單層石英砂濾料遷移機理 

遷移機理認為在單層石英砂濾料過濾過程中，石英砂濾料層空隙中的水流一般處于層流狀態(tài)，被水流挾帶的懸浮顆粒沿著水流流線運動，可以略去因紊流所引起的輸送作用。懸浮雜質(zhì)在層流狀態(tài)下之所以脫離流線到達濾料表面，完全是由攔截、慣性、沉淀、擴散和水動力等作用引起的，遷移機理作用的實質(zhì)是一種物理力學(xué)作用，在20世紀80年代發(fā)表過此觀點，分述如下。
攔截作用。當(dāng)水流流線在石英砂濾料周圍發(fā)生彎曲時，位于流線上的懸浮顆粒沿著流線運動，與濾料表面接觸碰撞，從而被濾料俘獲的作用被認為是攔截作用。攔截作用大小用I表示：I=d/D式中，d為懸浮雜質(zhì)顆粒的直徑；D為球形濾料的直徑。由此式可知，懸浮雜質(zhì)顆粒的直徑d越大，攔截作用就越大，這樣攔截效果也越好，人們通常是在過濾前通過投加混凝劑使懸浮雜質(zhì)顆粒形成較大的絮凝體來提高懸浮雜質(zhì)顆粒的直徑；無煙煤濾料直徑D越小，孔隙率越小，越容易攔截。
慣性作用。過濾中，如果懸浮雜質(zhì)顆粒的密度比流體的密度大，在流體中運動的懸浮雜質(zhì)粒子由于慣性作用有保持原來直線運動的趨向，當(dāng)流體以曲線繞過濾料流經(jīng)濾料縫隙時，位于流線上的懸浮雜質(zhì)顆粒由于水流改變方向而產(chǎn)生離心力(水流轉(zhuǎn)彎處)，在離心力的作用下，懸浮雜質(zhì)粒子就脫離流線靠慣性作用而接近濾料表面。
慣性作用大小用E表示:E=psd2u/18u 式中，ps、d、u分別為懸浮雜質(zhì)顆粒的密度、球形濾料的直徑及過濾速度；u為水的動力黏度。
沉淀作用。過濾時，石英砂濾料間的孔隙可以看作一個微型沉淀池，濾料顆粒具有很大的沉淀表面積，當(dāng)懸浮物顆粒接近濾料顆粒表面時，由于水流速度很小而懸浮顆粒沉速較大，懸浮顆粒主要靠重力作用穿過流線而靠近濾料表面來完成沉淀去除的作用。據(jù)一些資料介紹，沉淀作用約占整個遷移機理作用的20%。沉淀作用大小用S表示:S=自由沉速（層流狀態(tài)）/濾速=(ps-p1)gd2/18uv 式中，p1為液體的密度。
擴散作用。當(dāng)石英砂濾料層孔隙內(nèi)存在懸浮顆粒的濃度梯度時，位于流線上的懸浮顆粒受水分子熱運動的影響做布朗運動，從而使有的粒子向濾料表面擴散而去除。影響擴散作用的因素較多，故關(guān)于擴散作用大小的具體表達式還未見報道。
水動力作用。濾料層中的孔隙和懸浮顆粒的形狀是不規(guī)則的，形成不均勻的剪切流場，這樣水流在濾料層的流動過程中就會產(chǎn)生速度梯度G，使非球形雜質(zhì)顆粒由于剪切力作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動并跨越流線做橫向運動，結(jié)果使非球形雜質(zhì)顆粒到達濾料表面上被去除，該過程被認為是水動力作用。

水動力作用大小用f表示:f=u/p1vD式中，p1、D、v分別為流體的密度、濾料的直徑及過濾速度；u為水的動力黏度。在實際過濾過程中，懸浮雜質(zhì)顆粒的遷移將會受到各種機理的作用，相對哪種機理的作用更為重要主要取決于水流狀況、無煙煤濾料層的孔隙形狀及懸浮雜質(zhì)顆粒本身的性質(zhì)。

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