《物理化学处理工艺》ppt课件

1、一、混凝工艺一、混凝工艺一混凝原理一混凝原理 混凝是将化学药剂投入污水中，经充分混合与反响，使污混凝是将化学药剂投入污水中，经充分混合与反响，使污水中悬浮态大于水中悬浮态大于100nm100nm和胶态和胶态(1(1100nm)100nm)的细小颗粒凝聚或的细小颗粒凝聚或絮凝成大的可沉絮体，再经过沉淀去除的工艺过程。絮凝成大的可沉絮体，再经过沉淀去除的工艺过程。主要去除：粘土主要去除：粘土50nm50nm4 4m m 细菌细菌0.20.2m m8080m m 病毒病毒 (10nm (10nm300nm)300nm) 蛋白质蛋白质1nm1nm50nm50nm 腐殖酸腐殖酸 l混凝过程具有两个作用：

2、混凝过程具有两个作用： l 第一个作用：使水中原有的离散微粒第一个作用：使水中原有的离散微粒首先具有粘附在固体颗粒上的性质首先具有粘附在固体颗粒上的性质 l 凝聚凝聚coagulationl 第二个作用：使这些具有粘附性的离第二个作用：使这些具有粘附性的离散微粒可以粘结成絮体散微粒可以粘结成絮体l 絮凝絮凝flocculationl混凝混凝coagulation-flocculation一混凝原理一混凝原理一混凝原理一混凝原理1. 1. 凝聚凝聚coagulationcoagulation 胶体脱稳胶体脱稳脱稳胶体凝聚脱稳胶体凝聚生长成生长成d=10d=10m m的小矾花的小矾花FlocFlo

3、c 特点：猛烈搅拌，使混凝剂快速分散特点：猛烈搅拌，使混凝剂快速分散 在混合设备中完成在混合设备中完成 一混凝原理一混凝原理 混合方式机械混合水力混合机械搅拌浆板式推流式涡流式混合池混合管道直接混合管道混合隔板式混合池跌水式混合池涡流式混合池水泵混合管道静态混合器混合水跃式混合池穿孔板式混合池混合的方式混合的方式 1.水泵混合水泵混合 投药投加在水泵吸水口或管上。混合效果好，投药投加在水泵吸水口或管上。混合效果好，节省动力，各种水厂均可用，常用于取水泵房节省动力，各种水厂均可用，常用于取水泵房接近水厂处置构筑物的场所，两者间距不大于接近水厂处置构筑物的场所，两者间距不大于150m。混合设备混合

4、设备水泵混合的投药位置水泵混合的投药位置 1 1泵前投加泵前投加 2 2泵后投加泵后投加 1 1、泵前投加、泵前投加 加注在取水泵吸水管中或吸水喇叭口处，见加注在取水泵吸水管中或吸水喇叭口处，见图。目前大多数采用这种方式，主要优点是可利图。目前大多数采用这种方式，主要优点是可利用水泵叶轮使药剂和原水得到充分混合，而且借用水泵叶轮使药剂和原水得到充分混合，而且借助于水泵吸力吸入，容易加注。助于水泵吸力吸入，容易加注。 缺陷是药剂对水泵有一定的腐蚀作用。缺陷是药剂对水泵有一定的腐蚀作用。 2 2、泵后投加、泵后投加 加注在水泵出水压力管见图或沉淀池进口处。加注在水泵出水压力管见图或沉淀池进口处。

5、当取水泵离净水安装较远约大于当取水泵离净水安装较远约大于500m500m时，时，为防止反响过早，已结成的絮粒在管道或进入沉淀为防止反响过早，已结成的絮粒在管道或进入沉淀池时破碎，从而影响净水效果，所以采用泵后投加。池时破碎，从而影响净水效果，所以采用泵后投加。 泵后投加因投药点承压或无吸力，故需求用水泵后投加因投药点承压或无吸力，故需求用水射器或加药泵。其优点是不发生药剂对水泵的腐蚀。射器或加药泵。其优点是不发生药剂对水泵的腐蚀。 2.管式混合管式混合 管式静态混合器：流速不宜小于管式静态混合器：流速不宜小于1m/s，水头损失不小于水头损失不小于0.30.4m，简单易行。，简单易行。 分散混合

6、器，是在管式孔板混合器前加分散混合器，是在管式孔板混合器前加一个锥形帽，锥形帽夹角一个锥形帽，锥形帽夹角90。顺流方向。顺流方向投影面积为进水管总截面面积的投影面积为进水管总截面面积的1/4，开孔，开孔面积为进水管总截面面积的面积为进水管总截面面积的3/4，流速为，流速为1.01.5m/s，混合时间，混合时间23s。节管长度不小。节管长度不小于于500mm。水头损失约。水头损失约0.30.4，直径在，直径在DN200DN1200。 图 6-13 管式静态混合器图 6-14 扩散混合器药剂原水管道 管道 单元混合体静态混合器原水原水管投药套管塑料管孔板锥帽挡板支架 3 机械混合机械混合 在池内安

7、装搅拌安装，搅拌器可以是在池内安装搅拌安装，搅拌器可以是桨板式、螺旋桨式或透平式，速度梯度桨板式、螺旋桨式或透平式，速度梯度7001000s-1，时间，时间1030s以内，优点是混以内，优点是混合效果好，不受水质影响，缺陷是添加机合效果好，不受水质影响，缺陷是添加机械设备，添加维修任务。械设备，添加维修任务。l普通管道混合普通管道混合 l 把药剂投入水泵压水水管内，借助水把药剂投入水泵压水水管内，借助水流进展混合。流进展混合。l 药剂参与方式：药剂参与方式：跌水混合池跌水混合池 利用水流在跌落过程中产生的冲击到达混合的效果。利用水流在跌落过程中产生的冲击到达混合的效果。 水跃式混合池水跃式混合

8、池 利用利用3m/s3m/s以上的流速迅速流下时所产生的水跃进展混合。以上的流速迅速流下时所产生的水跃进展混合。 涡流式混合设备设计要点： 底部锥角30-45； 反响时间1-1.5min，2min； 入口流速1-1.5m/s； 圆柱部分上升流速25mm/s。一混凝原理一混凝原理 2. 2. 絮凝絮凝flocculationflocculation 脱稳胶粒脱稳胶粒 生长成大矾花生长成大矾花(Floc)(Floc)可以经过沉淀去除可以经过沉淀去除d=0.6-1.2mmd=0.6-1.2mm特点：需求一定时间使矾花长大，搅拌从强特点：需求一定时间使矾花长大，搅拌从强弱弱 在絮凝设备中完成在絮凝设备

9、中完成絮凝设备絮凝设备 1.隔板絮凝池隔板絮凝池 隔板絮凝池分往复式和回转式，隔板絮凝池分往复式和回转式， 隔板絮凝池的水头损失由部分隔板絮凝池的水头损失由部分水头和沿程水头损失组成。往复式水头和沿程水头损失组成。往复式总水头损失普通在总水头损失普通在0.30.5m，回转，回转式的水头损失比往复式的小式的水头损失比往复式的小40左左右。右。 隔板絮凝池特点：构造简单、隔板絮凝池特点：构造简单、管理方便，但絮凝效果不稳定，池管理方便，但絮凝效果不稳定，池子大。顺应大水厂。子大。顺应大水厂。 图 6-15 往复式隔板絮凝池19.7m22.0m进水接沉淀池2.8m接沉淀池进水管进水管图 6-16 回

10、转式隔板絮凝池 2.折板絮凝池折板絮凝池 通常采用竖流式，它将隔板絮凝池通常采用竖流式，它将隔板絮凝池的平板隔板改成一定角度的折板。折板的平板隔板改成一定角度的折板。折板波峰对波谷平行安装称波峰对波谷平行安装称“同曲折板，同曲折板，波峰相对安装称波峰相对安装称“异曲折板。与隔板异曲折板。与隔板式相比，水流条件大大改善，有效能量式相比，水流条件大大改善，有效能量耗费比例提高，但安装维修较困难，折耗费比例提高，但安装维修较困难，折板费用较高。板费用较高。 图 6-17 单通道折板絮凝池剖面示意进水出水进水出水（ ）（ ）（a）同波折板 （b）异波折板 图 6-18 多通道折板絮凝池示意AA水流向上

11、水流向下出水进水平面图进水A-A剖面折板 3 机械絮凝池机械絮凝池 机械絮凝池的剖面表示见图。机械絮凝池的剖面表示见图。 搅拌器有浆板式和叶轮式，按搅拌搅拌器有浆板式和叶轮式，按搅拌轴的安装位置分程度轴式和垂直轴式。轴的安装位置分程度轴式和垂直轴式。 第一格搅拌强度最大，而后逐渐减小，第一格搅拌强度最大，而后逐渐减小，搅拌强度决议于搅拌器转速和桨板面积。搅拌强度决议于搅拌器转速和桨板面积。 图 6-19 机械絮凝池剖面示意进水进水接沉淀池接沉淀池（ ）（ ）（ ）水平轴式； （ ）垂直轴式浆板；2-叶轮；3-旋转轴；4-隔墙 4.穿孔旋流絮凝池穿孔旋流絮凝池 由假设干方格组成。分格数普通不少于

12、由假设干方格组成。分格数普通不少于6格。流速逐渐减小，格。流速逐渐减小，G也相应减小以顺应也相应减小以顺应絮凝体构成，孔口流速宜取絮凝体构成，孔口流速宜取0.61.0m/s，末端流速宜取末端流速宜取0.20.3m/s。絮凝时间。絮凝时间1525min。 穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，施工方便，造价低，可用于中、小型水厂施工方便，造价低，可用于中、小型水厂或与其他方式的絮凝池组合运用。或与其他方式的絮凝池组合运用。 图 6 - 2 0 穿 孔 旋 流 絮 凝 池 平 面 示 意 图上 面 进 水下 面 进 水 5.网格、栅条絮凝池网格、栅条絮凝池 网格、栅条絮凝

13、池设计成多格竖井网格、栅条絮凝池设计成多格竖井回流式。每个竖井安装假设干层网格或回流式。每个竖井安装假设干层网格或栅条，各竖井间的隔墙上、下交错开孔，栅条，各竖井间的隔墙上、下交错开孔，进水端至出水端逐渐减少，普通分进水端至出水端逐渐减少，普通分3段段控制。前段为密网或密栅，中段为疏网控制。前段为密网或密栅，中段为疏网或疏栅，末段不安装网、栅。网格栅或疏栅，末段不安装网、栅。网格栅条絮凝池的表示图。条絮凝池的表示图。 图 6-21 网 格 （ 或 栅 条 ） 絮 凝 池 平 面 示 意 图 （ 图 中 数 字 表 示 网 格 层 数 ）进 水平 面 布 置（ 2） 网 格（ 3） 栅 条下 面

14、 进 出 水上 面 进 出 水水 流 向 上水 流 向 下 网格絮凝池效果好，水头损失小，絮凝时间较短，但还存在末端池底积泥景象，小数水厂发现网格上繁殖藻类、堵塞网眼景象。 6.不同方式絮凝池组合运用不同方式絮凝池组合运用 每种方式的絮凝池各有其优缺陷。不同每种方式的絮凝池各有其优缺陷。不同方式的絮凝池组合运用可以相互补充，取长方式的絮凝池组合运用可以相互补充，取长补短。往复式和回转式隔板絮凝池在竖向组补短。往复式和回转式隔板絮凝池在竖向组合是常用方式之一，穿孔旋流与隔板絮凝池合是常用方式之一，穿孔旋流与隔板絮凝池也往往组合运用。不同方式絮凝池配合运用，也往往组合运用。不同方式絮凝池配合运用，

15、效果良好，但设备方式增多，应根据详细情效果良好，但设备方式增多，应根据详细情况决议。况决议。一混凝原理一混凝原理 3. 沉淀沉淀clarification 矾花沉淀类似于活性污泥在二沉池的沉淀。沉淀池常用的矾花沉淀类似于活性污泥在二沉池的沉淀。沉淀池常用的方式是平流沉淀池、斜管沉淀池和斜板沉淀池。平流沉淀池的方式是平流沉淀池、斜管沉淀池和斜板沉淀池。平流沉淀池的程度流速普通控制在程度流速普通控制在5 515mm/s15mm/s的范围内，水力外表负荷的范围内，水力外表负荷般在般在1 11.5m3/(m2h)1.5m3/(m2h)之间，水力停留时间普通在之间，水力停留时间普通在1.01.01.5h

16、1.5h范围内。范围内。 一混凝原理一混凝原理斜板管沉淀池斜板管沉淀池( (二二) )混凝剂和助凝剂：混凝剂和助凝剂：1 1、混凝剂、混凝剂无机混凝剂无机混凝剂铁盐构成的絮体比铁盐构成的絮体比铝盐絮体密实，但铝盐絮体密实，但腐蚀性强，有颜色。腐蚀性强，有颜色。Al2(SO4)3K2SO424H2OAl2(SO4)3K2SO424H2O 无机高分子混凝剂：无机高分子混凝剂： 聚 合 氯 化 铝 聚 合 氯 化 铝 P A CP A C ： 碱 式 氯 化 铝 ： 碱 式 氯 化 铝Al2(OH)6-nClAl2(OH)6-nClm m， 聚合硫酸铁聚合硫酸铁PFSPFS：Fe2(OH)n(SO4

17、)3-n/2Fe2(OH)n(SO4)3-n/2m m。 有机高分子混凝剂：聚丙烯酰胺有机高分子混凝剂：聚丙烯酰胺PAMPAM高分子混凝剂高分子混凝剂 CH2CHCONH2无无机机铝系铝系 硫酸铝硫酸铝明矾明矾Al2(SO4)3K2SO424H2O聚合氯化铝聚合氯化铝PAC Al2(OH)6-nClm聚合硫酸铝聚合硫酸铝PAS 适宜适宜pH：5.58 铁系铁系 三氯化铁三氯化铁硫酸亚铁硫酸亚铁硫酸铁国内消费少硫酸铁国内消费少聚合硫酸铁聚合硫酸铁(PFS) Fe2(OH)n(SO4)3-n/2m聚合氯化铁聚合氯化铁 适宜适宜pH：511，但腐，但腐蚀性强蚀性强 有有机机 人工人工合成合成 阳离子

18、型：含氨基、亚氨基的聚合物阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物 国外开场增多，国内国外开场增多，国内尚少尚少 阴离子型：水解聚丙烯酰胺阴离子型：水解聚丙烯酰胺HPAM 非离子型：聚丙烯酰胺非离子型：聚丙烯酰胺PAM，聚氧化乙烯，聚氧化乙烯PEO 两性型两性型运用极少运用极少 天然天然 淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等 微生物絮凝剂微生物絮凝剂 l相关阐明相关阐明与硫酸铝相比，三氯化铁具有以下优与硫酸铝相比，三氯化铁具有以下优点：适用的点：适用的pH值范围较宽；构成的值范围较宽；构成的絮凝体比铝盐絮凝体密实；处置低温低絮凝体比铝盐絮凝体密实；处置低温低浊水的效果优于硫酸铝；但

19、三氯化铁腐浊水的效果优于硫酸铝；但三氯化铁腐蚀性较强。蚀性较强。 硫酸亚铁普通与氧化剂如氯气同时运硫酸亚铁普通与氧化剂如氯气同时运用，以便将二价铁氧化成三价铁。用，以便将二价铁氧化成三价铁。 聚合氯化铝又称为碱式氯化铝或羟基聚合氯化铝又称为碱式氯化铝或羟基氯化铝，性能优于硫酸铝。氯化铝，性能优于硫酸铝。 助凝剂：助凝剂： 凡能提高或改善混凝剂凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可作用效果的化学药剂可称为助凝剂。助凝剂可称为助凝剂。助凝剂可以参与混凝，也可不参以参与混凝，也可不参与混凝。广义上可分为与混凝。广义上可分为以下几类：以下几类：酸碱类：调整水的酸碱类：调整水的pH，如石灰、硫酸等；如

20、石灰、硫酸等；加大矾花的粒度和结实加大矾花的粒度和结实性：如活化硅酸性：如活化硅酸SiO2 nH2O、骨胶、高分子、骨胶、高分子絮凝剂；絮凝剂；氧化剂类：破坏干扰混氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。凝的物质，如有机物。如投加如投加Cl2、O3等。等。水的特性：温度、水的特性：温度、pHpH及碱度、水中杂质性质和浓度及碱度、水中杂质性质和浓度 混凝剂种类：前面已有表达混凝剂种类：前面已有表达水力条件：前面已有表达水力条件：前面已有表达1 1、水温、水温 低温，混凝效果差，缘由是：低温，混凝效果差，缘由是： 无机盐水解吸热无机盐水解吸热 温度降低，粘度升高温度降低，粘度升高布朗运动减弱布朗运

21、动减弱胶体颗粒水化作用加强，妨碍凝聚胶体颗粒水化作用加强，妨碍凝聚 对策：提高投药量、添加高分子助凝剂对策：提高投药量、添加高分子助凝剂 2 2、pHpH及碱度及碱度 视混凝剂种类而异。如硫酸铝的最正确视混凝剂种类而异。如硫酸铝的最正确pHpH值范围为值范围为6.5-6.5-7.57.5。三价铁盐的最正确。三价铁盐的最正确pHpH值范围为值范围为6.0-8.46.0-8.4。无机盐水解，呵斥无机盐水解，呵斥pHpH下降，影响水解产物形状。下降，影响水解产物形状。如水中碱性太弱，需投加石灰乳、碳酸氢钠等助凝剂。如水中碱性太弱，需投加石灰乳、碳酸氢钠等助凝剂。3 3、水中杂质浓度、水中杂质浓度 杂

22、质浓度低，颗粒间碰撞机率下降，混凝效果差。杂质浓度低，颗粒间碰撞机率下降，混凝效果差。 对策：对策： 加高分子助凝剂加高分子助凝剂 加粘土等矿物颗粒加粘土等矿物颗粒投加混凝剂后直接过滤投加混凝剂后直接过滤 “低温低浊低温低浊- - 混凝困难混凝困难4 4、搅拌速度和时间、搅拌速度和时间 运用混凝剂的主要目的，是使胶体中和，运用混凝剂的主要目的，是使胶体中和，因此应尽快使药剂迅速均匀分散，投药后因此应尽快使药剂迅速均匀分散，投药后的搅拌速度与时间，对混凝效果有直接影的搅拌速度与时间，对混凝效果有直接影响。通常凝聚作用需求快速搅拌，使药剂响。通常凝聚作用需求快速搅拌，使药剂迅速均匀分散，使胶体脱稳

23、并进展凝聚，迅速均匀分散，使胶体脱稳并进展凝聚，时间短，通常小于时间短，通常小于2 2分钟。絮凝作用要求分钟。絮凝作用要求搅拌徐缓，以免结大的絮凝体被打碎，时搅拌徐缓，以免结大的絮凝体被打碎，时间在间在5 53030分钟。分钟。1 1工业废水：工业废水： 用于处置一些特殊废水，脱色、去除悬浮物等用于处置一些特殊废水，脱色、去除悬浮物等 。印染废水处置：适用于含颜料、分散染料、水溶性印染废水处置：适用于含颜料、分散染料、水溶性分子量较大的等染料废水处置。分子量较大的等染料废水处置。 混凝剂的选择与染料种类有关，需做混凝实验。混凝剂的选择与染料种类有关，需做混凝实验。 可以单独用无机混凝剂，也可和

24、有机高分子絮凝剂联可以单独用无机混凝剂，也可和有机高分子絮凝剂联用。用。 含油废水处置：含油废水处置：乳化油颗粒小、外表带电荷，加混凝剂，紧乳化油颗粒小、外表带电荷，加混凝剂，紧缩双电层。缩双电层。通常采用混凝气浮工艺。通常采用混凝气浮工艺。 混凝优点：上马快、投资省、效果好，混凝优点：上马快、投资省、效果好，缺陷：运转费高，沉渣多缺陷：运转费高，沉渣多 2 2废水深度处置与回用废水深度处置与回用 去除颗粒物去除颗粒物氮、磷氮、磷砷、汞等砷、汞等二级生物二级生物处置出水处置出水混凝沉淀混凝沉淀过滤过滤BOD5: 20BOD5: 2030mg/L30mg/LCOD: 60COD: 60100mg

25、/L100mg/LSS: 20SS: 2030mg/L30mg/L含有粒径数含有粒径数1nm1nm到到1010m m的颗粒的颗粒COD50 mg/LCOD50 mg/L市政杂用市政杂用绿化、洗车绿化、洗车冷却用水冷却用水3 3改善污泥脱水性能改善污泥脱水性能 七混凝控制目的七混凝控制目的 凝聚凝聚絮凝絮凝混合设备混合设备絮凝设备絮凝设备用用G G可以来判别混合和絮凝的程度可以来判别混合和絮凝的程度 ，可用下式计算，可用下式计算G G：P P单位体积水流所需求的功率；单位体积水流所需求的功率；污水动力粘滞污水动力粘滞系数。系数。混合凝聚过程混合凝聚过程 (Mixing): (Mixing): 猛

26、烈搅拌分散药剂，时间通常在猛烈搅拌分散药剂，时间通常在101030s30s，普通，普通2min2min，G G5005001000s-11000s-1。絮凝过程絮凝过程 ：不仅与不仅与G G有关，还与时间有关有关，还与时间有关 平均平均G G101075s-175s-1， GTGT104104105 105 运转中，采用运转中，采用v v和和T T校核校核GTGT或者平均或者平均G G反响时间反响时间T T和和GTGT采用以下两式计算：采用以下两式计算： 八混凝沉淀的日常维护管理八混凝沉淀的日常维护管理1 1每班均应察看并记录矾花生成情况，并将之与历史资料比较。如每班均应察看并记录矾花生成情况

27、，并将之与历史资料比较。如发现异常应及时分析缘由，并采取相应对策。发现异常应及时分析缘由，并采取相应对策。2 2沉淀池排泥要及时且准确。排泥间隔太长或一次性排泥量太大，沉淀池排泥要及时且准确。排泥间隔太长或一次性排泥量太大，都将影响正常运转。都将影响正常运转。3 3应定期清洗加药设备，坚持清洁卫生；定期清扫池壁，防止藻类应定期清洗加药设备，坚持清洁卫生；定期清扫池壁，防止藻类繁殖。繁殖。4 4定期取样分析水质，并定期核算混合区和絮凝池的定期取样分析水质，并定期核算混合区和絮凝池的G G及及GTGT值。值。5 5定期巡检设备的运转情况，如有缺点，那么及时排除。定期巡检设备的运转情况，如有缺点，那

28、么及时排除。6 6当采用氯化铁作混凝剂时，应留意检查设备的腐蚀情况，及时进当采用氯化铁作混凝剂时，应留意检查设备的腐蚀情况，及时进展防腐处置。展防腐处置。7 7加药计量设备应定期标定，保证计量准确。加药计量设备应定期标定，保证计量准确。8 8加强对库存药剂的检查，防止药剂蜕变失效。对硫酸亚铁尤应留加强对库存药剂的检查，防止药剂蜕变失效。对硫酸亚铁尤应留意。用药应贯彻意。用药应贯彻“先存先用的原那么。先存先用的原那么。9 9配药时要严厉执行卫生平安制度，必需带胶皮手套以及采取其它配药时要严厉执行卫生平安制度，必需带胶皮手套以及采取其它劳动维护措施。劳动维护措施。 九混凝沉淀的分析丈量与记录九混凝

29、沉淀的分析丈量与记录1 1对于混凝沉淀系统的进水和出水，应进展以下工程的分对于混凝沉淀系统的进水和出水，应进展以下工程的分析或丈量：析或丈量：温度、温度、pHpH、色度、浊度、色度、浊度、SSSS、CODCOD、BOD5BOD5、TPTP。2 2应定期进展絮凝池出水的沉降实验，察看并记录矾花的应定期进展絮凝池出水的沉降实验，察看并记录矾花的沉降情况沉降情况3 3定期进展烧杯搅拌实验，检查能否为最正确投药量。定期进展烧杯搅拌实验，检查能否为最正确投药量。4 4定期核算并记录定期核算并记录G G、T T及及GTGT值。值。二、过滤二、过滤什么是过滤？什么是过滤？过滤介质过滤介质固液分别手段固液分别

30、手段日常生活中常用砂来净水。日常生活中常用砂来净水。 一慢滤池一慢滤池 滤速慢滤速慢v v0.10.10.2 m/h0.2 m/h外表生长一层滤膜外表生长一层滤膜1 12 2个星期后个星期后 效果：浊度可降到效果：浊度可降到0 0，可不消毒。，可不消毒。 滤膜滤膜 慢滤池是最早出现的用于水处置的过滤设备，能有效地去慢滤池是最早出现的用于水处置的过滤设备，能有效地去除水的色度、嗅和味。由于慢滤池占地面积大、操作费事、除水的色度、嗅和味。由于慢滤池占地面积大、操作费事、冰冷季节时其表层容易冰冻，在城镇水厂中运用的慢滤池逐冰冷季节时其表层容易冰冻，在城镇水厂中运用的慢滤池逐渐被快滤池所替代。渐被快滤

31、池所替代。慢滤池机理：慢滤池机理：微生物吞食细菌微生物吞食细菌 微生物分泌出起凝聚作用的酶微生物分泌出起凝聚作用的酶 藻类产生氧气，起氧化作用。藻类产生氧气，起氧化作用。但消费效率低，但消费效率低，1 13 3月后堵塞，需刮掉月后堵塞，需刮掉滤膜，重新补砂。滤膜，重新补砂。 1 1、机理、机理 条件：滤速大于条件：滤速大于5 m/h5 m/h 必需先投加混凝剂必需先投加混凝剂 作用：去除浊度，浊度作用：去除浊度，浊度55度，同时可去除一部分细菌、病毒度，同时可去除一部分细菌、病毒 机理：表层细砂层粒径为机理：表层细砂层粒径为0.5mm0.5mm，孔隙尺寸为，孔隙尺寸为80um80um，但进入滤

32、，但进入滤池的颗粒大部分小于池的颗粒大部分小于30um30um，但仍能被去除。，但仍能被去除。不光是机械筛滤，还有接触粘附的作用。不光是机械筛滤，还有接触粘附的作用。 深层过滤深层过滤二快滤池二快滤池 悬浮颗粒被截留的机理悬浮颗粒被截留的机理: 两阶段实际：由迁移与吸附组成。两阶段实际：由迁移与吸附组成。 迁移：沉淀、分散、惯性、阻截和水动力，见图。迁移：沉淀、分散、惯性、阻截和水动力，见图。 吸附：范德华引力、静电力、以及某些化学键和某些特殊吸附：范德华引力、静电力、以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用、絮凝颗粒间的架桥作用。的化学吸附力作用、絮凝颗粒间的架桥作用。悬浮颗粒的迁移过程悬浮

33、颗粒的迁移过程1沉淀2扩散3惯性5水动力流线滤料悬浮颗粒4阻截运用：运用：给水处置给水处置原水原水混凝沉淀混凝沉淀/ /廓清廓清过滤过滤原水原水微絮凝微絮凝过滤微絮凝过滤过滤微絮凝过滤原水原水加药加药过滤接触过滤过滤接触过滤废水处置废水处置原水原水生物处置生物处置过滤过滤 原水原水生物处置生物处置混凝沉淀混凝沉淀过滤过滤2 2、快滤池的分类、快滤池的分类 普通快滤池普通快滤池 虹吸滤池虹吸滤池 重力滤池重力滤池 压力滤池压力滤池 挪动罩冲洗滤池挪动罩冲洗滤池 过滤过滤反冲洗反冲洗重力式无阀滤池重力式无阀滤池121 21 1451 76892 01 61 01 51 31 41 91 83HH0

34、图 9 - 2 5 无 阀 滤 池 过 滤 过 程1 - 进 水 分 配 槽 ； 2 - 进 水 管 ； 3 - 虹 吸 上 升 管 ； 4 - 伞 形 顶 盖 ； 5 - 挡 板 ；6 - 滤 料 层 ； 7 - 承 托 层 ； 8 - 配 水 系 统 ； 9 - 底 部 配 水 区 ； 1 0 - 连 通 渠 ；1 1 - 冲 洗 水 箱 ； 1 2 - 出 水 渠 ； 1 3 - 虹 吸 辅 助 管 ； 1 4 - 抽 气 管 ； 1 5 - 虹吸 下 降 管 ； 1 6 - 水 封 井 ； 1 7 - 虹 吸 破 坏 斗 ； 1 8 - 虹 吸 破 坏 管 ； 1 9 -强 制 冲 洗

35、 管 ； 2 0 - 冲 洗 强 度 调 节 器7优缺陷优缺陷 无阀滤池普通用于中、小型水厂。单池面无阀滤池普通用于中、小型水厂。单池面积普通不大于积普通不大于16 m2。 优点：优点： 它不需大型阀门，冲洗完全自动，造价它不需大型阀门，冲洗完全自动，造价较低，操作管理较为方便，过滤过程中不会较低，操作管理较为方便，过滤过程中不会出现负水头景象。出现负水头景象。 缺陷：缺陷： 池体构造较复杂，滤料装御困难，冲洗池体构造较复杂，滤料装御困难，冲洗水箱位于滤池上部，出水标高较高，相应抬水箱位于滤池上部，出水标高较高，相应抬高了滤前处置构筑物如沉定池或廓清池的标高了滤前处置构筑物如沉定池或廓清池的标

36、高，从而给水厂处置构筑物的总体高程布置高，从而给水厂处置构筑物的总体高程布置带来困难。带来困难。虹吸滤池虹吸滤池12171545316109786111213冲 洗过 滤图 9-26 虹 吸 滤 池 的 构 造1-进 水 槽 ； 2-配 水 槽 ； 3-进 水 虹 吸 管 ； 4-单 格 滤 池 进 水 槽 ； 5-进 水 堰 ； 6-布 水 管 ；7-滤 层 ； 8-配 水 系 统 ； 9-集 水 槽 ； 10-出 水 管 ； 11-出 水 井 ； 12-出 水 堰 ； 13-清 水 管 ；14-真 空 系 统 ； 15-冲 洗 虹 吸 管 ； 16-冲 洗 排 水 管 ； 17-冲 洗 排

37、 水 槽 优缺陷优缺陷优点：优点： 不需求大型阀门及相应的启闭控制设不需求大型阀门及相应的启闭控制设备，也无管廊；可以利用滤池本身的出备，也无管廊；可以利用滤池本身的出水量、水头进展冲洗，不需求设置冲洗水量、水头进展冲洗，不需求设置冲洗高位水箱或水泵；可以在一定的范围内，高位水箱或水泵；可以在一定的范围内，根据来水量的变化自动平衡地调理各格根据来水量的变化自动平衡地调理各格滤池的滤速，不需求滤速控制设备。滤池的滤速，不需求滤速控制设备。缺陷：缺陷： 池深较大；冲洗强度受其它几格滤池池深较大；冲洗强度受其它几格滤池出水量的影响，故冲洗效果不象普通快出水量的影响，故冲洗效果不象普通快滤池那样稳定。

38、滤池那样稳定。挪动冲洗罩滤池挪动冲洗罩滤池Z2Z1107689543151413111221图 9-27 移动罩滤池（11）（14）（10）（9）（4）（15）（16）（21）12（3）（22）12（2）（1）（23）（24）21 1-进水管； 2-穿孔配水墙； 3-消力栅； 4-小阻力配水系统的配水孔；5-配水系统的配水室； 6-出水虹吸中心管；7-出水虹吸管钟罩； 8-出水堰； 9-出水管；10-冲洗罩； 11-排水虹吸管； 12-桁车； 13-浮筒； 14-针形阀； 15-抽气管； 16-排水渠9867（12）（13）-剖面Z3Z110161115优缺陷优缺陷 优点：优点： 池体构造简单

39、；无需冲洗水箱塔；池体构造简单；无需冲洗水箱塔；无大型阀门，管件小；采用泵吸式冲洗罩时，无大型阀门，管件小；采用泵吸式冲洗罩时，池深较浅；与同规模的普通快滤池相比，造池深较浅；与同规模的普通快滤池相比，造价有所下降。价有所下降。 缺陷：缺陷： 机电及控制设备较多；自动控制与维修机电及控制设备较多；自动控制与维修较复杂。较复杂。 挪动冲洗罩滤池适用于大、中型水厂。挪动冲洗罩滤池适用于大、中型水厂。V型滤池型滤池滤 板平面图反冲水管ABBA13121618反冲洗真空管54321进水总渠A-A剖 面管 廊控 制 室171312149107154 31图 9-28 V型 滤 池 构 造 简 图1-进

40、水 气 动 隔 膜 阀 ； 2-方 孔 ； 3-堰 口 ； 4-侧 孔 ； 5-V型 槽 ； 6-小 孔 ； 7-排 水 渠 ； 8-气 、 水 分 配 渠 9-配 水 方 孔 ； 10-配 气 方 孔 ； 11-底 部 空 间 ； 12-水 封 井 ； 13-出 水 堰 ； 14-清 水 渠 ； 15-排 水 阀 ； 16-清 水 阀 ； 17-进 气 阀 ； 18-冲 洗 水 阀B-B剖 面9108765优缺陷优缺陷 优点优点 ： 采用均质滤料过滤，防止了级配滤料过采用均质滤料过滤，防止了级配滤料过滤时能够产生的一些缺陷。滤料层含污容量滤时能够产生的一些缺陷。滤料层含污容量大，出水水质较好

41、，过滤周期较长，过滤速大，出水水质较好，过滤周期较长，过滤速度较高。采用气度较高。采用气-水结合反冲洗，冲洗耗水水结合反冲洗，冲洗耗水量小，冲洗效果好。容易实现自动过滤与冲量小，冲洗效果好。容易实现自动过滤与冲洗。洗。 缺陷是：缺陷是： 对冲洗操作要求严厉，需求鼓风机等机对冲洗操作要求严厉，需求鼓风机等机械。滤池施工要求严厉。械。滤池施工要求严厉。压力滤池压力滤池进 水排 气 管压 力 线出 水滤 头入 孔挡 板煤 层砂 层图 9 - 2 9 压 力 滤 池 3 过滤方式过滤方式 1恒速过滤恒速过滤 最常见的恒速过滤如下图。在恒速过滤形最常见的恒速过滤如下图。在恒速过滤形状，由于滤层逐渐被堵塞

42、，水头损失随过滤状，由于滤层逐渐被堵塞，水头损失随过滤时间逐渐添加，滤池中水位逐渐上升，当水时间逐渐添加，滤池中水位逐渐上升，当水位上升到最高水位时，过滤停顿以待冲洗。位上升到最高水位时，过滤停顿以待冲洗。无阀滤池与虹吸滤池是典型的恒速过滤滤池。无阀滤池与虹吸滤池是典型的恒速过滤滤池。最 高 水 位最 低 水 位进水出水图 9 - 7 恒 速 过 滤Hmaxh Ho 2递降速过滤 设四个滤池组成一个滤池组，假设：进入滤池组的总流量不变；每个池子的性能完全一样；每个滤池恰好按它的编号顺序进展冲洗。那么滤池的水位与滤速变化如图9-9所示。 挪动冲洗罩滤池是典型的递降速过滤滤池，当挪动冲洗罩滤池的分

43、格数很多时，这格滤池冲冼与下一格滤池冲洗的间隔时间很近，滤池水位变化不大，有能够到达近似的“等水位变速过滤。最高水位进水渠进水阀排水阀排水渠最低水位清水池图 9-8 减速过滤（一组4座滤池）0过滤时间t（h）滤速v（m/h）图 9-9 一座滤池滤速变化（一组共4座滤池）三滤料内杂质分布规律三滤料内杂质分布规律滤料表层孔隙率较小。滤料表层孔隙率较小。杂质主要截留在滤料表层。杂质主要截留在滤料表层。四滤料四滤料 1 1种类种类 石英砂、无烟煤、大理石、石榴石、白云石石英砂、无烟煤、大理石、石榴石、白云石聚苯乙烯发泡塑料聚苯乙烯发泡塑料 纤维球滤料纤维球滤料 磁铁矿滤料磁铁矿滤料果壳活性炭滤料果壳活

44、性炭滤料纤维束滤料纤维束滤料无烟煤滤料无烟煤滤料焦碳滤料焦碳滤料锰砂滤料锰砂滤料陶粒滤料陶粒滤料核桃壳滤料核桃壳滤料石英砂滤料石英砂滤料瓷砂滤料瓷砂滤料合金滤料合金滤料不同过滤资料的去除粒度不同过滤资料的去除粒度资料去除的最小粒度天然及合成纤维编织布10010mm金属丝编织网1005mm纤维纸303mm泡沫塑料101mm玻璃纤维纸80.03mm素烧陶瓷1001mm硅藻土覆盖膜100.3mm滤膜5mm2nm混凝后砂滤10mm1nm2 2滤料层规格滤料层规格粒径：小，比外表积大，有利于矾花的吸附但易粒径：小，比外表积大，有利于矾花的吸附但易堵塞堵塞 厚度：矾花穿透深度维护厚度厚度：矾花穿透深度维护

45、厚度 穿透深度与粒径、滤速及水的混凝效果有关穿透深度与粒径、滤速及水的混凝效果有关五配水系统与反冲洗五配水系统与反冲洗 常见的配水系统有大阻力配水系统、小阻力配常见的配水系统有大阻力配水系统、小阻力配水系统、中阻力配水系统等三种水系统、中阻力配水系统等三种. .配水系统的目的：配水系统的目的：均匀分布反冲洗水均匀分布反冲洗水均匀搜集过滤水均匀搜集过滤水配水不均匀导致：配水不均匀导致： 滤池中砂层厚度分布不同；滤池中砂层厚度分布不同； 过滤时，产生短流景象，使出水水质下降；过滤时，产生短流景象，使出水水质下降； 能够招致部分承托层发生挪动，呵斥漏砂景能够招致部分承托层发生挪动，呵斥漏砂景象。象。

46、 1.大阻力配水系统的原理大阻力配水系统的原理1构造构造 大阻力配水系统的构造如下图。大阻力配水系统的构造如下图。 图 9 - 1 3 穿 孔 支 管 孔 口 位 置4 5 4 5 a干 管进 水cb支 管图 9-14 穿 孔 大 阻 力 配 水 系 统普通为穿孔管大阻力配水系统。普通为穿孔管大阻力配水系统。 特点：任务可靠、采用最广、冲洗干净特点：任务可靠、采用最广、冲洗干净 但冲洗水头要求高，需冲洗水箱或水泵但冲洗水头要求高，需冲洗水箱或水泵 2大阻力配水系统的特点：大阻力配水系统的特点： 配水均匀性好；配水均匀性好； 构造复杂；构造复杂； 管道容易结垢；管道容易结垢； 孔口水头损失大，因

47、此要求反冲洗水压高。孔口水头损失大，因此要求反冲洗水压高。 无阀滤池、挪动冲洗罩滤池、虹吸滤池等的无阀滤池、挪动冲洗罩滤池、虹吸滤池等的冲洗水头非常有限，不宜采用大阻力配水系冲洗水头非常有限，不宜采用大阻力配水系统。统。 钢筋混凝土穿孔板：板上铺设一层或两层尼龙网。钢筋混凝土穿孔板：板上铺设一层或两层尼龙网。 小阻力配水系统小阻力配水系统 清水池浑水渠冲洗水流滤砖上层用10mm导板隔开11:2水泥砂浆嵌缝粉平12802806002502801-1剖面图图 9-19 穿孔滤砖 小阻力配水系统的特点：小阻力配水系统的特点： 反冲洗水头小；反冲洗水头小； 配水均匀性较大阻力配水系统配水均匀性较大阻力

48、配水系统为差，当配水系统室内压力稍有为差，当配水系统室内压力稍有不均匀，滤层阻力稍不均匀，滤不均匀，滤层阻力稍不均匀，滤板上孔口尺寸稍有差别或部分滤板上孔口尺寸稍有差别或部分滤板受堵塞，配水均匀程度都会敏板受堵塞，配水均匀程度都会敏感地反映出来；感地反映出来； 滤池面积较大时，不宜采用小滤池面积较大时，不宜采用小阻力配水系统。阻力配水系统。 中阻力配水系统与小阻力配水系中阻力配水系统与小阻力配水系统类似，但其开孔比介于大阻力统类似，但其开孔比介于大阻力配水系统与小阻力配水系统之间。配水系统与小阻力配水系统之间。3、反冲洗、反冲洗 去除滤料层中所截留的污物，恢复滤池去除滤料层中所截留的污物，恢复

49、滤池过滤才干过滤才干 1反冲洗方式反冲洗方式 高速水流反冲洗高速水流反冲洗气、水反冲洗气、水反冲洗气冲强度：气冲强度：1020 L/m2 s水冲强度：水冲强度：34L/m2 s 外表辅冲加高速水流反冲洗外表辅冲加高速水流反冲洗 6冲洗水的供应冲洗水的供应 两种：两种： 水泵冲洗；水泵冲洗； 冲洗水塔或水箱冲洗。冲洗水塔或水箱冲洗。 水泵冲洗的特点：水泵冲洗的特点： 投资省；投资省； 但操作较为费事；但操作较为费事； 在冲洗的短时间内耗电量大，往往会使厂区内供在冲洗的短时间内耗电量大，往往会使厂区内供电网负荷骤增。电网负荷骤增。 冲洗水箱的特点：冲洗水箱的特点： 造价高；造价高； 但操作简单；但

50、操作简单； 公用水泵小，耗电量较均匀。公用水泵小，耗电量较均匀。 7气气-水结合反冲洗水结合反冲洗 气气-水结合冲洗具有下述特点：水结合冲洗具有下述特点： 冲洗效果好；冲洗效果好； 节约反冲洗水量；节约反冲洗水量； 气气-水结合冲洗操作较为费事，池子水结合冲洗操作较为费事，池子和设备较复杂，需添加鼓风机或空压机、和设备较复杂，需添加鼓风机或空压机、储气罐等气冲设备。储气罐等气冲设备。 气气-水结合冲洗有水结合冲洗有3种操作方式：种操作方式： 先气洗，后水洗；先气洗，后水洗； 先气水混合洗，再用水洗；先气水混合洗，再用水洗； 先气洗，再气水混合洗，最后用水洗先气洗，再气水混合洗，最后用水洗或漂洗

51、。或漂洗。 气气-水结合冲洗时，总的反冲洗时间约水结合冲洗时，总的反冲洗时间约在在10min左右。左右。 气气-水结合冲洗时常用长柄滤头或复合气水反冲洗配水滤砖水结合冲洗时常用长柄滤头或复合气水反冲洗配水滤砖进展布气与布水，其构造如图进展布气与布水，其构造如图9-22和图和图9-23所示。所示。水水水水气气/水气/水单独水冲气/水反冲水气/水图 9-22 复合气水反冲洗配水滤砖 套 筒滤 帽滤 板直 管气水图 9 - 2 3 气 - 水 同 时 冲 洗 时 长 柄 滤 头 工 况 示 意管廊布置管廊布置管廊：是指集中布置滤池的管渠、配管廊：是指集中布置滤池的管渠、配件及阀门的场所，要求如下：件及阀门的场所，要求如下：1力求紧凑，简捷；力求紧凑，简捷；2留有设备与管配件安装、维修留有设备与管配件安装、维修时必需的空间；时必需的空间；3具有良好的防水、排水、通风、具有良好的防水、排水、通风、照明设备；照明设备；4便于与滤池操作室联络；便于与滤池操作室联络；5管廊中的管道普通用金属资料，管廊中的管道普通用金属资料，也可用钢筋混凝土渠道；也可用钢筋混凝土渠道；6