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1、一、过滤的工艺原理,1、过滤： 污水通过一层或几层滤料层，其中的污染物被截留在滤料的表面和内部空隙中，从而实现固液分离的方法。,滤池,2、机理： 迁移机理 吸附机理 脱落机理,影响颗粒迁移的原因: 筛滤 拦截 惯性 沉淀 布朗运动 水力作用,迁移机理 悬浮颗粒脱离流线而与滤料接触的过程就是迁移过程。,引起颗粒附着的因素: 接触絮凝 静电引力 吸附 分子引力,吸附机理 由上述迁移过程而与滤料接触的悬浮颗粒，附着在滤 料表面上不再脱离，就是附着过程。,附着过程在过滤中是最主要的，可以将过滤工艺描述为： 上层附着； 上层附着颗粒的下层迁移； 进行反冲洗。,影响反冲洗效果的因素: 冲洗强度和时间,脱落
2、机理 截留和附着于滤料上的悬浮物受到高速反冲洗水流的冲 刷而脱落的过程。,a.粒度 粒度越小，过滤效率越高，但水头损失也增加越快。 b.形状 孔隙率相同时，角形滤料的过滤效率高。 c.孔隙率 d.厚度 滤床越厚，滤液越清，操作周期越长。 e.表面性质 滤料表面不带电荷或者带有与悬浮颗粒表面电荷相反的电荷有利于悬浮颗粒在其表面上吸附和接触凝聚。,4.过滤效率的影响因素,（1）滤料的影响,a.粒度 粒度越大，越易通过筛滤去除。 b.形状 角形颗粒因比表面积大，其去除效率比球形颗 粒高。 c.密度 颗粒密度主要通过沉淀、惯性及布朗运动机理 影响过滤效率。 d.浓度 过滤效率随原水浓度升高而降低。 e
3、.温度 温度影响密度及粘度，进而通过沉淀和附着机 理影响过滤效率。降低温度对过滤不利。 f.表面性质 悬浮物的絮凝特性、动电位等主要取决于 表面性质，因此，颗粒表面性质是影响过滤效 率的重要因素。,(2)悬浮物的影响,滤料层 承托层 给水系统 排水系统 冲洗系统,二、滤池的构成,普通快滤池本身包括五部分：,一般滤料选择应满足以下要求： （1）有足够的机械强度； （2）有较好的化学稳定性； （3）有适宜的级配； （4）滤料应具有足够的孔隙率和表面积； （5）滤料应不含有毒有害物质； （6）滤料应价廉，货源充足。,1、滤料层,级配-滤料的粒径范围以及在此范围内各种粒径的数 量之比例。,粒径的大小要
4、满足过滤要求 滤料粒径尽量均匀,粒径范围：滤料中最小颗粒的粒径与最大颗粒粒径之 间的范围。,不均匀系数K80：通过滤料样品重量80的筛孔孔 径与通过同一样品重量10的筛 孔孔径之比。,（粒径的大小和均匀程度）,磁铁矿滤料,无烟煤滤料,石英砂滤料,锰砂滤料,石榴石滤料,核桃壳滤料,陶粒滤料,瓷砂滤料,合金滤料,焦碳滤料,石英砂滤料,1.承托层的作用：,2、承托层,也称为垫料层，一般铺设在滤料底部，由大颗粒材料组成。,A.防止滤料进入底部配水系统造成滤料流失； B.保证反冲洗水的配水均匀。,2.承托层的材料应该具备的条件：,A.在最大强度的反冲洗时，不能松动； B.孔隙要尽量均匀，以便配水均匀。,
5、常用的承托材料主要是天然卵石或碎石等。,承托层材料的粒径，取决于滤料的粒径及反冲洗配水形式。 一般情况下承托层材料的最小粒径不小于滤料的最大粒径。,鹅卵石,承托层组成,冲洗方法：反冲洗：是冲洗的主要方法。 反冲洗加表面冲洗； 反冲洗辅以空气冲洗。,3、冲洗系统,配水系统：要保证冲洗效果，必须保证配水均匀。,反冲洗水：一般采用滤池正常工作时的出水。 供水方式：泵式供水和高位水箱供水。 用量：一般占过滤处理水量的36，具体取决于出水水质及滤料等因素。,常用配水系统有大阻力配水和小阻力配水。,配水系统的作用：保证反洗水能均匀地分布在整个滤池断面上。,穿孔管大阻力配水系统,“丰” 字 状,特点：配水均
6、匀、工作可靠、基建费用低采用最广、冲洗干净。 但冲洗水头要求高，需冲洗水箱或水泵，动力消耗大 。,滤池穿孔滤砖,小阻力配水系统,特点：反冲洗水头小，结构简单，但配水均匀性较差，常应用于面积较小的滤池，如虹吸滤池和压力式无阀滤池等。,注意：滤速不是指污水在滤料间的流速，是指单位时间内污水 通过的滤料深度，也可以理解为单位表面积滤料，单位 时间内能过滤的污水量。 常用的单位为m/h或m3/（m2h）。,三、滤池的种类,1.按照滤速的大小,慢滤池：过滤速度一般在0.10.2m/h之间。 快滤池：快滤池的过滤速度一般在5m/h之上。,单层滤料滤池：单层滤池通常以石英砂做为滤料。图,双层滤料滤池：双层滤
7、池是在石英砂滤料上面再放一 层粒度比较粗的无烟煤。图,三层滤料滤池：三层滤池是在双层滤池基础上再在石 英砂滤料下面放一层粒度更细、比重 更大的滤料，一般用磁铁矿。图,2.按照滤料的分层结构：,单层滤池的滤料层结构,单层滤料层的剖面,双层滤料的结构,三层滤料的结构,上向滤池：,下向流滤池：,双向流滤池：,3.按照水流过滤层的方向：,普通快滤池 虹吸滤池 移动罩滤池,4.按照控制进、出水方式,重力式滤池 压力式滤池,5.按照作用水头,普通快速滤池构造,进水管，待过滤的水由此进入,滤层，水通过介质得到过滤,底部配水系统，收集过滤后的水或均匀分配反洗水,垫层，支撑滤料和均匀分配反洗水,清水管，过滤后的
8、水由此排出,反洗水收集槽，收集反洗水,反洗水管，反洗水由此进入,废水槽，排放反洗废水,排水槽,工作中的排水槽,过滤,反冲洗,快滤池过滤过程示意图,（1）过滤 F1、F2开 F4、F3关,进水,出水,（2）反洗 F1、F2关 F3、F4开,反洗水,滤池反洗过程示意图,虹吸滤池,虹吸滤池构造和工作示意图,过滤,冲洗,废水由进水槽1流入滤池上部的配水槽2，经进水虹吸管3流入单个滤池的进水槽4，再经过进水堰5和布水管6流入单个滤池上方。继而经过滤层7和配水系统8而流入集水槽9，再经出水管10流入出水井11，通过控制堰12流入清水出水管流出滤池。,虹吸滤池的过滤过程,破坏进水虹吸3的真空，中断进水，则配
9、水槽2的水不再进入滤池，池内水位开始下降，当降速显著变慢时，就可以开始反冲洗。利用真空控制系统14抽出虹吸管15中的空气，使它形成虹吸，并把滤池内的存水通过冲洗虹吸管15抽到池中心的下部，再由冲洗排水管16排走。此时滤池内水位降低，当池内水位下降至低于集水槽9的水位时，冲洗工作就正式开始了。清水由集水槽反向流入池内，对滤料进行反冲洗。反冲洗的流程与普通快滤池相似。反冲洗废水经冲洗排水槽及大虹吸管15排走。当滤料冲洗干净够，破坏冲洗虹吸管15的真空，冲洗立即停止，然后，再启动虹吸管3，滤池又可以重新进行过滤。,虹吸滤池的反冲洗过程,利用虹吸原理进水和排水节省了阀门 、等控制设备 小阻力配水系统不
10、用冲洗水泵或水箱，可用滤池本身的出水 冲洗 易于自动化控制 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20-30,特点,重力式无阀滤池,重力式无阀滤池构造和工作示意图,重力式无阀过滤器,重力式无阀过滤器,运行全部自动化节省了阀门 工作稳定可靠、结构简单 滤池滤料完全封闭，装卸及检修不方便 滤后出水水位高，总体高程布置不便 浪费清水 适用于小水厂，造价比普快滤池低30-50,特点,压力滤池,压力滤池构造示意图,压力滤池耗费钢材多，投资较大，但因占地少，又有定型产品，可缩短建设周期，且运转管理方便，因而在工业中采用较广。,特点,移动罩滤池,移动罩滤池构造示意图,原水
11、从进水管1进入，水流自上而下经过各格滤层过滤，滤后水通过底部集水区5，由出水虹吸管6和出水上堰口8流入出水管9。 冲洗时，桁车12带动冲洗罩10移到滤格上方定位，然后使罩体紧贴在滤格四周的隔墙上，达到密封不漏水的要求，即可用虹吸或水泵抽吸的方法，使该滤格进入反冲洗阶段。反冲洗水来自个滤格的过滤水。而冲洗排水通过覆盖于格间上部的细长形排水罩收集后，经中央排水泵排出池外。,移动罩滤池的工作过程,移动罩滤池施工中,移动罩滤池运行中,移动冲洗罩滤池结构简单，节省大型阀门和冲洗水箱、水泵，但增加了移动罩及机电设备，维修较为复杂，适用于水量较大的水处理。,特点,纤维球过滤器,特点,纤维球滤料滤床具有滤速高
12、、截泥量大、工作周期长的优点，缺点是价格较高、反冲洗困难。,三、滤池的工艺控制,1、滤速与处理量的控制 滤速： 是衡量滤池处理能力的一个指标，常用的单位为m/h或m3/ （m2h）。 定义： 单位时间内污水通过的滤料深度，也可以理解为单位面积 滤料，单位时间内能过滤的污水量。 计算： 式中，Q为滤水量（m3/h）；A为滤池的过滤面积（m2）。 在滤池试运行或大修之后的投运之前，需要对滤速进行实 际测定，确定滤池的实际过水能力，以便于运行管理。,滤速的测定 将滤池液位控制在正常液位之上少许（如5cm）。 迅速关闭进水阀，待液依降至正常液位时，立即按下秒表计 时，记录下降一定深度所需的时间。 重复
13、以上过程34次。 计算滤速。,最佳滤速：一定条件下的滤池，滤速存在最佳值。 最佳滤速的测定： 开始时，滤池低滤速运行，此时出水水质可能较好。然后逐渐提高滤速，出水水质也逐渐降低。当出水水质接近或等于要求的水质时，即为最佳滤速。 影响最佳滤速的因素 A.入流污水的水质； B.滤料的粒径与级配。,处理量 确定出最佳滤速后，即可得到滤池的最佳污水处理量，用 以运行调度。 计算： 式中，A为滤池的过滤面积；v为所确定的最佳流速（m/h）,2、工作周期的控制 定义 从开始过滤到需要冲洗所持续的时间，即滤池的工作时间。 判断滤池是否需要冲洗的方法 水头损失增至最高允许值时，应进行反冲洗； 出水水质最低允许
14、值时，应立即冲洗； 根据经验，定时冲洗。 影响工作周期的因素：滤速和温度 滤速:滤速越大，工作周期越短。 温度:温度越低，工作周期越短。冬季短，夏季长。,3、冲洗强度及冲洗历时控制 冲洗强度： 冲洗强度太小，滤料膨胀不起来，起不到冲洗效果； 冲洗强度太大，将表层细滤料冲走，并且浪费冲洗 水。 冲洗历时的影响： 冲洗历时太短，冲洗不彻底； 历时太长，则浪费冲洗水，而且缩短工作周期。,在设计值内，选择一个冲洗强度，在完成一个工作周期后，按照该强度进行冲洗。在冲洗过程中，观察和测定冲洗水的浊度。 冲洗开始后2min，如果冲洗水的浊度无明显升高，说明冲洗强度不够，应增大冲洗强度。冲洗强度应该逐渐增加，
15、直至冲洗开始后2min内，出现浊度剧增。此时，冲洗强度为最佳冲洗强度。 按照最佳冲洗强度进行冲洗，从冲洗开始到冲洗水浊度不再降低的时间，即为合理的冲洗时间。,可以通过试运行确定最佳冲洗强度及历时：,四、滤池的运行操作,1、检查所有管道和闸阀是否完好，各管口标高是否符合设计要求，特别是排水槽上缘是否水平。 2、对滤料最好是在放入前进行严格的检查，确保其粒径和级配与设计相符，初次铺设的滤料应比设计厚度增加5cm左右。 3、清除滤池内的杂物，保持滤料平整，然后按“操作运行”的“过滤操作”要求放水检查，排除滤料内的空气。 4、待放水检查结束后，对滤料进行连续冲洗，直至清洁为止，冲洗方法按“操作运行”的
16、冲洗操作进行。 5、当滤料用于净化饮用水时还必需对滤料进行消毒处理。,(一)快滤池投产前的准备,1过滤操作 徐徐开启进水阀，当水位升到排水槽上缘时，徐徐开启出水阀，过滤开始。开始开启出水阀时要注意出水水质，待达到设计指标时方可全部开启。对过滤过程的时间、出水水质、水头损失等主要运行参数应作好原始记录。,(二)快滤池的操作运行,2冲洗操作,五、滤池的常见问题及处理方法,1、定期放空滤池，进行全面检查； 2、表层滤料应定期大强度表面冲洗或更换； 3、各种闸、阀应经常维护，保证正常开启。喷头经常检查 是否堵塞。 4、时刻保持滤池池壁及排水槽的清洁，及时清除生长的藻类 5、出现以下情况时，应停池大修： 滤池含泥量增多，泥球过多，靠改善冲洗
