Ａ型虹吸式過濾器的設計計算

 摘　要:虹吸式過濾器是水處理過程中的主要設備之一,在其設計計算過程中,參數的選取將嚴重影響其過濾效果。本文作者針對實驗結果和應用情況,將對該設備的設計計算作進一步探討,以提高其過濾效果和過濾效率。
    關鍵詞:虹吸過濾器;設計計算;參數選取
　  前　言
    虹吸式過濾器也稱無伐濾池,虹吸式過濾器廣泛應用于地表水凈化、地下水除鐵除錳、循環水旁流過濾、生產廢水除懸浮雜質、有機污水經生化處理和二次沉淀池處理之后的后續過濾以及室內游泳池水的過濾,是一種理想的水處理設備。從目前提供該設備的產品介紹,作者認為,在該設備的設計中,存在一些不合理的參數選取:其一,普遍采用5ｍｉｎ的反沖洗時間,實際太長;其二,過濾速度一般用10ｍ/ｈ,該參數偏高;其三,期終水頭損失都在1 5～1 7ｍ,略高了一點,就會導致過濾質量不佳,也是反沖洗時間增長的原因,導致不良的循環操作。本文作者針對虹吸式過濾器的諸多不足,淺談在設計中的參數選取。
    虹吸式過濾器根據其結構形式和過濾材料的不同,分為Ａ型虹吸式過濾器和Ｂ型虹吸式過濾器。它們除了在結構形式上存在差異外,其過濾流程也不相同。本文主要介紹Ａ型虹吸式過濾器,如圖1所示,Ｂ型虹吸式過濾器將在以后的文章中作詳細介紹。
    1　Ａ型虹吸式過濾器工作原理及工作流程　　
    Ａ型過濾器的本體由錐形隔板和支承網分成三部分,即沖洗水貯槽、過濾區和集水區。過濾開始時,自然澄清的水由高位槽經進水管進入過濾器,雜質被濾層截留后,清水進入集水區,再經連通管到達沖洗水貯槽,當液位達到ａ點時,就從出水口流至清
   
水貯槽。由于需克服濾層的阻力,進水液位應高于ｃ點,虹吸管中液位就處于ｂ點,在過濾的過程中,隨著濾層阻力的不斷增加,虹吸管中的液位就會不斷的上升。
   當虹吸管中的液面逐漸上升至ｃ點,水就從虹吸輔助管流下,由于在進入虹吸輔助管處的旋渦吸氣作用及流經輔助擴大管處的水流挾氣作用。虹吸管中的空氣就經由抽氣管被水流帶至水封中逸出,并使虹吸管形成負壓。zui后,當虹吸管中負壓達到一定程度時,就形成虹吸作用。沖洗貯槽中貯存的清水經連通管、集水區沖洗濾料層,沖洗水則經虹吸上升管、虹吸下降管從水封中排出。這樣就自動地由過濾周期轉入反沖洗周期,如圖2所示。
   此時,沖洗水貯槽中的液位開始下降。當降至ｅ點時,虹吸破壞管管口露出液面,空氣被吸入而使虹吸作用中斷,反沖洗周期自動停止,進入第二個過濾周期。
   
    從運行過程可見,沖洗水量取決于沖洗水貯槽的容積,而沖洗水強度則取決于液位ａ,ｅ之間的平均位差與液位ｄ之間的落差,以及水流在反沖洗時所受的阻力。沖洗強度的大小還可以通過虹吸下降管末端的沖洗強度調節器來控制。因此,虹吸過濾器的沖洗*可以按照實際需要加以嚴格的控制。而且在設計數據確定后,運轉中不會發生大的偏差,從而避免了沖洗不足或沖洗過頭的弊端。