均质滤料过滤阻力的数学模型-环境科学学报.PDF

第 23 卷第 2 期 环 　境 　科 　学 　学 　报 Vol . 23 ,No . 2 2003 年 3 月 ACTA SCIENTIAE CIRCUMSTANTIAE Mar . ,2003 ( ) 文章编号 2003 　　　中图分类号 :O362 　　　文献标识码 :A 均质滤料过滤阻力的数学模型 张建锋 , 王晓昌, 金同轨　( 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 ,西安 　710055) 摘要 : 以NaCl 为示踪剂 ,测定滤层内水流电导率的变化 ,通过分析 、计算可以得到滤层内絮体的体积比截留量. 不同条件下 的试验结果表明,在过滤过程中,水头损失梯度的变化只与截留的絮体体积有关 ,与滤床厚度 、加药量 、滤速的改变几乎无 关. 根据示踪剂实验结果 ,得出了滤层过滤阻力数学模型的具体表达式 ,并讨论了相关过滤阻力模型的适用性. 关键词 :示踪剂试验 ;过滤阻力 ;数学模型 Mathematical model of head loss in uniform media f ilter ( ZHANGJianfeng , WANG Xiaochang , J IN Tonggui 　 School of Environmental and Municipal Engineering , Xi ’an University of Architecture and Technology , Xi ’an 　710055) Abstract :Tracer experiment was conducted by conductimetrict measurements using NaCl solution flowing through a filter layer of uniform me dia. As a result , the volumespecific deposit in the filter layer was evaluated. Under various operation conditions , it was found that the varia tion of head loss gradient was only influenced by the volumespecific deposit of the filter layer , but the effects of filtration velocity , aluminum dose and filter depth were not evident . A mathematical model was thus obtained to describe the head loss in the filter layer based on the experi mental data . The applicability of several mathematical models on head loss was also discussed. Keywords :tracer experiment ; head loss ; mathematical model 长期以来 ,在过滤的试验研究方面 ,滤层内絮体颗粒的比沉积量分布随时间变化规律的精 确测定一直是一个难题 ,这在很大程度上影响了运用试验结果对理论模型的验证 ,使得过滤理 论模型的研究进展缓慢[ 1] . 在过滤过程中随着杂质的截留 ,其宏观结果是滤层阻力的增大 ,微 观结果则是滤层内颗粒沉积量的增加或滤层空隙率的减小. 对于后者 ,一种方法是从滤层中直 接取样测定颗粒沉积量 ,但方法繁琐 ,且难以连续测定. 因此 ,人们试图将对颗粒的研究转向对 在滤层空隙中流动的液体的可视化研究 ,示踪实验则是最常用的方法. 早在 20 世纪 60 年代 , Mintz 曾通过简单的示踪剂实验 ,研究了滤层空隙率的变化规律[2 ] ,随后 Pendse[3 ] 及 Ives[4 ] 等也 分别采用示踪实验的方法