水污染控制工程过滤

第一节概述第二节过滤理论第三节快滤池 过滤 第一节 概述 一 过滤 借助于具有一定空隙率的固体介质 如石英砂 阻挡截留水中杂质而使水得到澄清的工艺过程 1 格栅过滤过滤介质为栅条和滤网 2 微孔过滤成型滤材 如滤布 滤片 烧结滤管 蜂房滤芯等 3 膜过滤过滤介质为半透膜 4 深层过滤过滤介质为颗粒状滤料 如石英砂 无烟煤等 为区别前3种为表面或浅层过滤过程 第4种为深层过滤 简称过滤 XG型旋转式格栅除污机 二 截留的对象 细小颗粒 细小矾花 藻类 细菌及病毒 三 位置 沉淀池或澄清池之后 四 作用 1 进一步降低水的浊度 2 同时水中有机物 细菌及病毒将随水的浊度降低而部分被去除 3 为滤后消毒创造了良好条件 残留于滤后水中的细菌 病毒等失去浑浊物的保护和依附时 在滤后消毒过程中也将容易被杀灭 4 在饮用水净化工艺中 过滤是不可缺少的 它是保证饮用水卫生安全的重要措施 五 滤池的种类1 按滤速有慢速滤池和高速滤池2 按作用水头有重力式滤池和压力滤池3 按水流方向有下向流 上向流和双向流 第二节过滤理论 一 过滤机理 接触吸附 在范德华力作用下被滤料吸附 在布朗运动作用下迁移扩散到滤料表面被吸附 水中的悬浮颗粒能够粘附于滤料颗粒表面 涉及两个问题 1 被水流挟带的颗粒如何与滤料颗粒表面接近或接触 这涉及颗粒脱离流线而向滤料颗粒表面靠近的迁移机理 2 当颗粒与滤料表面接触或接近时 依靠哪些力的作用使它们粘附于滤料颗粒表面上 这涉及粘附机理 1 迁移 阻力截留 悬浮颗粒脱离流线与滤料颗粒接触 悬浮物颗粒 大 表层滤料的空隙中 滤膜 滤料间的空隙越来越小 截污能力随之变得越来越高 属于阻力截留或筛滤作用 2 附着 接触絮凝 悬浮颗粒与滤料颗粒进行吸附 不再脱落 滤料表面形成较大的比表面积 具有较强的吸附能力 属于接触凝聚作用 二 滤层内杂质的分布规律 一 滤层内杂质的分布规律在颗粒粘附的同时 还存在由于孔隙中水流剪力作用而导致颗粒从滤料表面上脱落趋势 粘附力和水流剪力相对大小 决定了颗粒粘附和脱落的程度 二 滤池的含污能力当过滤周期结束后 滤层中所截留的悬浮颗粒量在滤层深度方向变化很大 滤层含污量指单位体积滤层中所截留的杂质量 在一个过滤周期内 如果按整个滤层计 单位体积滤料中的平均含污量称为 滤层含污能力 单位仍以g cm3或kg cm3计 提高滤池含污能力的途径 A 提高滤料颗粒的均匀性 B 由单层滤料改为多层滤料 C 改变水流方向 上下双向过滤 三 直接过滤 一 定义原水不经沉淀而直接进入滤池过滤称 直接过滤 二 直接过滤方式 1 接触过滤 2 微絮凝过滤 第三节快滤池 一 滤池的构造1 进水系统2 卵石垫层3 滤料层4 出水系统5 反洗系统6 排污系统 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 二 滤料层 1 作用滤料层是滤池的核心部分 提供接触凝聚 吸附的表面积及悬浮物储存的容积 按滤层结构分 单层滤料滤池 以石英砂做为滤料 双层滤料滤池 在石英砂滤料上面再放一层粒度比较粗的白煤或无烟煤 三层滤料滤池 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 2 滤料 滤料 滤料 滤料布置原则 反粒度 顺比重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 耐腐蚀性 3 有适宜的级配和足够的空隙率 级配 滤料的粒径范围及在此范围内各种粒径的滤料数量比例 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 滤料 三 承托层 作用 防止滤料从配水系统中流失 反冲时均匀配水 1 单层滤料或双层滤料池承托层结构 2 三层滤料滤池承托层结构 四 配水系统 1 配水系统的类型根据配水系统原理 分类 大阻力 中阻力 小阻力 1 大阻力配水系统快滤池中常用的是 穿孔管大阻力配水系统 见图 冲洗时 水流自干管起端进入后 流入各支管 由支管孔口流出 再经承托层和滤料层流入排水槽 管式大阻力配水系统 2 小阻力配水系统 基本原理 减小干管和支管进口流速同样可使布水趋于均匀 可以减小孔口阻力系数以减小孔口水力损失 A 钢筋混凝土穿孔 或缝隙 滤板在钢筋混凝土板上开圆孔或条式缝隙 板上铺设一层或两层尼龙网 B 二次配水的穿孔滤砖用钢筋混凝土或陶瓷制成 每平方米滤池面积上铺设6块 开孔比为 上层1 07 下层0 7 属中阻力配水系统 C 滤头滤头由具有缝隙的滤帽和滤柄 具有外螺纹的直管 组成 短柄滤头用于单独水冲滤池 长柄滤头用于气水反冲洗滤池 对于穿孔滤板 可在滤板上安装滤头 小阻力配水系统 五 滤池的冲洗 一 冲洗目的 清除滤层中所截留的污物 使滤池恢复过滤能力 二 冲洗原理 水流自下而上通过滤层 并使滤层膨胀达到一定程度 靠水流的剪切力和滤料颗粒间的碰撞 摩擦使积累在滤料层中的杂质