第1章 物理法污水处理设备2.pptVIP

第四节 过滤装置 快滤池(掌握) 其他类型滤池的设计与计算(了解) 滤池的反冲洗 (掌握) 粒状介质过滤 过滤是使含悬浮物的废水流过具有一定孔隙率的过滤介质，水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而除去。 根据所采用的过滤介质不同，可将过滤分为下列四类： 格筛过滤(screen) 微孔过滤(microfiltration) 膜过滤(membrane filtration) 深层过滤(depth filtration) 过滤过程的分类： (1)格筛过滤：过滤介质为栅条或滤网，用以去除粗大的悬浮物，如杂草、破布、纤维、纸浆等。其典型设备有格栅、筛网和微滤机。 (2)微孔过滤：采用成型滤材，如滤布、滤片、烧结滤管、蜂房滤芯等，也可在过滤介质上预先涂上一层助滤剂 (如硅藻土)形成孔隙细小的滤饼，用以去除粒径细微的颗粒。定型的商品设备很多。 过滤过程的分类： (3)膜过滤：采用特别的半透膜作过滤介质，在一定的推动力(如压力、电场力等)下进行过滤，由于滤膜孔隙极小且具有选择性，可以除去水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。主要设备有反渗透、超过滤和电渗析等。 过滤过程的分类： (4)深层过滤：采用颗粒状滤料(granular media)，如石英砂、无烟煤等。由于滤料颗粒之间存在孔隙，废水穿过一定深度的滤层，水中的悬浮物即被截留。为区别于上述三类表面或浅层过滤(precoat filtration)过程，这类过滤称之为深层过滤，简称过滤。 过滤在水处理中的作用： 在给水处理中，常用过滤处理沉淀或澄清池出水，使滤后出水浑浊度满足用水要求； 在废水处理中，过滤常作为吸附、离子交换、膜分离法等预处理手段； 作为生化处理后的深度处理，使滤后水达到回用的要求。 4.1深层过滤的基本过程过滤过程分为过滤(filtration)和反洗(backwash)两个过程。 过滤过程是废水由上到下通过一定厚度的由一定粒度的粒状介质组成的床层，由于粒状介质之间存在大小不同的孔隙，废水中的悬浮物被这些孔隙截留而除去。 到一定程度时过滤不能进行，需要进行反洗。反洗是通过上升水流的作用使滤料呈悬浮状态，滤料间的孔隙变大，污染物随水流带走，反洗完成后再进行过滤。所以深层过滤过程是间断进行的。 4.2过滤机理 过滤的机理可分为阻力截留、重力沉降和接触絮凝三种 (1)阻力截留(staining) 当废水流过滤料层时，粒径较大的悬浮物颗粒首先被截留在表层滤料的空隙中，从而使此层滤料间的空隙越来越小，截污能力随之变得越来越高。 结果逐渐形成一层主要由被截留的固体颗粒构成的滤膜，并由它起主要的过滤作用。这种作用属于阻力截留或筛滤作用。 (2)重力沉降(gravity settlement) 废水通过滤料层时，众多的滤料介质表面提供了巨大的沉降面积。 据估计，1m3粒径为0.5mm的滤料中就拥有400m2不受水力冲刷而可供悬浮物沉降的有效面积，形成无数的小“沉淀池”，悬浮物极易在此沉降下来。 重力沉降强度主要取决于滤料直径和过滤速度。滤料越小，沉降面积越大；滤速越小则水流越平稳，这些都有利于悬浮物的沉降。 (3)接触絮凝(contact flocculation) 由于滤料有较大的表面积，它与悬浮物之间有明显的物理吸附作用。 砂粒在水中表面常带有负电荷，能吸附带有正电的铁、铝等胶体，从而在滤料表面形成带正电的薄膜，进而又吸附带负电荷的粘土及多种有机胶体，在砂粒上发生接触絮凝。 在大多数情况下，滤料表面对尚未凝聚的胶体还能起到接触碰撞的媒介作用，促进其凝聚过程。 4.3过滤的工艺过程 过滤工艺包括过滤和反洗两个阶段： 过滤(filtration)：过滤即截留污染物； 反洗(backwashing)：反洗即把污染物从滤料层中冲走，使之恢复过滤能力。 过滤周期(filter run)：从过滤开始到结束延续的时间称为过滤周期（或工作周期）。 过滤循环(filter cycle)：从过滤开始到反洗结束称为一个过滤循环。 普通快速滤池构造 快速滤池过滤过程示意图 滤池反洗过程示意图 4.4滤池类型 按不同的方式滤池可分为不同的类型： 下向流滤池能保证较高的滤速和反洗效果； 水头损失增加较快，工作周期较短； 下层滤料难以发挥作用。 原因是反洗后滤料会分层，细颗粒在上，粗颗粒在下，上层很快堵塞，而下层不起作用。 整个滤料的纳污能力得到充分利用，过滤周期也相应延长。 滤速不能太高否则会造成滤料流失。 上向流的另一个优点是可以用未经过滤的水做为反洗水。 保持了下向流和上向流滤池的优点，又克服了滤料流失的弊端。 但双向流滤池的下层滤料反洗困难。 4.5滤层结构 单层滤池通常以石英砂(sand)做为滤料。 双层滤池是在石英砂滤料的上面再放一层粒度比较粗的白煤(anthracite)。 三层滤池是在双层