双介质与单介质过滤器过滤性能试验研究
发布时间：2021-09-28 07:30
为探究双介质和单介质过滤器在浑水条件下的水力特性,对石塑混合、石英砂与PVC塑料3种不同介质进行了室内物理模型试验,并对各介质滤料进行分析。结果表明:石英砂介质水力性能最差,堵塞快,水头损失大,但除砂率最好,表面堵塞严重;PVC塑料介质水力性能最好,但过滤效果差,堵塞很慢,导致除砂率低,并且不稳定,基本存在表面过滤;石塑混合介质的水力性能介于石英砂与PVC塑料介质之间,变化趋势跟PVC塑料介质大致相同,并且很接近,除砂率相对较好,滤层整体拦截泥沙,不存在大面积的表面过滤。石塑混合介质充分发挥各自的优势,水力性能接近PVC塑料介质,达到节能减耗,克服了单一介质使用的缺点,优化了过滤器内部滤层结构,避免滤层的表面过滤,分层拦截泥沙。试验为探索更多的多层复合介质过滤器提供技术支撑。
【文章来源】：节水灌溉. 2020,(08)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
颗分曲线
表1 滤料颗粒结构尺寸及空隙比Tab.1 Structure size and void ratio of filter particles 序号 滤料种类 粒径/mm 球形系数 孔隙率/% 比重 1 PVC塑料薄片 6.5 0.90 45 1.27 2 石英砂 4.5 0.71 40 2.652.2 实验设计
图3中(a)、(b)和(c)分别表示石英砂的流量变化与时间的关系、石英砂的水头损失变化与时间的关系和石英砂除砂率的变化与时间的关系。由图3(a)所示,3种流量随着时间的变化趋势相同,初始流量越大,在相同的时间内,流量减少的越快,是因为流量越大,携带沙能力越强,过滤器内部泥沙越多,堵塞的就越快。小流量,携带沙能力较弱,流量变化缓慢,堵塞的也较慢。在过滤的后期流量减少变化缓慢,是因为过滤器堵塞,流量小,携带沙能力弱等原因。图3(b)所示,3种水头损失随着时间的变化趋势相同,初始流量越大,初始水头损失越大,水头损失增加也越快。初始流量越大,过滤器堵塞的越快,压力也随之增加越快。在过滤的后期水头损失增加变化缓慢,同样是因为过滤器堵塞,流量小,挟沙能力弱,堵塞缓慢等原因。图3(c)是除砂率时间的变化,3种流量下的除砂率变化趋势相同,初始流量越大,过滤前期除砂率越小,过滤后期除砂率相对越大。是因前期过滤流量越大,流水速度大,动力也越大,携带泥沙穿过介质滤层的能力越强,导致过滤前期除砂率较小。过滤后期,在过滤20 min时,因泥沙被石英砂介质吸附,拦截等作用,在介质滤层表面,形成一层泥沙杂质,构成了“滤饼过滤”,提高了过滤精度,还因流量减小,挟沙能力减弱,进口含沙量较少,导致出口含砂量也越小等原因。由图3可以看出,初始流量越小,流量减少变化缓慢,水头损失增加也缓慢,前期除砂率相对比较大且趋于稳定。后期除砂率急剧增加,是因石英砂介质堵塞太快,水头损失也相对很大。即石英砂介质滤料,过滤效果较好,但是水头损失大,过滤时间短,堵塞太快,导致反冲洗频繁,耗能费水,不利于当下节能减排的趋势。探索能耗低,抗堵塞强和反冲洗效率高的新滤料和新过滤技术,是当下和以后长期的发展思虑。过滤后表面积沙情况如图4所示,石英砂介质过滤25 min左右,滤层表面已堆积了一层泥沙,由图3(a)和图3(b)可以看出,滤层早已发生堵塞,表面积沙只是滤层进一步堵塞,流量迅速减少,压力也快速上升,除砂率也快速提升,此时已形成“滤饼过滤”。即后期滤层表面不断积累泥沙,到60 min左右逐渐累积有3～4 cm厚。所以石英砂介质存在表面过滤,下层滤料介质还未发生作用,上层滤料已经堵塞,这是石英砂介质最主要的缺点之一。
【参考文献】：
期刊论文
[1]塑料介质过滤器的水力性能及泥沙处理特性研究[J]. 段腾,张胜江,郭涛. 节水灌溉. 2018(07)
[2]孔雀河流域包头湖农场地下水质量评价[J]. 姬亚琴,杨鹏年. 人民黄河. 2015(10)
[3]新疆农田节水灌溉系统首部过滤设备选型探讨[J]. 杨晓军,刘飞,吴玉秀,刘建英. 中国农村水利水电. 2014(05)
[4]浑水质量分数对石英砂滤料过滤性能的影响[J]. 邓忠,翟国亮,宗洁,冯俊杰,吕谋超,李迎,蔡九茂. 排灌机械工程学报. 2013(11)
[5]微灌砂滤料的表层过滤和气水反冲洗试验研究[J]. 张文正,翟国亮,邓忠,刘杨,陈震. 灌溉排水学报. 2013(01)
[6]中国节水农业发展战略初探[J]. 吴普特,冯浩. 农业工程学报. 2005(06)
[7]国内微灌用过滤器的研究与发展现状综述[J]. 王军,刘焕芳,成玉彪,李新林. 节水灌溉. 2003(05)
本文编号：3411493
【文章来源】：节水灌溉. 2020,(08)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
颗分曲线
表1 滤料颗粒结构尺寸及空隙比Tab.1 Structure size and void ratio of filter particles 序号 滤料种类 粒径/mm 球形系数 孔隙率/% 比重 1 PVC塑料薄片 6.5 0.90 45 1.27 2 石英砂 4.5 0.71 40 2.652.2 实验设计
图3中(a)、(b)和(c)分别表示石英砂的流量变化与时间的关系、石英砂的水头损失变化与时间的关系和石英砂除砂率的变化与时间的关系。由图3(a)所示,3种流量随着时间的变化趋势相同,初始流量越大,在相同的时间内,流量减少的越快,是因为流量越大,携带沙能力越强,过滤器内部泥沙越多,堵塞的就越快。小流量,携带沙能力较弱,流量变化缓慢,堵塞的也较慢。在过滤的后期流量减少变化缓慢,是因为过滤器堵塞,流量小,携带沙能力弱等原因。图3(b)所示,3种水头损失随着时间的变化趋势相同,初始流量越大,初始水头损失越大,水头损失增加也越快。初始流量越大,过滤器堵塞的越快,压力也随之增加越快。在过滤的后期水头损失增加变化缓慢,同样是因为过滤器堵塞,流量小,挟沙能力弱,堵塞缓慢等原因。图3(c)是除砂率时间的变化,3种流量下的除砂率变化趋势相同,初始流量越大,过滤前期除砂率越小,过滤后期除砂率相对越大。是因前期过滤流量越大,流水速度大,动力也越大,携带泥沙穿过介质滤层的能力越强,导致过滤前期除砂率较小。过滤后期,在过滤20 min时,因泥沙被石英砂介质吸附,拦截等作用,在介质滤层表面,形成一层泥沙杂质,构成了“滤饼过滤”,提高了过滤精度,还因流量减小,挟沙能力减弱,进口含沙量较少,导致出口含砂量也越小等原因。由图3可以看出,初始流量越小,流量减少变化缓慢,水头损失增加也缓慢,前期除砂率相对比较大且趋于稳定。后期除砂率急剧增加,是因石英砂介质堵塞太快,水头损失也相对很大。即石英砂介质滤料,过滤效果较好,但是水头损失大,过滤时间短,堵塞太快,导致反冲洗频繁,耗能费水,不利于当下节能减排的趋势。探索能耗低,抗堵塞强和反冲洗效率高的新滤料和新过滤技术,是当下和以后长期的发展思虑。过滤后表面积沙情况如图4所示,石英砂介质过滤25 min左右,滤层表面已堆积了一层泥沙,由图3(a)和图3(b)可以看出,滤层早已发生堵塞,表面积沙只是滤层进一步堵塞,流量迅速减少,压力也快速上升,除砂率也快速提升,此时已形成“滤饼过滤”。即后期滤层表面不断积累泥沙,到60 min左右逐渐累积有3～4 cm厚。所以石英砂介质存在表面过滤,下层滤料介质还未发生作用,上层滤料已经堵塞,这是石英砂介质最主要的缺点之一。
【参考文献】：
期刊论文
[1]塑料介质过滤器的水力性能及泥沙处理特性研究[J]. 段腾,张胜江,郭涛. 节水灌溉. 2018(07)
[2]孔雀河流域包头湖农场地下水质量评价[J]. 姬亚琴,杨鹏年. 人民黄河. 2015(10)
[3]新疆农田节水灌溉系统首部过滤设备选型探讨[J]. 杨晓军,刘飞,吴玉秀,刘建英. 中国农村水利水电. 2014(05)
[4]浑水质量分数对石英砂滤料过滤性能的影响[J]. 邓忠,翟国亮,宗洁,冯俊杰,吕谋超,李迎,蔡九茂. 排灌机械工程学报. 2013(11)
[5]微灌砂滤料的表层过滤和气水反冲洗试验研究[J]. 张文正,翟国亮,邓忠,刘杨,陈震. 灌溉排水学报. 2013(01)
[6]中国节水农业发展战略初探[J]. 吴普特,冯浩. 农业工程学报. 2005(06)
[7]国内微灌用过滤器的研究与发展现状综述[J]. 王军,刘焕芳,成玉彪,李新林. 节水灌溉. 2003(05)
本文编号：3411493
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3411493.html
