水质工程学第五章过滤.ppt

滤料层规格 滤料层厚度：一般60~70cm 滤料级配：通常K80≤2 孔隙率：一般石英砂滤料的孔隙率在0.42左右 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（l/s.m2） 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 * * 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) 滤料尺寸　0.15~0.35mm　滤　速　　0.03~0.1 mm/s　　工作周期　几周至数月 　净化机理　①　机械隔滤(滤膜、孔隙小) 　　　　②　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　0.5~2.0　mm 　　　滤　　速　1.5~3.0　mm/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 ①筛滤和机械截留　②布朗运动　③重力沉降　④惯性碰撞　⑤流动接触 　　——悬浮固体在滤料表面的附着　　 ①机械附着　②凝聚作用　③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 ① 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)。 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。 ③ 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 ① 滤速 ② 滤料粒径与级配 ③ 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.