资源描述
,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,过滤,4.3.1,过滤的净化原理,4.3.2,滤料与承托层,4.3.3,滤池的反冲洗,4.3.4,快滤池的设计,4.3.5,其它形式的滤池,过滤的净化原理,一、,概述,二、,快滤池的构造与工作过程,三、,过滤的净化机理,四、,滤层截留杂质的规律,五、,过滤过程中滤层阻力的变化,六、,提高过滤效率的途径,概述,1、,定义,2、,作用,3、,设置位置,4、,滤池的类型及主要特点,定义,水处理中的过滤是用具有孔洞的粒状滤料层截留水中杂质，使水澄清的工艺过程,作用,降低水的浊度，去除悬浮和脱稳的胶体颗粒物(包括菌、病毒，有机物等),设置位置,给水处理中，设在沉淀(澄清)之后，进一步降低浊度(20 5，达到饮用水对浊度的要求),直接过滤:低浊度水(投药混合之后，对颗粒尺度要求不高),地下水除铁、锰(曝气氧化，产生铁、锰的沉淀物之后),污水二级处理之后:去除悬浮、胶体物质,滤池的类型及主要特点,慢砂滤池(slow sand filter),mm滤速0.030.1 mm/s工作周期几周至数月,净化机理机械隔滤(滤膜、孔隙小),滤膜中的生化作用,清洗方式刮除表层滤料,特点出水水质好，生产效率低，仅在表层几厘米滤层中纳污。,滤池的类型及主要特点,快(砂)滤池(rapid (sand) filter),滤料尺度0.52.0mm,滤速1.53.0mm/s,工作周期十几小时至几天,清洗方式 反冲洗,净化机理 机械隔滤、沉淀作用、接触凝聚（主要）,快滤池的构造及工作过程,1、构造：常为钢筋混凝土池子，包括进、出水渠、洗砂排水槽、滤料层、承托层、配水系统等几个部分；管廊内主要是浑水进水、清水出水、初滤水、冲洗来水、冲洗排水等几种管道及相应的控制阀门,2、工作过程：包括过滤与反冲洗两个过程,（见图）,过滤的净化原理,两个过程:,悬浮颗粒向滤料表面迁移,筛滤和机械截留布朗运动重力沉降惯性碰撞流动接触,悬浮固体在滤料表面的附着,机械附着凝聚作用化学作用,主要机理:接触凝聚,滤层截留杂质的规律,1、,杂质截留过程,2、,杂质在滤层中的分布,3、,影响滤层中杂质分布的主要因素,杂质截留过程,接触凝聚附着与絮凝体的表面特性、吸附强度有关。过滤开始时，由于孔隙大、流速小，杂质主要集中在表层,水力冲刷脱落由于流速作用。随着杂质积累、阻塞孔隙，流速增大，使部分颗粒被冲刷、脱落，杂质向下推移，下层滤层的作用逐渐发挥。,由于表层颗粒细(水力筛分的结果)，比表面积大，截留杂质多，所以整个滤层的截留作用尚未完全发挥，过滤过程就将结束。,杂质在滤层中的分布, 滤料粒径下大上小，孔隙也下大上小，造成表层滤料截留杂质多。由于表层滤料筛滤的结果，堵塞严重，有时形成滤膜，使过滤阻力剧增(,图4-3-2,)。, 当受力不均时，造成裂缝，局部阻力突然减小，杂质穿透(,图4-3-2,)，水质恶化。, 杂质在滤层中的分布（见,图4-3-3,）,影响滤层杂质分布的主要因素, 滤速, 滤料粒径与级配, 滤料层的组成,“水力筛分现象”：滤料层经过高速水流反冲洗后，出现滤料上细下粗的分层现象称为水力筛分。,过滤过程中滤层阻力的变化,1、,等速过滤中阻力的变化,2、,变速过滤中滤速的变化,等速过滤中阻力的变化,1）等速过滤：过滤过程中，过滤的流量或滤速始终保持不变。,无阀滤池与虹吸滤池属于等速过滤。,2）清洁滤层的水头损失：过滤开始阶段的水头损失，可用柏耐克-柯士南公式计算：,（4-42）,等速过滤中阻力的变化,3）过滤过程中水头损失的增加,试验证明：a. 水头损失与过滤时间成正比（见图）,b. 滤速v,1,v,2,时，h,o1,h,o2,，tg,1, tg,2,，T,1,T,2,。说明水头损失h与滤速直接相关。,4）滤层中水头损失的分布（见图）,变速过滤中滤速的变化,1）变速过滤：随过滤时间的增加，滤速逐渐减小的过滤称为变速过滤。变速过滤中过滤水头基本保持不变，普通快滤池属于此类型。,2）滤速变化：见,图,提高过滤效率的途径,1、反粒度过滤,2、上向流过滤,3、采用双层或多层滤料,滤料与承托层,一、,滤料,二、,承托层,滤料,1、,滤料的选择,2、,级配与粒径,3、,滤料层规格,滤料的选择,具有足够的机械强度,具有化学稳定性,具有一定的吸附面积,具有一定的级配和孔隙率,能就地取材、价格便宜,级配与粒径,1）粒径：假想的包围滤料颗粒的球体直径。,2）级配：不同粒径滤料所占的比例，常通过筛分实验来确定滤料的级配。,3）级配表示方法,有效直径d,10,：通过滤料重量10%的筛孔孔径,不均匀系数K,80,：,（4-43）,级配与粒径,4）孔隙率m：,（4-44）,式中：G滤料干重（g）,V滤料层体积（cm,3,）,滤料比重（g/cm,3,）,滤料层规格,滤料层厚度：一般6070cm,滤料级配：通常K802,承托层,1、作用,支撑滤料,防止滤料流失,均匀布水,2、组成,通常采用天然卵石，厚度约40cm,滤池的反冲洗,一、,反冲洗,二、,配水系统,三、,冲洗废水的排除,四、,冲洗水的供给,反冲洗,1、冲洗目的： 恢复滤池的工作能力,2、冲洗方法,1）反冲洗：水流自下而上冲洗，与过滤方向相反,2）反冲洗+表面冲洗,3）反冲洗+空气助冲,3、影响滤池冲洗效果的因素,反冲洗,1）冲洗强度q：单位面积滤层上通过的反冲洗水量（,2,）,2）滤层膨胀率e：滤层经反冲洗膨胀后所增加的厚度与膨胀前厚度之比，可用下式表示：,（4-45）,3）冲洗历时,配水系统,1、作用,反冲洗时均匀布水,过滤时均匀集水,2、配水与反冲洗的关系,若配水不均匀会降低反冲洗效果：1）形成泥球；2）承托层松动，造成漏砂现象,3、反冲洗时滤池的阻抗分析,由滤池结构可知，反冲洗水头应克服下述阻力：,配水系统阻力 S1,孔眼局部损失 S2,承托层阻力 S3,滤料层阻力 S4,流速水头 S5,配水系统,配水系统,对如,图4-3-7,所示的配水系统进行分析后可知，压差最大的a、b两点的出流量之比为：,（4-46）,因S,1a,与S,1b,不等，故q,a,与q,b,也不可能相等，冲洗水配水不能做到绝对均匀，一般q,a,/q,b,即认为均匀。,配水系统,4、配水均匀的措施,1）增大S2,2）减小S1,冲洗废水的排除,常用的冲洗废水排除设备由洗砂排水槽和集水渠组成，如图所示,冲洗水的供给,1）冲洗水塔：容积大，约1.5倍冲洗水量；造价高,2）冲洗水泵：节省投资，但操作较麻烦；,3）利用滤池自身的水头冲洗,快滤池的设计,一、设计滤速与滤池总面积,1、设计滤速：按正常工作滤速设计，以强制滤速校核,2、滤池面积：F=Q/v （4-47）,二、滤池的个数与尺寸,1、个数：应大于2,2、单池面积30m,2,，L/B=1.25：11.5：1,其它形式的滤池,一、,虹吸滤池,二、,重力式无阀滤池,三、,压力滤池,
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