无烟煤滤料层的反冲洗原理

• 无烟煤滤料滤层清洗的目的是除去滤层截留的污物，恢复滤床的过滤能力，滤层清洗时因通入水流自下而上进行故又称为反冲洗，反冲洗的方法有两种：水洗和水气联合清洗。
  水洗可分成三种方式：一是高速反冲洗，冲洗流速较高，一般大于8L/(m2·s)，反洗时滤床膨胀，整个滤层达到流态化状态；二是中速反冲洗，冲洗流速较小，一般在5-8L/(m2·s)，细滤料呈流态化状态，粗滤料则静止不动；三是低速反冲洗，冲洗速度更小，一般低于5L/(m2·s)，整个滤层基本不流态化。
  水气联合清洗时，辅以空气助洗或表面水洗，水和气交替或同时从滤层底部进入，空气泡在滤层间隙穿过上升，使孔隙发生胀缩、滤料颗粒升落、旋转和碰撞，污泥脱落。
• 滤层的反冲洗原理
  反冲洗使滤料洁净主要是依靠水流剪切作用和滤料间碰撞摩擦作用。
  水流剪切作用是通过水对黏附在滤料表面污物的冲刷剪力作用，以及无烟煤滤料颗粒旋转的离心作用使污泥脱落。滤料间碰撞摩擦作用则是在滤料碰撞摩擦作用下，使污泥脱落下来。剪切力与冲洗流速和滤层膨胀率有关，冲洗流速过小，水流剪切力也小，冲洗流速过大，滤层膨胀率过大，剪切力也会降低。计算结果表明，膨胀率为80%-100%，或膨胀后的孔隙率为0.68-0.7时，剪切力最大。
  反冲洗时颗粒间碰撞频率和冲量也与膨胀率有关，膨胀率过大，滤料颗粒间距离太大，碰撞机会和冲量总和减少。膨胀率过小，水流紊动强度或扰动强度过小，也会导致碰撞频率和冲量下降，研究表明，20%-30%膨胀率所对应的冲量和碰撞频率最大。
  兼顾剪切力和摩擦力，推荐使用的膨胀率约为50%，见表4-5。

  反冲洗条件 表4-5

  滤料	冲洗强度q[L/(m2·s)]	膨胀率e (%)	冲洗时间(min)
  砂	12-15	≈45	5-7
  煤+砂	13-16	≈50	6-8
  煤+砂+磁铁矿	15-19		6-7

• 反冲洗对过滤运行至关重要，如果反冲洗强度或者冲洗时间不够，滤层中的污泥得不到及时清除，当污泥积累较多时，滤料和污泥黏结在一起变成泥球甚至泥毯时，过滤过程严重恶化；如果反冲洗强度过大或历时太长，则细小滤料流失，甚至底部卵石错动而引起漏滤料现象，而且耗水量也增大。因此，反冲洗的关键是控制合适的反冲洗强度或膨胀率和适当的冲洗时间。
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