滤池过滤与反冲洗优化试验研究

第5卷第3期2011年6月

供水技术

WATER TECHNOLOGY Vol．5No．3Jun．2011

滤池过滤与反冲洗优化试验研究

1，21133

唐德翠，朱学峰，邓晓燕，邹振裕，林显增，

333

李展峰，罗永恒，徐廷国

（1．华南理工大学自动化学院，广东广州510641；2．广东技术师范学院自动化学院，广东广州510635；3．佛山市水业集团有限公司沙口水厂，广东佛山528000）要：针对水厂滤池低负荷下滤后水浊度远低于标准要求、水头损失小、截污滤层浅、反冲

洗时间较长、耗水耗电量大的问题，采用增加滤池负荷、延长过滤周期并调整反冲洗时间的优化方

摘

将过滤周期由目前的55h 延长到71h ，水头损失随案。试验结果表明：在增大滤池负荷的基础上，时间增加较快，截污滤层下移，滤层截污效能提高。不同反冲洗条件下的排水浊度峰值基本出现在气冲开始后1 2min 内，峰值大小与待滤水浊度及工况有关，但排水浊度降至10NTU 以下所需的总冲洗时间基本为10 11min 。在确保水质安全的前提下将过滤周期延长到71h ，反冲洗过程由气冲3min 、气水混合冲洗5min 和水洗5min 优化为气冲2min 、气水混合冲洗4min 和水洗4min 。通过优化，每个滤池每年可节约2．7万元，节能效果较为明显，具有较好的经济效益和社会效益。

关键词：滤池优化；负荷；过滤周期；水头损失；反冲洗中图分类号：TU991．24文献标志码：A 文章编号：1673－9353（2011）03－0010－05

doi ：10．3969/j．issn．1673－9353．2011．03．003

Experiment on filtering and backwashing optimization

2Tang Decui 1，，Zhu Xuefeng 1，Deng Xiaoyan 1，Zou Zhenyu 3，Lin Xianzeng 3，

Li Zhanfeng 3，Luo Yongheng 3，Xu Tingguo 3

（1．Institute of Automation ，South China University of Technology ，Guangzhou 510641，

China ；2．Institute of Automation ，Guangdong Polytechnic Normal University ，Guangzhou 510635，China ；3．Shakou Waterworks ，Foshan Water Group

Company ，Foshan 528000，China ）

Abstract ：

Considering the lower turbidity ，small head loss ，shallow distribution of interception

suspended solids ，long backwash time and high energy consuming under low load ，an optimization scheme by means of increasing filtration load ，prolonging filtration cycle and adjusting the distribution time of backwash was brought forward．The experiment results showed that the head loss could be increased rapidly with the filtration time based on increasing filtration tank load and prolonging the filtration from 55h at present to 71h．The distribution of interception suspended solids was shift down and the efficiency of interception suspended solids was enhanced．Peak value of the drainage turbidity basically appeared within 1to 2min of air wash under different backwashing conditions．Peak value was related to unfiltered water turbidity and operational condition．But the total backwashing time was

基金项目：佛山市禅城区产学研项目（2008B1034）

2011年6月唐德翠，等：滤池过滤与反冲洗优化试验研究第5卷第3期

basically 10to 11min when the drainage turbidity was reduced below 10NTU．The filtration period has been prolonged to 71h ，backwashing process optimized from air wash 3min ，air-water washing 5min water washing 4min and water washing 4min based on and water washing 5min to air wash 2min ，air-the security of water quality．The energy consuming analysis results showed that one filter would save 27thousand yuan per year ，and the efficiency of saving energy consuming was significant through the optimization experiment．

Key words ：

filter optimization ；

load ；

filtration cycle ；

head loss ；

backwashing

均质滤料滤池采用气水反冲洗时滤层不需要膨

胀或仅有轻微膨胀，冲洗结束后，滤层不会明显产生上细下粗现象，保证了原来的滤层结构，从而提高了

既提高了冲洗效果，又节省了冲洗水滤层含污能力，

量，因此气水混合反冲洗是所有冲洗系统中最有效

［1－2］

。由于运行管理等因素，的方法优化设计的滤池在实际生产中并不一定实现了运行优化，对此，国

内在滤池优化方面开展了一系列研究，主要集中在对滤池过滤周期的优化以及反冲洗时间的优化分配

［3］

两方面。笔者长期观察了广东某水厂的运行状发现其生产负荷低，过滤周期短，过滤中水头损况，

失较小，滤后水水质指标远远低于国家和企业水质标准，滤池效率较低，反冲时间较长，耗水耗电量大。针对这些问题，提出对其进行优化试验研究，以达到节能降耗的目的。11. 1

滤池安装5个压力变送器，如图2所示：在滤砂层中

2#、3#压力变送器，安装有1、分别距离滤层表面55，80和109cm ；在气垫层中安装4#压力变送器，距

另离滤层表面175cm 。压力变送器一端为取样点，外一端通大气，因此，滤层中压力变送器的测量值间

接表示为滤层的堵塞能力，故水厂称其为堵塞度计。试验中分别将滤层中的4个压力变送器定义为堵塞度计1、堵塞度计2、堵塞度计3和堵塞度计4。在距离砂面上方90cm 处安装液位计，用于控制滤池底

实现恒速过滤

。部阀门，

滤池优化运行可行性分析

滤池目前运行状况

图1

Fig．1

三期滤后水浊度曲线

Filtered water turbidity curve of the 3rd

phase

试验所在水厂设计产水能力为50ˑ 10m /d，

目前实际产水能力为30ˑ 10m /d，共设一、二、三

期。滤池尺寸为11．75m ˑ 7．66m ˑ 4．1m ，采取双排布置，每期滤池共12格，每个滤板上安装56个长柄滤头，钢筋混凝土滤板配水。采用均质石英砂滤料，粒径为0．95 1．35mm ，砂层厚l．35m 。滤池设计滤速为8．45m /h（一期滤速8．2m /h、二期滤速9m /h），目前的过滤周期为55h 。配置滤池水位仪，通过PLC 控制系统进行恒水位过滤自动调节，使滤速保持恒定；采用堵塞度检测仪检测滤池堵塞度，根据堵塞度、滤后水浊度及过滤周期进行自动反冲洗：先气冲3min ，然后气水混合冲洗5min ，最后水冲5min ，全程附带表面水扫洗，

其中气冲强度为14．9L /（m ·s ），水冲强度为4．8L /（m ·s ），水表面扫洗强度为1．7L /（m ·s ）。三期滤后水浊度曲线如图1所示。

试验中选择31滤池作为研究对象。三期31

图2Fig．2

31#滤池仪表安装示意

Schematic diagram of the 31#filter instrument installation

过滤过程中的水头损失记为∑h f ，得到伯努利方程

［4］

：

（1）

p 1ν2p 2ν212

z 1++=z 2+++∑h f

ρg 2g ρg 2g

第5卷第3期供水技术

续表2

反冲洗时间/min

7899．5101111．5

（Continue ）

2011年6月

由设计参数可知ν1=0．825ν2，由于实际过滤过程中的滤速在统一单位后数值很小，故滤速影响忽略不计，得到水头损失：

p 1－p 2p 2－p 1

=H 0－∑h f =z 1－z 2+

ρg ρg

排水浊度/NTU

98．8

63．536．719．87．65．13．3

（2）

由堵塞度计的安装情况可知H 0=L +0．85+l ，

l 为滤池其中L 为压力变送器至滤层表面的距离，液位计读数；

p 2－p 1

为压力变送器的示数。ρg

对4个堵塞度计在一个过滤周期内的实时数据

然后将处理后的数据代入进行去毛刺和平滑处理，

计算得到不同深度滤层在过滤起始时和运式（2），

行55h 后的水头损失如表1所示，过滤过程中不同深度滤层的水头损失变化如图3所示。

表1

Tab．1项目读数

滤层不同深度的水头损失

堵塞计1堵塞计2堵塞计3

堵塞计41．49601．71661．98442．4531

Head loss of filter layer at different depth

排水浊度峰值出现在气冲开始后1 2min ，反冲洗时间达到10min 时的排水浊度为7．6NTU 。反冲洗结束时，滤层深度15和60cm 处的滤砂含泥量分别为0．16%和0．11%，表明滤砂被冲洗干净，目前的反冲洗时间还有适当缩短的潜力。1. 2滤池优化运行的可行性分析

由图1可知，滤后水浊度约为0．04 0．178NTU ，突变数值主要为日常浊度计保养时清洗浊度计造成。数据表明，在目前反冲洗周期的设置基础上，生产过程中的待滤水和滤后水浊度均远远低于水厂的内部控制指标和企业的水质要求，其过滤周期可适当延长，有节能的空间。图3中滤层不同深度的堵塞度计示数改变量小，水头损失沿滤层深度方向增加很小，近似为指数结合含泥量数据得出：滤池的截污主要在上变化，

只有上部五分之二左右的滤层发挥了截污作用，层，

其余滤层未充分发挥其过滤效能。排水浊度数据表明，在气冲2min 后，排水浊度不再增加，反冲洗时间达到11min 时，排水浊度小

过滤起始水头损失/m0．19610．20560．24780．62517

过滤结束水头损失/m0．56320．62020．64970．9273

图3过滤周期内不同深度滤层的水头损失Head loss of filter layer at different depth during the filtration cycle

Fig．3

结合3－5－5反冲洗组合下反冲洗结束于10NTU ，

时的滤层含泥量数据得出，滤层已基本冲洗干净，滤层能够很好地实现再生。

综合分析认为，可以将该水厂滤池的过滤周期延长，缩短反冲洗时间组合，以实现滤池的优化运达到节能降耗的作用。行，2

在过滤周期为55h 、滤速为3．5m /h的工况下，

15和60cm 测得一个过滤周期结束时滤层深度5，

0．93%和0．74%。处滤砂含泥量分别为1．09%，

在目前3－5－5反冲洗时间组合分配和反冲洗条件下，对31滤池从气水混合冲洗开始对反冲洗排水取样并检测，平均浊度见表2。

表2

Tab．2

反冲洗过程中排水浊度

排水浊度/NTU

[1**********]2

Drainage turbidity of backwashing process

滤池优化运行试验

关闭与31滤池同排的滤池，使31滤池尽可能运行在设计滤速8．45m /h附近，实现滤池满负荷工作。试验中采用的滤速为7．0m /h，将滤池工作周

65和71h ，期分别延长至60，设定多个反冲洗时间组合，对过滤过程中4个堵塞度计的实时数据进行

处理后代入式（2），并每隔1min 测定反冲洗过程中的排水浊度。

过滤周期为71h 时，滤层中不同深度的水头损

反冲洗时间/min

3456

2011年6月唐德翠，等：滤池过滤与反冲洗优化试验研究第5卷第3期

失变化如图4所示。各过滤周期下，不同反冲洗时

间组合所对应的反冲洗排水浊度见图5

。加大负荷并延长过滤周期后，排水浊度峰值远远高于目前运行周期为55h 、滤速为3．5m /h下的排水2－4－6及1－5－6浊度；在反冲洗组合为3－3－6，三种运行条件下，反冲洗时间为9．5min 时的排水6．7和7．2NTU ；在浊度小于10NTU ，分别为8．15，2－5－5和1－6－5组合下，排水浊度小于10NTU 所需时间分别为10和10．5min ；其他三种试验条件下，排水浊度低于10NTU 所需时间为11．5min ：说明在当前反冲洗强度下，即使过滤周期延长到71h ，滤池增加到满负荷工作，反冲洗总时间设置为10或11min 即可。对31#滤池分别多次进行2－4－5和3－3－5组合反冲洗试验，发现2－4－5组合的冲洗效果要好于3－3－5组合，排水浊度小于10NTU 所需时间仅为10min ，因此最终确定滤池最佳反冲洗时间分配组合为2－4－4。4

图4Fig．4

过滤周期71h 下水头损失的变化

Variation of head loss in filtration cycle of 71

优化试验前后的滤池能耗

优化试验前滤池的过滤周期为55h ，反冲洗时间组合为3－5－5，结合水厂工艺参数计算得出单

个滤池反冲洗用水约为312m /次，反冲洗用电约为16．5kW ·h /次。

图5Fig．5

不同试验条件下反冲洗排水浊度的变化Variation of backwashing drainage turbidity in different experimental condition

在不改变反冲洗时间，仅将过滤周期延长n 小时条件下，每个滤池每小时可以节约的反冲洗清水n /（55+n ）］｝/55m 3，每个滤池每小时量为｛312ˑ ［

n /（55+n ）］｝/55kW 可以节约的电量为｛16．5ˑ ［

·h 。该水厂36个滤池全年（按365天计算）节能

降耗的理论计算结果如表4所示。

表4

Tab．4

仅延长过滤周期的节能效果

Energy saving efficiency of prolonging filtration cycle

3结果与分析

对比分析图3和图4，得到各工作条件下不同深度滤层水头损失的变化如表3所示。

表3试验前后同一深度滤层的水头损失Tab．3Head loss of filter layer in same depth

before and after experiment

过滤周期55h 71h 差值

水头损失/m

堵塞计1堵塞计2堵塞计3堵塞计40．56330．62020．64970．92730．80940．87580．95481．24430．24610．25560．30510．3170

延长后滤池延长36个滤池每年节约36个滤池每年

过滤周期/h时间/h反冲洗用水/m节约用电/kW·h

606571

51016

[***********]

[1**********]320

由表3看出，加大负荷并延长过滤周期后，过滤

结束时同一深度滤层的水头损失增大；随着滤层深度的增加，试验前后水头损失差值越来越大。这表明增加滤池负荷并延长过滤周期后，深处的滤层逐根据滤池的底阀开度显示渐起到截污作用。此外，值可以看出，在满负荷工作条件下，开度还未达到最大值。因此，在该工作条件下，滤池过滤效能还未得到充分发挥。

对比分析图5和表3得出，排水浊度的变化趋势基本相同，峰值均出现在气冲开始后1 2min ，但

表4说明，在当前负荷条件下，适当延长滤池过

滤周期，可避免在滤层过滤效能良好时，由于时间周期过早触发反冲洗，导致电能和水耗的浪费。

将过滤周期从55h 延长到71h ，并将反冲洗时优化前后能耗间分配从3－5－5优化为2－4－4，计算结果见表5。

从表5可以看出，优化后全厂36个滤池每年可

节电37174kW ·h ，能耗明显节水约685ˑ 10m ，

减少，节能效果显著。

第5卷第3期

表5

Tab．5

项目

供水技术2011年6月

滤池优化运行前后能耗对比

Comparison of energy consumption before and after filter operation optimization

单个滤池

每次水耗/m

312246

单个滤池每次电耗/kW·h

16．512．8

36个滤池

每年水耗/10m 1774．6561089．288

36个滤池每年电耗/kW ·h

9385256678

每年反冲洗次数/次

158123

优化运行前优化运行后

5结论

2003．安：西安建筑科技大学，

［3］石明岩，南军，崔福义，等．常规给水处理系统滤池反

J ］．工业水处理，2005，25（8）：冲洗控制模式的优化［53－56．

［4］陈冬毅，J ］．中施志强．气水反冲洗滤池的优化运行［

2001，17（4）：55－58．国给水排水，

［5］王福良．连续性方程和柏努利方程的推导———反证法

J ］．宁夏大学学报：自然科学版，1994，15（4）：的应用［81－85．

［6］张斌．伯努利方程的扩展讨论［J ］．塔里木大学学报，

2008，20（4）：32－33．

［7］许保玖．给水处理理论［M ］．北京：中国建筑工业出版

2000．社，

［8］王利平，张世华，王峰慧，等．均质石英砂滤料过滤性

．西安建筑科技大学学报，1996，28能的试验研究［J ］（1）：65－69．

［9］张建锋，金同轨，王晓昌，等．均质滤料滤层设计的优

J ］．给水排水，2002，28（2）：26－28．化研究［

作者简介：唐德翠（1976－），女，副教授，在读博

进行了增加滤池负荷、延长过滤周期并调整反

冲洗时间的优化试验，得出如下结论：优化后滤层的水头损失随时间近似为线性形式增加，过滤结束时整个滤层水头损失增加较大，截污滤层下移。不同反冲洗操作条件下的排水浊度峰值基本出现在气冲开始后的1 2min 内，其值大小与待滤水浊度以及工况有关，但排水浊度降到10NTU 以下所需的总反冲洗时间大多在10 11min 内。结合理论及文献分析，确定总冲洗时间为10 11min 的几种反冲

通过试验将反冲洗时间由优化前洗时间分配组合，

的3－5－5组合优化为2－4－4组合。

通过优化试验研究，在确保水质安全的前提下将目前低负荷下的过滤周期（55h ）延长到71h ，反冲洗时间组合优化为2－4－4，全厂滤池每年可节水约685ˑ 10m ，节电37174kW ·h ，节能效果非常明显，具有很好的经济效益和社会效益。参考文献：

［1］蔡升高，姜乃昌．深层均质滤料气水反冲洗运行参数

J ］．中国给水排水，1997（z1）．研究［

［2］于玲红．瓷砂均质滤料过滤性能的实验研究［D ］．西

士，研究方向为工业过程建模、控制与优化。

E-mail ：decui_tang@tom．com 收稿日期：2011－04－13

节约用水保护水资源是全社会共同责任

第5卷第3期2011年6月

供水技术

WATER TECHNOLOGY Vol．5No．3Jun．2011

滤池过滤与反冲洗优化试验研究

1，21133

唐德翠，朱学峰，邓晓燕，邹振裕，林显增，

333

李展峰，罗永恒，徐廷国

洗时间较长、耗水耗电量大的问题，采用增加滤池负荷、延长过滤周期并调整反冲洗时间的优化方

摘

关键词：滤池优化；负荷；过滤周期；水头损失；反冲洗中图分类号：TU991．24文献标志码：A 文章编号：1673－9353（2011）03－0010－05

doi ：10．3969/j．issn．1673－9353．2011．03．003

Experiment on filtering and backwashing optimization

2Tang Decui 1，，Zhu Xuefeng 1，Deng Xiaoyan 1，Zou Zhenyu 3，Lin Xianzeng 3，

Li Zhanfeng 3，Luo Yongheng 3，Xu Tingguo 3

（1．Institute of Automation ，South China University of Technology ，Guangzhou 510641，

China ；2．Institute of Automation ，Guangdong Polytechnic Normal University ，Guangzhou 510635，China ；3．Shakou Waterworks ，Foshan Water Group

Company ，Foshan 528000，China ）

Abstract ：

Considering the lower turbidity ，small head loss ，shallow distribution of interception

基金项目：佛山市禅城区产学研项目（2008B1034）

2011年6月唐德翠，等：滤池过滤与反冲洗优化试验研究第5卷第3期

Key words ：

filter optimization ；

load ；

filtration cycle ；

head loss ；

backwashing

均质滤料滤池采用气水反冲洗时滤层不需要膨

胀或仅有轻微膨胀，冲洗结束后，滤层不会明显产生上细下粗现象，保证了原来的滤层结构，从而提高了

既提高了冲洗效果，又节省了冲洗水滤层含污能力，

量，因此气水混合反冲洗是所有冲洗系统中最有效

［1－2］

。由于运行管理等因素，的方法优化设计的滤池在实际生产中并不一定实现了运行优化，对此，国

内在滤池优化方面开展了一系列研究，主要集中在对滤池过滤周期的优化以及反冲洗时间的优化分配

［3］

两方面。笔者长期观察了广东某水厂的运行状发现其生产负荷低，过滤周期短，过滤中水头损况，

滤池安装5个压力变送器，如图2所示：在滤砂层中

2#、3#压力变送器，安装有1、分别距离滤层表面55，80和109cm ；在气垫层中安装4#压力变送器，距

另离滤层表面175cm 。压力变送器一端为取样点，外一端通大气，因此，滤层中压力变送器的测量值间

实现恒速过滤

。部阀门，

滤池优化运行可行性分析

滤池目前运行状况

图1

Fig．1

三期滤后水浊度曲线

Filtered water turbidity curve of the 3rd

phase

试验所在水厂设计产水能力为50ˑ 10m /d，

目前实际产水能力为30ˑ 10m /d，共设一、二、三

其中气冲强度为14．9L /（m ·s ），水冲强度为4．8L /（m ·s ），水表面扫洗强度为1．7L /（m ·s ）。三期滤后水浊度曲线如图1所示。

试验中选择31滤池作为研究对象。三期31

图2Fig．2

31#滤池仪表安装示意

Schematic diagram of the 31#filter instrument installation

过滤过程中的水头损失记为∑h f ，得到伯努利方程

［4］

：

（1）

p 1ν2p 2ν212

z 1++=z 2+++∑h f

ρg 2g ρg 2g

第5卷第3期供水技术

续表2

反冲洗时间/min

7899．5101111．5

（Continue ）

2011年6月

由设计参数可知ν1=0．825ν2，由于实际过滤过程中的滤速在统一单位后数值很小，故滤速影响忽略不计，得到水头损失：

p 1－p 2p 2－p 1

=H 0－∑h f =z 1－z 2+

ρg ρg

排水浊度/NTU

98．8

63．536．719．87．65．13．3

（2）

由堵塞度计的安装情况可知H 0=L +0．85+l ，

l 为滤池其中L 为压力变送器至滤层表面的距离，液位计读数；

p 2－p 1

为压力变送器的示数。ρg

对4个堵塞度计在一个过滤周期内的实时数据

然后将处理后的数据代入进行去毛刺和平滑处理，

计算得到不同深度滤层在过滤起始时和运式（2），

行55h 后的水头损失如表1所示，过滤过程中不同深度滤层的水头损失变化如图3所示。

表1

Tab．1项目读数

滤层不同深度的水头损失

堵塞计1堵塞计2堵塞计3

堵塞计41．49601．71661．98442．4531

Head loss of filter layer at different depth

只有上部五分之二左右的滤层发挥了截污作用，层，

其余滤层未充分发挥其过滤效能。排水浊度数据表明，在气冲2min 后，排水浊度不再增加，反冲洗时间达到11min 时，排水浊度小

过滤起始水头损失/m0．19610．20560．24780．62517

过滤结束水头损失/m0．56320．62020．64970．9273

图3过滤周期内不同深度滤层的水头损失Head loss of filter layer at different depth during the filtration cycle

Fig．3

结合3－5－5反冲洗组合下反冲洗结束于10NTU ，

时的滤层含泥量数据得出，滤层已基本冲洗干净，滤层能够很好地实现再生。

综合分析认为，可以将该水厂滤池的过滤周期延长，缩短反冲洗时间组合，以实现滤池的优化运达到节能降耗的作用。行，2

在过滤周期为55h 、滤速为3．5m /h的工况下，

15和60cm 测得一个过滤周期结束时滤层深度5，

0．93%和0．74%。处滤砂含泥量分别为1．09%，

在目前3－5－5反冲洗时间组合分配和反冲洗条件下，对31滤池从气水混合冲洗开始对反冲洗排水取样并检测，平均浊度见表2。

表2

Tab．2

反冲洗过程中排水浊度

排水浊度/NTU

[1**********]2

Drainage turbidity of backwashing process

滤池优化运行试验

关闭与31滤池同排的滤池，使31滤池尽可能运行在设计滤速8．45m /h附近，实现滤池满负荷工作。试验中采用的滤速为7．0m /h，将滤池工作周

65和71h ，期分别延长至60，设定多个反冲洗时间组合，对过滤过程中4个堵塞度计的实时数据进行

处理后代入式（2），并每隔1min 测定反冲洗过程中的排水浊度。

过滤周期为71h 时，滤层中不同深度的水头损

反冲洗时间/min

3456

2011年6月唐德翠，等：滤池过滤与反冲洗优化试验研究第5卷第3期

失变化如图4所示。各过滤周期下，不同反冲洗时

间组合所对应的反冲洗排水浊度见图5

图4Fig．4

过滤周期71h 下水头损失的变化

Variation of head loss in filtration cycle of 71

优化试验前后的滤池能耗

优化试验前滤池的过滤周期为55h ，反冲洗时间组合为3－5－5，结合水厂工艺参数计算得出单

个滤池反冲洗用水约为312m /次，反冲洗用电约为16．5kW ·h /次。

图5Fig．5

不同试验条件下反冲洗排水浊度的变化Variation of backwashing drainage turbidity in different experimental condition

在不改变反冲洗时间，仅将过滤周期延长n 小时条件下，每个滤池每小时可以节约的反冲洗清水n /（55+n ）］｝/55m 3，每个滤池每小时量为｛312ˑ ［

n /（55+n ）］｝/55kW 可以节约的电量为｛16．5ˑ ［

·h 。该水厂36个滤池全年（按365天计算）节能

降耗的理论计算结果如表4所示。

表4

Tab．4

仅延长过滤周期的节能效果

Energy saving efficiency of prolonging filtration cycle

3结果与分析

对比分析图3和图4，得到各工作条件下不同深度滤层水头损失的变化如表3所示。

表3试验前后同一深度滤层的水头损失Tab．3Head loss of filter layer in same depth

before and after experiment

过滤周期55h 71h 差值

水头损失/m

堵塞计1堵塞计2堵塞计3堵塞计40．56330．62020．64970．92730．80940．87580．95481．24430．24610．25560．30510．3170

延长后滤池延长36个滤池每年节约36个滤池每年

过滤周期/h时间/h反冲洗用水/m节约用电/kW·h

606571

51016

[***********]

[1**********]320

由表3看出，加大负荷并延长过滤周期后，过滤

对比分析图5和表3得出，排水浊度的变化趋势基本相同，峰值均出现在气冲开始后1 2min ，但

表4说明，在当前负荷条件下，适当延长滤池过

滤周期，可避免在滤层过滤效能良好时，由于时间周期过早触发反冲洗，导致电能和水耗的浪费。

将过滤周期从55h 延长到71h ，并将反冲洗时优化前后能耗间分配从3－5－5优化为2－4－4，计算结果见表5。

从表5可以看出，优化后全厂36个滤池每年可

节电37174kW ·h ，能耗明显节水约685ˑ 10m ，

减少，节能效果显著。

第5卷第3期

表5

Tab．5

项目

供水技术2011年6月

滤池优化运行前后能耗对比

Comparison of energy consumption before and after filter operation optimization

单个滤池

每次水耗/m

312246

单个滤池每次电耗/kW·h

16．512．8

36个滤池

每年水耗/10m 1774．6561089．288

36个滤池每年电耗/kW ·h

9385256678

每年反冲洗次数/次

158123

优化运行前优化运行后

5结论

2003．安：西安建筑科技大学，

［3］石明岩，南军，崔福义，等．常规给水处理系统滤池反

J ］．工业水处理，2005，25（8）：冲洗控制模式的优化［53－56．

［4］陈冬毅，J ］．中施志强．气水反冲洗滤池的优化运行［

2001，17（4）：55－58．国给水排水，

［5］王福良．连续性方程和柏努利方程的推导———反证法

J ］．宁夏大学学报：自然科学版，1994，15（4）：的应用［81－85．

［6］张斌．伯努利方程的扩展讨论［J ］．塔里木大学学报，

2008，20（4）：32－33．

［7］许保玖．给水处理理论［M ］．北京：中国建筑工业出版

2000．社，

［8］王利平，张世华，王峰慧，等．均质石英砂滤料过滤性

．西安建筑科技大学学报，1996，28能的试验研究［J ］（1）：65－69．

［9］张建锋，金同轨，王晓昌，等．均质滤料滤层设计的优

J ］．给水排水，2002，28（2）：26－28．化研究［

作者简介：唐德翠（1976－），女，副教授，在读博

进行了增加滤池负荷、延长过滤周期并调整反

通过试验将反冲洗时间由优化前洗时间分配组合，

的3－5－5组合优化为2－4－4组合。

［1］蔡升高，姜乃昌．深层均质滤料气水反冲洗运行参数

J ］．中国给水排水，1997（z1）．研究［

［2］于玲红．瓷砂均质滤料过滤性能的实验研究［D ］．西

士，研究方向为工业过程建模、控制与优化。

E-mail ：decui_tang@tom．com 收稿日期：2011－04－13

节约用水保护水资源是全社会共同责任

滤池过滤与反冲洗优化试验研究

相关文章