【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于过滤性能测定，具体为滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置及方法。
技术介绍
1、渗透系数k是综合反映滤层渗透能力的一个指标，精准确定其数值对于渗透计算而言具有至关重要的意义。渗透系数的大小受到众多因素的显著影响，主要取决于滤料颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等。要建立计算渗透系数k的精确理论公式比较困难，目前在实验室中测定渗透系数k的仪器种类和试验方法大致可分为“常水头法”这一类别。
2、常水头试验法是指在整个试验过程中保持水头恒定，从而使水头差也保持不变。试验时，将截面为a、长度为l的饱和试样装入透明塑料筒中，打开水阀，使水从上到下流经试样并从出水口排出。当水头差△h和渗出流量q稳定后，测量在特定时间t内流经试样的水量v，当滤池内水流雷诺数re<10，属于低速流体，符合达西定律，一维达西渗流公式如下：
3、
4、式中：v-表面滤速(m/h)；q-流量(m3/h)；a-滤池截面积(m2)；k-渗流系数；δh-滤层高度上的压降，即测压管上的高差(m)；δl-测量滤层高度，即测压管连接处间距(m)。上式当δh＝δl时，此时k对应的表面滤速的大小即为渗透系数。
5、国内外相关研究表明，水头损失增长快慢，过滤周期长短，恒定滤速高低，泥土、粉砂、细微有机物、无机物、浮游生物等悬浮物杂质的去除率等均可作为评估滤池过滤性能的关键要素。
6、m.b.gamet等用单位滤池面积的周期产水量与过滤终期的水头损失的比值来评价过滤性能，其公式如下：
7、
8、式中：vh-恒定滤速，m/h；t-运行时间，h；ht-过滤终期水头损失，m。k.j.ives在m.b.gamet等提出的fpi评价指标基础之上，增加了水质的影响。其公式如下：
9、
10、式中：c0-平均进水浊度；ce-平均进水浊度。
11、c.d.bisker等提出了如下过滤性能评价指标：
12、
13、t.d.lekkas引入剩余水头的比率δht和计算点的富余浊度比率δct，公式如下：
14、
15、式中δht即极限水头损失减去计算时水头损失的差值(hlim-ht)与极限水头损失hlim的比值；δct即允许极限浊度clim减去计算时的出水浊度ce的差值与极限浊度clim的比值。
16、景有海等增加滤层厚度l对过滤性能的影响，jc指标，其公式如下：
17、
18、式中l为滤层厚度。
19、上述公式2-7中，k、δh、δl、vh、t、ht、c0、ce、δht、δct、l均作为评价滤料渗透系数和过滤性能的主要因子，目前广大相关文献研究和市场上涉及的试验装置主要存在以下问题：采用常水压头试验滤速过低，渗透系数测验的滤料粒径范围小；进出水口接头尺寸及分层高度未标准化设计，测验滤层的水流向单一和层数过少；试验设备的部件通用性有限且布局零散；无反冲洗功能，需频繁更换清洗滤料；缺少自动化在线测定仪器。
20、综上所述，迫切需要提供滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置及方法，以克服当前实际应用中的不足。
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置及方法，有效解决了上述
技术介绍
中的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置，包括箱体结构，所述箱体结构包括主框架结构、箱门、滑轨以及工具柜，所述箱体结构内还设置有进出水系统、过滤系统、反冲洗系统、压差测管系统以及plc控制系统；
3、所述进出水系统包括进水泵、胶管以及抽屉式水箱，所述抽屉式水箱在主框架结构内设置有两组，所述过滤系统包含透明滤柱以及依次设置于透明滤柱内的硫铁矿粒、承托层和滤帽，且透明滤柱顶部还设置有密封盖板，所述压差测管系统包含玻璃刻度管组，所述玻璃刻度管组设置于箱门的门板上，且玻璃刻度管组设置有多组，多组玻璃刻度管组之间分别通过金属软管与透明滤柱连接，进水泵与透明滤柱之间以及进水泵与抽屉式水箱之间均通过管道连接，其中一组管道与上层的抽屉式水箱之间还设置有软管。
4、优选的，所述进水泵所在的管道上还设置有第二阀门组件，所述第二阀门组件包括阀门a、阀门b、阀门c、阀门d、阀门e以及阀门f；
5、所述进水泵所在的管道上还设置有浊度监测仪a、流量计a、流量计b以及浊度监测仪b。
6、优选的，所述金属软管上还设置有第一阀门组件，所述第一阀门组件包括阀门g、阀门h、阀门i以及阀门j，且阀门g、阀门h、阀门i以及阀门j分别设置于金属软管上。
7、优选的，所述门板上还配备有用于固定玻璃刻度管组的活动卡扣，所述玻璃刻度管组包括玻璃刻度管a和玻璃刻度管b，且玻璃刻度管a和玻璃刻度管b之间通过密封胶套拼接。
8、优选的，所述抽屉式水箱上还设置有拉手，抽屉式水箱的底部设置有用于配合滑轨使用的滚轮。
9、优选的，所述反冲洗系统包含反冲空压机和反冲洗水泵，所述反冲空压机和反冲洗水泵均通过管道与透明滤柱以及抽屉式水箱连接。
10、优选的，所述反冲空压机和反冲洗水泵所在的管道上还设置有阀门k、阀门l、阀门m以及阀门n。
11、滤池滤料过滤性能综合评价测定方法，采用上述的滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：
12、上向流试验时：开启阀门a、阀门d、阀门f，其余阀门关闭，进水泵从原水箱抽水至透明滤柱，水由下往上流动，经过滤料层后通过阀门f所在的管道流至清水箱；水反冲洗时，打开阀门l、阀门m、阀门e、阀门a，其余阀门关闭，反冲水泵从清水箱抽水至透明滤柱，进行水反冲洗，反冲洗后的废水通过阀门e、阀门a在的管道流至原水箱；
13、下向流试验时：开启阀门b、阀门c、阀门e，其余阀门关闭，进水泵(11)从原水箱抽水至透明滤柱(7)，水由上往下流动，经过滤料层后通过阀门c所在的管道流至清水箱；水反冲洗时，打开阀门k、阀门m、阀门e、阀门a，其余阀门关闭，反冲水泵从清水箱抽水至透明滤柱，进行水反冲洗，反冲洗后的废水通过阀门e、阀门a所在的管道流至原水箱；
14、气反冲洗：打开阀门n，其余阀门关闭，由反冲空压机对透明滤柱进行空气冲洗。
15、优选的，所述方法还用于对下、上向流滤层渗透系数k、测压管上的高差δh、测压管连接处间距δl以及极限滤速vmax因子进行测定，具体包括：
16、下向流滤层渗透系数测定流程：
17、步骤1.1：测定试验开始后，透明滤柱上端进水口利用进水泵进水，将透明滤柱的顶盖封闭，打开底部出水阀门，水流从滤料层上方下渗至下方，对进水恒定流速进行梯级调节，使滤层高度上的压降δh保持一段运行时间的稳定，记录这段时间内底部出水q；
18、步骤1.2：当玻璃刻度管组上的高差δh等于玻璃刻度管本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置，包括箱体结构，所述箱体结构包括主框架结构(30)、箱门(32)、滑轨(35)以及工具柜(33)，所述箱体结构内还设置有进出水系统、过滤系统、反冲洗系统、压差测管系统以及PLC控制系统，其特征在于，所述进出水系统包括进水泵(11)、胶管以及抽屉式水箱(17)，所述抽屉式水箱(17)在主框架结构(30)内设置有两组，所述过滤系统包含透明滤柱(7)以及依次设置于透明滤柱(7)内的硫铁矿粒(37)、承托层(38)和滤帽(34)，且透明滤柱(7)顶部还设置有密封盖板(23)，所述压差测管系统包含玻璃刻度管组，所述玻璃刻度管组设置于箱门(32)的门板(5)上，且玻璃刻度管组设置有多组，多组玻璃刻度管组之间分别通过金属软管(6)与透明滤柱(7)连接，进水泵(11)与透明滤柱(7)之间以及进水泵(11)与抽屉式水箱(17)之间均通过管道连接，其中一组管道与上层的抽屉式水箱(17)之间还设置有软管(29)。
2.根据权利要求1所述的滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置，其特征在于，所述进水泵(11)所在的管道上还设置有第二阀门组件，所述第二阀门
3.根据权利要求1所述的滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置，其特征在于，所述金属软管(6)上还设置有第一阀门组件(4)，所述第一阀门组件(4)包括阀门G、阀门H、阀门I以及阀门J，且阀门G、阀门H、阀门I以及阀门J分别设置于金属软管(6)上。
4.根据权利要求1所述的滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置，其特征在于，所述门板(5)上还配备有用于固定玻璃刻度管组的活动卡扣(1)，所述玻璃刻度管组包括玻璃刻度管A(3)和玻璃刻度管B(22)，且玻璃刻度管A(3)和玻璃刻度管B(22)之间通过密封胶套(2)拼接。
5.根据权利要求1所述的滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置，其特征在于，所述抽屉式水箱(17)上还设置有拉手(20)，抽屉式水箱(17)的底部设置有用于配合滑轨(35)使用的滚轮(36)。
6.根据权利要求1所述的滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置，其特征在于，所述反冲洗系统包含反冲空压机(8)和反冲洗水泵，所述反冲空压机(8)和反冲洗水泵均通过管道与透明滤柱以及抽屉式水箱(17)连接。
7.根据权利要求6所述的滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置，其特征在于，所述反冲空压机(8)和反冲洗水泵所在的管道上还设置有阀门K(12)、阀门L(18)、阀门M(9)以及阀门N(21)。
8.滤池滤料过滤性能综合评价测定方法，采用如权利要求7所述的滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的滤池滤料过滤性能综合评价测定方法，其特征在于，所述方法还用于对下、上向流滤层渗透系数K、测压管上的高差ΔH、测压管连接处间距ΔL以及极限滤速Vmax进行测定，具体包括：
10.根据权利要求8所述的滤池滤料过滤性能综合评价测定方法，其特征在于，所述方法还用于对下、上向流滤层过滤性能因子进水恒定滤速Vh、运行时间T、过滤终期水头损失Ht、进水浊度C0、出水浊度Ce、极限水头损失Hlim、极限浊度Clim以及滤层总厚度L因子进行测定；
...【技术特征摘要】
1.滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置，包括箱体结构，所述箱体结构包括主框架结构(30)、箱门(32)、滑轨(35)以及工具柜(33)，所述箱体结构内还设置有进出水系统、过滤系统、反冲洗系统、压差测管系统以及plc控制系统，其特征在于，所述进出水系统包括进水泵(11)、胶管以及抽屉式水箱(17)，所述抽屉式水箱(17)在主框架结构(30)内设置有两组，所述过滤系统包含透明滤柱(7)以及依次设置于透明滤柱(7)内的硫铁矿粒(37)、承托层(38)和滤帽(34)，且透明滤柱(7)顶部还设置有密封盖板(23)，所述压差测管系统包含玻璃刻度管组，所述玻璃刻度管组设置于箱门(32)的门板(5)上，且玻璃刻度管组设置有多组，多组玻璃刻度管组之间分别通过金属软管(6)与透明滤柱(7)连接，进水泵(11)与透明滤柱(7)之间以及进水泵(11)与抽屉式水箱(17)之间均通过管道连接，其中一组管道与上层的抽屉式水箱(17)之间还设置有软管(29)。
2.根据权利要求1所述的滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置，其特征在于，所述进水泵(11)所在的管道上还设置有第二阀门组件，所述第二阀门组件包括阀门a(13)、阀门b(19)、阀门c(16)、阀门d(28)、阀门e(27)以及阀门f(24)；
3.根据权利要求1所述的滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置，其特征在于，所述金属软管(6)上还设置有第一阀门组件(4)，所述第一阀门组件(4)包括阀门g、阀门h、阀门i以及阀门j，且阀门g、阀门h、阀门i以及阀门j分别设置于金属软管(6)上。
4.根据权利要求1所述的滤池滤料过滤性能综合评价测定集成装置，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋严波，张源翀，管运涛，郑晓娜，韦纯忠，朱高俊，李民龙，刘松，冯星灿，
申请(专利权)人：广西北投环保水务集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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