[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

摘要

本发明是一种城市供水过滤系统水头损失的计算方法，包括下述步骤：1、计算不同时刻不同厚度的滤层的水头损失；2、计算不同厚度的滤层的比沉积量；3、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；根据对应时刻的实际运行的待滤水浊度、滤池过滤速度的变化数据共同建立数据样本空间；4、对第3步建立的关系函数中的过滤系数进行辨识求解；5、确定由水头损失确定的最大过滤时间；6、由最大过滤时间得到允许的最大水头损失。将本发明的方法确定的最大水头损失作为停止过滤的触发条件，可以避免过早地停止过滤，发挥滤池最佳状态，优化水厂过滤工艺，提高水厂自动化水平。

主权项

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：NTUv：滤池过滤速度，单位：m/hε₀：清洁滤层孔隙度φ：φ＝λ₁c₀+λ₂vλ₁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。