净水技术2011，30(2)：72—75WaterPurificationTechnology水厂过滤工艺水头损失计算与试验邓晓燕1，唐德翠Lz，朱学峰-，邹振裕，，李展峰，，罗永恒s(1．华南理工大学自动化学院，广东广州510641；2．广东技术师范学院自动化学院，广东广州510635；3．广东省佛山市水业集团有限公司沙口水厂，广东佛山528000)摘要基于水厂实际生产过程，利用堵塞计测定滤层中的压力值的方法进行了水头损失的计算．建立了水厂实际生产中水头损失的模型，并利用差分进化算法对模型进行了参数辨识，从而确定了滤池总水头损失的数学模型。结果表明：模型较为准确可靠。生产过程中可根据该模型实时计算出滤池总水头损失，为水厂过滤过程的优化运行打下了良好的基础。关键词过滤工艺水头损失堵塞计数学模型中圈分类号：TU991．24文献标识码：A文章编号：1009_0177(2011)02-0072--04CalculationandExperimentontheHeadLossofFiltrationProcessinWaterTreatmentPlantDengXiaoyanl，TangDet2uilJ，ZhuXuefen91，ZouZhenyu3,LiZhanfen93,LuoYonghen93(1．InstituteofAutomationScienceandEngineer,SouthChinaUnivers时ofTechnology,Guangzhou510641．China；2．InstituteofAutomation，GuangdD增PolytechnicNormalUnwemity,Guangzhou510635,China；3．ShakouWaterworks，FoshanWaterGroupCompany,Foshan528000,China)AbstractOnthebasisoftheactualproductionprocessofwatertreatmentplant,calculationofheadlossoffilterbymeasuringpres-sureinthefilterbedWasintroduced．AmodelofheadlossinactualwatertreatmentplantproductionWasestablishedbymeansofpa-rameteridentificationmethodbasedondifferentialevolution，andthenamathematicalmodeloffiher’stotalheadlossWasdeter-mined．Resultshowsthatthismodelisaccurateandreliable，thetotalheadlosscanbecalculatedintheproductionprocessbaseonthismodel．Themodelprovidesagoodfoundationfortheoptimaloperationinwatertreatmentplant．KeyWordsfiltrationprocessheadlossgaugeforfilterpluggingmeasuringmathematieMmodel过滤是水处理过程中非常重要的一个环节11I。随着过滤进行，杂质不断被滤层中的滤砂截留，滤层阻力不断增大。到目前为止，因滤层内颗粒沉积量和空隙率的变化，滤层的水头损失还无法进行精确地计算12]。在实际生产中，滤池的冲洗可以根据水头损失或出水水质来确定，若能借助相关仪器，对水头损失进行数值计算，从而通过水头损失设计相应的过滤时间，可使滤池发挥较高的效能，从而使运行比较合理经济。本文以广东省某水厂的过滤实际生产过程为研究对象，建立了该水厂实际生产中水头损失的数学模型，并采用差分进化算法对模型中待定参数进行辨识。首先，利用滤池滤层中现有的压力变送器，【收稿日期】2010-07—17【基金项目】佛山市禅城区产学研项目(200881034)【作者简介1邓晓燕(1983一)。女，在读硕士研究生。电话：13760623296；E—mail：skydengxy@qq．com。一72一根据实际过滤过程中压力变送器示数，得到不同厚度滤层随过滤时间的水头损失值，从而确定辨识所需要的数据样本。然后，运用差分进化算法辨识模型参数，最后利用所确定的模型对总水头进行估算，以解决实际生产中不能直接得出总水头的问题，为水厂的建模与操作优化打下基础。1试验方法该水厂的试验滤池设计为v型滤池，均匀滤料恒速过滤，滤层厚度为1．35m，分别在距离滤层的砂面0．55、0。8、l。09、1。75／D处安装了四个堵塞计(实际为压力变送器)，另外在距离砂面的上方0．9m处安装了液位计。实际生产装置情况如图l所示。试验中从沉淀池流人的待滤水的浊度为2．0~2．6NTU，在过滤周期内要求出水浊度<0．5NTU。在过滤过程中，水流经过滤层会受摩擦力影响，消耗一定能量，即水头损失露。根据实际过滤过程中万方数据净水技术WATERPURlFICATl0NTECHNOLOGY的堵塞计的读数，即实际的压力值，计算在不同堵塞计位置处的水头损失的方程为：H=ho+Ah—Ap(1)式中h。为每个堵塞计与液位计的距离，Ah为液位计读取的液面高度。在过滤过程中，Ah正常为(0．23+0．02)m。Ap是堵塞度计的...
