: 一 生 ( ) ——脱 除效 率

  • 时间:2021-01-24 22:47
  • 作者:mg视讯
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  , 双 层 滤 料 过 滤 器 的 设 计 计 算 一 铝 内容 提 要 石 油 大学 副 教 授 文联 奎 详 细介 绍 1双 层 滤 料 过 滤 器 的主 要 设 计 参 数 ;过 滤器 的 直 径 、 高度 和 负荷 、操 作 周 期 的确 定 方法 ;过 滤 初 始 压 降 和 终 1压 降 的 计 算 方 法 ;反 洗 时 的流 速 、 上层 滤 料 床 层膨 胀 率 、支 承托 层 的流 化 速 度 、滤 料 高度 、 水 量 以 及 滤 料 压降 的 计算方法 主题词 过滤器 X7 -、 4 3 o 过滤层 污水处理 工艺设 计 计 算方 法 近年 来 ,双 层滤 料过 滤 器 在 国 内外 油 田的 擂 水 处 理 上得 到 了 广赶 应 用 。在 双 层摅 料过 滤 器 内 ,上 层 放置 粗粒 滤料 ,下 层放 置 细 粒滤 料 。水 流 从 上 到 下 流 过 ,先 经 粗 粒 滤料 过滤 ,再 经细粒滤料过滤 ( 图 1 。为保证反 i洗时两层滤 料不致 反混 ,粗粒滤 料的相对密度要小于 见 ) 巾 细粒滤料 的相对密度 。 一般常用的粗粒滤 料为无烟煤 ( 相对密度 为 1 5 . 左右 ) 细粒 滤料为柘 , 馏石 ( 对 密 度 为 4 1左 右 ) 当然 ,也 可 以 采 用 其 它具 有 合适 级 配 的 滤料 。 相 . 。 双层滤斟过滤器的优点是 :① 滤速 高 ,可节 省设备投 资 }② 水 流 先 粗 滤 后 精 滤 ,可 提 高 悬 浮 物 的 去 除率 }③ 滤 床有 较 大 的含 污 能 力 ( 位 滤 床 体 积 所 截 留的 固体 量 ) 单 ,因 而延长 了过滤周期 ,降低 了操作费用 一 、 主 要设计 参 数 1 .滤 料 的 配 置 双 层滤 料 过 滤 器 的滤 料 配 置 见 表 1 。 谴 层 上 下 剐 撼 料 的 配 置 衰l 高 有 数粒径 。 层 料 相对密 度 均匀系 数 一 (1 ) nm ( ) m 层 无蝈 煤 1 4 . O 8 2 0 1 3 1 8 0 2 1 0 . ~1 7 . ~ - . ~ . . ~ . 层 柘 橱石 4 O 4 2 . ~ 1 0 1 2 . 0 4 . . ~ . O 2 . . ~1 6 ~2 0 田 l 双 层滤 科过滤 器 的结构 示意圈 1 进承 一 2 粗粒 滤料 一 3 细 粒 滤 料 一 6 撼 后 水 一 5 漕 同 水平 { 水 管 一 亡 支承 托层 柘 揞石 4 0 4 2 0 6 . 1 2 . o 2 . . ~ _ ~1 2 . ~1 6 ~0 4 注 : *累 积 分 布 为 1 的 颗 粒 粒 径 0 4 支 承托 屠 ~ * * 积分布 为 6 的囊粒粒 径与累 积分 布为 1 的颗粒粒 径之 比 覃 0 0 2 .滤 速 双层滤 料过滤器 的撼速 比单层滤 料过滤器的滤 速大 ,一般 为( ~1 ) o 8 5 ×1~m/ , 2 ~ s即 9 S m/ 。 4 h 3 .进水水质 及脱赊效 率 为充分发挥双层滤料过滤器 的处理效能 ,对 进水 水质应有 一定 的要求 。_般要求 为:进 一 水中 固体 悬 浮物 含量 不 大于2 0 g L( 油 田污水 来说 , 浮物 含量 一 般都 在 1 0 g L . 0m / 对 悬 0m / P  ̄ 帅 油 田地 面工程 ( E) 第 l 巷第 4期 ( 9 2 8 OS 】 1 9. ) 下 , 2  ̄2 mg L) 固体 悬 浮物 中 不 含 有 大 于 2 的 颗 粒 ; 即 0 5 / ; Om 进 双层 滤料 的过 滤 周期 衰 2 间 水含油量 不超过 3 m / ( 0 g L 最好低 于 lmg I 。在这样 的条件 下 , O /) 双 层 滤 料 过滤 器对 大 于 r 的 固体 悬 浮 物 的 脱 除 率 在 9 以上 。 i l O 4 .过滤周期及负荷 滤周 期 的 范 围 见表 2 。 操 过 匣 作 滤 洗 时 ( h) 。 4 1 ~ 2 0 1 . .。 3  ̄0 滤 层 的 固体 负荷 为 28 3 6 g ( . ~ . k 固体 悬 浮 物 )/ 滤 料 。过 m 捧放静 置 m 2 . ~0 3 二 、过 滤器 的主要 结构 尺 寸及 操 作 条件 的确 定 在 已知进 水水 质 、固体 悬浮物含量 、粒度分布及要求的脱除率条件下 ,即可选定滤料粒 度 、滤 层 厚 度及 滤 速 。一 般 情 况 下 ,当水 中 固体 悬 浮物 的粒 度 较 小 时 ,应 选 取 较 细 的 滤 料 } 当 水 中 固体 悬 浮 物 的 粒 度 较大 时 ,则 选 取 较 厚 的 滤层 或 较 小 的 滤速 。 1 .过 滤 器 的 直 径 及 高 度 已 知 处理 水 量 q ( / ) ms ,并 选 定 滤 速 ( s ,即 可 定 出过 滤 器 的 直 径 : m/) ‘ DF 一√ 兰 V ( m) (1) 按式 ( )计 算 出的 直 径 , 应 予 以 圆 整 。 1 过滤 器的高度 .除应考虑集水管所 占空间外 .还应考虑反冲洗操 作需要的空间 :眨洗时 滤料 的 床层 膨 胀率 一 般 为 5 ~ 1 0 .固 而 ,整 个 过 滤器 的 高 度 ( 0 0% m)应 为 : ,F 2 L + ) ( . ~ 1 5 』一 ( + 05 .) (2 ) 式中 :L —— 上层 滤料 的珠层 厚度 ,m; 】 厶—— 下层滤料的床层厚度 , m 2 .过滤器的 负荷 及操作周期 给定进水 中的固体 悬浮物粒 度 e 及 脱除率 , 由床层负荷即可确定一个 过滤周期 所处理 的 污水 量 Q, : 一 生 ( ) ——脱 除效 率 , ; % ( 3) 式 中:——过 滤器负荷 ,g m ( k / 滤料 ) f C —— 水 中 固体 悬 浮 物初 始浓 度 , / mg L或 g m / 。 一 个 过滤周期所需的时间则为 : () h “ ) 如 果 预 先 选 定 的 滤 速 过 大 ,通 过 式 ()计 算 出 的 一 个过 滤 周 期 所 需韵 时 间必 然 过 短 ,使 4 反冲洗频繁 ,不但操作 不便 , 而且 浪费反洗水量 。 在这 种情况下应适 当降低所选定 的滤速 , 重新作过滤器负荷及操作周期 的计算 。反之 ,如果预先选 定的滤 速太 小,使一个过 滤周 期所 需时间加长 ,相应的过滤器直径过大 ,投资费用较高 ,此时可适 当加大撼 速 。总之 ,应在有 足 够 长 的 过 滤 周 期 而 设 备 投 资 又 不 大 的 原 则 下 ,择 优 确 定 滤 速 。 三 、压 降 的计 算 1 .过 滤 初始 时压 降 计算过滤床层压降的公式为 E g n公式 ,即 : ru 油 田地 面工 程 ( S O E) 第 i 1畚第 4期 ( 9 2 8 19. ) 4 1 Pf t ?V o口 去 = 式 中 :△ 一 过 滤 初 始 时 的 压 降 ,P ; a , —— 阻 力 系 数 ; — — ( 5 ) 表 面 平均 直径 ,m; 0 6 ,对 柘 榴 石 可取 0 7 ; .5 . 0 D —— 滤 料 体 积 体—— 滤 料 球 度 系 数 ,对 无 烟 煤 可 取 空隙度 ; ,一 4 ( Z 1 — , l 床 层 厚 度 ,m; —— 其 中 P —— 水 的 密 度 ,k / 。 g m ) 十1 7 ?5 ( 6) (7 ) R % - D / p pu p 式 中 : —— 水 的 粘 度 .P S a? 。 在 实 际 应 用 上 ,可 将 式 () ( ) 简化 ,而 得 到 式 ( ) 的形 式 5 、 6 8 A 1 0 ( 一 ) 8 1 。 ∈ ; 讳 D 式 ( )即 为常 用 的 过 滤 床 层 压 降 的 计 算 公 式 。。 8 双层过滤床层的压降可按各 床层层高及滤料粒径分别进行计算 ,合起来即 为总压降 。 2 .过 滤 终 了 时 压 降 过 滤 时 . 于 固体 悬 浮物 沉 积 于 滤 料颗 粒 所 形 成 的 空 隙 中 , 滤 料 的 空 隙 度逐 渐变 小 , 由 使 因 此 床 层 压 降 随 过 滤进 程 而 增 加 。床 层 压 降 的增 加 量 随 进 水 中 固体 悬 浮 物 的 含 量 、滤 速 及 过 滤 时 间 而 变 化 ,故 终 了 时 的 压 降 可用 下式 计 算 : 一 dP , T o t (9) 式 中系 数 k最 好通 过 小 型 模拟 试 验 确 定 。 无 条 件 进 行 模 拟 试 验 , 可按 式 (0 计 算 。 : 如 亦 1) 等一 [r +]+ + 。 ) z】 [ ( 。 十( ] 式 中: ——过 滤终 了时滤料截 留的固体悬 浮物体积 占滤料总体积的分率 。 c 。 四 、 反 洗操 作 条 件 的确 定 反 洗 时 ,反 洗 水 的流 速 应 达 到 使 两 层 滤 料 均 呈 流 化 状 态 时 的 流速 ,才 能使 滤 料 颗 粒 表 面 粘 附 的 固 体 悬 浮物 得 以脱 除 ,并 被 水 流 带 走 。 当然 反 洗 水 的 流 速 也 不 能 太大 ,以 免使 两层 滤 料 混 杂 或 被带 走 。 1 .反 洗 流 速 的 计 算 () 下 层滤 料 的 床层 膨 胀 率 及 空隙 度 1 在 进 行 反洗 流 速 的计 算 时 ,应 先 确 定 下层 滤 料 在 反 洗 时 的 床 层 膨 胀 率 ,一 般 取 为 5 % 0  ̄1 0 即 4=1 5 . 。 0 %, . ~2 O 给定 了反洗时下层滤料 的床 层膨胀率 , 可算 出反洗时下 层滤料 即 的 空 隙度 : 一 篙 …) ( ) 临界 流 化 速 度 2 要想求得 在 “ 条件下的反洗 速度 ,必须先计算临界流化速度 。可按下述经验式计算 : 4 2 油 田地面 工程 ( E) 第 u 卷第 4埘 ( 9 2 8 OS 19. ) “=648 0 v f .8 ×1 . 二 : (2 1 ) 式 中 :De 。 —— 颗 粒 累积 分 布 为 6 % 的滤 料 粒 径 ,m; 0 — — 滤料 颗 粒 的 密 度 ,k / 。 g m。 ( )反 洗流 速 3 反 洗流 速 可 依下 式 计 算 。 : 一l 1 f ” 式 中的 指 数 为 扩 展 系 数 , 计 算 式 为 其 n033 ..8.+ 9f 5 4 其 中 Re= i 1e (s R 应 当 注 意 , ( 2 ~ ( 4 的适 用 范 围 为 Re< 1 。 式 1) 1) r O 2 .上层 滤 料 床 层 膨 胀 率 的 计 算 ( ) 由式 (2 1 1 )计 算上 层滤 料 的 临界 流 化速 度 .反 洗 流 速应 大 于 该 流 化 速 度 。 ( ) 由式 (3 、 () 2 1 ) I ,计 算 在 废反 洗速 度 下上 层 滤 料 的 空 隙 度 。 4 ( ) 由 式 (1 3 1 )计 算 .在该 匣洗 速 度 下上 层 滤 料 的 床 层 膨 胀 率 。 3 .支 承 托 层 流 化 速 度 的 计算 由式 (2 1 )计 算 支 承 托 层 的 临界 流 化速 度 反 洗速 度应 小于 该 流 化速 度 。 4 .滤 料 高 度 的 计算 反洗 时总 的滤 料高 度 应 为 : L = 厶¨+L2 +厶 4z 反 洗 时 滤 料 的 总高 度 应 小于 过 滤 器 的 总高 度 ,即 :L < s .反 洗 水 量 的 计算 一 般 来说 ,反 洗 时 间 为 1 ri 0 n,则 反 洗 总 需 水 量 为 : a 寻 跏 反洗用水量 Q 与 一个过滤周期 的过滤水量 Q ^ 之 比应在 2 %以内。 6 .滤 料 压 降 的 计算 ( ( ( ( ( ( 因反 洗 时 滤 料 处 于 流 化 状 态 ,故 压 降 可 由反 洗 时 的 空 隙 度确 定 : Ⅲ △ = 厶 ( 1 岛) - p g ( ) Ⅲ 参 考 文 献 (3 1K. J I e : Fi . & Se a, ( ) 1 7.1 8 . rs l t p 2 , 5 90 [ ] D?W ?S n e sr m ,H .E. Kli 2 u d rto e :W a t s e te t n , Pr n ie Ha 1 r ame t e tc . l.Ne Y0 k.1 7 w r 9 9 . [ ] ? . ts F n a nas f fudzd bdc e ' rcs s B tew0t s L0 d n 1 83 3 J E Yae : u d me t lii e hmh lp oes , utr rh , n 0 lo e a e 9 ( 稿 日期 收 1 901 ] 9 2 4 。 油 田地 面工 程 ( s 0 E) 第 1 1卷 第 4 ̄ ( 9 2 8 19. ) 4 3

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