(guī)模是水處理工程追求的目標(biāo)之一，通過日產(chǎn)水量與濾速的關(guān)系（Qn-V關(guān)系），可以粗略估計(jì)出過濾裝置應(yīng)采用的濾速值。由過濾周期與濾速的關(guān)系（T-V關(guān)系），一方面，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)不同的處理任務(wù)選擇合理的過濾周期和濾速；另一方面，操作人員在運(yùn)行過程中，可以根據(jù)運(yùn)行條件或運(yùn)行要求的變化，選擇相應(yīng)的過濾運(yùn)行工況。

9、濾床水頭損失與過濾速度的關(guān)系（H-V關(guān)系）的實(shí)用意義在于：第一，是水泵選型的依據(jù)之一；第二，為過濾系統(tǒng)的水力設(shè)計(jì)（如管路配置、過濾器配水系統(tǒng)）提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。過濾過程的試驗(yàn)結(jié)果表12-2為DA863過濾器的典型運(yùn)行結(jié)果。表12-2 DA863過濾器的典型試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)周期編號(hào)12345水溫（）17139108絮凝劑PACPAMPACPAMPACPAMPACPAMPACPAM絮凝劑投加量（mg/L）6060.0240.0180.01680.02濾速（m/h）2040406080過濾周期（h）16.56.514.07.05.0單位面積日產(chǎn)水量（m3）46088091513471760單位面積周期產(chǎn)水

10、量（m3/m2d）330260560540560平均進(jìn)水濁度（NTU）6258282117出水濁度（NTU）11111平均去除率（%）99.4798.6498.5498.1796.10起始水頭損失（mH2O）0.450.961.47終止水頭損失（mH2O）6.077.608.92濾床納污量（kg/m3濾料）24.117.718.410.48.0分別取過濾器進(jìn)出水水樣，用顯微圖像儀記錄水中顆粒狀況，采用劃線計(jì)數(shù)法直接測(cè)量水中大于2m粒子的個(gè)數(shù)，得出試驗(yàn)條件下DA863彗星式纖維濾料過濾器對(duì)大于2m的顆粒的去除率95%。反沖洗操作的試驗(yàn)結(jié)果反沖洗操作采用氣-水聯(lián)合反沖洗的方法。進(jìn)行氣水聯(lián)合反沖洗時(shí)

11、，空氣泡與濾料間的摩擦力、單個(gè)濾料間碰撞力和水的剪切力是促使雜質(zhì)顆粒與濾料分離的主要因素，反沖洗操作的關(guān)鍵在于過濾器反沖洗時(shí)間與條件控制，以及反洗空氣的壓力、強(qiáng)度和均勻度。經(jīng)試驗(yàn)，確定DA863過濾器的反沖洗規(guī)程為：先以反沖洗水將濾床托起，然后通入反沖洗空氣，詳見表12-3。表12-3 DA863過濾器反沖洗操作規(guī)程反沖洗規(guī)程操作時(shí)間（min）反沖洗空氣強(qiáng)度（L/m2s）反沖洗水強(qiáng)度（L/m2s）水流托起濾床130空氣反沖洗6.540氣-水混和反沖洗24011水流沖洗2.530總計(jì)12試驗(yàn)得出，反沖洗耗水率為1.27%。 DA863過濾器的性能參數(shù)通過生產(chǎn)性試驗(yàn)考察，DA863過濾器的性能參數(shù)

12、如表12-4。表12-4 DA863過濾器的性能參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果類別技術(shù)指標(biāo)原水性質(zhì)水溫，8 - 17進(jìn)水濁度，NTU 15 - 110出水濁度，NTU1運(yùn)行操作指標(biāo)過濾過程濾速，m/h20 - 100過濾周期，h5 - 16.5濾床水頭損失，mH2O6.07 -8.92單位面積日產(chǎn)水量，m3/m2d465 - 2000懸浮物去除率，% 95濾床納污量，kg/m321.70 - 41.52反沖洗過程反沖洗時(shí)間，min12反沖洗空氣強(qiáng)度，L/m2s40反沖洗水強(qiáng)度，L/m2s11/30反沖洗耗水率，%1 - 2濾料剩余積泥率，%0.5 - 2 DA863過濾器的性能曲線1試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理日產(chǎn)水量與濾速的

13、關(guān)系（Qn-V關(guān)系）和濾床水頭損失與過濾速度的關(guān)系（H-V關(guān)系）可由表12-2中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出，如圖12-3和圖12-4。圖12-3 日產(chǎn)水量與濾速的關(guān)系 圖12-4 濾床水頭損失與過濾速度的關(guān)系過濾周期與濾速關(guān)系（T-V關(guān)系）與過濾器進(jìn)水濃度密切相關(guān)，由表12-2中的數(shù)據(jù)僅能繪出試驗(yàn)條件下的T-V關(guān)系，見圖12-5，圖中，進(jìn)水濁度分別為17-28NTU和54-62NTU。圖12-5 試驗(yàn)條件下過濾周期與濾速的關(guān)系為繪制不同進(jìn)水濁度下的過濾周期與濾速關(guān)系，對(duì)表12-2中的R與V值進(jìn)行數(shù)值擬合，結(jié)果如式(12-7) 和圖12-6。 (12-7)將式(12-7)代入式(12-6)，得： (12-8

14、)圖12- 6 濾床納污量與濾速的關(guān)系依式(12-8)可計(jì)算在相同出水濃度下（Ce 95濾床納污量，kg/m330.01 - 53.84反沖洗過程反沖洗時(shí)間，min15反沖洗空氣強(qiáng)度，L/m2s30反沖洗水強(qiáng)度，L/m2s14反沖洗耗水率，%1 - 2濾料剩余積泥率，%0.78D型濾池性能曲線通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析，得出D型濾池的性能曲線如圖12-9，該圖繪出了在出水濁度(Ce1NTU)的條件下，進(jìn)水濁度在10-45NTU的范圍內(nèi)，日產(chǎn)水量與濾速的關(guān)系（Qn-V關(guān)系）、過濾周期與濾速關(guān)系（T-V關(guān)系），以及濾床水頭損失與過濾速度的關(guān)系（H-V關(guān)系）。圖12-9 D型濾池的性能曲線（注： Qn1

15、02 m3/m2d，T10h，H10-1m）考慮到圖12-9是在特定試驗(yàn)條件下的結(jié)果，而實(shí)際工程中有許多不確定因素，例如，原水的性質(zhì)及變化、原水預(yù)處理方法及效果、水處理工程的系統(tǒng)配置，以及運(yùn)行管理等情況，因此，D型濾池的設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)根據(jù)待處理工程的實(shí)際情況綜合權(quán)衡，參考取值如表12-6，應(yīng)用實(shí)例見。表12-6 D型濾池設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)參考取值進(jìn)水濁度(Ci, NTU)30過濾速度(V, m/h)20 - 30過濾周期(T, h)8 - 20單位面積日產(chǎn)水量(Qn, m3/m2d)400 - 700D型濾池與DA863過濾器的性能比較在使用相同濾料的條件下，DA863彗星式纖維濾料過濾器性能曲線與DA86

16、3彗星式纖維濾料濾池性能曲線的圖形相似，過濾周期、日產(chǎn)水量及水頭損失隨過濾速度的變化趨勢(shì)相同。兩者的性能差異主要體現(xiàn)在水頭損失的大小，DA863彗星式纖維濾料過濾器是壓力式過濾器，濾速高，在過濾過程中，濾料所受的壓力較大，濾床的孔隙率較小，因此，水頭損失較大。DA863彗星式纖維濾料濾池過濾壓力較低，濾料之間的密實(shí)程度與過濾器相比較較小，濾床的孔隙率較大，因此，水頭損失較小。過濾裝置的選型DA863高效過濾器1、DA863過濾器外形尺寸參數(shù)表2、DA863過濾器規(guī)格及性能表注：1、濾前水質(zhì)為經(jīng)過混凝處理的原水；2、濾前水質(zhì)為含鐵、錳地下水時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行預(yù)處理；3、設(shè)計(jì)過濾速度40m/h；工程設(shè)計(jì)

17、中可根據(jù)實(shí)際情況選取相應(yīng)的過濾速度；3、DA863過濾器工藝流程圖D型濾池1、D型濾池示意圖 2、D型濾池主要工藝參數(shù)表3、D型濾池配套設(shè)備參數(shù)表4、D型濾池參考選型表應(yīng)用實(shí)例采用彗星式纖維過濾材料的過濾技術(shù)歷經(jīng)10年的研發(fā)和推廣，因其具有濾速高、納污量大和反沖洗耗水量低等突出優(yōu)點(diǎn)，因而在給水處理、中水回用和工業(yè)水處理等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用610。在給水處理中的應(yīng)用實(shí)例1. 工程概況上海梅山礦業(yè)有限公司自備水廠將原有的采用石英砂單層濾料的雙閥濾池改造為采用DA863彗星式纖維濾料的高效濾池，取水來自長(zhǎng)江，單座濾池設(shè)計(jì)產(chǎn)水能力由改造前的300m3/h增加至1000m3/h，濾后水濁度小于1NTU，

18、改造工程于2005年5月投入運(yùn)行。2. 技術(shù)特點(diǎn)高效濾池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖12-10，主要組成部分說明如下。 濾池配水系統(tǒng)配水布?xì)庀到y(tǒng)采用小阻力配水系統(tǒng)，在濾板上均勻布置了1500個(gè)可調(diào)式長(zhǎng)柄濾頭，其濾桿可上下調(diào)節(jié)，范圍在050 mm。 濾池布水系統(tǒng)布水系統(tǒng)采用4個(gè)DN400 mm孔在中心筒內(nèi)部環(huán)形均布，中心筒以外的布水區(qū)域鋪設(shè)0.84 mm的不銹鋼絲網(wǎng)。 承托層濾池采用稀土瓷砂濾料作為承托層，不僅能夠起到承托作用，而且在反沖洗時(shí)，與DA863彗星式纖維濾料相互撞擊，強(qiáng)化了對(duì)濾料的反沖洗效果。 濾床反沖洗改造工程采用了氣-水聯(lián)合反沖洗方式，反沖洗規(guī)程為：首先進(jìn)行氣沖，然后進(jìn)行氣水聯(lián)合反沖，最后用水

19、沖漂洗。反沖洗氣沖強(qiáng)度為25 L/( sm2) 。反沖洗水采用沉淀水，水沖強(qiáng)度6.5 L/( sm2)，利用水頭高差作為動(dòng)力反沖漂洗DA863彗星式纖維濾料，水頭高差為1.5 m。圖12-10 高效濾池內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3. 運(yùn)行結(jié)果在濾池進(jìn)水濁度48NTU的情況下，出水濁度在1NTU以下，過濾速度2530m/h，過濾周期1012h，反沖洗耗水率2%2.5%。在污水深度處理中的應(yīng)用實(shí)例1. 工程概況成都沙河污水處理廠是成都市中心城水環(huán)境綜合治理的一個(gè)重要組成部分。該工程的原水是成都市生活污水，深度處理中的過濾工藝采用D型濾池（商品名稱）過濾技術(shù)。處理水量為100000m3/d，總變化系數(shù)1.3。深度處

20、理的進(jìn)水為二級(jí)處理出水，SS50mg/L。過濾出水SS10mg/L，經(jīng)消毒后排入沙河。2. D型濾池D 型濾池是一種快濾池，它采用DA863彗星式纖維濾料，小阻力配水系統(tǒng)，氣水反沖洗，恒水位或變水位過濾方式。濾池主體結(jié)構(gòu)(包括池體、池內(nèi)分區(qū)隔墻、梁柱、V 型槽和出水槽) 為現(xiàn)場(chǎng)澆注鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在工藝設(shè)計(jì)上分為進(jìn)水布水系統(tǒng)、出水配水系統(tǒng)和氣-水反沖洗系統(tǒng)。D 型濾池構(gòu)造簡(jiǎn)圖如圖12-11所示。圖12-11D 型濾池構(gòu)造簡(jiǎn)圖1-總進(jìn)水渠；2-進(jìn)水方閘門；3-進(jìn)水方孔；4-進(jìn)水堰；5-V 型槽進(jìn)水側(cè)孔；6-V 型槽；7-表面掃洗孔；8-濾料攔截板；9-DA863 纖維濾料；10-濾網(wǎng)板；11-濾

21、板；12-長(zhǎng)柄濾頭；13-底部空間；14-布?xì)鈭A孔；15-配水方孔； 16-排污槽； 17-氣水分配渠； 18-水封池；19-出水堰；20-清水渠； 21-清水閥； 22-排水閥； 23-初濾水閥；24-沖洗水閥；25-沖洗氣閥；26-廢氣閥3. 設(shè)計(jì)參數(shù)和處理效果主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表12-7。表12-7 D型濾池的主要設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù)濾速(m/h)過濾周期（h)水頭損失（m）濾床厚度（m）反沖洗水洗強(qiáng)度(Ls -1m -2)反沖洗氣洗強(qiáng)度 (Ls-1m-2)表面掃洗強(qiáng)度(Ls-1m-2)數(shù)值15258240.62.30.650.8067203024以污水處理廠二級(jí)處理出水為原水，采用直接過濾工藝的D型濾池過濾技