水污染控制工程-过滤

,过滤工程是一个包含多种作用的复杂过程。,完成过滤工艺的处理构筑物称为滤池。,可用于活性炭吸附和离子交换等深度处理过程之前作为预处理，也可用于化学混凝和生化处理之后作为后处理过程。,机理：1阻力截留：当原水自上而下流过粒状滤料层时，粒径较大的悬浮颗粒首先被截留在表层滤料的空隙中，从而使此层滤料间的空隙越来越小，截污能力随之变得越来越高，结果逐渐形成一层主要由被截留的固体颗粒构成的滤膜，并由它起主要的过滤作用。,2重力沉降：原水通过滤料层时，众多的滤料表面提供了巨大的沉降面积。形成无数的小“沉淀池“，悬浮物极易在此沉降下来。重力沉降与滤料直径和过滤速度有关。滤料愈小，沉降面积愈大；滤速愈小，则水流愈平衡，有利于悬浮物的沉降。,3接触絮凝：由于滤料具有巨大的表面积，它与悬浮物之间有明显的物理吸附作用。粒径较大的悬浮颗粒，以阻力截留为主，发生在滤粒表层，称为表面过滤。细微悬浮物，以重力沉降和接触絮凝为主，发生在滤料深层，称为深层过滤。,从滤料的种类,单层滤池,双层滤池,多层滤池,按作用水头分,重力滤池（作用水头45米；）,压力滤池（1520米）,从进、出水及反冲洗水的供给与排除方式分为,普通快滤池,无阀滤池,虹吸滤池,二、普通快滤池1基本构造和过滤工艺过程构造：矩形的钢筋混凝土池子，几个池子相连成单行或双行排列。,普通快滤池外部由滤池池体、进水管、出水管、冲洗水管、冲洗水排出管等管道及其附件组成；滤池内部由冲洗水排出槽、进水渠、滤料层、垫料层（承托层）、排水系统（配水系统）组成。,反洗：把被截留的污染物从滤料层中洗去，使之恢复过滤能力。滤池的工作周期：从过滤开始到结束所延续的时间。一般大于8小时，最长48小时。过滤循环：从过滤开始到反洗结束。,过滤工艺：过滤和反洗两个基本阶段。过滤：截留污染物；,2滤料和垫层结构：(1)滤料是滤池中最重要的组成部分，是完成过滤的主要介质。良好的滤料必须满足以下要求：有足够的机械强度；有较好的化学稳定性；有适宜的级配和足够的空隙率。,级配：就是滤料的粒径范围以及在此范围内各种粒径的滤料数量比例。滤粒的外形：球形，表面粗糙而有棱角，以获得较大的空隙率和比表面积。,常用滤料：石英砂、无烟煤、陶粒、高炉渣、聚氯乙烯、聚苯乙烯球。滤料的性能指标：有效直径和不均匀系数：有效直径是指能使10的滤料通过的筛孔直径(mm)，以d10表示，即粒径小于d10的滤粒占总量的10%.,d80表示能使80的滤料通过的筛孔直径(mm)。d80与d10的比值就称为滤料的不均匀系数，以k80表示。,不均匀系数愈大，则滤料愈不均匀，小颗料会填充于大颗粒的间隙内，从而使滤料的空隙率和纳污能力降低，水头损失增大，因此不均匀系数以小为佳。但是，不均匀系数愈小，加工费用也愈高。通常k80值应控制在1.65-1.80的范围内。,滤料的纳污能力：滤料层承纳污染物的容量常用纳污能力表示。其含义是在保证出水水质的前提下，在过滤周期内单位体积滤料中能截留的污物量，以kg/m3表示。其大小与滤料的粒径、形状等因素有关。,滤料的空隙率和比表面积：空隙率：指在一定体积的滤层中空隙所占的体积与总体积的比值。常用石英砂和白煤滤料的空隙率分别为0.4和0.5。滤料的比表面积：指单位重量或单位体积滤料所具有的表面积，以cm2/g或cm2/cm3表示。,双层滤池是为了克服单层滤池的缺点而产生的，石英砂上铺一层无烟煤滤料。,单层滤池常用石英砂为滤料,（2）垫料层作用：主要是承托滤料（故称承托层），防止滤料经配水系统上的孔眼随水流走，同时保证反冲洗水更均匀地分布于整个滤池面积上。,垫料层要求不被反冲洗水冲动，形成的孔隙均匀，布水均匀，化学稳定性好，不溶于水。一般采用卵石或砾石，按颗粒大小分层铺设。垫料层的粒径一般不小于2mm，以同滤料的粒径相配合。,3过滤时的水头损失H=Ht+h1+ht+v2/2g+h24滤速、滤池总表面积及滤池数的确定A=Q/v滤池个数的确定应考虑运行的灵活性以及基建和运行费用的经济性两个方面，一般不少于2个。见P83，表210。,5快滤池的反冲洗多采作逆流冲洗方式，有时兼用压缩空气反冲、水力表面冲洗以及机械或超声波搅动等辅助冲洗措施。6、配水系统作用：保证反洗水能均匀地分布在整个滤池断面上，而在过滤时也能均匀地收集滤过水。,7、快滤池常见故障及排除方法（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，这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。若发生气阻现象应停止过滤，进行反冲洗。,（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。在下一次冲洗时，因其质量较大而沉入滤层深处，造成布水不均和再结泥球的恶性循环。（3）跑砂如果冲洗强度过大或滤料配级不当，反冲洗会冲走大量细滤料。另外，如果冲洗水分配不均，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。,（4）水生物繁殖在水温较高时，沉淀池出水中常含多种微生物，极易在滤池中繁殖。在快滤池中，微生物繁殖是不利的，往往会使滤层堵塞。可在滤池前加氯解决。,三、虹吸滤池68个单元滤池组成一个整体。矩形，也可建圆形。是指滤池的进水和冲洗水的排除都由虹吸管完成，所以叫虹吸滤池。,四、重力式无阀滤池,利用水力学原理，通过进出水的压差自动控制虹吸产生和破坏，实现自动运行的滤池。,五、压力滤池,可利用过滤后的余压将出水送到用水地点或远距离输送。,含锰/铁地下水的净化,含油废水的治理,生活