普快滤池气水反冲洗配水配气管设计参数的数值模拟

第30卷第23期2014年l2月中国给水排水CHINAWATER＆WASTEWATERVo1．30No．23Dec．2014普快滤池气水反中配水配气管设计参数的数值模拟陆彬，蔡报祥，叶新，王如华(上海市政工程设计研究总院<集团>有限公司，上海200092)摘要：研究开发了一种配水配气管，它能够将普通快滤池的单水反冲洗方式改造为气水反冲洗方式。建立了该配水配气管配水过程的数学模型，进行了数学验证试验，分别采用单因素数模分析和Box．Behnken模型响应曲面法多因素数模分析，考察了配水配气管的配水孔径、长度及进水断面水头压力对配水均匀性及反冲洗强度的影响。结果表明，通过调整配水配气管的配水孔径、长度，能够满足不同尺寸要求的滤池的反冲洗均匀配水及无滤料膨胀的低强度反冲洗。关键词：普通快滤池；气水反冲洗；配水配气管中图分类号：TU991文献标识码：C文章编号：1000—4602(2014)23—0144—05NumericalSimulationofDesignParametersofAirandWaterDistributionPipeforAir／WaterBackwashinginConventionalRapidSandFilterLUBin，CAIBao—xiang，YEXin，WANGRu—hua(ShanghaiMunicipalEngineeringDesignInstituteCo．Ltd．，Shanghai200092，China)Abstract：Atypeofairandwaterdistributionpipewhichcanconvertwaterbackwashingtoair／waterbaekwashinginaconventionalrapidsandfilterwasdeveloped．Themathematicalmodelforwaterdistributibnprocessoftheairandwaterdistributionpipewasestablished．andthemathematicalproofwasperformed．ThesinglefactorexperimentsandBox—Behnkenresponsesurfacemethodologywereusedtoin-vestigatetheeffectsofwaterdistributionporesize，lengthandcross—sectionheadpressureofairandwaterdistributionpipeonwaterdistributionevennessandbackwashingintensity．Theresultsindicatedthattheevennessandlowbackwashingintensitycouldberealizedthroughadjustingwaterdistributionporesizeandlengthofairandwaterdistributionpipe．Keywords：conventionalrapidsandfilter；air／waterbackwashing；airandwaterdistributionpipe目前，国内老水厂普遍采用传统的单水反冲洗普通快滤池，反冲洗效果差、水耗和能耗高，因此，需要对其进行改造。笔者所在课题组开发了一种应用于普通快滤池的气水反冲洗改造技术，采用配水配气管作为气水反冲洗改造的技术关键，前期研究表明此种配水配气管在目前常规反冲洗参数下运行的反冲洗效果明显好于普通快滤池的单水反冲洗⋯，但关于配水配气管设计参数对配水配气均匀性的影响并没有进行深入探讨。根据《室外给水设计规范》(GB50013-2006)的设计要求，反冲洗气冲强度约为反冲洗水冲强度的2．1—4．3倍(单层粗砂均匀级配滤料)J，因此，满足配水均匀的配水配气管基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07403—002)；国家科技支撑计划项目(2012BAJ25B02—01)；上海市青年科技启明星计划(B类)项目(13QB1403300)·144·陆彬，等：普快滤池气水反冲配水配气管设计参数的数值模拟第30卷第23期设计基本满足配气均匀，由此，笔者仅对配水配气管设计参数对配水均匀性的影响进行了研究，重点分析了其对配水均匀性、反冲洗强度的影响。1研究方法．1．1配水配气管平面布置配水配气管的平面布置如图1所示。配水配气管所服务的反冲洗平面的横向布置可通过调整配水配气管的根数来实现，而反冲洗平面的纵向布置则可通过调整配水配气管的长度来实现。由此可见，反冲洗平面的配水均匀性与纵向配水配气管的长度有关，而与横向配水