摘要:A型虹吸式过滤器与B型虹吸式过滤器相比,在结构和流程上均存在较大差异。B型虹吸式过滤器结构简单,操作
方便。因此,本文着重介绍B型虹吸式过滤器的设计计算。
关键词:B型虹吸式过滤器;结构;设计计算
中图分类号:TU991.24 文献标识码:B 文章编号:1008—1933(2006)02—0159—03
0 前言
用于水处理的自动虹吸式过滤器,根据其结构形式的不同,分为A型和B型两种形式。A型虹吸式过滤器(已在“A型虹吸式过滤器的设计计算”一文中作了详细介绍)是目前常用的一种过滤形式,但值得推广的是B型虹吸式过滤器。它与A型虹吸式过滤器相比,结构简单,设备紧凑,体积小。运行平稳;工艺合理,流程阻力小,过滤效率高,过滤处理后的水质好等特点。
对于相同处理能力的虹吸式过滤器,B型虹吸式过滤器的整体设计高度较A型虹吸式过滤器低。大约可降低高度20%-35%。
1 B型虹吸式过滤器的工作原理
B型虹吸式过滤器主体由支承网将其分为冲洗水贮槽和过滤区两部分。无锥形隔板和集水区。附属设备有进水高位槽和反冲洗水封。形成自动操作的配管有虹吸管、虹吸辅助管、抽气管、虹吸破坏管等,如图1所示。
B型过滤器的操作原理与A型过滤器大致相同,需处理的液体自高位槽(经自然澄清),流经过滤层到达冲洗水贮槽,当液位达到a点时,就从出水口流至清水贮槽。由于需克服滤层的阻力,进水液位将高于a点,虹吸管中液位就处于b点,在过滤的过程中,随着滤层的阻力的不断增加,虹吸管中的液位就会不断的上升。
当虹吸管中的液面逐渐上升至c点,水就从虹吸辅助管流下,由于在进入虹吸辅助管处的旋涡吸气作用及流经辅助扩大管处的水流挟气作用,虹吸管中的空气就经由抽气管被水流带至水封中逸出。并使虹吸管形成负压。最后,当虹吸管中负压达到一定程度时,就形成虹吸作用。冲洗贮槽中贮存的清水经滤料层到虹吸上升管、虹吸下降管从水封中排出,这样,就自动地由过滤周期转入反冲洗周期,如图2所示。
此时,冲洗水贮槽中的液位开始下降。当降至e点时,虹吸破坏管管口露出液面,空气被吸入而使虹吸作用中断,反冲洗周期自动停止,从而进入第2个过滤周期。
运行过程中冲洗水量仍取决于冲洗水贮槽的容积,而冲洗水强度则取决于液位a,e之间的平均位差与液位d之间的落差,以及水流在反冲洗时所受的阻力。冲洗强度的大小,还可以通过虹吸下降管末端的冲洗强度调节器来控制。
B型过滤器采用了比重极小的聚苯乙烯塑料发泡珠作为滤料,滤料在水中呈悬浮状态,过滤与反冲洗时,水流方向均与A型过滤器相反。由于没有集水区、连通管、锥形隔板,因此,结构简单,阻力降低,添加和更换滤料方便,这是B型过滤器独特的优点。
进入过滤器的起始水头必须克服滤层的阻力,才能保证过滤能正常进行,一般取100~150 mm,即进水口应高出b点150 mm。
(2)滤层高度(包括支承层)取800 ITIITI。
(3)冲洗水贮槽贮水高度2500 mm,a,e位差2200 InlTlo
(4)底部进水高度应考虑水能均布,高度取500m m 。
(5)设备主体总高度为3800 mm。
(6)水封高度取700 InlTl,主要考虑除泥和调节器的正常使用。虹吸动能是冲洗水箱平均水位与水封水位之间的液位差H。:
设计中,可将水封槽的位置置于负标高处,可增加冲洗动能。最好位差在2500 InlTl以上。
(7)虹吸过滤器期终水头损失就是C,a之差,该项位差取1400 InlTl。如果太低,将会频繁反洗,造成浪费太大;如果太高,过滤水质无法保证。建议在
1300-1700 mm。设计中,c,a之间的角度一般在30。左右为宜。
(8)虹吸系统管径计算
根据经验:虹吸上升管流速w 取2 m/s;虹吸下降管流速W2取3 m/s。
①虹吸上升管D计算此段管径时,要考虑进水与反洗水量之和。
3 设计总结与说明
(1)本设计完成所有的尺寸全部定位,已设计完成的设备运行了多年,除每年工厂大检修时进行人工清洗过滤层外,平时运转过程中,不用清洗。过滤液质量很稳定。
(2)滤料采用/'1.0~/'1.6 mm聚苯乙烯发泡珠。
(3)虹吸破坏管端头需安装虹吸破坏浮筒,以保证空气的顺利进入。
(4)虹吸下降管末端所设锥形冲洗强度调节器,在初期一次调好一般不动,其作用是保证达到规定的冲洗强度。
(5)本设计中,反洗时间采用240 S,有许多设备生产厂的设计时间为5 min,作者认为,时间太长,需反洗水量太多,冲洗水贮槽太大,势必造成一种浪费。根据上海电化厂的测试表明,经过150~180 S的冲洗,滤层已冲洗干净。因此,取240 S反冲洗时间,是完全能满足要求的。
(6)需将水封槽的标高降低,来提高虹吸动能。
(7)计算依据中的“实测”数据,均采用上海电化厂的测试数据。
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