水处理工程过滤.pptx

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1、第1节 概述 过滤：过滤：借助于具有一定空隙率的固体介质（如石英砂）借助于具有一定空隙率的固体介质（如石英砂）阻挡截留水中杂质而使水得到澄清的工艺过程。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、无过滤介质为颗粒状滤料，如石英砂、无烟煤等。烟煤等。

2、简称过滤。简称过滤。第1页/共61页 二、截留的对象：二、截留的对象：细小颗粒、细小矾花、藻类、细菌及病毒。细小颗粒、细小矾花、藻类、细菌及病毒。三、位置：三、位置：沉淀池或澄清池之后。沉淀池或澄清池之后。直接过滤。直接过滤。在给水处理中，在给水处理中，常用过滤处理沉淀或澄清池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。出水，使滤后出水浊度满足用水要求。在废水处理中，在废水处理中，过滤常作为吸附、离子交过滤常作为吸附、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。理后的深度处理，使滤后出水达到回用要求

3、。第2页/共61页 四、作用四、作用 (给水给水)1 1、进一步降低水的浊度；、进一步降低水的浊度；2 2、同时水中有机物、细菌及病毒将随水、同时水中有机物、细菌及病毒将随水的浊度降低而部分被去除。的浊度降低而部分被去除。3 3、为滤后消毒创造了良好条件。、为滤后消毒创造了良好条件。（残留于滤后水中的细菌、病毒等失去浑浊物的保护和依（残留于滤后水中的细菌、病毒等失去浑浊物的保护和依附时，在滤后消毒过程中也将容易被杀灭。）附时，在滤后消毒过程中也将容易被杀灭。）4 4、在饮用水净化工艺中，过滤是不可缺、在饮用水净化工艺中，过滤是不可缺少的，它是保证饮用水卫生安全的重要措施。少的，它是保证饮用水卫

4、生安全的重要措施。第3页/共61页给水处理原水混凝沉淀/澄清过滤原水微絮凝过滤（微絮凝过滤）原水加药过滤（接触过滤）废水处理原水生物处理过滤 第4页/共61页五、滤池的种类五、滤池的种类 （图）（图）(一一)按滤速按滤速 1 1、慢滤池、慢滤池 0.010.010.4m/h0.4m/h 2 2、快滤池、快滤池 4 410m/h10m/h 3 3、高速滤池、高速滤池 101016m/h16m/h (二二)按作用水头按作用水头 1 1、重力滤池、重力滤池 4 45m 5m 2 2、压力滤池、压力滤池 151525m25m (三三)按水流方向按水流方向 1 1、下向流滤池、下向流滤池 2 2、上向流

5、滤池、上向流滤池 3 3、双向流滤池、双向流滤池 (四四)按滤料组成按滤料组成 1 1、单层滤池、单层滤池 滤速滤速 8-8-10m/h 10m/h 2 2、双层滤池、双层滤池 滤速滤速10-10-14m/h 14m/h 3 3、多层滤池、多层滤池 滤速滤速18-18-20m/h 20m/h 第5页/共61页第6页/共61页第7页/共61页第二节第二节 过滤理论过滤理论 一、过滤机理一、过滤机理 (一一)机械筛滤机械筛滤 把滤料间的空隙看作把滤料间的空隙看作“筛子筛子”，大于孔隙尺寸的，大于孔隙尺寸的杂质被截留下来。杂质被截留下来。(二二)沉淀作用沉淀作用 靠重力作用沉淀在滤料的表面。滤料层类

6、似于层靠重力作用沉淀在滤料的表面。滤料层类似于层层叠起的多层沉淀池，巨大的沉淀面积，将微小的杂层叠起的多层沉淀池，巨大的沉淀面积，将微小的杂质沉淀截留下来。质沉淀截留下来。(三三)接触吸附接触吸附 在范德华力作用下被滤料吸附；在布朗运动作用在范德华力作用下被滤料吸附；在布朗运动作用下迁移扩散到滤料表面被吸附。下迁移扩散到滤料表面被吸附。第8页/共61页d1/d26.5如果滤池最小砂粒粒径为0.3mm，则得到d2 0.3/6.5=0.045mm小于此粒径的颗粒都能通过滤层，但经过混凝沉淀进入滤池的最大颗粒尺寸一般为2-10m，还有很多更小的颗粒，滤池都能滤除，说明不可能仅是筛除作用。d1d2第9

7、页/共61页 水中的悬浮颗粒能够粘附于滤料颗粒表面，水中的悬浮颗粒能够粘附于滤料颗粒表面，涉及两个问题：涉及两个问题：1 1、被水流挟带的颗粒如何与滤料颗粒表、被水流挟带的颗粒如何与滤料颗粒表面接近或接触，这涉及颗粒脱离流线而向滤料面接近或接触，这涉及颗粒脱离流线而向滤料颗粒表面靠近的颗粒表面靠近的迁移机理。迁移机理。2 2、当颗粒与滤料表面接触或接近时，依、当颗粒与滤料表面接触或接近时，依靠哪些力的作用使它们粘附于滤料颗粒表面上，靠哪些力的作用使它们粘附于滤料颗粒表面上，这涉及这涉及粘附机理粘附机理。第10页/共61页1 1、颗粒迁移机理、颗粒迁移机理 在过滤过程中，滤料孔隙中的水流一般属层

8、流状在过滤过程中，滤料孔隙中的水流一般属层流状态。被水流挟带的颗粒随水流的流线运动。它之所以态。被水流挟带的颗粒随水流的流线运动。它之所以会脱离流线与滤料颗粒表面接近，完全是一种物理会脱离流线与滤料颗粒表面接近，完全是一种物理-力学作用，主要有拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力力学作用，主要有拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用。作用。第11页/共61页 （1 1）拦截作用：）拦截作用：颗粒尺寸较大时，处于流线中的颗粒尺寸较大时，处于流线中的颗粒会直接碰到滤料表面产生拦截作用；颗粒会直接碰到滤料表面产生拦截作用；（2 2）沉淀作用：）沉淀作用：颗粒沉速较大时会在重力作用下颗粒沉速较大时会在重力作用下

9、脱离流线，产生沉淀作用；脱离流线，产生沉淀作用；（3 3）惯性作用：）惯性作用：颗粒具有较大惯性时，也可脱离颗粒具有较大惯性时，也可脱离流线与滤料表面接触；流线与滤料表面接触；（4 4）扩散作用：）扩散作用：颗粒较小，布朗运动较剧烈时会颗粒较小，布朗运动较剧烈时会扩散至滤料表面；扩散至滤料表面；（5 5）水动力作用：）水动力作用：在滤料表面附近存在速度梯度，在滤料表面附近存在速度梯度，非球形颗粒由于在速度梯度作用下，会产生转动而脱非球形颗粒由于在速度梯度作用下，会产生转动而脱离流线与颗粒表面接触。离流线与颗粒表面接触。第12页/共61页2 2、颗粒粘附机理、颗粒粘附机理 粘附作用是一种物理化学

10、作用。当水中杂粘附作用是一种物理化学作用。当水中杂质颗粒迁移到滤料表面上时，则在质颗粒迁移到滤料表面上时，则在范德华力和范德华力和静电力相互作用下，以及某些特殊的化学吸附静电力相互作用下，以及某些特殊的化学吸附力下力下，被粘附与滤料颗粒表面上，或粘附在滤，被粘附与滤料颗粒表面上，或粘附在滤料表面上原先粘附的颗粒上。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。此外，絮凝颗粒的架桥作用也会存在。第13页/共61页二、滤层内杂质的分布规律二、滤层内杂质的分布规律 （一）滤层内杂质的分布规律（一）滤层内杂质的分布规律 在颗粒粘附的同时，还存在由于孔隙中水流在颗粒粘附的同时，还存在由于孔

11、隙中水流剪力作用剪力作用而导致颗粒从滤料而导致颗粒从滤料表面上表面上脱落趋势脱落趋势。粘附力和水流剪力相对大小，决定了颗粒粘附和脱落的程度。粘附力和水流剪力相对大小，决定了颗粒粘附和脱落的程度。第14页/共61页二、滤层内杂质的分布规律二、滤层内杂质的分布规律 F Fa1a1表示颗粒表示颗粒1 1与滤料表面的粘附力；与滤料表面的粘附力；F Fa2a2表示颗料表示颗料2 2与颗粒与颗粒1 1之间的粘附力；之间的粘附力；F FS1S1表示颗粒表示颗粒1 1所受到的平均水流剪力；所受到的平均水流剪力；F FS2S2表示颗粒表示颗粒2 2所受到的平均水流剪力；所受到的平均水流剪力；F F1 1、F F

12、2 2和和F F3 3均表示合力。均表示合力。第15页/共61页 过过滤滤初初期期，滤滤料料较较干干净净，孔孔隙隙率率较较大大，孔孔隙隙流流速速较较小小，水水流流剪剪力力F Fa1a1较较小小，因因而而粘粘附附作作用用占优势。占优势。随随着着过过滤滤时时间间的的延延长长，滤滤层层中中杂杂质质逐逐渐渐增增多多，孔孔隙隙率率逐逐渐渐减减小小，水水流流剪剪力力逐逐渐渐增增大大，以以至至最最后后粘粘附附上上的的颗颗粒粒（如如图图中中颗颗粒粒3 3）将将首首先先脱脱落落下下来来，或或者者被被水水流流挟挟带带的的后后续续颗颗粒粒不不再再有有粘粘附附现现象象，于于是是悬悬浮浮颗颗粒粒便便向向下下层层推推移移

13、，下下层层滤料截留作用渐次得到发挥。滤料截留作用渐次得到发挥。第16页/共61页 实实际际工工作作时时，往往往往是是下下层层滤滤料料截截留留悬悬浮浮颗粒作用远未得到充分发挥时，过滤就得停止。颗粒作用远未得到充分发挥时，过滤就得停止。原原因因：滤滤料料经经反反冲冲洗洗后后，滤滤层层因因膨膨胀胀而而分分层层，表表层层滤滤料料粒粒径径最最小小，粘粘附附比比表表面面积积最最大大，截截留留悬悬浮浮颗颗粒粒量量最最多多，而而孔孔隙隙尺尺寸寸又又最最小小，因因而而，过过滤滤到到一一定定时时间间后后，表表层层滤滤料料间间孔孔隙隙将将逐逐渐渐被被堵堵塞塞，甚甚至至产产生生筛筛滤滤作作用用而而形形成成泥泥膜膜，使

14、使过过滤滤阻阻力力剧剧增增。导导致结果致结果:(1)在在一一定定过过滤滤水水头头下下滤滤速速减减小小（或或在在一一定定滤滤速速下下水水头头损损失达到极限值）失达到极限值）;(2)或或者者因因滤滤层层表表面面受受力力不不均均匀匀而而使使泥泥膜膜产产生生裂裂缝缝时时，大大量量水水流流将将自自裂裂缝缝中中流流出出，以以致致悬悬浮浮杂杂质质穿穿过过滤滤层层而而使使出出水水水水质质恶化。恶化。当上述两种情况之一出现时，过滤将被迫停止。当上述两种情况之一出现时，过滤将被迫停止。第17页/共61页（二）滤池的含污能力（二）滤池的含污能力 当当过过滤滤周周期期结结束束后后，滤滤层层中中所所截截留留的的悬悬浮浮

15、颗颗粒粒量在滤层深度方向变化很大量在滤层深度方向变化很大.滤滤层层含含污污量量指指单单位位体体积积滤滤层层中中所所截截留留的的杂杂质量。质量。在在一一个个过过滤滤周周期期内内，如如果果按按整整个个滤滤层层计计，单单位位体体积积滤滤料料中中的的平平均均含含污污量量称称为为“滤滤层层含含污污能能力力”，单位以，单位以g/cmg/cm3 3或或kg/cmkg/cm3 3计。计。第18页/共61页 提高提高滤池含污能力滤池含污能力的途径：的途径：A A、提高滤料颗粒的均匀性、提高滤料颗粒的均匀性;B B、由单层滤料改为多层滤料；、由单层滤料改为多层滤料；C C、改变水流方向（上下双向过滤）。、改变水流

16、方向（上下双向过滤）。第19页/共61页 为为了了改改变变上上细细下下粗粗的的滤滤层层中中杂杂质质分分布布严严重重的的不不均均匀匀现现象象，提提高高滤滤层层含含污污能能力力，出出现现了了双双层层滤滤料料、三三层层滤料或均质滤料滤料或均质滤料等，等，见图。见图。第20页/共61页三、直接过滤三、直接过滤 （一）定义（一）定义 原原水水不不经经沉沉淀淀而而直直接接进进入入滤滤池池过过滤滤称称“直直接接过过滤滤”。（二）直接过滤方式（二）直接过滤方式 (1)(1)原原水水加加药药后后面面接接进进入入滤滤池池过过滤滤，滤滤前前不不设设任任何絮凝设备。何絮凝设备。“接触过滤接触过滤”。(2)(2)滤滤池

17、池前前设设微微絮絮凝凝池池，原原水水加加药药混混合合后后在在微微絮絮凝凝池池，形形成成粒粒径径相相近近的的微微絮絮粒粒后后（粒粒径径大大致致在在 40-40-6060mm）即刻进入滤池过滤。）即刻进入滤池过滤。“微絮凝过滤微絮凝过滤”。第21页/共61页（三）直接过滤的应用（三）直接过滤的应用 特点：特点：直接过滤工艺简单，混凝剂用量较少。直接过滤工艺简单，混凝剂用量较少。应用：应用：处理湖泊、水库等低浊度原水，应用较多。处理湖泊、水库等低浊度原水，应用较多。处理低温低浊水。处理低温低浊水。滤滤前前是是否否需需设设置置微微絮絮凝凝池池，目目前前还还有有不不同同看法，应根据具体水质条件决定。看法

18、，应根据具体水质条件决定。第22页/共61页五、过滤效率的影响因素五、过滤效率的影响因素1.滤料的影响粒度粒度越小，过滤效率越高，水头损失增加越快形状角形滤料的表面积比同体积的球形滤料表面积大；孔隙率较小的孔隙率会产生较高的水头损失，而较大的孔隙率提供较大的纳污空间和较长的过滤时间，SS易穿透。厚度滤床越厚，滤液越清，操作周期越长表面性质滤料表面的电性影响对悬浮颗粒的吸附和接触絮凝2.悬浮物的影响粒度粒度越大越易除去形状角形颗粒去除效率比球形颗粒高密度影响程度不大浓度过滤效率随原水浓度升高而降低，浓度越高，穿透易温度温度影响密度及粘度，温度降低，对过滤不利表面性质是影响过滤效率的重要因素，投加

19、凝聚剂改变其表面性质第23页/共61页第三节 快滤池一、快滤池分类普通快滤池虹吸滤池重力滤池压力滤池移动罩冲洗滤池二、普通快滤池的构造 过滤过程：最大过滤水头损失1.51.52m2m工作周期：过滤开始冲洗结束121224h24h第24页/共61页1-进水干管；2-进水支管；3-清水支管；4-排水管；5-排水阀；6-集水渠；7-滤料层；8-承托层；9-配水支管；10-配水干管；11-冲洗水管；12-清水总管；13-排水槽；14-废水渠；第25页/共61页二、滤池的构造第26页/共61页三、滤料层滤料层 1 1、作用、作用 滤料层是滤池的核心部分。提供接触凝聚、吸附的滤料层是滤池的核心部分。提供接

20、触凝聚、吸附的表面积表面积及悬浮物储存及悬浮物储存的的容积容积。第27页/共61页 2 2、滤料、滤料 (1)(1)滤料的要求滤料的要求 有足够的机械强度。有足够的机械强度。(在冲洗过程中不因碰撞、摩擦而破碎。在冲洗过程中不因碰撞、摩擦而破碎。)有足够的化学稳定性。有足够的化学稳定性。(不不溶溶于于水水，对对废废水水中中的的化化学学成成分分足足够够稳稳定定，不不产产生生有害物质。有害物质。)具有一定的大小和级配。具有一定的大小和级配。（粒粒度度适适中中，外外形形近近乎乎球球形形，表表面面粗粗糙糙，带带有有棱棱角角，能提供较大的比表面和孔隙率，满足截留悬浮物的要求。）能提供较大的比表面和孔隙率，

21、满足截留悬浮物的要求。）价廉，易得。价廉，易得。第28页/共61页 (2)(2)滤料的种类滤料的种类 石英砂石英砂 无烟煤粒无烟煤粒 石榴石粒石榴石粒 磁铁矿粒磁铁矿粒 白云石粒白云石粒 花岗岩粒花岗岩粒 聚苯乙烯发泡塑料球等。聚苯乙烯发泡塑料球等。第29页/共61页 (3)(3)滤料的粒径和级配滤料的粒径和级配 滤料的粒径和级配应适应悬浮颗粒的大小滤料的粒径和级配应适应悬浮颗粒的大小和去除效率的要求。和去除效率的要求。A A、粒径：、粒径：表示颗粒的大小。表示颗粒的大小。通常指能把滤料颗粒包围在内的一个假想通常指能把滤料颗粒包围在内的一个假想的球体的直径。的球体的直径。B B、级配：、级配：

22、是滤料各种粒径颗粒所占的重是滤料各种粒径颗粒所占的重量比例。由实验求得。量比例。由实验求得。第30页/共61页滤料筛分级配曲线d10=0.53d80=1.05第31页/共61页 B B、级配：、级配：是滤料各种粒径颗粒所占的重量比是滤料各种粒径颗粒所占的重量比例。例。可通过筛分试验求得。筛分试验可通过筛分试验求得。筛分试验 级配曲线。级配曲线。级配曲线的应用级配曲线的应用:可以确定滤料的有效粒径和不均可以确定滤料的有效粒径和不均匀系数两个参数匀系数两个参数 国内快滤池一般采用国内快滤池一般采用d d1010=0.5=0.50.6mm0.6mm，K K8080=2.0=2.02.22.2的滤料；

23、的滤料；国外则倾向于选用稍大的国外则倾向于选用稍大的d d1010和较小的和较小的d d8080。第32页/共61页（4 4）过滤与滤料排列）过滤与滤料排列单层滤料滤池反冲洗后水力筛分，使沿过滤水流方向的滤料粒径逐渐变大形成上小下大的分布形式，过滤时，上部截留颗粒小，损失迅速上升理想情况滤料沿水流方向由粗到细解决途径：改变水流方向，由下向上，缺点：反冲洗不净，滤速慢改用双层或多层滤料选用不同密度 的滤料。层数越多，越接近理想滤池；实际，滤料易流失，加工困难采用新型的密实度或孔隙率可变的滤料。纤维球由涤纶短丝结扎而成，有弹性，密度由 中心向周边递减，孔隙率达90%以上。纤维球滤池过滤速度是砂滤池

24、的5-8倍，周期比砂滤长3倍；能去除0.5-10M级的微小SS；滤后水SS含量10mg/L。缺点：冲洗需气、水联合冲洗，价格贵。第33页/共61页第34页/共61页 双层及多层滤料级配：双层及多层滤料级配：第35页/共61页n四、垫料层（承托层）作用：阻挡滤料进入配水系统中承托滤料，均匀配水。主要配合大阻力配水系统而使用。要求：不被反冲洗水冲动，形成的孔隙均匀，布水均匀，化学稳定性好，机械强度高材料：天然卵石或碎石规格层次（下至上）粒径（mm)厚度(mm)12342-44-88-1616-32100100100150第36页/共61页五、配水系统五、配水系统 1 1、作用、作用 （配水均匀性对

25、冲洗效果影响很大）（配水均匀性对冲洗效果影响很大）配水系统的作用配水系统的作用:(1)(1)均匀收集过滤后水；均匀收集过滤后水；(2)(2)使冲洗水在整个滤池面积上均匀分布。使冲洗水在整个滤池面积上均匀分布。配水不均匀的影响配水不均匀的影响:(1)(1)冲洗水量过大的地方，部分滤层膨胀过甚，冲洗水量过大的地方，部分滤层膨胀过甚，甚至会招致局部承托层发生移动，滤料层和承托层混甚至会招致局部承托层发生移动，滤料层和承托层混合，造成漏砂现象。合，造成漏砂现象。(2)(2)冲洗水量过小的地方，部分滤层膨胀不足，冲洗水量过小的地方，部分滤层膨胀不足，滤料层中的杂质冲洗不干净，逐渐胶结变大，形成滤料层中的

26、杂质冲洗不干净，逐渐胶结变大，形成“泥球泥球”或或“泥饼泥饼”。第37页/共61页BA滤层垫层假定反冲洗水强度为q,各水流路线的总水头损失应包括配水系统的水头损失s1q2、配水系统上孔眼的水头损失s2q2、垫料层水头损失s3q2、滤料层水头损失s4q2，进水压力为H流道：H1=s1AqA2+s2AqA2+s3AqA2+s4AqA2+流速水头 流道：H2=s1BqB2+s2BqB2+s3BqB2+s4BqB2+流速水头 同在排水槽排水，故H1=H2上两式中s2A s2B s2，s3A s3B s3，s4A s4B s4s1A总是 s1B，所以qA qB，设计时尽可能qAqB，q最小/q最大0.9

27、5-达到均匀采取两种方法：1）增大孔眼出水水力阻抗 2）降低配水系统水力阻抗配水不均匀原因：第38页/共61页配水系统类型1大阻力配水系统 使孔眼的水力阻力远远大于其它部分的水力阻力增加孔眼流速（56m/s）配水孔眼面积为滤池面积的1/500 开孔比小0.20.25%特点：工作可靠、采用最广、冲洗干净 但冲洗水头要求高，需冲洗水箱或水泵一般为穿孔管大阻力配水系统。第39页/共61页第40页/共61页2小阻力配水系统减少配水系统阻抗S1增大配水空间配水系统流速降低S1S2+S3+S4,qAqB。特点：配水系统结构简单，冲洗水头小（2m左右）适应于面积小的滤池，其均匀性取决于开孔比钢筋混凝土穿孔板

28、：板上铺设一层或两层尼龙网。造价低，孔口不易堵，配水均匀性好，强度高，耐腐蚀但尼龙网接缝应接好，有时可铺一层卵石。第41页/共61页穿孔滤砖：开孔比，上层1.07，下层0.7%下层连通起配水渠的作用，上层不连通。钢筋混凝土或陶瓷制成。由于滤砖整体性，反冲时不易上浮，所需承托层厚度不大，配水均匀性较好，但价格高。第42页/共61页复合气水反冲洗滤砖：可单独用于水反冲，也可用于气水反冲洗。上层开孔比：0.5-0.8%，斜面开孔比：1.2-1.5%。一般可用ABS工程塑料制成。加工精度易控制，安装方便，配水均匀性好，但价格高。第43页/共61页第节 快滤池的运行一、滤速变化及其控制1.出水阀门调节实

29、现恒速过滤滤层阻力小时，关小出水阀门，滤层阻力大时，开大阀门，出水阀门全开时，停止过滤进行反冲洗2.变水头恒速过滤-无阀滤池虹吸滤池设置进水堰室和出水堰室来控制滤池中水位高低反映滤层水头损失大小当水位达到设定的最高水位时，进水堰停止进水，进行反冲洗出水堰顶必须高于滤层上顶滤池的过滤时间为过滤周期，一般控制在1224小时。3.现在以变速过滤为主 过滤初期,滤层清洁,截污能力强;后期截污能力减小,降低滤速有利第44页/共61页高水位低水位有效水头损失进水堰箱废水排水清水井出水堰下部排水变水位恒速过滤第45页/共61页二、滤池反冲洗目的：清除截留物，恢复过滤能力1.膨胀率e=(Le-L)/L,L,L

30、e-滤层膨胀前后的厚度反冲洗的控制指标，e太低，冲洗不净；e过高，颗粒碰撞次数少，造成滤料流失砂滤床最佳膨胀率E=(1.5-2.50),0-干净滤层的孔隙率；具有一定级配的分层滤床，在同一反冲洗强度下，不同粒径的滤层其膨胀率不同。实验表明，当最大颗粒沉降速度u满足式0=(v/u)0.22时，整个滤层完全膨胀起来。分层滤床完全膨胀后的厚度计算式：第46页/共61页2.反冲洗强度单位时间单位滤池面积通过的反冲洗水量，L/m2s。de-滤料当量直径，cm;水的动力粘度；上式计算结果不准确，可用于试验前的估算，我国冲洗强度与膨胀率的大小往往是根据经验数据确定。最可靠的方法是进行反冲洗试验在模型滤池中或

31、用一根直径2050mm,高1.2-1.5m的玻璃管进行。3.反冲洗时间测出水浊度确定；据试验数据确定；一般为5-10min。4.反冲洗水头滤层、垫层、配水系统及管路的水头损失之和第47页/共61页滤层阻力等于滤料层重量 h1=(g/-1)(1-0)L卵石垫料层损失 经验公式h2=0.22L1q大阻力配水系统的孔眼水头损失：孔眼流量系数；孔眼面积与滤池面积之比.5.反冲洗水的供应和排除水塔和水泵供应，高度及扬程由反冲洗水头定水量为滤池面积、反冲洗强度与时间的乘积，占过滤水量的1%2%。水塔容量为一次反冲洗水量的1.5倍，深3m。6.空气冲洗气水联合冲洗，经验确定强度7.表面冲洗破坏由滤料颗粒、悬

32、浮物和粘性物结成的泥球。冲洗装置固定管和旋转管两种；第48页/共61页三、常见故障及对策1.气阻滤层水头损失大于该处实际的水压力，出现负水头溶解气释放出来，积聚在孔隙中，阻碍水流通过。池深一定时，调换表层滤料，增大滤料粒径；在配水系统末端设排气管2.结泥球滤层表面的颗粒较细，截留悬浮物较多，冲洗不净，易相互结成泥球，可达5-20cm。改善冲洗效果，增加表面冲洗；翻池换滤料；加氯浸泡12h氧化污泥。3.跑砂冲洗强度过大或滤料级配不合适检查配水系统，调整冲洗强度4.水生物繁殖第49页/共61页第节快滤池的设计一、设计滤速及滤池总面积计算确定滤速：饮用水滤池应符合有关设计规范；过滤废水时主要取决于S

33、S的浓度和处理要求总面积：F=Q/v二、滤池个数及尺寸的确定池子个数考虑因素运转管理方便，一个池子反冲洗，其它池子产水供给考虑滤池造价：单个滤池面积越大，单位面积总造价越低。滤池个数和单池面积确定后，应校核1-2个单池停产时工作滤池的强制滤速。滤池长宽比与面积有关滤池深度超高、滤层上水深、滤料厚度、垫料层厚度、配水系统高度总厚度3-3.5m第50页/共61页三、管廊的布置与滤池的个数和排列方式有关少于5个单排布置，管廊位于滤池一侧；多于5个双排布置，管廊于两排滤池中间。满足要求：保证设备安装维修空间要有通道，便于操作联系良好的采光、通风及排水设施第51页/共61页第52页/共61页第5节 其它

34、过滤设备改进普通快滤池的操作方式一、虹吸滤池1960年初美 Green Leaf 圆形六格1964年 北京市政院第1座，北京印染厂 圆形七格北京市政院标准图1构造及工作原理 最大水头损失：1.52.0m 冲洗水头清水槽水位冲洗排水槽顶，1.01.2m2特点 利用虹吸原理进水和排走洗砂水节省了两个阀门 小阻力配水系统不用冲洗水泵或水箱，可用滤池本身的出水冲洗 变水头等速过滤不需设置滤速调节器 滤过水头高于滤层正水头过滤 易于自动化控制 但池深大，冲洗效果不够理想，单池面积不宜大 适用于中小水厂，造价比普快滤池低2030。第53页/共61页第54页/共61页二、无阀滤池利用水力学原理，通过进出水的

35、压差自动控制虹吸产生和破坏，实现自动运行的滤池。自动运行、操作方便结构简单、造价低3050小阻力配水系统，冲洗水由上部水箱供给但高度大，冲洗时进水被带走一部分 有顶盖，装卸滤料不变，观察不到过滤情况。第55页/共61页重力式无阀滤池第56页/共61页三、移动罩滤池采用移动罩盖住单格滤池，达到反冲洗目的反冲洗来自其它格的滤过水与虹吸滤池相同移动冲洗罩与无阀滤池相同分格数不小于8第57页/共61页四、压力滤池（罐）压力流过滤，过滤能力强，设备定型，使用的机动性大；单个滤池过滤面积小，只适用于废水量小的场合。第58页/共61页过滤技术的新发展非粒状的新型滤料研究活跃纤维球滤料、纤毛型滤料、纤维束状滤料提高滤床滤速，增大截污能力，扩大应用范围过滤装置朝自动化、管理容易、智能型方向发展第59页/共61页思考题：1、过滤的基本原理是什么？2.影响滤池冲洗效果的因素有哪些？3.叙述快滤池的工作原理.并画出简单的快滤池结构示意图。4.为什么采用多层滤料比单层滤料的滤速大？5.为什么要对筛孔进行校准?6.过滤过程重有哪些故障现象,怎样解决?7.快滤池设计时的首要控制参数是什么?8、简述滤池反冲洗配水系统的种类，它们各自的工作原理、特点与适用范围是什么？第60页/共61页感谢您的观看！第61页/共61页