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1、连续砂滤技术及其应用姓名:王静义 学号：11803006提纲n1、传统砂滤工艺的简介n2、连续砂滤概述n3、连续砂滤的原理和两种常见的连续砂滤 器n4、连续式活性砂滤和传统砂滤性能对比n5、连续砂滤的实际应用n6、结语1、传统砂滤技术的简介砂滤是以天然石英砂通常还有锰砂和无烟煤作为滤料 的水过滤处理工艺过程。砂粒粒径一般为0.5-1.2mm，不均 匀系数为2。常用于经澄清（沉淀）处理后的给水处理或污 水经二级处理后的深度处理。根据原水和出水水质要求可具 有不同的滤层厚度和过滤速度。 主要作用是截留水中的大分子固体颗粒和胶体，使水澄 清。锰砂可以去除水中的铁离子。不均匀系数：滤料中粒径不同的颗粒
2、所占的比例，一般 用K80表示， K80=d80d10 d80筛分曲线中通过80%质量的滤料的筛分孔径，mmd10筛分曲线中通过10%质量的滤料的筛分孔径，mmK80表示滤料颗粒大小的不军训程度，K80越大表示滤料 颗粒粗细差别越大，滤层孔隙率越小，不利于过滤。n 传统砂滤包含快滤池、双层滤池、多层滤池 、压力过滤器、硅藻土过滤器、砂滤棒过滤器等 多种型式，但它们均存在共同问题停机反冲洗 问题，即在过滤过程中介质（如砂）是固定不动 的（简称固定床过滤），经过一段时间的过滤后 ，过滤介质被悬 浮物堵塞，其过滤速度降低，过 滤阻力增加，产水能力下降，此时就必须进行反 冲洗实现滤床的再生。当进行反冲
3、洗时过滤操作 必须中断，若需24h连续过滤时，特殊的时候必须 增加一台过滤装置作为备用或交替使用，这样虽 达到了连续过滤的 目的，但工艺复杂、设备费用 高、占地面积大、不易操作、管理难度大。 2、连续沙滤简介2.1 概念连续砂滤技术是一种应用于水处理行业的新 型过滤技术, 它能够在过滤的同时对滤料进行清洗 , 不需停机对滤料进行清洗, 能保证过滤装置的连 续稳定运行,它省略常规净水工艺中的反应、沉淀 工段 ,在滤池中完成絮凝、过滤和反冲洗过程 ,使 得在滤床中直接进行凝聚和分离成为可能。由于 几乎所有的化学处理步骤都直接在滤床中进行 ,因 此在设备体积上与传统的化学处理相比较 ,连续式 砂滤器
4、可以节省 80 %以上 ,加药量也比传统的化 学处理节省 2 0 % 30 % 。n2.2连续砂滤的分类n按提生管安装位置可分为内循环连续沙滤和外循 环连续砂滤。n按污水流经滤料的方式可分为上流式连续砂滤和 下流式连续砂滤。（现在基本无下流式连续砂滤 ）n图一和图二分别为内循环连续砂滤器和外循环砂 滤器图1 内循环砂滤器结构示意图图2 外循环砂滤器结构示意图2.3连续砂滤的技术关键 (1)提砂技术 (2)洗砂技术 (3)均匀布水技术 (4)均匀布砂技术 典型规模 单台连续反洗砂滤机处理量可达到1 200 m3/d，大水量过滤可多台并联使用，也可 以建立混凝土结构连续反洗砂滤池，处理 量12 0
5、00 m3/d以上。3、连续砂滤的原理和两种常见 的连续砂滤器3.1连续砂滤的原理连续砂滤器的工作原理是过滤和反洗两步同时进行的 过程。当原水流过进水口后穿过布水器，经过滤床向上流动，上升 过程中污物被滤料截获，过滤后的清水由过滤器顶部的溢流堰收集 排出。同时压缩空气由伸入到提砂管口的压缩进气管管咀喷出，带 动过滤器底部的脏砂及部分水上升至提砂管上端口，落入洗砂槽内 ，在过滤出水与反冲洗出水水位差的作用下，下落的脏砂与上升的 清水进行自动清洗，提砂管提升上来的气提水与洗砂槽内的反冲洗 水一起流入反冲洗出水槽再由反冲洗出水管排走，在重力作用下洗 净后的滤料经布砂器循环回到滤层。过滤与反冲洗同时进
6、行，连续 过滤。 3.2 “天天”连续砂滤器（早期雏形）连续自动冲洗砂滤装置连续自动冲洗砂滤装置“ “天天天天” ” 砂滤器砂滤器, ,是英国塞门哈吞是英国塞门哈吞 公司上世纪公司上世纪8080年代初发明的年代初发明的, ,具有独特特点的砂滤装置。该具有独特特点的砂滤装置。该 装置是过滤介质连续流动装置是过滤介质连续流动,“ ,“冲洗冲洗重复使用重复使用” ”循环进行的循环进行的 连续过程。连续过程。 3.2.13.2.1设计基本构思设计基本构思“ “天天天天 ” ”连续砂滤装置的结构连续砂滤装置的结构, ,是基于下述条件进行设计是基于下述条件进行设计 的。的。 1. 1.使滤过介质具有由粗粒
7、到细粒的分布使滤过介质具有由粗粒到细粒的分布, ,液体先与粗粒的滤液体先与粗粒的滤 过介质接触过介质接触, ,然后再通过具有比较大的容积的细然后再通过具有比较大的容积的细 粒粒 层层 过滤过滤 。 2. 2.为了进行连续过滤为了进行连续过滤, ,滤床表面必须经常以清净的介质置换滤床表面必须经常以清净的介质置换 。 3. 3.砂子的冲砂子的冲 洗洗 在在 过过 滤滤 器器 内内 进行。进行。 4. 4.为了防止因磨损引起故障为了防止因磨损引起故障, ,不采取机械方法不采取机械方法 , ,而用气举方式而用气举方式 来实现砂子的循环。来实现砂子的循环。n这些条件在装置 上怎样实现呢？ 让我们先来研究
8、一 下：图1所示当把 砂子从底部中间抽 出时 ,砂子的表面 中间部分 ,就形成 倒园锥状。然后按 图2所示那样,当把 从底部抽出的砂子 返送到顶部外周时 ,如果这些砂子是 由祖粒和细粒构成 的 ,则粗砂就向倒 圆锥顶部即仓的中 心部集中 而细粒 则被聚集在外周 。3.3.2 构造和性能n “天天 ”连续砂滤器有园 型和角型的两种。n 首先就图4 所示的剖面 , 对园型的构造和性能加 以说 明。原水由双层园筒外侧的顶仓 ,通过进水口 进入 过滤室 中。经滤床过滤的 水流过档砂栅 集中到过滤 水 集 水 室 中,然后通过滤 水自控阀排到系统外。在过 滤时为捕捉 被弄脏 的 砂 子 ,由于提升器的作
9、用 ,自然地 慢慢同过滤器的下部移动。即从最底部的提升箱 上升 到提升管 中,经提升器排出 管 进入洗砂分离室 中 。自空气供给装置 供给的 空气,在提升箱出口处进入。n 其次,再就图5 所示的剖面 ,将角 型的性能加以说 明。原水 自设 备本体上部的侧 壁进入原水室 , 通过滤床到过滤 水集水室 ,然后经 自控阀 排到系 统外。将捕捉 了 的污砂 ,通过提升 管 排到洗砂室 中。当需要强 化砂提升操作时 , 才使用 冲 洗 泵 。n n 过滤量大时,用角型的代替多台圆 型过滤器的设计 ,能使全部设备 占地 面积显著地减少,这样能有效地利用 占 地面积。同时 ,圆型设备越大型化,装 置高度越高
10、,因此把角型设备相组组合 的工艺是有利的。（？）3.3 诺迪克连续砂滤器（目前常见）诺迪克连续砂滤器是瑞典发明的，是一种内循环式连续 砂滤器，具有简洁高效的特点，应用十分广泛。工作原理4、连续式活性砂滤和传统砂滤 性能对比由于连续砂滤是过滤和反洗两步同时 进行，可以实现设备连续运行，从而使它 相对传统砂滤拥有了很多优点，但是因其 结构特征它也存在一些缺点，对比如下：w连续式砂滤的优点是： w连续运行，出水水质稳定，没有阶段冲洗前后砂层变 化带来的水质变化； w由于砂循环清洗的频率范围宽（28hr），适合于高的 进水SS负荷； w连续排放洗砂水，使得洗砂水的处置非常简单，无需 储存设施； w无须
11、复杂的反洗系统，节省了大功率的反冲洗水泵， 频繁开启的高质量的进口阀门，管道、控制系统和电 气设施； w上部进水，上部出水的结构形式可以将砂滤向地下深 处发展，从而节省占地面积，又不影响水力高程； w由于砂循环清洗的频率高（28hr），砂层干净，水头 损失小；n连续式砂滤的相对不足是：n底锥结构相对复杂，土建制作要求高，也因此加大了池深；n由于洗沙水和过滤水是连通的，尽管流向流速很大，但洗沙水中的脏 物质和过滤水之间的转移交换还是不能完全避免；n在处理低浓度进水（5NTU），追求非常低浊度出水（1NTU）， 的情况下，要求砂循环清洗的频率要低，这尽管活性砂滤也能执行间 歇洗沙方式，但不如选择反
12、洗式砂滤更为经济；n连续洗砂水量相对固定，因此在低进水负荷下洗砂水比例相对大；5、连续砂滤的实际应用由于自身的优点，连续砂滤可以广泛用 煤矿污水深度处理、市政污水厂深度处理 、 传统过滤器系统的升级改造 、各种冷却水回 用 、造纸行业用水 、中水回用 、电镀厂污 水深度处理 、膜预处理系统 、地表水深度处 理 、 可饮用水深度处理 、 油田港口含油 废水深度处理 、 雨水调节等过程中，下面 做简单介绍：、n1、地表水处理 n 地表水通常作为饮用水和工业工艺用 水的水源，絮凝剂和原水在进水管上的管 道混合器中进行充分混合,絮凝和分离过程 在连续砂过滤滤床中完成,出水浊度由在线 浊度仪测量,絮凝剂
13、的投加量和进水水量成 比例，并且根据进水水质决定是否需要进 行pH 值的调节。n2、饮用水处理 n 在饮用水处理中，通常情况下连续砂过滤器 可保证如下出水水质：n色度：5mg/LPt；浊度： 0.3NTU； CODMn2.5mg/L；AI 0.1mg/L n 根据某自来水厂的测试结果, 在进水悬浮物含 量为200mg/L 的情况下，连续砂过滤器可以保证 浊度小于 1.0NTU 的稳定的出水水质n3、工业工艺用水处理 用地表水作为水源处理的工业工艺用水的出水水质与 饮用水的水质接近，通常可保证以下出水水质：色度： 5mg/LPt； CODMn： 2-3.5mg/L；浊度： 0.2-0.5NTU；
14、 国外许多造纸厂采用活性砂过滤工艺处理原水， 以下是某 造纸厂连续砂过滤器的运行数据：n原水水质： CODMn； 8-10mg/L；色度:15-35mg/LPt n出水水质： CODMn3mg/L；色度： 5mg/LPt； AI； 0.1mg/Ln4、市政污水深度处理 n为了节约水资源，市政污水二级处理后的出水需 进行深度处理用作回用水已成为政府的一项政策 ，目前国内常用的深度处理方法是采用常规的絮 凝 沉淀和过滤三段式处理工艺，进一步去除二沉 池出水中的悬浮物和磷 ，国外多采用连续砂过滤 工艺对污水厂二级处理出水进行深度处理，避免 了常规水处理的初滤液对回用水系统的影响，在悬浮物浓度高达10
15、0mg/L 的情况下,仍然能够满足 回用水的水质要求连续砂过滤出水水质：悬浮物： 10mg/L；油： 2mg/L5 5、工业污水、工业污水工业废水通常需要首先进行预沉和工业废水通常需要首先进行预沉和 pH pH 值的调节值的调节, , 投加絮凝剂后进入连投加絮凝剂后进入连 续砂过滤器续砂过滤器 国外大型的钢铁厂循环冷却水通常用连续砂过滤器来处理，可国外大型的钢铁厂循环冷却水通常用连续砂过滤器来处理，可 以去除铁渣和油脂以去除铁渣和油脂 瑞典某轧钢厂的含钢渣和油的冷却水经连续砂过滤器处瑞典某轧钢厂的含钢渣和油的冷却水经连续砂过滤器处 理完后循环回用，其处理效果如下：理完后循环回用，其处理效果如下
16、： 进水水质进水水质: : 悬浮物：悬浮物： 30-200mg/L30-200mg/L；油：；油： 5-15mg/L5-15mg/L； 出水水质：出水水质： 悬浮物悬浮物 10mg/L10mg/L；油；油 2mg/L 2mg/L；6、结语自动连续砂过滤工艺集絮凝 沉淀和过滤于一体 ，与常规处理工艺相比，出水水质稳定 、节省占地 能耗低、移动部件少、 维护维工作量少、 自动化程 度高，非常适用于地表水处理 污水的深度处理和工 业污水的处理 大量的工程应用结果表明自动连续砂 过滤工艺是一种成熟 完善的工艺，在污水厂和自来 水厂运行效果都非常好， 值得推广值得推广 。讨论n1、外循环连续砂滤和内循环连续 砂滤的优缺点？n2、上流式连续砂滤和下流式连续
