砂介質(zhì)過濾器的研制與應用

砂介質(zhì)過濾器的研制與應用

微灌是一種現(xiàn)代的節(jié)水灌溉技術，具有許多優(yōu)點，如省水、節(jié)能、產(chǎn)水等。但微灌的特點是使用過水流道或孔口很小的滴頭、微噴頭和滴灌帶等灌水器,它們很容易被灌溉水中的各種污物堵塞,造成微灌系統(tǒng)灌水不均勻,致使作物得不到充分和及時供水而減產(chǎn)。微灌工程實踐表明,即使在微灌系統(tǒng)中安裝有篩網(wǎng)過濾器,能把水中的固體砂粒等污物清除掉,但對水中的藻類、微生物、細菌團,各種化學絮凝物等污物,不能完全清除,照樣會引起灌水器堵塞,因此必須安裝能清除藻類、微生物等污物的過濾裝置,以滿足微灌水質(zhì)要求。砂介質(zhì)過濾器是微灌工程中使用最廣泛且過濾效果良好的過濾設備,其主要優(yōu)點是三維過濾,有較強的截獲污物的能力,國外在使用地表水進行微灌時,幾乎每個微灌系統(tǒng)均安裝有砂介質(zhì)過濾器。我國推廣微灌技術所修建的微灌工程中,有些工程未安裝砂過濾器,致使這類微灌工程因堵塞引起工程報廢的事例不少。因此,在微灌系統(tǒng)中安裝過濾效果更好的砂介質(zhì)過濾器,是保證微灌工程安全運行的必不可少的措施。自1974年我國引進微灌技術以來,人們越來越認識到過濾對微灌系統(tǒng)的重要性,我國第一代砂介質(zhì)過濾器由原武漢水利電力學院研制,初步探討了微灌用砂介質(zhì)過濾器的設計、制造和過濾機理,為我國的微灌用砂介質(zhì)過濾器設計、制造積累了有益的資料和數(shù)據(jù)。至20世紀末,國內(nèi)仿制國外過濾器的企業(yè)主要有北京通捷機電有限公司、新疆石河子汽修廠以及其他微灌設備生產(chǎn)廠家等生產(chǎn)的砂介質(zhì)過濾器。然而,這些砂介質(zhì)過濾器用在微灌工程上亦有很多問題,如品種規(guī)格少,過濾用砂不規(guī)范,焊接質(zhì)量、防腐防銹處理質(zhì)量差和水力性能較差,使用年限較短等。武漢大學水利水電學院在國家“九五”科技攻關計劃和農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化項目“水力驅(qū)動反沖洗砂過濾器中試制造”研制過程中,對微灌用砂過濾器的結(jié)構(gòu)設計、加工制造和水力性能等進行了較深入的研究。在總結(jié)國內(nèi)外砂介質(zhì)過濾器研制成果和技術的基礎上,根據(jù)水力學過濾理論,壓力容器設計技術、水質(zhì)處理理論與技術以及多年研制和實際應用經(jīng)驗,由武漢大學水利水電學院和武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室聯(lián)合提出了提出了微灌用鋼制砂介質(zhì)過濾器使用標準,為節(jié)水灌溉用砂介質(zhì)過濾器技術制造奠定了基礎?，F(xiàn)將該標準刊登出來,供同行專家和國內(nèi)相關生產(chǎn)廠家參考和指正。1微灌系統(tǒng)中金屬制殼體砂介質(zhì)過濾器標準本標準規(guī)定了節(jié)水灌溉技術中微灌用砂介質(zhì)過濾器的產(chǎn)品分類、技術要求、測試方法及檢驗規(guī)則。本標準適用于微灌系統(tǒng)中金屬制殼體砂介質(zhì)過濾器。本標準可適用具有自動沖洗功能的砂介質(zhì)過濾器。2參考參數(shù)GB150-1998鋼制壓力容器;GB/T2932-1999水處理設備技術條件;JB/T4709鋼制壓力容器焊接規(guī)程。3集水器過濾系統(tǒng)依靠化學性質(zhì)穩(wěn)定的石英砂、花崗巖砂等過濾介質(zhì)對灌溉水進行物理凈化的裝置。過濾器承壓外殼。裝入罐體內(nèi)具有設計要求粒徑、均勻系數(shù)和化學性能穩(wěn)定的介質(zhì)顆粒,如石英砂、花崗巖砂或無煙煤濾料等。將進入過濾器中的水流均勻分散到罐體中過濾砂床表面的元件。將過濾后的水集中并送入集水室的集水器件如濾頭、濾管等。用于安裝集水元件并將罐體內(nèi)腔分隔成過濾室和集水室的隔板。在水平和鉛垂面上過濾器進出口中心線及端面之間的距離。過濾器設計允許工作的最大水壓值。過濾器進出口之間的壓力水頭降值。清潔水(已為另一過濾器凈化)流過清潔砂床時(沒有污物)過濾器的壓降。通過最大工作流量時的清潔壓降。砂床已有污物部分堵塞,但過濾器尚能工作的最大壓降值,屆時必須反沖洗砂床。4過濾器工作流量(1)過濾器最大工作壓力分為0.4,0.6,0.8,1.0MPa4級。(2)過濾器最大工作流量分為5.0,20.0,40.0,50.0,100.05級。(3)過濾器產(chǎn)品代號進出口名義尺寸、產(chǎn)品名稱代號、過濾罐體內(nèi)直徑、最大工作流量、承壓能力等代號組合來表示。5技術要求5.1金屬元素過濾器(1)罐體內(nèi)外壁平整,無裂紋、明顯的凹陷、溝紋等。(3)金屬殼體過濾器的焊縫和熱影響區(qū)表面無裂紋、氣孔、弧坑和肉眼可見的夾渣缺陷,防銹防腐層應完整、無損傷,邊緣與母材結(jié)合緊密、牢固。5.2安裝尺寸過濾器安裝尺寸公差應符合表1的規(guī)定。5.3該過濾器的物理力學能過濾器的物理力學性能應符合表2的規(guī)定。6測試方法6.1壓力波動和流量量測(1)試驗用水應為經(jīng)另一過濾器凈化的水或自來水。(2)加壓設備應能保證連續(xù)穩(wěn)定地提供壓力水源,壓力波動應不超過5%。(3)水壓和流量量測儀表的精度應不低于2%。(4)測壓孔位置距上游干擾源不得小于10倍管內(nèi)徑,距下游干擾源不得小于5倍管內(nèi)徑。6.2外觀質(zhì)量分析外部用肉眼觀察,內(nèi)壁可用光源照看。6.3測量的安裝應用精度為1mm的鋼尺測量安裝尺寸。6.4試驗裝置及檢查(1)試驗設備應為試壓泵和標準壓力表。(2)試驗應按下列步驟進行:①按工作狀態(tài)安裝過濾器并組裝成試驗裝置如圖1所示,進口測壓孔處裝壓力表;②關閉出口閥和排污閥,向過濾器充水并排凈罐體內(nèi)空氣;③升壓至1.25倍最大工作壓力;保壓5min。檢查并記錄泄漏情況;④停止供壓,排除罐體內(nèi)水體,打開裝料蓋,檢查并記錄各部件是否有永久變形,裂紋和損傷,砂床是否平整。6.5過濾器的試驗裝置(1)試驗設備應為額定流量不小于1.2倍過濾器最大工作流量的水泵、壓差計或兩塊標準壓力表、電磁流量計或渦輪流量計。(2)試驗應接按下列步驟進行:①按工作狀態(tài)安裝過濾器并組裝成圖1所示的試驗裝置;從測壓孔引管接壓差計或各裝1塊壓力表、在圖1所示裝置進口上游設置壓力水源、在此出水管上距壓力表5倍管內(nèi)徑裝測流儀表;②關閉排污閥、出口閥,向過濾器充水并排凈體內(nèi)空氣;③開泵,調(diào)節(jié)出口閥門開度,在0.2～1.2倍最大工作流量范圍內(nèi),至少分為10個流量檔。每調(diào)整一檔流量,應使儀表顯示數(shù)穩(wěn)定后同時測記壓(或進、出口壓力)和流通量值;④按步驟③重復一次試驗。(3)采用壓差計時,壓差即為壓降;當采用表測壓時,壓降應由(1)式計算過濾器設計允許工作的最大流量。(13)允許降至最大壓力(12)最大的清潔壓力降至最低(11)清潔壓力降至最低(10)壓力降至最低(8)最大的壓力是工作(9)最大的工作流(7)可安裝尺寸(6)批準(5)集水源(4)布管道(3)砂漿砂(2)罐里(1)壓力解決表風速響應曲線(2)過濾砂質(zhì)和粒徑應按過濾水要求選用。式中;△H為以水柱高表示的過濾器清潔壓降,m;H1為進口壓力表讀數(shù)換算的壓力水頭,m;H2為出口壓力表讀數(shù)換算的壓力水頭，m;△Z為進、出口壓力表表盤中心的髙程差，以進口壓力表高為正，m。(4)對全部數(shù)據(jù)進行回歸分析,得出式(2)中之k、m值，置信度不得低于95%。式中為流量，m3/h;k、m為參數(shù)。(5)按式(2)繪出清潔壓降(縱坐標)H與流量Q(橫坐標)的關系曲線,將試驗曲線與廠家提供的標準曲線作比較，按式(3)求出試驗曲線比標準曲線壓降偏大的最大百分比。式中:a為壓降偏大百分比為同一流量下標準曲線的壓降水頭值，m。7不合格包括采集本設備工藝、設備和生產(chǎn)設備等工況時(1)結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、工藝相同的一型號規(guī)格的過濾器20臺作為一批，3個月產(chǎn)量不足20臺時，以3個月產(chǎn)量為一批。(2)每批抽樣數(shù)為2臺，試驗項目及臺數(shù)見表3。(3)按本標準第5.1?5.3條逐項檢驗，若有任一臺任一項不符合本標準要求。則該臺為不合格;需從該批號取2倍試樣對該項進行復驗結(jié)果仍不合格,則該批為不合格。(4)出現(xiàn)下列情況之一時,應進行形式檢驗:①試驗定型鑒定;②結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、工藝有改變,可能影響產(chǎn)品性能;③距上次形式檢驗時間已達1年;④停產(chǎn)1年恢復生產(chǎn);⑤國家質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)提出要求。(5)買方可在到貨日起3個月內(nèi)進行行驗收抽測,同批、同規(guī)格抽1臺,按本標準第。(6)供需雙方對產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生異議時,仲裁單位由雙方商定,仲裁試驗抽樣數(shù)為:購貨量大于等于5臺時,抽2臺;購貨量小于3臺時,抽1臺。按第7.3條進行檢驗。8該標志8.1產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)格(1)過濾器應有下列明顯、永久性標志:①廠名或商標;②產(chǎn)品名稱型號;③水流方向;④生產(chǎn)年、月(或編號)。(2)過濾器應有下列耐久性標志:①承壓能力,正常工作水頭,初始水頭損失;②工作最大工作流量。8.2產(chǎn)品包裝工藝(1)包裝應能抵御運輸過程中可能遇到的不利條件。金屬罐體可用塑料膜、草繩等材料繞