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虹吸滤池排水虹吸形成时间最佳值的确定

论文类型 技术与工程 发表日期 1988-03-01
来源 《中国给水排水》1988年第3期
作者 唐友尧,程道银,龙建平
关键词 虹吸滤池 待滤水 形成时间
摘要 虹吸滤池先排后停式水力自动冲洗装置在国内曾有应用,但待滤水的浪费却较大,如何节约这部份待滤水,已成为人们关注的课题。我们经过多年试验,研制成功的水电结合式自动冲洗装置较好的解决了这一问题,但待滤水以节约多少为宜,这对滤池的工作具有一定的经济意义。排水虹吸形成时间存在一个经济运行的最佳值。为了寻求这个最佳值,我们曾在湖北襄樊棉纺织印染厂水厂,对虹吸滤池排水虹吸形成时间和过滤水头作了实测,选择有代表性的一组列于表1,并对排水虹吸形成时间最佳值进行分析研究。

出  自: 《中国给水排水》 1988年第3期第60页
发表时间: : 1988-3


唐友尧;程道银;龙建平
( 武汉城市建设学院 )

  虹吸滤池先排后停式水力自动冲洗装置在国内曾有应用,但待滤水的浪费却较大,如何节约这部份待滤水,已成为人们关注的课题。我们经过多年试验,研制成功的水电结合式自动冲洗装置较好的解决了这一问题,但待滤水以节约多少为宜,这对滤池的工作具有一定的经济意义。
  当进水虹吸破坏以后,通过延长排水虹吸形成时间,让待滤水续续过滤,在理论上是可以节约全部待滤水的,但在实际运行中,到过滤周期末,由于过滤水头较小,不但能节约的待滤水很少,而所耗时间却很长,结果缩短了滤池的工作时间,达不到经济运行的目的。由此可见,排水虹吸形成时间存在一个经济运行的最佳值。为了寻求这个最佳值,我们曾在湖北襄樊棉纺织印染厂水厂,对虹吸滤池排水虹吸形成时间和过滤水头作了实测,选择有代表性的一组列于表1,并对排水虹吸形成时间最佳值进行分析研究。

一、研究途径

  1.绘制过滤水头随排水虹吸形成时间变化的关系曲线。
  按表1中的数据绘制过滤水头H随时间t变化的关系曲线,见图1中的实践。

  2.建立过滤水头随时间变化的数学模式。

  式中:
  H mαх ——最大过滤水头(m)当t=0时,
  H mαx =1.22
  t——排水虹吸形成时间
  a、b、c——常数。
  由t=0时,H=H mаn ,得C=1故

  式中的常数a、b可用下述回归分析法求得。
  将(1)式变换并取对数得

  式(2)可写成:
  y i =M+ax i (3)

求偏导数并使
   =0
   =0
  可求得M·a的一对极小值,从而得到

  将表1中的数据换算成y 1 、x i 的值代入(7)、(8)式解得:
  a=1.187 M=-0.794
  b=log 4 M=1og 1 (-0.794)=0.161
  将a、b值代入式(1),便得到过滤水头随排水虹吸形成时间变化的数学模式:

  算出不同t值下的H′,并绘制H′-t曲线(见图1中的虚线),与实测H-t曲线比较接近。数学摸式(9)较正确的反映了H与t的关系。
  3.确定最佳排水虹吸形成时间
  由节约待滤水量百分数求定最佳点。节约待滤水量百分数α可表达为:

  取不同百分数α,由式(10)与式(9)计算相应的t及H,见表2。然后根据表2绘制节约待滤水量百分数α与排水虹吸形成时间t的关系曲线,见图2。

  因曲线曲率最大点不明显,故从上述曲线两端各作一条切线,再作其交角的平分线与曲线相交,从而求得所需要的最佳点。从图2中求得α为62%,t为7min,即节约62%待滤水量时,排水虹吸形成时间以7 min为宜。

二、结论

于零,即节约的待滤水量最大,此时t趋于无穷大,这显然不经济,也不现实,故虹吸滤池在实际运行中,待滤水不可能全部节约。
  2.根据实测资料计算,排水虹吸形成时间7 min左右滤池工作比较经济,此时可节约62%左右的待滤水量。
  3.最佳排水虹吸形成时间还与滤床组成、滤前水质、过滤运行条件等因素有关,在具体设计时必须予以考虑。因此其值是因地而异的。(参考文献略)

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