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1、性 能滤料的性能是通过过滤装置的运行性能而体现的，采用 DA863 彗星式纤维滤料的过滤装置包括压力式 DA863 过滤器和 D 型滤池。描述过滤装置性能的通用方法是采用技术指标进行描述，如，滤池结构参数、过滤速度和过滤周期等操作参数、滤料性质参数，以及滤床纳污量等综合性参数。DA863 彗星式纤维滤料过滤对原水的水质和水量变化具有较强的适应性，过滤操作参数的选择范围大，因此，在采用常规技术指标法描述的基础上，辅以性能曲线描述 DA863彗星式纤维滤料过滤过程，可更直观地反映过滤装置的性能，从而为过滤装置的设计、运行操作和监控提供有效的参数选择依据。衡量过滤装置性能的技术参数涉及滤料性质、滤床
2、状态、过滤过程和反冲洗操作等几个方面，见表 12-1。表 12-1 过滤装置的主要性能指标和参数类别 指标 参数及符号材料种类与来源 如砂滤料、纤维成形体滤料尺寸 如粒度、纤维单丝直径等滤料性质指标物化性质 水力分级特性、表面性质等填充量 滤床高度(H) 孔隙率及其分布 孔隙率，滤床可压缩性滤床状态指标纳污能力 单位体积滤床纳污量(R)运行效率 滤速(V)过滤操作时间 过滤周期 (T)动力效率 滤床水头损失(H)处理能力 单位面积日产水量(Q n)过滤过程悬浮物去除能力 悬浮物去除率，过滤精度反冲洗规程 反冲洗时间，反冲洗的气/水强度水利用率 反冲洗耗水率 ()运行操作指标反冲洗操作反冲洗程度
3、 滤料剩余积泥率过滤装置各项性能指标的重要性随着滤料性质、运行方式和处理要求而不同，单一的性能参数不能确切表示滤料或过滤装置的性能优劣。过滤装置性能曲线的基本概念1过滤参数与性能曲线 过滤装置的性能指标参数（如滤速、过滤周期、水头损失和纳污量等）可以通过试验和计算得出，但这些参数之间的关系是什么？当某项参数发生变化时，其它操作参数又如何随之发生变化的？这些问题可以通过过滤装置的性能曲线进行描述和分析。DA863 过滤器和 D 型滤池的性能曲线是将过滤过程的各主要参数相互关联起来的一组曲线，可直观地反映出过滤装置的工况范围和操作点。通过性能曲线，设计者和使用者可以方便地掌握过滤装置的适用条件和范
4、围，进而有针对性地进行设备选型和运行操作条件选择。采用性能曲线描述 DA863 过滤器和 D 型滤池性能的方法是一个新的尝试，这一方法在以往的过滤理论中缺乏系统性论述。由于过滤过程涉及因素众多，除过滤装置本身的性能指标外，还与原水的性质（如悬浮物组成和浓度、水温）以及预处理方法和效率等各种因素有关，目前的性能曲线主要针对过滤装置的运行参数，包括：过滤速度(下简称滤速，V，m/h) 、过滤周期(T，h) 、单位面积日产水量(Q n，m 3/m2d)、滤床水头损失( H ，m H2O)、进水悬浮物浓度(C i，mg/L)和出水悬浮物浓度(C e，mg/L)、反冲洗耗水率( ，%)、单位体积滤床纳污
5、量(R，kg/m 3)等3，这些参数的相互关系分别阐述如下。2单位面积日产水量(Q n)与滤速 (V)的关系理论上，若过滤装置以恒定滤速(V)无限期运行，则单位面积最大日产水量(Qm，m 3/m2d)为：(12-1)VQm24即，最大日产水量(Q m)与滤速(V)呈线性关系。若假设：原水水质不变，即不考虑进出水浓度对过滤周期的影响；反冲洗操作时间为 0.5 小时；过滤周期为 T；每日反冲洗次数为 n；反冲洗耗水率为 。过滤装置的每日反冲洗次数： (12-2)5.024n每日反冲洗耗水量：(12-3)VTq过滤装置单位面积日产水量： nQ即， (12-4)5.0)1(24式(12-4) 为过滤装
6、置日产水量与滤速的关系式，简记为 Qn-V 关系。在实际过滤操作中，如果过滤周期不变，则该曲线为直线。对式(12-4)作图得不同滤速下过滤装置单位面积日产水量与过滤周期的关系，见图 12-2，图中，=5%。单位面积过滤装置日产水量（m3/m2d）过 滤 速 度 （ m / h ）图 12-2 不同过滤周期下单位面积日产水量与滤速的关系从单位面积日产水量与滤速的分析可得出如下结论：针对每个滤速值，过滤装置的日产水量都有一个上限，T 越大，Q n 越接近 Qm；过滤周期相同的情况下，滤速每增加一倍，日产水量增加 100%，因此，滤速的大小决定了日产水量的大小，亦即决定了处理能力。3过滤周期(T)与
7、滤速(V)的关系一般而言，滤速越大，水中悬浮颗粒在滤床中的迁移速度越快，相应地，滤床越容易穿透，过滤周期也就越短。理论分析表明 4，滤床纳污量(R)是决定过滤周期(T)和滤速(V)的关键因素，故而，可以通过计算滤床纳污量求得过滤周期(T)和滤速(V)的关系。滤床纳污量的表达式：(12-5)310)(HCVTRei或， (12-6)(ei对于 DA863 彗星式纤维滤料，滤速不同，过滤压力不同，则滤床的压缩程度不同，滤床孔隙率亦不同，因此，滤床纳污量主要与滤速有关。由式(12-6) ，当进水和出水浓度变化不大时，T 随 R 的增加而增加，随 V 的增加而减小。通过试验可测定滤床纳污量随滤速的变化
8、关系，采用理论计算与试验数据拟合的方法可得出滤床纳污量与滤速的关系式 R(V)，结合式(12-6)，可得出过滤周期与滤速的关系，简记为 T-V 关系。4水头损失(H) 与过滤速度 (V)的关系由试验数据可以绘制出滤床水头损失随过滤速度的变化，简记为 H-V 关系。5性能曲线的实用意义通常，过滤装置的使用者出于不同目的和应用条件，需要在初始投资、运行成本、占地面积和处理效率等诸多因素中权衡利弊。由于 DA863 彗星式纤维滤料过滤装置可以实现在较宽的工况参数范围内运行，单纯性能指标不便于使用者做出决定，因此，使用者可参考性能曲线进行过滤装置的选型、过滤系统配置和运行操作控制。以较小的占地面积实现
9、较大的处理规模是水处理工程追求的目标之一，通过日产水量与滤速的关系（Q n-V 关系） ，可以粗略估计出过滤装置应采用的滤速值。由过滤周期与滤速的关系（T-V 关系） ，一方面，设计人员可以根据不同的处理任务选择合理的过滤周期和滤速；另一方面，操作人员在运行过程中，可以根据运行条件或运行要求的变化，选择相应的过滤运行工况。滤床水头损失与过滤速度的关系（H-V 关系）的实用意义在于：第一，是水泵选型的依据之一；第二，为过滤系统的水力设计（如管路配置、过滤器配水系统）提供了基础数据。过滤过程的试验结果表 12-2 为 DA863 过滤器的典型运行结果。表 12-2 DA863 过滤器的典型试验结果
10、试验周期编号 1 2 3 4 5水温（） 17 13 9 10 8絮凝剂 PAC PAM PAC PAM PAC PAM PAC PAM PAC PAM絮凝剂投加量（mg/L） 6 0 6 0.02 4 0.01 8 0.016 8 0.02滤速（m/h） 20 40 40 60 80过滤周期（h） 16.5 6.5 14.0 7.0 5.0单位面积日产水量（m 3） 460 880 915 1347 1760单位面积周期产水量（m 3/m2d） 330 260 560 540 560平均进水浊度（NTU） 62 58 28 21 17出水浊度（NTU） 1 1 1 1 1平均去除率（%） 9
11、9.47 98.64 98.54 98.17 96.10起始水头损失（mH 2O） 0.45 0.96 1.47终止水头损失（mH 2O） 6.07 7.60 8.92滤床纳污量（kg/m 3 滤料） 24.1 17.7 18.4 10.4 8.0分别取过滤器进出水水样，用显微图像仪记录水中颗粒状况，采用划线计数法直接测量水中大于 2m 粒子的个数，得出试验条件下 DA863 彗星式纤维滤料过滤器对大于2m 的颗粒的去除率95%。反冲洗操作的试验结果反冲洗操作采用气-水联合反冲洗的方法。进行气水联合反冲洗时，空气泡与滤料间的摩擦力、单个滤料间碰撞力和水的剪切力是促使杂质颗粒与滤料分离的主要因素
12、，反冲洗操作的关键在于过滤器反冲洗时间与条件控制，以及反洗空气的压力、强度和均匀度。经试验，确定 DA863 过滤器的反冲洗规程为：先以反冲洗水将滤床托起，然后通入反冲洗空气，详见表 12-3。表 12-3 DA863 过滤器反冲洗操作规程反冲洗规程 操作时间 （min） 反冲洗空气强度 （L/m 2s） 反冲洗水强度 （ L/m2s）水流托起滤床 1 30空气反冲洗 6.5 40 气-水混和反冲洗 2 40 11水流冲洗 2.5 30总计 12 试验得出，反冲洗耗水率为 1.27%。 DA863 过滤器的性能参数通过生产性试验考察，DA863 过滤器的性能参数如表 12-4。表 12-4 D
13、A863 过滤器的性能参数试验结果类别 技术指标水温， 8 - 17进水浊度，NTU 15 - 110原水性质出水浊度，NTU 1滤速，m/h 20 - 100过滤周期，h 5 - 16.5滤床水头损失，mH 2O 6.07 -8.92单位面积日产水量，m 3/m2d 465 - 2000悬浮物去除率，% 95过滤过程滤床纳污量，kg/m 3 21.70 - 41.52反冲洗时间，min 12反冲洗空气强度，L/m 2s 40反冲洗水强度，L/m 2s 11/30反冲洗耗水率，% 1 - 2运行操作指标反冲洗过程滤料剩余积泥率，% 0.5 - 2DA863 过滤器的性能曲线1试验数据整理日产水
14、量与滤速的关系（Q n-V 关系）和滤床水头损失与过滤速度的关系（H-V 关系）可由表 12-2 中的试验数据绘出，如图 12-3 和图 12-4。04008001200160020000 20 40 60 80 100 120过 滤 速 度 （ m/h）单位面积日产水量（m3/m2d）0123456789100 20 40 60 80 100过 滤 速 度 （ m/h）过滤终期总水头损失（mH2O）图 12-3 日产水量与滤速的关系 图 12-4 滤床水头损失与过滤速度的关系过滤周期与滤速关系（T-V 关系）与过滤器进水浓度密切相关，由表 12-2 中的数据仅能绘出试验条件下的 T-V 关系
15、，见图 12-5，图中，进水浊度分别为 17-28NTU 和 54-62NTU。03691215180 20 40 60 80 100过 滤 速 度 （ m/h）过滤周期（h）进 水 浊 度 =54-62NTU进 水 浊 度 =17-28NTU图 12-5 试验条件下过滤周期与滤速的关系为绘制不同进水浊度下的过滤周期与滤速关系，对表 12-2 中的 R 与 V 值进行数值拟合，结果如式(12-7) 和图 12-6。(12-7)VeR0192.8435将式(12-7) 代入式 (12-6)，得：(12-8)30192.)(CHTy = 35.845e-0.0192x0510152025300 2
16、0 40 60 80 100过 滤 速 度 （ m/h）纳污量（kg/m3）图 12- 6 滤床纳污量与滤速的关系依式(12-8) 可计算在相同出水浓度下（C e 95过滤过程滤床纳污量，kg/m 3 30.01 - 53.84反冲洗时间，min 15反冲洗空气强度，L/m 2s 30反冲洗水强度，L/m 2s 14反冲洗耗水率，% 1 - 2运行操作指标反冲洗过程滤料剩余积泥率，% 0.78D 型滤池性能曲线通过试验数据处理及分析，得出 D 型滤池的性能曲线如图 12-9，该图绘出了在出水浊度(C e1NTU)的条件下， 进水浊度在 10-45NTU 的范围内，日产水量与滤速的关系（Q n-V关系） 、过滤周期与滤速关系（T-V 关系） ，以及滤床水头损失与过滤速
