水的预处理(过滤器).doc

第三节水的预处理（过滤器） 我们知道，水的混凝处理后，其水质情况会发生以下变化： ?除掉部分： 1、基本上除掉了水中悬浮物。 2、水中的有机物能除去60%--80% 。 3、降低了一部分重碳酸盐硬度，即降低了一部分重碳酸盐碱度。 4、除去水中胶态硅酸，约占全部硅酸的25%--50% 。 ?增加部分： 1、增加了SO42- ,等于加药量。 2、增加了CO2 。 3、增加了水中的非碳酸盐硬度。 4、水中的溶解固形物增加。 为满足后续处理反渗透或离子交换除盐时的水质要求，还需要对水进行进一步的预处理。 一、过滤过程与原理 将水自上而下通过装有粒状填料（滤料）的设备，其中细小悬浮物被滤料吸附截留的过程。 滤料分层排布，小颗粒的在上。由于上层砂砾排列致密，使悬浮物易于被其表面吸附、重叠和架桥形成滤膜。滤膜起主要过滤作用称为薄膜过滤。水进入滤层内部后，悬浮物在深层滤料的复杂空隙通道内更容易发生碰撞，从而被吸附截留，称之为渗透过滤或深层过滤。 失效滤料可以通过自下而上的反洗而再生。 二、过滤中的压力损失 测定出水浊度和水通过滤层的压降均可知滤池运行效果。出水浊度变化规律性不强，不能及时反映滤层的污染程度；后者因变化明显，测量方便而成为反映滤池运行效果的实际指标。 水流经滤层的压降与滤料污染程度和滤池的出力有关，二者的增加都会导致其值增大。在压降一定时，出力会随着滤料污染程度的增加而下降。 若保持滤池的出力不变，随着滤料的污染加重，进水压力（压降）必须增大。压降过大，可能造成滤层局部破裂，过滤作用破坏，出水水质恶化，滤料污染加重，反洗时不易洗净，滤料结块等。 实际运行中，压降应比导致滤层破裂的临界值低很多。 三、滤料 工艺要求：粒度、机械强度和化学稳定性等。 常用滤料有石英砂、无烟煤和大理石等。 1、粒度 常用粒径和不均匀系数两个指标表示，在105℃烘干、筛分、称重、作筛分曲线而得 。 （1）粒径：平均粒径d50和有效粒径d10（下标指通过筛孔的质量百分比），后者反映滤料中较细颗粒的尺寸。 粒径过大：滤层孔隙大，出水水质不好，且反洗强度要求较高，影响反洗效果，进而可能造成其它不良影响。 粒径过小：滤层通流阻力加大，水头损失上升过快。 （2）不均匀系数：K80=d80/d10。 滤料不均匀，反洗不易控制，且影响反洗效果。甚或加剧反洗后颗粒的上小下大分布，使水头损失上升，过滤周期缩短。 2、机械强度 反洗时滤料处于流化状态，颗粒间碰撞和摩擦，易造成颗粒的磨损或破碎。 磨损率和破碎率是常用的两个指标。其估算方法为： ?取100g样品，筛分出0.5mm～1mm的部分； ?放入装有150mL水的容器内，置于实验室震荡24h； ?再用0.5mm和0.25mm的筛子进行筛分。 通过0.25mm筛子的部分占总量的质量百分比为磨损率；介于0.5～0.25mm之间的部分占总量的质量百分比为破碎率。 有的国家规定：前者不得大于0.5%，后者不得大于4%。 3、化学稳定性 水与滤料化学反应会造成水质恶化，如pH9的水会使石英砂溶解，造成水中SiO2增加。 化学稳定性验证：一定条件下，用中性（0.5mg/L的NaCl，pH=6.7）、酸性（盐酸溶液，pH=2.1）和碱性（NaOH溶液，pH=11.8）的水浸泡已预处理（洗涤和60℃干燥）的滤料24h。若溶解固形物、耗氧和硅酸的增加量均不超过10mg/L，则可被接受。 一般情况下，中性和酸性水可用石英砂做滤料；碱性水则宜用无烟煤或半烧白云石，不能用石英砂。 4、颗粒形状 常用滤料非球形，其形状和表面积会多少影响通流阻力和过滤效果。球状度和形状因子是两个常用概念，它们互为倒数。前者为等体积的球和颗粒之间的表面积之比，其值≤1。 5、滤层孔隙率 孔隙率为孔隙与总体积之比，与颗粒形状、排布和均匀程度等有关。不规则滤料的孔隙率一般大于球形颗粒的。孔隙率ε一般通过实验测定，计算公式为： 四、运行的主要参数 滤速、过滤周期和截污能力等。 1、滤速 即空塔速度 是指单位时间里通过单位催化剂的原料的量，它反映了装置的处理能力。 2、过滤周期 两次反洗之间的实际运行时间。 3、滤层的截污能力 又称泥渣容量， 指单位面积的滤面或单位体积的滤料能去除悬浮物的质量，kg/m2 或 kg/m3。一般滤料粒径越大，截污能力就越大。 截污能力也与过滤水之前经过的处理方式有关。 五、影响过滤过程的主要因素 1、滤速 一般10～12m/h。 小→虽投资费用低，但达不到预期效果；大→水质↓，压降↑，过滤周期缩短。 2、反洗 目的：恢复滤料的过滤能力。 反洗水流自下而上，滤层膨胀