[发明专利]城市供水过滤系统水头损失的一种新的计算方法

权利要求书

1.一种城市供水过滤系统水头损失的计算方法，其特征是，包括如下步骤：

第一步：测量过滤系统中不同时刻不同厚度的滤层的水压力，得到水从任意一滤层到另一滤层的压力差，并依次计算出不同时刻各对应厚度的滤层的水头损失：

Ht=h0+v12-v222g-Δpρg---(5);]]>

式中，H_t是指：水从某一滤层到另一滤层的水头损失，单位：米；

h₀是指：两滤层的相对高度，单位：米；

v₁和v₂分别指：两滤层的过滤速度，单位：米/秒，该参数为设计参数，预先设定；

g：重力加速度，单位：m/s²；

ΔP：水从某一滤层到另一滤层的压力差，单位：m；

ρ：水的密度，单位：kg/m³；

第二步：用不同时刻不同厚度的滤层的水头损失，来计算各对应厚度的滤层的比沉积量：

式中，H_t：某一时刻某一厚度滤层的水头损失，单位：米；

H₀：某一厚度清洁滤层的水头损失，单位：米；

ε₀：清洁滤层孔隙度；此参数为工艺设计参数，根据该设计参数选择相应的滤层材料；

σ：滤层比沉积量；

第三步：建立不同厚度的滤层的比沉积量与滤池过滤时间、待滤水浊度、滤层厚度以及滤速v之间的关系函数：

t=λ2vϵ0(λ1c0+λ2v)2lnλ1c0ϵ0λ1c0ϵ0-(λ1c0+λ2v)σe(λ1v-λ2)x+σe(λ1v-λ2)x(λ1c0+λ2v)---(8);]]>

式中，t：滤池过滤时间，单位：小时；

v：滤池过滤速度，单位：m/h；

c₀：待滤水浊度，单位：NTU；

ε₀：该滤层清洁滤层的孔隙度；

σ：该厚度的滤层的比沉积量；

x：某一滤层的厚度，单位：m；

λ₁和λ₂：过滤系数；

根据对应时刻的水厂实际生产运行的待滤水浊度、滤池过滤速度的变化数据共同建立数据样本空间；

第四步：对所述式(8)的函数中的过滤系数λ₁和λ₂进行辨识求解；

第五步：将第四步的求解结果代入式(8)，同时令σ＝95％σ_max，可知由水头损失确定的最大过滤时间为

Tmax=0.95λ1c0+3.0λ2vφ2ϵ0---(9)]]>

式中，T_max：最大过滤时间，单位：小时

c₀：待滤水浊度，单位：NTU

v：滤池过滤速度，单位：m/h

ε₀：清洁滤层孔隙度

φ：φ＝λ₁c₀+λ₂v

λ₁和λ₂：过滤系数

第六步：将所述最大过滤时间代入式(8)和(4)，得到允许的最大水头损失。