油田污水处理第5章_过滤-Bppt课件

1、过滤法过滤法过滤的分类，其主要机理过滤的分类，其主要机理过滤工艺过程过滤工艺过程过滤资料的要求特性过滤资料的要求特性常见滤池的任务原理常见滤池的任务原理经过本章学习应掌握以下内容：经过本章学习应掌握以下内容：过滤过程的分类：过滤过程的分类： 过滤过程的分类：过滤过程的分类： 过滤在水处置中的作用：过滤在水处置中的作用： 前往目录5.1 深层过滤的根本过程过滤过程分为过滤(filtration)和反洗(backwash)两个过程。 过滤过程是废水由过滤过程是废水由上到下经过一定厚上到下经过一定厚度的由一定粒度的度的由一定粒度的粒状介质组成的床粒状介质组成的床层，由于粒状介质层，由于粒状介质之间存

2、在大小不同之间存在大小不同的孔隙，废水中的的孔隙，废水中的悬浮物被这些孔隙悬浮物被这些孔隙截留而除去。截留而除去。 滤料过滤水过滤水废水废水 滤料反洗废水反洗废水反洗水入口反洗水入口 前往目录FLASHFLASH1617过滤过滤F1、F2开开F4、F3关关快速滤池过滤过程表示图快速滤池过滤过程表示图 进进水水出出水水滤池反洗过程表示图滤池反洗过程表示图反洗：F1、F2关，F3、F4开反洗水前往目录5.4 5.4 滤池类型滤池类型 按不同的方式滤池可分为不同的类型：按不同的方式滤池可分为不同的类型：按按过过滤滤速速度度高速滤池高速滤池(high filtration rate) (high fi

3、ltration rate) ，速度为速度为101016 m3/16 m3/m2hm2h低速滤池低速滤池(low filtration rate)(low filtration rate)，速度小于速度小于4 m3/4 m3/m2hm2h中速滤池中速滤池(medium filtration rate) (medium filtration rate) ，速度为速度为4 410 m3/10 m3/m2hm2h按推进按推进力分力分重力式滤池重力式滤池gravity filter)gravity filter)， 其过滤压力水头为其过滤压力水头为4 45 m5 m压力滤池压力滤池(pressure

4、filter)(pressure filter)，其过滤压力水头为其过滤压力水头为151520 m20 m按滤层构按滤层构造分造分单层滤料滤池单层滤料滤池single media filter)双层滤料滤池双层滤料滤池(dual media filter三层滤料滤池三层滤料滤池(triple media filter) L按水流方按水流方向分向分下向流下向流(up-flow)上向流上向流(down-flow)双向流双向流(bi-flow)L前往目录下向流滤池能保证较高下向流滤池能保证较高的滤速和反洗效果；的滤速和反洗效果；水头损失添加较快，任务周期较短；水头损失添加较快，任务周期较短；下层滤料

5、难以发扬作用。下层滤料难以发扬作用。缘由是反洗后滤料会缘由是反洗后滤料会分层，细颗粒在上，粗分层，细颗粒在上，粗颗粒在下，上层很快堵颗粒在下，上层很快堵塞，而下层不起作用。塞，而下层不起作用。进水进水 出水下向流滤池表示图下向流滤池表示图整个滤料的纳污才干得整个滤料的纳污才干得到充分利用，过滤周期也到充分利用，过滤周期也相应延伸。相应延伸。滤速不能太高否那么会呵斥滤料流失。滤速不能太高否那么会呵斥滤料流失。上向流的另一个优点是上向流的另一个优点是可以用未经过滤的水做可以用未经过滤的水做为反洗水。为反洗水。出水进水进水 上向流滤池表示图坚持了下向流和坚持了下向流和上向流滤池的优上向流滤池的优点，

6、又抑制了滤点，又抑制了滤料流失的弊端。料流失的弊端。但双向流滤池的下但双向流滤池的下层滤料反洗困难。层滤料反洗困难。出水进水进水 双向流滤池表示图单层滤池的滤料层构造单层滤池的滤料层构造 单层滤料层的剖面双层滤料的构造双层滤料的构造 粗粒白煤细粒石英双层滤料层的剖面三层滤料的构造三层滤料的构造 粗粒粗粒白煤白煤更细更细的磁的磁铁矿铁矿细粒细粒石英石英三层滤料层的剖面前往目录滤料的性能目的有以下三项：滤料的性能目的有以下三项： a a有效直径有效直径(effective size)(effective size)和不均匀和不均匀系数系数(uniformity coefficient)(unifo

7、rmity coefficient)：滤料的规：滤料的规格常用有效直径和不均匀系数表示。格常用有效直径和不均匀系数表示。有效直径是指能使有效直径是指能使1010的滤料经过的筛孔的滤料经过的筛孔直径，以直径，以D10D10表示，单位是表示，单位是mmmm。同样。同样D80D80表示表示能使能使8080的滤料经过的筛孔直径。的滤料经过的筛孔直径。D80D80与与D10D10的比值就称为滤料的不均匀系数，的比值就称为滤料的不均匀系数，以以K80K80表示表示例如，例如，D10D100.6mm0.6mm，D80D801.0mm1.0mm，显然，不均匀系数越大，滤料越不均匀，小颗显然，不均匀系数越大，滤

8、料越不均匀，小颗粒会填充于大颗粒的间隙内，从而使滤料的空粒会填充于大颗粒的间隙内，从而使滤料的空隙率和纳污才干降低，水头损失增大。隙率和纳污才干降低，水头损失增大。因此不均匀系数以小为佳。但是不均匀系数越小，因此不均匀系数以小为佳。但是不均匀系数越小，加工费用也越高。综合思索，普通加工费用也越高。综合思索，普通K80K80控制在控制在1.651.651.801.80之间为宜。之间为宜。67. 16 . 00 . 1DDK108080 滤料的性能目的有以下三项：滤料的性能目的有以下三项： b b滤料的纳污才干：滤料层承纳污染物滤料的纳污才干：滤料层承纳污染物的容量常用纳污才干的容量常用纳污才干(

9、capacity of retaining (capacity of retaining pollutants)pollutants)来表示。来表示。其含义是在保证出水水质的条件下，在过其含义是在保证出水水质的条件下，在过滤周期内单位体积滤料中能截留的污物量，滤周期内单位体积滤料中能截留的污物量，以以kg/m3kg/m3或或g/cm3g/cm3表示。其大小与滤料的表示。其大小与滤料的粒径、外形等要素有关；粒径、外形等要素有关；滤料的性能目的有以下三项：滤料的性能目的有以下三项： c c滤料的空隙率和比外表积：滤料的空隙率和比外表积： 空隙率是指一定体积的滤层中，空隙所空隙率是指一定体积的滤层中

10、，空隙所占体积与总体积的比值。常用的石英砂占体积与总体积的比值。常用的石英砂和白煤滤料的空隙率分别为和白煤滤料的空隙率分别为0.40.4和和0.50.5。 滤料的比外表积滤料的比外表积(specific surface)(specific surface)是指是指单位分量或单位体积的滤料所具有的外单位分量或单位体积的滤料所具有的外表积，用表积，用m2/gm2/g或或m2/cm3m2/cm3表示。表示。滤池类型滤池类型滤料规格滤料规格运行设计参数运行设计参数直径直径/mm滤层厚度滤层厚度/cm滤速滤速/m/h反洗强反洗强度度/L/s反洗时反洗时间间/min大滤料滤池大滤料滤池2 32001012

11、 155 7粗滤料滤池粗滤料滤池1 2150 2007 10中滤料滤池中滤料滤池 0.8 1.6 100 1205 7细滤料滤池细滤料滤池 0.4 1.21005大滤料滤池大滤料滤池 （用于生物处（用于生物处理后）理后）1 2100 1505 712 155 7单层砂滤池的滤料规格及运转设计参数5.6.25.6.2垫料层垫料层 作用：垫料层作用：垫料层(supporting grave layer)(supporting grave layer)主要起承托滤料的作用，故亦称承托层，主要起承托滤料的作用，故亦称承托层，普通配合大阻力配水系统运用。普通配合大阻力配水系统运用。由于滤料粒径较小，而配

12、水系统由于滤料粒径较小，而配水系统(underdrain)(underdrain)的孔眼较大，为了防止滤料随过滤水流失，同的孔眼较大，为了防止滤料随过滤水流失，同时也协助均匀配水，在滤料与配水系统之间增时也协助均匀配水，在滤料与配水系统之间增设一垫料层。设一垫料层。假设配水系统的孔眼直径很小，布水也很均假设配水系统的孔眼直径很小，布水也很均匀，垫料层可以减薄或省去。匀，垫料层可以减薄或省去。5.7 配水系统配水系统的作用：配水系统的作用：均匀搜集滤后水，所以，它又称为排水系统；均匀搜集滤后水，所以，它又称为排水系统；更重要的是均匀分配反冲洗水。更重要的是均匀分配反冲洗水。配水系统的合理设计是滤

13、池正常任务，坚持配水系统的合理设计是滤池正常任务，坚持滤料层稳定的重要保证。滤料层稳定的重要保证。 所谓大阻力配水系统是指尽能够增大配水系所谓大阻力配水系统是指尽能够增大配水系统中布水孔眼的阻力，使反洗水在流向全池统中布水孔眼的阻力，使反洗水在流向全池各部的水头损失尽能够相等，保证配水均匀各部的水头损失尽能够相等，保证配水均匀管式大阻力配水系统39前往目录小阻力配水系统的滤头 小阻力配水系统5.8 5.8 快滤池的运转管理快滤池的运转管理5.8.1 5.8.1 滤速变化及控制滤速变化及控制 按照在过滤周期内滤速的分布形状，滤池有按照在过滤周期内滤速的分布形状，滤池有两种根本运转方式，即：两种根

14、本运转方式，即： 恒速过滤恒速过滤(constant rate):(constant rate):在整个过滤周期在整个过滤周期中过滤的速度不变。中过滤的速度不变。 降速过滤降速过滤(declining rate)(declining rate)：在过滤周期中：在过滤周期中过滤速度是随时间变化的，开场时大，过滤过滤速度是随时间变化的，开场时大，过滤终了时小。终了时小。恒速过滤的不同方式：恒速过滤的不同方式： 恒速过滤又分为恒水位恒速过滤和变水位恒速过滤又分为恒水位恒速过滤和变水位恒速过滤两种：恒速过滤两种： 恒水位恒速过滤中，作用在滤池上的水头恒水位恒速过滤中，作用在滤池上的水头恒定，随滤层中的

15、阻力添加，由逐渐开大恒定，随滤层中的阻力添加，由逐渐开大的出水阀门手控或自控的出水阀门手控或自控) )来补偿，使总阻来补偿，使总阻力和出水量维持不变。力和出水量维持不变。 在每个滤池的进水端和出水阀后分别设进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。水堰室和出水堰室，实现变水位恒速过滤。变水位恒速过滤表示图过滤开场时水位，出水堰高于滤料的高度过滤终了时水位，水位高于进水堰的水位，过滤不能进展，开场反洗优良滤池的目的：优良滤池的目的： 优良的滤池应具备以下性能：优良的滤池应具备以下性能：a a滤料纳污才干大，过滤水头损失小，滤料纳污才干大，过滤水头损失小，任务周期

16、长；任务周期长；b b出水水质符合回用或外排的要求；出水水质符合回用或外排的要求；c c反洗耗水量少，效果好，反洗后滤料反洗耗水量少，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。分层稳定而不发生很大程度的滤料混杂。 5.8.2 5.8.2 滤池反冲洗滤池反冲洗 滤池反冲洗的目的是去除截留在滤料孔隙中滤池反冲洗的目的是去除截留在滤料孔隙中的悬浮物，恢复其过滤才干。的悬浮物，恢复其过滤才干。普通滤池采用滤后水反冲洗，并辅以外表冲普通滤池采用滤后水反冲洗，并辅以外表冲洗洗surface wash)surface wash)或空气冲洗或空气冲洗(air scour)(air scour)。反

17、冲洗的目的：反冲洗的目的：反冲洗的目的有滤料的膨胀率、反冲洗强反冲洗的目的有滤料的膨胀率、反冲洗强度、反冲洗时间、反冲洗水头、反冲洗水度、反冲洗时间、反冲洗水头、反冲洗水的供应和排除、空气冲洗和外表冲洗等。的供应和排除、空气冲洗和外表冲洗等。1 1膨胀率膨胀率expanding rate)expanding rate)：滤料层膨胀后与：滤料层膨胀后与膨胀前的厚度差与过滤时滤料的厚度之比，用百分膨胀前的厚度差与过滤时滤料的厚度之比，用百分数表示。普通用符号数表示。普通用符号e e表示。表示。反洗时的膨胀率要适当。膨胀率太低，水流剪切力反洗时的膨胀率要适当。膨胀率太低，水流剪切力小；膨胀率过高，颗

18、碰撞次数会减少，还会激动垫小；膨胀率过高，颗碰撞次数会减少，还会激动垫料层及流失滤料。料层及流失滤料。 2 2反冲洗强度反冲洗强度(backwash flow rate)(backwash flow rate)：单位时间：单位时间内单位滤池面积所经过的反冲洗水量称为反冲洗强内单位滤池面积所经过的反冲洗水量称为反冲洗强度，通常用度，通常用q q表示，它的单位是表示，它的单位是L/(m2s)L/(m2s)。反冲洗强度的大小与滤料的粒度、水的温度、孔隙反冲洗强度的大小与滤料的粒度、水的温度、孔隙率和要求的膨胀率有关。可用实验的方法确定。率和要求的膨胀率有关。可用实验的方法确定。3 3反冲洗时间反冲洗

19、时间(backwash time)(backwash time)：反冲：反冲洗时间依滤层污染程度而异，应根据运转洗时间依滤层污染程度而异，应根据运转情况来确定。情况来确定。 4 4反冲洗水头反冲洗水头(head)(head)：反冲洗所需水：反冲洗所需水头等于滤层、垫层、配水系统及管路的水头等于滤层、垫层、配水系统及管路的水头损失之和，并留有头损失之和，并留有1.51.52.0m2.0m的富余水的富余水头。详细可根据有关流膂力学的方法计算。头。详细可根据有关流膂力学的方法计算。5 5反冲洗水的供应和排除：普通是用反冲洗水的供应和排除：普通是用滤后水作为反冲洗用水。反冲洗水可用水滤后水作为反冲洗用水。