反沖洗改善天然錳砂濾料濾層滲透性的試驗

反沖洗改善天然錳砂濾料濾層滲透性的試驗

自來水廠濾池反沖洗改善天然濾層滲透性的試驗進行研究。 工程區的濾層分為兩層,上層為回填卵石土,結構松散,以灰巖為主;下層卵石土,稍密、充填物為中粗砂,主要成份為石英砂、錳砂濾料。濾層平均厚度6.2m,最小厚度3.5m,最大厚度11m,多為粗顆粒,屬強透水層,滲透速度為22.03m/d。但是夾雜有少量的淤泥,河水的含砂量也較高,滲濾取水工程長時間的運行后會產生濾層的淤積。 通過濾層的淤塞模擬試驗,研究影響濾層淤塞的主要因素,分析濾層的厚度、濾料的粒徑、原水的濁度、濾層表面的水力條件對濾層淤塞速度的影響。試驗證明濾層的淤塞速度隨著濾層的增厚、石英砂、錳砂濾料粒徑的減小、原水濁度的增大、濾層表面流速的減小而加快。

結合模擬試驗,分析了濾層淤塞的主要影響因素包括:濾層的結構及組成、原水的水質、原水的水動力條件。 濾層的反沖洗模擬試驗,分析了反沖洗強度、反沖洗時間、石英砂、錳砂濾料粒徑、濾層厚度、反沖次數對反沖洗效果的影響。反沖洗后的滲透速度隨著反沖洗時間的延長、反沖洗強度的增強而增大。但當這兩個條件分別增加到一定程度后,濾層的滲透速度趨于平衡,趨于平衡的轉折點為反沖洗強度及時間的臨界值。對不同粒徑、不同層厚的石英砂、錳砂濾料進行反沖洗,得出濾料的粒徑越小、濾層越厚,反沖洗所需要的時間和強度就越大。

濾層的滲透速度隨著反沖次數的增加而不斷衰弱,但遞減的速率逐漸降低。結合試驗結果研究反沖洗機理,反沖洗去除濾層中雜質主要依靠濾料間的摩擦碰撞和水流的剪切應力的綜合作用。根據經驗公式知,反沖洗強度取決于最大粒徑濾料的最小流化沖洗強度;反沖洗時間取決于濾層中雜質的殘余量與反沖洗前濾層所截留的雜質總量的比值β。在合理的反沖洗時間和反沖洗強度下,反沖洗能使濾層的滲透性能得到一定的改善。

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