本發明屬于水處理，具體涉及一種提高濾池運行效率的方法。

背景技術：

1、在水處理技術中，過濾一般做為沉淀工藝的后續承接工藝，水中懸浮物質通過濾料截留分離，濾料一般采用石英砂、無煙煤、陶粒等。以飲用水凈化工藝為例，經濾池過濾后，水的濁度可達1ntu以下，當原水常年濁度較低時，有時沉淀或澄清構筑物省略，采用直接過濾工藝，在自來水處理中，過濾是保證水質衛生安全的主要措施，是不可缺少的處理單元。同樣的，在回用水、雨污水相關水處理中，過濾工藝同樣有廣泛的應用。

2、濾池做為水處理環節的關鍵構筑物，當某格濾池承擔的“污染負荷”達到臨界值時，需要對該格濾池濾料進行反沖洗，以恢復制水生產能力。同時，當通過反洗仍不能恢復過濾截污能力或使用已達到一定年限，需進行濾料的補充或更換。

3、濾池做為水廠工藝流程中的關鍵環節，運行穩定性一直是水廠管理人員的工作重點。實現濾池的安全保證，提高其運行效率，顯得尤為重要。

4、濾池的過濾效果直接影響了出水水質，現階段判斷濾池效果的主要方法是檢測濾池的出水水質，例如通過儀器測量濁度或懸浮性固體等水質指標；濾池的過濾能力恢復（反沖洗）主要通過定周期反沖洗、水頭損失監測、液位監測等不同途徑觸發。

5、但是，現階段濾池工藝的設計思路僅針對進出水水質、液位、水頭損失等進行監測，帶來了以下問題：

6、1、現階段除設置常規的濁度儀、液位計、水損壓差計等儀表監測外，主要依靠人工判斷或定周期進行濾池的反沖洗。定周期反沖洗是一種相對粗糙的管理方式，由于濾池進水波動性、濾料過濾能力不同程度衰減及歷次反洗恢復效果不一的限制，定周期沖洗并未捕捉到最佳的沖洗時間點，一定程度上造成水資源浪費。同時，隨著濾料過濾能力的逐步下降，定周期的方式將較難滿足濾料能力恢復的需求。

7、2、濾池反沖洗恢復效果可通過反沖洗的資源消耗（水耗、電耗等）、反沖洗周期、沖洗歷時及反洗后過濾水質等綜合判斷，該判斷方式是一種對工藝運行的“事后分析”，較難形成“事前指導”。并未建立運行參數與運行結果的內在關聯及控制反饋，因此濾池運行效率總體較低。

8、3、預設控制程序（如反沖洗水泵及風機）組合往往忽略微觀因素的影響，如冬季氣溫更低，達到同樣效果只需要更少的沖洗水量；沖洗均勻度缺乏相關評價，如靠近及遠離反洗進水、進氣的濾料沖洗程度并不一致，現狀僅為宏觀效果控制。

技術實現思路

1、為解決上述背景技術中提出的問題，本發明提供一種提高濾池運行效率的方法，以解決現有技術中定周期的方式將較難滿足濾料能力恢復的需求、濾池運行效率總體較低、預設控制程序組合往往忽略微觀因素的影響的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

3、一種提高濾池運行效率的方法，包括以下步驟：

4、s1：沿濾池池壁每隔一定間距布置一個攝像裝置，攝像裝置用于持續監視濾池中濾料的態勢數據；

5、s2：對態勢數據進行分析形成濾料膨脹曲線，由濾料膨脹曲線結合濾料孔隙率，分析得到濾料膨脹率；

6、s3：將濾料膨脹率與對應的反沖洗工藝參數、反沖洗后的水質恢復效果相關聯，尋找適應濾池特性的最佳膨脹率；

7、s4：尋找與最佳膨脹率對應的最佳反沖洗工藝參數，將其作為反沖洗指令的優化支撐。

8、優選的，s1具體為：沿濾池池壁每隔一定間距劃分一個單元，共計n個單元，n個攝像裝置分別對應負責n個單元的圖像采集，n＞0，濾池處于過濾狀態和反沖洗狀態時，每個攝像裝置均對自身對應的單元的濾料態勢數據進行采集。

9、優選的，濾料膨脹曲線的具體計算方法為：

10、記第n個單元在濾池處于過濾狀態時濾料的等效位置為ln，處于反沖洗狀態時濾料的等效位置為ln1，則第n個單元的等效膨脹率為en=（ln1-ln）÷ln×100%，將各個單元的等效膨脹率聯合處理，拼接形成濾料膨脹曲線圖；

11、同時，有如下關系：

12、ln1（1-mn）=ln（1-m0n）；

13、式中，m0n表示n單元膨脹前濾料孔隙率，mn表示n單元膨脹后濾料孔隙率，聯立上述兩式，可以得出濾料膨脹率與濾料孔隙率的關系：

14、en=（mn-m0n）÷（1-mn）。

15、優選的，s3中，采用敏茨-舒別爾特公式建立濾料膨脹率、反沖洗工藝參數和反沖洗后水質恢復效果的關聯公式：

16、；

17、式中，q為反沖洗強度，d0為與濾料顆粒體積相同的球體直徑，μ為水的動力黏度，m0為單元膨脹前濾料孔隙率；

18、在上式中，d0、μ、m0均為初始參數，將各次反沖洗中不同反沖洗參數對應的水質變化情況進行賦值排序，并結合反沖洗參數對應的膨脹率尋找最佳膨脹率。

19、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

20、本申請通過觀察濾池濾料在反沖洗過程中的態勢變化規律，尋找最優的反沖洗狀態，建立濾料孔隙率-濾料膨脹率-反沖洗參數等內在的機理關聯，并判斷濾池的整體運行效果，進行濾池的健康度評價，降低人工巡檢強度并輔助管理人員決策分析，有利于提前預警，保障濾池出水水質安全的同時提高濾池的運行效率，本申請可替代原有的定周期沖洗方式，使得整體的運營更具合理性及智慧性，節約水資源、減少水處理工藝負擔，本申請分單元進行管理，滿足日常運行的監測，以濾料健康度的評價指導了濾料補充或更新的時機，滿足了科學預警，精細化運維。

技術特征：

1.一種提高濾池運行效率的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種提高濾池運行效率的方法，其特征在于，s1具體為：沿濾池池壁每隔一定間距劃分一個單元，共計n個單元，n個攝像裝置分別對應負責n個單元的圖像采集，n＞0，濾池處于過濾狀態和反沖洗狀態時，每個攝像裝置均對自身對應的單元的濾料態勢數據進行采集。

3.根據權利要求2所述的一種提高濾池運行效率的方法，其特征在于，濾料膨脹曲線的具體計算方法為：

4.根據權利要求1所述的一種提高濾池運行效率的方法，其特征在于，s3中，采用敏茨-舒別爾特公式建立濾料膨脹率、反沖洗工藝參數和反沖洗后水質恢復效果的關聯公式：

技術總結
本發明公開了一種提高濾池運行效率的方法，屬于水處理技術領域，本申請通過觀察濾池濾料在反沖洗過程中的態勢變化規律，尋找最優的反沖洗狀態，建立濾料孔隙率?濾料膨脹率?反沖洗參數等內在的機理關聯，并判斷濾池的整體運行效果，進行濾池的健康度評價，降低人工巡檢強度并輔助管理人員決策分析，有利于提前預警，保障濾池出水水質安全的同時提高濾池的運行效率，本申請可替代原有的定周期沖洗方式，使得整體的運營更具合理性及智慧性，節約水資源、減少水處理工藝負擔，本申請分單元進行管理，滿足日常運行的監測，以濾料健康度的評價指導了濾料補充或更新的時機，滿足了科學預警，精細化運維。

技術研發人員：杜昌永,李斌
受保護的技術使用者：成都賽零信息技術開發有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24