反冲洗改善天然锰砂滤料滤层渗透性的试验

反冲洗改善天然锰砂滤料滤层渗透性的试验

自来水厂滤池反冲洗改善天然滤层渗透性的试验进行研究。 工程区的滤层分为两层,上层为回填卵石土,结构松散,以灰岩为主;下层卵石土,稍密、充填物为中粗砂,主要成份为石英砂、锰砂滤料。滤层平均厚度6.2m,最小厚度3.5m,最大厚度11m,多为粗颗粒,属强透水层,渗透速度为22.03m/d。但是夹杂有少量的淤泥,河水的含砂量也较高,渗滤取水工程长时间的运行后会产生滤层的淤积。 通过滤层的淤塞模拟试验,研究影响滤层淤塞的主要因素,分析滤层的厚度、滤料的粒径、原水的浊度、滤层表面的水力条件对滤层淤塞速度的影响。试验证明滤层的淤塞速度随着滤层的增厚、石英砂、锰砂滤料粒径的减小、原水浊度的增大、滤层表面流速的减小而加快。

结合模拟试验,分析了滤层淤塞的主要影响因素包括:滤层的结构及组成、原水的水质、原水的水动力条件。 滤层的反冲洗模拟试验,分析了反冲洗强度、反冲洗时间、石英砂、锰砂滤料粒径、滤层厚度、反冲次数对反冲洗效果的影响。反冲洗后的渗透速度随着反冲洗时间的延长、反冲洗强度的增强而增大。但当这两个条件分别增加到一定程度后,滤层的渗透速度趋于平衡,趋于平衡的转折点为反冲洗强度及时间的临界值。对不同粒径、不同层厚的石英砂、锰砂滤料进行反冲洗,得出滤料的粒径越小、滤层越厚,反冲洗所需要的时间和强度就越大。

滤层的渗透速度随着反冲次数的增加而不断衰弱,但递减的速率逐渐降低。结合试验结果研究反冲洗机理,反冲洗去除滤层中杂质主要依靠滤料间的摩擦碰撞和水流的剪切应力的综合作用。根据经验公式知,反冲洗强度取决于最大粒径滤料的最小流化冲洗强度;反冲洗时间取决于滤层中杂质的残余量与反冲洗前滤层所截留的杂质总量的比值β。在合理的反冲洗时间和反冲洗强度下,反冲洗能使滤层的渗透性能得到一定的改善。

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