出　　自： 《中國給水排水》 1988年第3期第60頁
發(fā)表時(shí)間： ： 1988-3

唐友堯；程道銀；龍建平
( 武漢城市建設(shè)學(xué)院 )

　　虹吸濾池先排后停式水力自動(dòng)沖洗裝置在國內(nèi)曾有應(yīng)用，但待濾水的浪費(fèi)卻較大，如何節(jié)約這部份待濾水，已成為人們關(guān)注的課題。我們經(jīng)過多年試驗(yàn)，研制成功的水電結(jié)合式自動(dòng)沖洗裝置較好的解決了這一問題，但待濾水以節(jié)約多少為宜，這對(duì)濾池的工作具有一定的經(jīng)濟(jì)意義。
　　當(dāng)進(jìn)水虹吸破壞以后，通過延長排水虹吸形成時(shí)間，讓待濾水續(xù)續(xù)過濾，在理論上是可以節(jié)約全部待濾水的，但在實(shí)際運(yùn)行中，到過濾周期末，由于過濾水頭較小，不但能節(jié)約的待濾水很少，而所耗時(shí)間卻很長，結(jié)果縮短了濾池的工作時(shí)間，達(dá)不到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。由此可見，排水虹吸形成時(shí)間存在一個(gè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的最佳值。為了尋求這個(gè)最佳值，我們?cè)诤毕宸藜徔椨∪緩S水廠，對(duì)虹吸濾池排水虹吸形成時(shí)間和過濾水頭作了實(shí)測，選擇有代表性的一組列于表1，并對(duì)排水虹吸形成時(shí)間最佳值進(jìn)行分析研究。

一、研究途徑

　　1.繪制過濾水頭隨排水虹吸形成時(shí)間變化的關(guān)系曲線。
　　按表1中的數(shù)據(jù)繪制過濾水頭H隨時(shí)間t變化的關(guān)系曲線，見圖1中的實(shí)踐。

　　2.建立過濾水頭隨時(shí)間變化的數(shù)學(xué)模式。

　　式中:
　　H mαх ——最大過濾水頭(m)當(dāng)t=0時(shí)，
　　H mαx =1.22
　　t——排水虹吸形成時(shí)間
　　a、b、c——常數(shù)。
　　由t=0時(shí)，H=H mаn ，得C=1故

　　式中的常數(shù)a、b可用下述回歸分析法求得。
　　將(1)式變換并取對(duì)數(shù)得

　　式(2)可寫成:
　　y i =M+ax i (3)

求偏導(dǎo)數(shù)并使
　　 =0
　　 =0
　　可求得M·a的一對(duì)極小值，從而得到

　　將表1中的數(shù)據(jù)換算成y 1 、x i 的值代入(7)、(8)式解得:
　　a=1.187 M=-0.794
　　b=log 4 M=1og 1 (-0.794)=0.161
　　將a、b值代入式(1)，便得到過濾水頭隨排水虹吸形成時(shí)間變化的數(shù)學(xué)模式:

　　算出不同t值下的H′，并繪制H′-t曲線(見圖1中的虛線)，與實(shí)測H-t曲線比較接近。數(shù)學(xué)摸式(9)較正確的反映了H與t的關(guān)系。
　　3.確定最佳排水虹吸形成時(shí)間
　　由節(jié)約待濾水量百分?jǐn)?shù)求定最佳點(diǎn)。節(jié)約待濾水量百分?jǐn)?shù)α可表達(dá)為:

　　取不同百分?jǐn)?shù)α，由式(10)與式(9)計(jì)算相應(yīng)的t及H，見表2。然后根據(jù)表2繪制節(jié)約待濾水量百分?jǐn)?shù)α與排水虹吸形成時(shí)間t的關(guān)系曲線，見圖2。

　　因曲線曲率最大點(diǎn)不明顯，故從上述曲線兩端各作一條切線，再作其交角的平分線與曲線相交，從而求得所需要的最佳點(diǎn)。從圖2中求得α為62%，t為7min，即節(jié)約62%待濾水量時(shí)，排水虹吸形成時(shí)間以7 min為宜。

二、結(jié)論

于零，即節(jié)約的待濾水量最大，此時(shí)t趨于無窮大，這顯然不經(jīng)濟(jì)，也不現(xiàn)實(shí)，故虹吸濾池在實(shí)際運(yùn)行中，待濾水不可能全部節(jié)約。
　　2.根據(jù)實(shí)測資料計(jì)算，排水虹吸形成時(shí)間7 min左右濾池工作比較經(jīng)濟(jì)，此時(shí)可節(jié)約62%左右的待濾水量。
　　3.最佳排水虹吸形成時(shí)間還與濾床組成、濾前水質(zhì)、過濾運(yùn)行條件等因素有關(guān)，在具體設(shè)計(jì)時(shí)必須予以考慮。因此其值是因地而異的。(參考文獻(xiàn)略)