第五章过滤(Filtration)..doc

第五章 过滤(Filtration) 第1节 概述 一、慢滤池 ? 滤速慢：V＝0.1-0.3 m/h ? 表面生长一层滤膜（1－2个星期后） 效果：浊度可降到0，可不消毒。 机理：微生物吞食细菌 微生物分泌出起凝聚作用的酶 藻类产生氧气，起氧化作用。 但生产效率低，1－3月后堵塞，需刮掉滤膜，重新补砂。 二、快滤池及其机理 条件：滤速大于10 m/h 必须先投加混凝剂 作用：去除浊度，浊度5度，同时可去除一部分细菌、病毒 机理：表层细砂层粒径为0.5mm，滤料孔隙率为80um，但进入滤池的颗粒尺寸大部分小于30um，但仍能被去除。 不光是简单的机械筛滤，还有接触粘附的作用。主要有两个过程：迁移和粘附 迁移是颗粒脱离流线接近滤料的过程，主要由以下作用力引起： 拦截、 沉淀 惯性 扩散 水动力（非球形颗粒在速度梯度作用下发生转动） 对于这几种力的大小，目前只能定性描述。 粘附：物理－化学作用力（范德华引力、静电力、以及一些特殊化学力） 但表层滤料的筛分作用也不能排除，特别是在过滤后期，当滤层中的孔隙尺寸逐渐减少时。 应用： ?给水处理 原水－/澄清－ 原水－－ 原水－－ ?废水处理 原水－－ 第2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 组成：集水渠 洗砂排水渠 滤料层 承托层 配水系统 管廊：浑水进水管 清水出水管 初滤水 冲洗来水 冲洗排水 四大阀门（至少） 过滤过程：最大过滤水头损失1.5－2m 工作周期：过滤开始－冲洗结束＝12－24h 三、过滤方式 1．变水头等速过滤 随着过滤进行，滤层孔隙率减少，水头损失的增加，滤池内水位自动上升，自由进流，以保持过滤速度不变。 ――――虹吸滤池、无阀滤池 水头损失与过滤时间的关系： 清洁水头损失H0 过滤任意时的水头损失H＝H0＋h ＋?Ht h：配水系统、承托层及灌渠水头损失之和 ?Ht：滤层的水头损失增值 ?Ht与时间的关系反映了滤层截留杂质与过滤时间的关系。可以直线关系来表示。 Hmax 为最大过滤水头损失，一般为1.5 – 2.0 m 2．等水头等速过滤 通过设置出水流速调节器， ――普通快滤池 3．等水头变速过滤 如果过滤水头始终保持不变，滤速必然要降低。 ――移动罩滤池 多格滤池进水渠连通，各池的水位和总水头损失相等，但滤速v不等，主要是因为截污量不同。干净滤料滤速大。 每座滤池的滤速是阶梯性的下降，但在每一阶梯段还是等速过滤，滤池内的水位有一定程度上升，待某一个滤池反冲洗重新投入运行时后，其它滤池的滤速下降一级，相应地滤池组的水位也突然下降一些。 滤池组整体的总平均出水量是保持不变的。 四、滤层内杂质分布规律 滤料表层孔隙率较小。杂质主要截留在滤料表层。下部滤层的截污能力还未得到充分发挥，由于水头损失的提高，过滤就得停止，导致滤料层截污能力低。 五、提高滤池截污能力的途径 改进方向： 提高滤层含污能力，延长过滤周期。 上向流 当流速太大时，表面应加格网或格栅。 缺点：反冲洗时膨胀受到限制 冲洗水流与过滤水流方向一致，冲洗效果不好，大量污泥需通过整个滤层才能排出，往往使污泥排除不净。 双向流 苏联发明的。此种过滤方式效果虽好，但滤池构造复杂。 3）双层或多层滤料 第3节 滤料与承托层 一、滤料 1．种类 石英砂、无烟煤、大理石、石榴石、白云石 聚苯乙烯发泡塑料 纤维球滤料 2．粒状滤料的粒径与级配 粒径：假想球面直径 级配曲线：各种粒径的颗粒所占重量比例的累积曲线。 ?有效粒径和不均匀系数 d10和d80：分别通过滤料重量10％和80％的筛孔孔径 不均匀系数K80＝d80/d10 d10反映了产生水头损失的主要部分。 K80愈大，颗粒愈不均匀，孔隙率下降，含污能力降低，反冲洗强度不好确定。 ? 最大与最小粒径：dmax, dmin 工程上为方便，一般dmin?d10, dmax?d80 我国规范中，采用dmax, dmin, K80来控制滤料粒径分布。 ? 滤料筛选方法 可以按要求设计d10和d80 3．滤料层规格 材质、粒径和厚度 粒径：小，比表面积大，有利于矾花的吸附但易堵塞