下列有关过滤时杂质在滤层中分布和滤料选择的叙述中,哪几项正确?
[解析] 《给水工程》
虽然每层滤料仍是从上至下粒径从小到大,但就滤层整体而言,上层轻质滤料的平均粒径大于下层重质滤料的平均粒径,上层滤料孔隙尺寸大于下层滤料孔隙尺寸。于是,很多细小悬浮颗粒就会迁徒到下层滤料。说明粒径越大,孔隙尺寸越大,悬浮颗粒就越容易迁徙到下层。A正确。
反冲洗时,密度越小的颗粒越容易被冲到上层,由于双层滤料密度小的滤料位于上层,故密度差越大越有利于分层。B正确。
反冲洗,粒径越小的滤料越容易被冲到上层,由于双层滤料粒径大的滤料位于上层,故粒径差越大越不利于分层。C错误。
滤层表面截留的杂质逐渐增多后,孔隙率逐渐减小,空隙中的水流速度增大,剪切冲刷力相应增大,将使最后粘附的颗粒首先脱落下来,连同水流挟带不再粘附的后续颗粒一并向下层滤料迁移,下层滤料截留作用渐次得到发挥。D错误。
(1)当滤层膨胀起来后,以水流为参照系(即假设水流为静止物),则滤料颗粒相当于在水流中沉淀,沉淀速度等于水流的上升速度。
当反冲洗水为层流时,滤料颗粒的相对沉淀速度为(斯托克斯公式,Stokes):

当反冲洗水为紊流时,滤料颗粒的相对沉淀速度为(牛顿公式,Newton):

当反冲洗水介于层流和紊流之间时,滤料颗粒的相对沉淀速度为(阿连公式,Allen):

以上3个公式中,u为滤料颗粒与水的相对运动速度,也就是相对沉淀速度;μ为水的动力黏滞系数;ρ为滤料颗粒的密度;ρ0为水的密度;g为重力加速度;d为滤料颗粒的粒径。
假设双层滤池中下层滤料的密度和粒径分别为ρ下和d下,上层滤料分别为P上和d上,反冲洗时,下层滤料颗粒与水的相对运动速度为u下,上层滤料为u上。则有:

由式(1)、式(2)和式(3)可以看出,当d下与d上一定时,若密度差越大,因下层滤料的密度较大,ρ下>P上,
也就是两种滤料的相对速度差越大,则更容易分层。B正确。
同理,由式(1)、式(2)和式(3)可以看出,当ρ下与P上一定时,若粒径差越大,因上层滤料的粒径较大,d下<d上,