为了进一步研究丝网除沫器长纤维高速过滤器的截污能力和纳污能力,探寻优化的操作条 件,作者研究中考察了不同操作条件下,长纤维高速过滤器在有效过滤周期内滤速的 历时变化。
图3. 8和图3. 9分别代表了两种过滤情况、不同初始滤速时滤速随滤程的历时变 化规律。可以看出,随着过滤过程的进行,过滤速度逐渐减小,直至临近穿透时又略 有回升;且在不同初始滤速和进水浊度下,滤速下降的速度不同;即初始滤速越大、 进水浊度越高,滤速下降得越快。当初始滤速低于25m/h时,滤速的下降减缓,初始滤速为10m/h时,过滤周期内的滤速变化很小,运行极为平稳。
分析认为,本研究恒压过滤过程的过滤阻力由两部分组成:滤层阻力和管路(含 管件)阻力。在初始滤速较大的情况下,滤层阻力对滤速的影响起主要作用,此时, 随着初始滤速和进水浊度的提高,滤料的起始压缩程度和积泥截留速率均增大,截留 积泥对滤层孔隙影响程度因而较大,滤层阻力增幅也随之加大,滤速的下降因而增 加;随着初始滤速的减小,管路阻力对滤速的影响较大,并且此时滤层起始压缩程度 也较小,孔隙率较大,截留积泥对滤层孔隙的影响随之减小,滤阻上升平缓,滤速也 下降缓慢。加之,此时对滤速影响较大的管路阻力随滤速的减小也有所减小,其结 果,进一步减缓了滤速的降低。此即克里斯比(CleasbyJL)等人所言“等水头变速 过滤”优于等速过滤的原因所在宣]。
利用周期内滤速变化关系以及本研究辅助试验所测浊度与悬浮物浓度之间的定量 关系(本研究1NTU相当于1. 28mg/L),通过积分计算,可得不同初始滤速和进水 浊度下的平均滤速和单位滤层体积(以压缩前滤料起始高度为计算基准)的纳污量, 列于表3.1。由表3.1可见,长纤维高速过滤器滤层总截污量随进水浊度的增大而增 大,随初始滤速的增大而减小。这进一步证实了长纤维高速过滤器深层过滤截留悬浮 物的机理:滤液中悬浮颗粒经迁移、附着和脱落三个过程而附着在滤料表面,在进水 浊度较高的情况下,悬浮物扩散、迁移到滤层表面并为滤层吸附的概率将增大,因而 滤床的截污量增大;而在初始滤速较大的情况下,滤层的压缩程度较大,孔隙率减 小,孔隙内流速增大,对截留悬浮物的剪切作用增大,增大了滤料表面附着悬浮颗粒 脱落的概率,滤层的截污量因而减小。
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