(好资料)1.5过滤--水处理教案(清华大学精品课程)

第五章 过滤(Filtration)第1节 概述一、慢滤池 滤速慢：V0.1-0.3 m/h 表面生长一层滤膜（12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，13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：给水处理原水混凝沉淀/澄清过滤原水微絮凝过滤（微絮凝过滤）原水加药过滤（接触过滤）废水处理原水生物处理过滤 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1.52m工作周期：过滤开始冲洗结束1224h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HH0h DHt h：配水系统、承托层及灌渠水头损失之和 DHt：滤层的水头损失增值 DHt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 m2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。1） 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。2） 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）双层或多层滤料无烟煤石英砂无烟煤石英砂重质矿石第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K80d80/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dmind10, dmaxd80 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d803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 厚度：矾花穿透深度保护厚度穿透深度与粒径、滤速及水的混凝效果有关（大） （大）（高） （差）类 别滤料组成滤速(m/h)强制滤速(m/h)粒径(mm)不均匀系数K80厚度(mm)单层石英砂滤料dmax1.2dmin0.52.07008-1010-14双层滤料无烟煤dmax1.8dmin0.8石英砂dmax1.2dmin0.52.021414-18三层滤料无烟煤dmax1.6dmin0.8石英砂dmax0.8dmin0.5重质矿石dmax0.5dmin0.251. 71. 5 5- 7二、其它滤池1. 重力式无阀滤池自动运行、操作方便结构简单、造价低3050小阻力配水系统，冲洗水由上部水箱供给但高度大，冲洗时进水被带走一部分 有顶盖，装卸滤料不变，观察不到过滤情况。2.移动罩冲洗滤池反冲洗来自其它格的滤过水与虹吸滤池相同移动冲洗罩与无阀滤池相同分格