反沖洗時(shí)長柄濾頭的水頭損失如何計(jì)算
作者來源:gysxlc 發(fā)布時(shí)間： 2018/6/14 9:38:59 標(biāo)簽：長柄濾頭 反沖洗濾頭
導(dǎo)讀：由于長柄濾頭的型式和規(guī)格多種多樣,并且還有單獨(dú)用水反沖洗,單獨(dú)用氣反沖洗和氣水同時(shí)反沖洗等多種工作情況.情況比較復(fù)雜,本文試圖提出一個(gè)對(duì)不同型式都適用的長柄濾頭水頭損失計(jì)算公式.
在過濾工藝中，濾池對(duì)濾料反沖洗效果的好壞，直接影響濾池工作的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。采用氣水反沖洗的方法，由于沖洗效果好，節(jié)水節(jié)能，日益得到廣泛應(yīng)用。長柄濾頭是濾池氣水反沖洗必備的配水配氣裝置之一。但迄今為止尚無一個(gè)適用的水頭扭失計(jì)算方法。這是由于長柄濾頭的型式和規(guī)格多種多樣，并且還有單獨(dú)用水反沖洗、單獨(dú)用氣反沖洗和氣水同時(shí)反沖洗等多種工作情況。情況比較復(fù)雜，本文試圖提出一個(gè)對(duì)不同型式都適用的長柄濾頭水頭損失計(jì)算公式。
長柄濾頭主要由濾帽和濾桿組成。濾帽上有許多細(xì)的縫隙，反沖洗時(shí)水和氣由細(xì)縫流出。過濾時(shí)濾后水經(jīng)細(xì)縫流入，并能阻止濾料損失。濾桿上部有氣孔一個(gè)，下部有縫隙一條，供反沖洗時(shí)分布空氣之用。
試驗(yàn)裝置采用雙管連通濾柱，長柄濾頭裝在有機(jī)玻璃濾柱下部的隔飯上。在隔飯上下各設(shè)1根測(cè)壓管，以測(cè)定反沖洗時(shí)的水頭損失。反沖洗水由恒位水箱供給。反沖洗空氣由空壓機(jī)供給。反沖洗水的流量，在濾柱上部出水管口用容積法測(cè)定。空氣流量，在濾柱上部出水管口用容積法測(cè)定。為了探求長柄濾頭水頭扭失的規(guī)律，試驗(yàn)時(shí)先用濾桿進(jìn)行試驗(yàn)，然后再裝上濾帽進(jìn)行整個(gè)濾頭的試驗(yàn)。試驗(yàn)分單獨(dú)用水反沖洗、單獨(dú)用氣反沖洗和氣水同時(shí)反沖洗三種情況進(jìn)行。
二、單獨(dú)用氣反沖洗時(shí)長柄濾頭的水頭損失
單獨(dú)用氣反沖洗以前，濾柱內(nèi)的水是靜止的。這時(shí)1號(hào)測(cè)壓管中的水位標(biāo)高與2號(hào)側(cè)壓管相同。當(dāng)向?yàn)V柱下部送入空氣，單獨(dú)用氣進(jìn)行反沖洗。會(huì)出硯I號(hào)測(cè)壓管水位低于2號(hào)測(cè)壓管的硯象。這是由于在濾桿內(nèi)有氣水混合液存在，破壞了液體密度的均勻性的緣故，致使測(cè)壓管水頭差出硯負(fù)值，這時(shí)，便不能用測(cè)壓管水頭差來表示濾頭的水頭損失了。
當(dāng)開始向?yàn)V柱下部送入空氣時(shí)，空氣先聚集在隔板下并形成氣層，接著氣層不斷增厚，氣層下面的水面不斷下降，當(dāng)水面降至濾桿上的小孔時(shí)，空氣開始經(jīng)小孔流入濾桿，并在小孔以上的濾桿中形成氣水混合液，這時(shí)可以觀察到1號(hào)測(cè)壓管中的水位突然下降，兩測(cè)壓管的水頭位出現(xiàn)負(fù)值。負(fù)值的大小約相當(dāng)于濾頭內(nèi)空氣排開的水柱高度。若空氣流量較小，當(dāng)流進(jìn)隔板下配氣室的氣城量與經(jīng)小孔流走的氣流量相等時(shí)，水面便停止下降并穩(wěn)定于一定位置，形成一個(gè)穩(wěn)定的氣層厚度。若空氣流量很大.水面會(huì)一直下降到濾桿下部的縫隙處。這時(shí)，空氣開使怪縫隙流入濾桿，并在縫隙以上的濾桿中形成氣水混合液。這時(shí)1號(hào)測(cè)壓管中的水位又一次突然下降，使測(cè)壓管水頭差的負(fù)值顯著增大。當(dāng)空氣只經(jīng)小孔流入濾桿時(shí)，水頭差負(fù)值基本上與空氣流量無關(guān)；當(dāng)空氣經(jīng)縫隙流入濾桿時(shí)，水頭差負(fù)值隨空氣流量增大而增大。
為了濾池下部配氣室內(nèi)分布空氣，要求氣層有一定的厚度。事實(shí)上，氣層厚度與空氣流經(jīng)小孔的水頭損失有關(guān)。當(dāng)水面處于一穩(wěn)定文職，這時(shí)小孔外面的空氣壓力與水面上的壓力相同。由于小孔內(nèi)外水體相連，根楊聯(lián)通管原理，小孔內(nèi)外空氣壓力差應(yīng)等于小孔與水面的標(biāo)高H,這正式空氣流經(jīng)小孔的水頭損失。當(dāng)小孔流速較小時(shí)，兩者近似直線關(guān)系；當(dāng)小孔流速較大時(shí)，兩者成拋物線關(guān)系。當(dāng)空氣流量很大時(shí)，水面將降至濾桿下部的縫隙處，由于縫隙面積很大，能使大量空氣流進(jìn)濾桿，所以縫隙能對(duì)氣層厚度起控制作用。這時(shí)，濾桿縫隙至小孔為氣水混合液充滿，其密度小于水，故小孔與水面的標(biāo)高差將不再 能表示水頭損失。
三、氣、水同時(shí)反沖洗時(shí)長柄濾頭的水頭損失
氣、水同時(shí)沖洗時(shí)，長柄濾頭的水頭損失比較復(fù)雜。用圖2所示的裝置進(jìn)行試驗(yàn)，觀察用長柄濾頭進(jìn)行氣、水同時(shí)反沖洗時(shí)，1號(hào)測(cè)壓管和2號(hào)測(cè)壓管水頭差的變化。試驗(yàn)時(shí)，保持反沖洗水流量不變，而使反沖洗氣流量由小變大。當(dāng)氣流量較小時(shí)，空氣只經(jīng)小孔流入濾桿，測(cè)壓管水頭差值較大；當(dāng)氣流量較大時(shí)，空氣經(jīng)濾桿下部縫隙流入濾桿，這時(shí)測(cè)壓管水頭差明顯減小，從設(shè)計(jì)角度考慮，空氣只經(jīng)小孔流入濾桿的水頭差較大，為不利情況，是設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的工況，只要這一工況能夠滿足，其他工況也就能夠同時(shí)滿足。
氣水反沖洗長柄濾頭主要應(yīng)用于濾池氣水反沖洗配水系統(tǒng)；短柄濾頭應(yīng)用于濾池單水反沖洗和重力式、壓力式濾罐及離子交換濾床等配水過濾系統(tǒng)。長柄濾頭既可適用于生活飲用水處理,也可適用于飲料、印染、游泳池等各種工業(yè)用水處，同樣可以應(yīng)用于工業(yè)廢水，生活污水處理工程中。
