环保设备与应用-快滤池.ppt

1,-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：格筛过滤微孔过滤膜过滤深层过滤,过滤,新课引入,2,(1)格筛过滤过滤介质：栅条或滤网，去除物：粗大的悬浮物，如杂草、破布、纤维、纸浆等。设备：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，去除物：粒径细微的颗粒。定型的商品设备很多。,3,(3)膜过滤过滤介质：特别的半透膜。在一定的推动力(如压力、电场力等)下进行过滤，去除物：水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。主要设备：反渗透、超过滤和电渗析等。（4）深层过滤过滤介质：颗粒状滤料，如石英砂、无烟煤等。去除物：水中的悬浮物。为区别于上述三类表面或浅层过滤过程，这类过滤称之为深层过滤，简称过滤。,4,低速滤池：速度小于4m3/（m2h）快滤池：速度为410m3/（m2h）高速滤池：速度为1060m3/（m2h）,按过滤速度,5,第四节快滤池,6,一、概述二、普通快速滤池构造三、快滤池的池体设计四、快滤池的运行管理五、其它滤池简介,7,一、概述,（一）快滤池在水处理中的作用：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。常用过滤设备：快滤池。,8,（二）过滤过程分为过滤和反洗两个过程。,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。,滤料,废水,过滤水,1、过滤,9,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。所以过滤过程是间断进行的。,2、反冲洗,1）滤池反冲洗的判断指标整个滤池的水头损失超过允许值或规定值（2.43.0m）滤后水水质恶化或达到已设定的上限达到最大时间的限制（一般34天）,10,2）滤池反冲洗的目的和方式,（1）目的：是清除截留在滤料孔隙中的悬浮物，恢复其过滤能力。（2）方式：滤后水反冲洗空气冲洗表面冲洗,一般滤池是采用滤后水反冲洗，并辅以表面冲洗或空气冲洗。,11,（1）反冲洗水的供应和排除：一般是用滤后水作为反冲洗用水。反冲洗水可用水塔或水泵供给。反冲洗排出的污水应及时排除，通常返回处理系统的首端。（2）空气冲洗：空气冲洗是在滤料层和垫层之间加空气管，在反冲洗的同时鼓入压力空气，增加对颗粒的搅动，增加颗粒之间互相碰撞和摩擦的机会，加强反冲洗效果。（3）表面冲洗：在过滤含有机物质较多的原水时，滤层表面往往生成由滤料颗粒、悬浮物和粘性物形成的泥球。为了破坏泥球，提高冲洗质量，常用压力水进行表面冲洗。,12,二、普通快速滤池构造,普通快滤池本身包括五部分：滤料层承托层配水系统集水渠洗砂排水槽,13,普通快速滤池构造,进水管，待过滤的水由此进入,集水渠，进水及收集反洗水,过滤介质，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，过滤后的水由此排出,反洗水收集槽，反洗水由此排出滤池,反洗水管，反洗水由此进入,反洗水收集槽，收集所有滤池的反洗水,14,快滤池过滤过程示意图,（1）过滤F1、F2开F4、F3关,进水,出水,15,滤池反洗过程示意图,（2）反洗F1、F2关F3、F4开,反洗水,16,就是滤料的粒径范围及在此范围内各种粒径的滤料数量比例。,（一）滤料层滤料的种类，性质，形状和级配等是决定滤层截留杂质能力的重要因素。,17,1、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）有适宜的级配和足够的空隙率。（4）滤料的外形最好接近于球形，表面粗糙而有棱角；（5）滤料应价廉，货源充足。,2、几种常见的滤料（1）天然滤料：石英砂和无烟煤（2）人工滤料：纤维球和聚苯乙烯泡沫珠,18,滤料,19,高效速纤维球滤料,20,3、滤池类型,按滤层结构分,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：双层滤池是在石英砂滤料上面再放一层粒度比较粗的白煤。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,21,单层滤池的滤料层结构,单层滤料层的剖面,22,双层滤料的结构,双层滤料层的剖面,23,三层滤料的结构,三层滤料层的剖面,24,单滤料滤池和多层滤池的比较,单层细滤料滤池：多数的固体被截留在砂床表面的几英寸，滤床的整个深度没有充分的利用。适用于给水和一些清洁的工业污水处理。双层滤料滤池：固体可以进入滤层的深处，比单层细滤料滤池的水头损失小。适于在给水和污水过滤处理中使用。三层滤料滤池：初始清洁水头损失和固体截留率较高，过滤周期短，滤后水水质最优。,25,1、作用：（1）主要起承托滤料的作用，亦称垫料层。（2）防止滤料随过滤水流失。滤料粒径较小，而配水系统的孔眼较大，因此可防止滤料流失；（3）使配水均匀。如果配水系统的孔眼直径很小，布水也很均匀，承托层可以减薄或省去。,(二）承托层,26,2、对垫层的要求：（1）要求垫料层不能被反洗水冲动；（2）形成的孔隙均匀，使布水均匀；（3）化学稳定性好；（4）机械强度高。通常，垫料层采用天然卵石或碎石。,27,(三)配水系统,1、配水系统的作用：（1）均匀收集滤后水，又称为排水系统；（2）均匀分配反冲洗水。2、分类（1）大阻力配水系统；（2）小阻力配水系统。,28,管式大阻力配水系统,大阻力配水系统指尽可能增大配水系统中布水孔眼的阻力，使反冲洗水在流向全池各部位的水头损失尽可能相等，保证配水均匀。,29,小阻力配水系统的滤头,30,出水槽,31,出水槽运行过程,32,三、快滤池的池体设计,（一）总面积及滤速v为过滤速度，应根据试验而定，一般为5-10m/h；q表面负荷，一般为5-10m3/m2h。,33,（二）滤池个数及尺寸的确定1、池体分格2、单池长宽比当F30m2时，长：宽1.25：1-1.5：1。,3、滤池总高度：(3-3.5m),34,（三）滤层设计不同废水适用的粒径分布不同，以下的适用化学沉淀后的废水过滤。1、石英砂层厚度为0.7-0.8m，各种粒径含量如下：,2、垫层厚度为0.7m，各种粒径分布如下：,35,单层砂滤池的滤料规格及运行设计参数,36,（四）配水系统1、排管式配水系统的结构,37,2、配水管设计参数1)主管进口流速：11.5m/s；2)支管进口流速：1.52.5m/s；3)支管间距：200300mm；4)支管直径：75100mm；5)配水孔径：912mm；6)配水孔距：75300mm；7)配水孔总面积：池面积的0.20.5%。,38,（五）反冲系统的设计1、冲洗强度2、冲洗泵1)工作流量：反冲强度单格面积。2)扬程：提升高度7m。,39,3、反冲洗排水槽,40,1）结构上口要求尽量水平，误差小于2mm。两端可以水平，也可使起始端深度为出口端的一半。2）尺寸计算单个排水槽的排水量Qc=qabq冲洗强度，L/(m2s)；a两槽中心距，一般为1.52.2m；b槽长度，一般不大于6m。,41,槽底为三角形断面的出口端尺寸v冲洗排水槽出口处的流速，一般取0.6m/s。槽底为半圆形断面的出口端尺寸,42,槽顶距滤料层表面高度em滤层最大膨胀率，%；L0滤层厚度，m；d槽底厚度，m。,43,4、集水渠集水渠与冲洗排水槽出口底面的距离：Qq为集水渠的流量，常以实际流量乘以1.5的安全系数，m3/s；g为重力加速度，m/s2；b为集水渠宽度，b=0.9Qq0.4，m。,44,设计调试应注意要注意清水池体积的设计，单滤池过滤和多滤池过滤不同；布水板的强度应考虑反冲时的水压；要先试反冲后再定集水槽堰板的高度；可加入压缩空气反冲效果更好；长时间停水时关闭出水阀，以防滤层结块。如用纤维球做过滤介质要防止其被冲走。,45,四、快滤池的运行管理,（一）分类按照在过滤周期内滤速的分布形态，滤池有两种基本运行方式。恒速过滤降速过滤,在整个过滤周期中过滤的速度不变。,在过滤周期中过滤速度是随时间变化的，开始时大，结束时小。,46,1、恒速过滤的不同形式,恒速过滤又分为恒水位恒速过滤和变水位恒速过滤两种：1）恒水位恒速过滤作用在滤池上的水头恒定，随滤层中的阻力增加，由逐渐开大的出水阀门（手控或自控)来补偿，使总阻力和出水量维持不变。2）变水位恒速过滤在每个滤池的进水端和出水阀后分别设进水堰室和出水堰室，实现变水位恒速过滤。,47,变水位恒速过滤示意图,过滤开始时的水位：出水堰高于滤料的高度。,过滤结束时的水位：高于进水堰的水位，过滤不能进行，开始反洗。,48,2、优良滤池的指标,1）滤料纳污能力大，过滤水头损失小，工作周期长；2）出水水质符合回用或外排的要求；3）反洗耗水量少，效果好，反洗后滤料分层稳定而不发生很大程度的滤料混杂。,49,3、滤池常见故障及对策,1）气阻在过滤末期，局部滤层的水头损失可能大于该处实际的水压力，即出现负水头。此时部分滤层水中溶解的气体将释放出来，积聚在孔隙中，阻碍水流通过，以致滤水量显著减少。反冲洗时气泡会冲出滤层表面。这种现象称为气阻，也称气闭。,50,解决方法：,（1）保持滤层上足够的水深，消除负水头，（2）在配水系统末端设排气管，防止反冲洗水中带入气体积聚在承托层或滤层中；（3）增大滤速，使滤层纳污均匀。,51,2）结泥球滤层表面的颗粒较细，截留的悬浮物较多。如果冲洗不干净，则互相粘结成球。造成布水不匀和再结泥球的恶性循环。这种污泥的主要成分是有机物，结球严重时会腐化发臭。解决方法：（1）翻池人工清洗，或彻底换滤料，同时检查垫层是否有移动，配水系统是否有堵塞。（2）滤池反冲洗后暂停使用，保持滤料上面水深2030cm，然后加氯浸泡l2h。,52,3）跑砂和漏砂如果冲洗强度过大或滤料级配不当，反冲洗会冲走大量细滤料。如果冲洗水分布不匀，垫料层可能发生平移，进一步促使布水不匀，最后局部垫料层被冲走淘空，过滤时，滤料通过这些部位的配水系统漏失到清水池中。解决方法：检查配水系统，调整冲洗强度。,53,4）水生生物繁殖在水温较高时，沉淀池出水中常含多种微生