水质工程学1过滤剖析.pptx

;主要内容：;过滤：借助于具有一定空隙率的固体介质阻挡截留水中 杂质而使水得到澄清的工艺过程。 一、过滤的分类 ? 表层过滤：机械滤除，产水率低（孔隙的机械筛滤作用） ? 格筛过滤：介质为栅条或筛网，除去粗大的悬浮物，杂草、 纤维等，格栅、筛网等 ? 微孔过滤：滤布、滤片、烧结滤管等，用以除去粒径细微 的颗粒 ? 膜过滤：采用特别的半透膜作过滤介质在一定的推动力下 进行过滤，滤膜孔隙极小，可以去除水中细菌、病毒、有 机物和溶解性物质，——反渗透、超过滤、电渗析等 ? 深层过滤：过滤介质为颗粒状滤料，如石英砂、无烟煤等，简称 过滤,（利用滤料的粘附作用）。;格筛过滤;过滤介质：滤布、滤片、烧结滤管、蜂房滤芯等;膜过滤;采用颗粒状滤料，e.g. 石英砂、无烟煤等。;;;;1.过滤过程;1.过滤过程;;;;;;2.反冲洗过程;;;;;;;二、截留的对象： 细小颗粒、细小矾花、藻类、细菌及病毒。 三、位置： 在给水处理中，常用过滤处理沉淀或澄清池出水，使 滤后出水浊度满足用水要求。 沉淀池或澄清池之后。（出水仍有一定浊度) 直接过滤。（原水浊度低，水质好） 在废水处理中，过滤常作为吸附、离子交换、膜分离 法等的预处理手段，也作为生化处理后的深度处理，使 滤后出水达到回用要求。;四、作用 (给水);五、滤池的种类;五、滤池的种类;;快滤池： 滤速 8m/h以 上;;;;;2.工作过程;;反洗;3.滤速（v）;;两阶段理论：由迁移与吸附组成。 迁移：沉淀、扩散、惯性、阻截和水动力，见 图17-2。 沉淀（孔隙=沉淀池）惯性（惯性引起，使本身被“抛”到滤料表面） 截阻（颗粒沿流线运动，最后与滤料表面接触）扩散（布朗运动 扩散至表面）水流动力（非球形颗粒在速度梯度产Th转动）;? 粘附作用是一种物理化学作用。当水中颗粒迁移到滤料 表面时则在范德华引力和静电力相互作用下，以及某些 化学键和某些特殊的化学吸附力下，粘附于滤料颗粒表 面上，或者粘附在滤料表面上原先粘附的颗粒上。此 外，絮凝颗粒的架桥作用也会存在。粘附过程与澄清池 中的泥渣所起的作用基本类似，不同的是滤料为固定介 质，排列的紧密，效果好。 ? 因此，粘附作用主要决定于滤料和水中颗粒的表面物理 化学性质。未经脱稳的悬浮物颗粒，过滤效果很差，这 就是证明。基于这一概念，过滤效果主要取决于颗粒表 面的性质而无须增大颗粒尺寸。相反如果悬浮颗粒尺寸 过大而形成机械筛滤作用，反而会引起表面滤料孔隙堵 塞。;2．吸附与剥离;;二、反冲洗清洗滤层机理;三、过滤过程分析(滤层截留杂质规律）：;;;◆ 故水反冲洗引起的滤料的水利筛分现象，导致的滤 料粒径分布，不利于整个滤料层截污能力的充分发 挥。 ◆ 采用单层水冲洗的石英砂滤料滤池是典型的水力分 级滤料滤池，其含污量随深度的变化见图中曲线1。 ◆ 滤层含污能力：在一个过滤周期内，按整个滤层计 算，单位体积滤层中的平均含污量称为“滤层含污能 力”，单位g/cm3或kg/m3。;;解决方案：;? 理想滤料：颗粒粒径和密度成反比，大颗粒，低密 度；小颗粒，高密度—反冲洗后，上大下小。;;;;直接过滤;;（三）直接过滤的两个功能特点：;;四、过滤水力学;四、过滤水力学—过滤中水头损失及过滤 速度变化;一、清洁滤层的水头损失;卡门—柯真尼公式（Carman-Kozony）：;;实际滤层是非均匀的，非均匀滤层按下式计算：;二、堵塞滤层的水头损失;三、等速过滤;经过时间t后，总水头损失H总＝h＋H0＋ΔHt;;? 等速过滤的不妥之处：当滤层阻力逐渐增大时，滤 速仍保持不变，则水流剪切力逐渐增加，可能将已经 粘附在滤料上的悬浮固体冲刷下来（穿透滤层），使 水质下降。;三、变速过滤;变速过滤的特点： 与等速过滤相比，在平均滤速相同的情况下： 1.减速过滤的滤后水质好； 2.在相同过滤周期内，过滤水头损失较小。;◆普通快滤池中很难实现，可采用进水渠 连通的多格滤池形成。 ◆ 移动冲洗罩滤池是典型的递降速过滤滤 池，当移动冲洗罩滤池的分格数很多时， 这格滤池冲冼与下一格滤池冲洗的间隔时 间很近，滤池水位变化不大，有可能达到 近似的“等水位变速过滤”。;;五、负水头现象;;第三节 滤料和承托层;一、滤料层;(2)滤料的种类;;（3）滤料性能参数;①以有效粒径d10和不均匀系数 K80作为滤料级 配指标。;?;;取某天然河砂砂样300g，洗净后置于105 o C恒温箱 中烘干，待冷却后称取100g，用一组筛子过筛，最后 称出留在筛子上的重量，作好记录。;根据以上实验数据绘成曲线，从曲线上求得;②在实际运行中.一般用粒径范围表示滤料粒 径的大小，用不均匀系数表示滤料的均匀