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第一节_过滤原理
第六章 过滤;第六章 过滤; 筛滤机理
设D=0.5mm,以球体计,d?80?m。
既80?m以下的颗粒都可以通过砂层。
而经过混凝沉淀的进入滤池的最大颗粒 尺寸一般为20?30?之间,还有很多更小的 颗粒, 但滤池都能去除掉它们,说明不是 “筛滤”的作用。筛滤的机理无法解释。
经过多人研究,认为过滤主要是悬浮颗粒与滤料颗粒之间粘附作用的结果。
;水中的悬浮颗粒能够粘附与颗粒表面上,涉及两个问题:
第一、被水流夹带的颗粒如何与滤料颗粒表面接近或接触;
第二、它们接近时依靠那些力的作用,使它们粘附于滤料表面上。
;(一)颗粒迁移;当颗粒尺寸较大时,处流线中的颗粒会直接碰到滤料表面产生拦截作用;
颗粒的速度较大时会在重力的作用下脱离流线,产生沉淀作用;
颗粒具有较大惯性时也可以脱离流线与滤料表面接触(惯性作用);
颗粒较小时,布朗运动较剧烈时会扩散至滤料表面(扩散作用);
在滤料表面附近存在速度梯度,非球体颗粒由于在速度梯度作用下,会产生转动而脱离流线与颗粒流线接触(水动力作用)。
;(二)颗粒粘附;质而无须增大颗粒尺寸。相反如果悬浮颗粒尺寸过大而形成机械筛滤作用,反而会引起表面滤料孔隙堵塞。
(三)滤料层截留杂质的规律
粘附力和水流剪力相对大小,决定了颗粒粘附和脱稳程度。
如图:颗粒粘附力和平均水流剪力示意图。
;图中:
Fa1表示颗粒1与滤料表面的粘附力;
Fa2表示颗粒2与颗粒之间的粘附力;
Fs1表示颗粒1所受到的平均水流剪力;
Fs2表示颗粒2所受到的平均水流剪力。
过滤开始阶段,滤层比较干净,孔隙 率较大,孔隙流速小,水流剪力Fs1较小, 因而粘附力作用占优势(大量杂质被滤 层表面所截留)。
;随着过滤时间延长,滤层中杂质逐 渐增大,以至最后粘附上的颗粒(图中 颗粒3)将首先脱落下来,或者被水流夹 带的后续颗粒不在有粘附现象,于是, 悬浮颗粒便向下层推移,下层滤料截留 作用渐次得到发挥。
; 水中杂质进入滤层后,首先 被第一层滤料截留大部分,少量 “漏网”的杂质被下层的滤料所 截留。过滤到一定时间后,表面 滤料间孔隙率逐渐被杂质堵塞, 严重时,由于表层滤料的“筛滤” 结果,形成滤膜,使过滤阻力剧
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