无烟煤滤料的水力筛分现现象及颗粒的排列方式
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发布时间
22/05/11
一、滤料水力筛分现象
当滤料是单层滤料时，由于滤料颗粒的大小不一，反冲洗时在上升水流中所受到的重力不同，向上流动的水流速度把滤层托起来，使砂粒处于悬浮状态，且顺着水流方向从大到小排列，反洗结束后，处于悬浮状态的滤料，自动地重新按小颗粒在上、大颗粒在下的顺序排列，这称为水力筛分现象，又称为水力分级现象。
二、滤料颗粒的排列方式与过滤性能的关系
滤料颗粒的排列方式是滤池过滤的关键，顺着过滤水流方向观察滤料粒径的变化，大约可以分为四种情况，即粒径相同的均径滤床、粒径由小变大的下向流普通滤床、粒径由大到小的上向流滤床、粒径在同一层内部粒径由小变大排列的双层滤床，如图4-3所示。
在水的过滤过程中，水中悬浮杂质在滤层行进过程中沿层逐级截留，悬浮杂质是一群各种不同尺寸的杂质混合群体，因尺寸和黏着力的差异，被截留的难易程度是先易后难。因此，水在滤层流动过程中，易除去的悬浮杂质优先被上游滤层截获，残留的较难除去的悬浮杂质进入下游滤层。沿过滤水流方向看，越往滤层深处走所剩悬浮杂质的除去难度越大，故滤层的截污能力是随滤料粒径增加而变小的。
无烟煤滤料的水力筛分现现象及颗粒的排列方式
三、均径滤床
在均径滤床中水中悬浮物除去难度沿层增加，而滤料截污能力没有相应增强，因此，上层没能截留的悬浮物也难被下层滤层截获，或者说需要更厚一层滤料才能达到与上层同等的截污效果。可以看出，用均径滤料所构成的滤层对过滤是不理想的，均径滤料难于在生产中使用，在研究过滤的理论时有时用均径滤料做实验。
四、普通滤床
当石英砂新装入滤池时，形成的滤层是均质滤层，在水流反洗以后由于存在水力筛分现象，粒径小的滤料留在了上层，沿滤层的厚度方向滤料是按从小到大的顺序排列的。形成了分级滤料滤层，可以说单层滤料的滤层都是分级滤料滤层。
分级滤料滤层在过滤时有两个不利之处，一是上部滤层由于孔隙小，能容纳的悬浮固体比下部滤层少，整个滤层的容纳能力不均匀。另一个是水流通过上部滤层的阻力比下部大，在截留悬浮固体后变得更严重。从整体上看，这种过滤方式是用截污能力较强的细滤料（表层）去拦截水中容易除去的大颗粒杂质，用截污能力较弱的粗滤料（底层）去拦截水中较难除去的小颗粒杂质，也就是说沿着水流方向滤床截污能力由强到弱的变化与水中杂质先易后难的分级筛除很不适应。所以，该滤床出水水质差，过滤周期短。这种过滤，事实上会造成污泥绝大部分堆积在上层，导致滤层阻力增长过快，水头损失太大，在过滤的水头损失达到允许值的时候，整个滤层的截留悬浮固体能力未能发挥出来。
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