一、滤料特性:决定流速基础
滤料是水流阻力的主要来源,其属性直接限定流速范围。一是粒径与级配:粒径越小、间隙越小,水流阻力越大,流速越低(如 0.5-1.0mm 石英砂流速低于 1.2-2.0mm 无烟煤);“上粗下细” 的合理级配(如无烟煤 + 石英砂 + 石榴石)可通过上层粗滤料减小阻力,若级配紊乱(细料混上层)会骤增阻力、压低流速。二是种类与密度:无烟煤(密度 1.4-1.6g/cm³)孔隙率高(45-50%),阻力小于石英砂(密度 2.6-2.7g/cm³),允许流速高 20%-30%;高密度石榴石(4.0-4.5g/cm³)因粒径小(0.2-0.5mm),对流速限制更严。三是滤层厚度:厚度越大,水流路径越长、累计阻力越高,流速越低(如石英砂层从 800mm 增至 1200mm,流速可能从 8-12m/h 降至 6-10m/h)。
二、进水条件:影响流速稳定性
进水水质与水量波动直接改变滤器负荷。一是悬浮物(SS)浓度:SS 越高,滤料间隙越易堵塞,阻力上升快,需降流速防压差超标(如 SS 从 5mg/L 升至 20mg/L,流速可能从 10m/h 降至 6-8m/h)。二是水温与黏度:水温越低,水黏度越高(0℃黏度是 20℃的 1.7 倍),阻力增大,流速需降 10%-15%;水温升高则黏度降低,流速可适当提升。三是流量稳定性:瞬时流量超设计 20% 以上,易引发滤层 “沟流”,需调阀降流速避免过滤失效。
三、设备结构:限定流速硬件边界
设备设计决定水流分布,限制流速范围。一是滤器直径与高度:直径越小,为满足处理量需提流速,但易压实滤层(如 0.8m 小型滤器流速需控在 6-10m/h,1.5m 滤器可设 8-12m/h);滤层上方清水区不足 300mm 时,高流速会导致水面波动、跑滤料,需限流速。二是布水 / 集水装置:布水器开孔不均或集水帽间隙小,会致水流分布失衡或出水阻力大,间接压低流速。
四、运行控制:动态调节流速
运行策略需平衡效率与周期。反洗不彻底会残留杂质、压实滤层,需降流速;反洗过度打乱级配,可适当提流速(防跑料前提下)。当进出口压差达上限(0.05-0.1MPa),需降流速或反洗。若出水要求高(SS≤1mg/L),需降流速延长截留时间;要求低(SS≤5mg/L)则可提流速增效率。
实际中,流速需结合工况设计(市政水 8-15m/h、工业废水 5-10m/h),并通过压差、出水水质动态调整,实现最优平衡。
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