三章实验内容与实验条件试验滤料的分层截污特征验证试验设计试验装置试验方案实验测试指标和实验仪器试验二反冲洗优化对比试验设计试验装置试验分析设备实验指标试验方案第四章实验数据处理及结果分析试验滤料的分层截污特征验证试验分析实验分析结论试验二反冲洗优化对比试验分析高浊度原水探索性过滤冲洗试验高浊度原水优化反冲洗对比实验以下原水优化反冲洗对比实验进水以下优化反冲洗对比实验本章小结分层反冲洗优化系统的优点分层优化的反冲洗系统的运行条件第五章结论与展望实验结论展望参考文献第章绪论引言人类从通过地层的过滤作用获得清洁的井水这经验中受到启发，用过的方法来处理经过沉淀仍然是浑浊的地表水。从此过滤便成为水处理特别是活饮用水处理中不可缺少的环。年，英国伦敦的供水公司建成用于实际生产的第座慢滤池。从那时起至今的年间，众多水处理研究者和工作者努力探究过滤的奥秘，孜孜不倦地追求与研究着高效优质的水处技术，所取得的研究成果是丰富而惊人的，不论过滤技术还是过滤理论都日完善。目前国内外的应用实例和文献资料表明，滤池的形式多种多样，滤料品种新颖繁多，针对不同水质的过滤设备更是层出不穷。但是针对作为过滤的重要组成程序反冲洗部分的研究却相对较少。随着过滤技术和理论的发展，我们认识到反冲洗的过程对过滤的效果，历时，产水量等参数都有重大影响。而方冲洗水量和能耗费用也占用整个过滤过程运行费用的很大部分。这些因素使得我们有必要在不断推进过滤设备过滤部分研究的同时，也要加强对过滤反冲洗的研究。本人自年开始师从李孟教授研究反冲洗优化技术。在年研究实践中，李孟教授带领我们获得了大量的研究和生产试验数据，为进研究过滤反冲洗理论打下了基础。但是在复杂的过滤反冲洗领域中仍有许多理论与生产实践问题值得研究与探索。本研究是在导师李孟教授近年来对高速精细过滤设备过滤效果的研究基础上进行的。在使用多级高速精细过滤设备的过程中，我们发现反冲洗效果有待改进。实冲洗时刻反冲洗方式原水浊度过滤时间过滤速度冲洗时间反冲洗原因反冲洗历时反冲洗出水浊度反冲洗水量分层上层冲洗强制冲洗上层冲洗强制冲洗全程冲洗浊度接近临界常规强制冲洗出水过小武汉理工大学申请工学硕士学位论文单层滤料反冲洗优化工艺的试验研究培养单位土木工程与建筑学院学科专业市政工程研究生黄万松指导老师李孟教授摘要反冲洗是水处理过滤工艺中滤料再生的重要环节。反冲洗效果的好坏，对过滤过程有极大影响。在以往的研究中，直接针对过滤的研究很多，而对滤料的再生过程反冲洗的研究却相对较少。本文在系统阐述了过滤反冲洗的发展和理论的基础上，提出了对滤料进行分层冲洗的反冲洗方式，旨在通过对这种新的反冲洗方式进行实验探索，确定这种反冲洗优化方式的可行性和实际意义。本文的实验基础分为两项，第项为滤料的分层截污特征验证试验，通过实验我们发现滤层对于污物的截污量集中在滤层的表层以下部分，其截污量占整个滤层截污量的以上。根据该实验结论，在滤层下处设置反冲洗头，进行分层和全程组合反冲洗的方式对反冲洗进行优化。第二项实验为分层优化反冲洗过滤和传统的单纯水反冲洗过滤做过滤反冲洗效果对比实验。实验以厚度为均质石英砂滤料作为滤层进行过滤。在不同的进水浊度条件下，保持其他过滤条件不变，对比分层优化反冲洗过滤和单纯水反冲洗过滤的出水水质过滤产水量反冲洗消耗水量等参数指标进行测量，确认了分层反冲洗优化方式的可行性，并初步确定了分层反冲洗方式的较佳运行条件。对比实验的结果表明，采用反冲洗优化过滤系统进行过滤可以达到良好的过滤效果，出水浊度可以全程达到以下的过滤标准。反冲洗优化过滤系统相对于传统的单纯水反冲洗的滤层清洁效果好。反冲洗优化过滤系统单位产水量所消耗的反冲洗水量少于传统的单纯水反冲洗过滤，反冲洗优化过滤系统可以节约的反冲洗水。关键词反冲洗优化分层截污量单层滤料，度不达标分层上层冲洗流量不达标全程冲洗流量不达标表浊度进水第次对比实验结果进水对比试验过滤历时出水浊度常规冲洗分层冲洗分层冲洗上层冲洗常规冲洗上层冲洗图浊度进水第次对比实验出水浊度曲线图使用小水量进行冲洗后，出水情况明显得到改善，持续了个小时后出水浊度更达到了以下。但是小时时，出水量明显变小，到小时时，滤速实测降低到。在这种条件下不得不进行反冲洗。通过该次实验，我们开始考虑在记录出水浊度的同时，也以出水水量和滤速作为考察因素。在第二次的试验中我们把对比实验的分层冲洗周期缩短到小时，以寻找合理的冲洗时间组合。同时也提高了滤前水头和滤速，以避免出现滤层中污物堆积过快，滤速过小的情况。从实验中结果我们可以看到，每隔小时就进行的上层冲洗，对出水的效果影响并不明显，两条曲线基本在同水平。反冲洗方式原水浊度过滤时间出水浊度冲洗时间反冲洗原因反冲洗历时反冲洗出水浊度反冲洗水量分层上层冲洗强制冲洗上层冲洗强制冲洗全程冲洗强制冲洗常规全程冲洗强制冲洗表浊度进水第二次对比实验结果进水反冲洗效果对比试验过滤历时出水浊度分层冲洗常规冲洗常规冲洗分层冲洗图浊度进水第二次对比实验出水浊度曲线图由实验结果我们推断，过于频繁的分层冲洗会增加滤层扰动，影响过滤条件，压缩过滤稳定期时间，达不到好的效果。由此我们进行了每隔个小时进行上层冲洗的对比实验。在试验中我们可以看到以个小时作为上层冲洗间隔，在小时之前，优势并不明显，但是在小时后，经过分层冲洗的滤层其出水浊度明显低于已经趋于穿透的对比过滤滤层。反冲洗方式原水浊度过滤时间出水浊度冲洗时间反冲洗原因反冲洗历时反冲洗出水浊度反冲洗水量分层上层冲洗强制冲洗上层冲洗强制冲洗全程冲洗强制冲洗常规全程冲洗强制冲洗表浊度进水第三次对比实验结果反冲洗效果对比试验过滤历时出水浊度分层冲洗常规冲洗分层冲洗常规冲洗图果如下表浊度进水第阶段对比实验出水浊度记录表反冲洗方式原水浊度过滤时间出水浊度冲洗时间反冲洗原因反冲洗历时反冲洗出水浊度反冲洗水量分层上层冲洗强制冲洗上层冲洗强制冲洗全程冲洗强制冲洗常规强制冲洗出水过小反冲洗方式原水浊度过滤时间过滤速度冲洗时间反冲洗原因反冲洗历时反冲洗出水浊度反冲洗水量分层上层冲洗强制冲洗上层冲洗强制冲洗全程冲洗强制冲洗常规强制冲洗出水过小表浊度进水第阶段对比实验过滤速度记录表不同反冲洗方式出水浊度对比过滤历时出水浊度分层冲洗常规冲洗分层冲洗常规冲洗图浊度进水第阶段对比实验出水浊度曲线图不同反冲洗方式滤速对比过滤历时过滤滤速分层冲洗常规冲洗分层冲洗常规冲洗图浊度进水第阶段对比实验滤速曲线图从那个实验结果我们可以看到，分层冲洗的出水浊度在全程过滤结果上来看，效果没有单纯水冲洗的出水浊度条件好，但其出水浊度从总体看来也是低于的，是满足生产过滤要求的。从反冲洗出水结果上看，分层冲洗和常规冲洗在小时分层冲洗周期的条件下来看，单位时间的反冲水量是基本持平的，都保持在的水平。但是在反冲洗水的终点浊度上来看，分层冲洗要优于常规冲洗。这说明在滤层去污程度上，分层冲洗要优于长过冲洗。优化后的反冲洗系统，在相同的单位时间用水量下，去污能力好。接下来的连续实验是小时时分层冲洗周期过滤实验，其数据如下表浊度进水第二阶段对比实验出水浊度记录表表中黑体字表示参照实验冲洗时刻反冲洗方式原水浊度过滤时间出水浊度冲洗时间反冲洗原因反冲洗历时反冲洗出水浊度反冲洗水量分层上层冲洗强制冲洗上层冲洗强制冲洗全程冲洗浊度接近临界常规强制冲洗出水过小表浊度进水第二阶段对比实验出水浊度记录表表中黑体字表示参照实验浊度进水第三次对比实验出水浊度曲线图我们可以得出结论，使用分层冲洗的过滤方式在延长滤层过滤周期方面是有定效果的。但是我们也注意到，其作用依然是以和常规冲洗相同水平的冲洗水量为支持的。以下原水优化反冲洗对比实验经过了初步的实验，我们对分层冲洗的效果有了定的认识。下面的试验我们进行了以下的浊度进水的过滤反冲洗对比，进步模拟真实的过滤条件。其目的是在已有的认识基础上找出合理的方式，初步评价