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第四章 过滤

第四章 过滤. 重要知识：. 慢滤池、快滤池、快滤池过滤机理、直接过滤、强制滤速、 配水系统、滤料有效粒径、不均匀系数. 工艺介绍：快滤池、重力无阀滤池、移动罩滤池 压力滤池、虹吸滤池. 本节例题：. 按照过滤机理划分，水处理所涉及的各项过滤技术可以分成两大类. 表层过滤. 机理是机械筛除。设备有：硅藻土预涂层过滤、污泥脱水机（真空过滤机、带式压滤机、板框压滤机）、微滤机、各种膜分离技术（微滤、超滤、纳滤、反渗透）等. 深层过滤. 机理是主要机理是接触凝聚 ， 深层过滤的主要设备是滤池. 慢滤池.

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第四章 过滤

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  1. 第四章 过滤 重要知识： 慢滤池、快滤池、快滤池过滤机理、直接过滤、强制滤速、 配水系统、滤料有效粒径、不均匀系数 工艺介绍：快滤池、重力无阀滤池、移动罩滤池 压力滤池、虹吸滤池 本节例题：

  2. 按照过滤机理划分，水处理所涉及的各项过滤技术可以分成两大类 • 表层过滤 机理是机械筛除。设备有：硅藻土预涂层过滤、污泥脱水机（真空过滤机、带式压滤机、板框压滤机）、微滤机、各种膜分离技术（微滤、超滤、纳滤、反渗透）等 • 深层过滤 机理是主要机理是接触凝聚 ，深层过滤的主要设备是滤池

  3. 慢滤池

  4. 慢滤与其他水处理工艺相比，可在不用机械动力(原水提慢滤与其他水处理工艺相比，可在不用机械动力(原水提 升泵除外)和化学药剂条件下正常工作。具有管理简单，运行 稳定可靠，制水成本低的特点。经慢滤处理后的水几乎不含有 机物和各种致病微生物，其浊度近乎于零。该工艺因水力负荷 低(与快滤池相比)而占地面积大，适用于具有廉价土地可利 用，技术经济和管理水平相对较低的广大农村地区。

  5. 快滤池 滤池由滤料层、承托层、配水系统、冲砂排水槽、集水渠等部分组成。 在快滤池池外的管廊内，通常设有滤池进水、滤后清水、反冲洗进水、反冲洗排水等四套管道和相应的控制阀门。

  6. 普通快滤池构造剖视图 1－进水总管；2－进水支管；3－清水支管；4－冲洗水支管；5－排水阀；6－浑水渠；7－滤料层；8－承托层；9－配水支管；10－配水干管；11－冲洗水总管；12－清水总管；13－冲洗排水槽；14－废水渠

  7. 深层过滤的机理 • d=0.5-1.2mm，滤层厚度700mm。对于此规格滤料层，滤料介质中孔隙的尺寸大约在0.05-0.1mm之间。在水处理中滤池对颗粒物的去除下限是2-5μm，如仅用机械筛除无法解释为何大孔可以去除小颗粒的机理。 • 存在迁移和附着这两个过程

  8. 颗粒迁移 图 颗粒迁移机理示意

  9. FS3 脱附力 F3 3 FS2 Fa3 2 F2 FS1 Fa2 1 F1 Fa1 图 颗粒粘附和脱附力示意

  10. 滤池基本构造与运行 • 在过滤状态中，水流从上向下通过滤料层。 • 在过滤运行中，随着上部滤料层纳污量的增加，滤料层中的孔隙将逐渐变小，如果还要通过相同的水量，则滤料孔隙中的流速也相应增加。 • 孔隙中水流剪力的增加使新的颗粒难于粘附，并且原有附着的颗粒也可能脱落，对水中颗粒的去除作用将在更深的滤层处进行。 • 随着过滤的进行，滤料层下部的清洁层将逐渐变薄，当滤料层底部的清洁滤层过薄时，水中颗粒物将从滤池穿透，使出水浊度增加。 • 由于滤料层纳污量的不断增加，滤层孔隙逐渐减小，通过滤料层的水流阻力也不断增大。

  11. 实际运行中，当同组滤池中有的滤间正在反冲洗和检修而停止进水期间，由于上游来水（沉淀池出水）水量不变，因此正在运行的各滤间的进水流量将略有增加，水量为正常运行时的n/(n-1)倍，池中滤速也相应增加。此时的滤速称为强制滤速，强制滤速不要比正常滤速增加过多，以致影响出水水质。实际运行中，当同组滤池中有的滤间正在反冲洗和检修而停止进水期间，由于上游来水（沉淀池出水）水量不变，因此正在运行的各滤间的进水流量将略有增加，水量为正常运行时的n/(n-1)倍，池中滤速也相应增加。此时的滤速称为强制滤速，强制滤速不要比正常滤速增加过多，以致影响出水水质。

  12. 过滤周期的结束在实际运行中一般用水头损失来指示。当滤池的水头损失达到最大允许值时，则停止过滤，对滤池进行冲洗；过滤周期的结束在实际运行中一般用水头损失来指示。当滤池的水头损失达到最大允许值时，则停止过滤，对滤池进行冲洗； • 由于滤池水头损失是不断增加的，且直观便于观测，一般都以达到最大水头损失作为过滤周期终点的指示，这比突然穿透的滤池出水水质更便于控制；在达到最大水头损失时，滤池出水水质应尚有一定余地。在运行中也可以用时间进行控制，当过滤周期的运行时间达到预定值时进行反冲； • 滤池的设计最大水头损失（滤池的最高水位与滤后水出水堰之间的高差）一般为2～2.5m，滤池的过滤周期一般在12～24h； • 图4-4-3所示为滤池的过滤工况随过滤时间变化的情况，以及滤池过滤周期终点的控制方式的示意图。

  13. 滤池过滤流量 过滤周期的最大允许水头损失 滤池的水头损失 滤池出水浊度 滤池过滤流量 滤池过滤结束时间 滤池出水超标时间 过滤水头损失 滤池出水最大允许浊度 滤池出水浊度 过滤时间 滤池水头损失、出水浊度变化与过滤周期终点控制示意图 (滤池按等速过滤方式运行)

  14. 在滤池的设计与运行中，通常用过滤速度（简称滤速，常用单位为m/h）来表示单位滤池面积的产水能力，滤速的含义实际上是滤池的表面负荷(m3/m2.h)。在滤池的设计与运行中，通常用过滤速度（简称滤速，常用单位为m/h）来表示单位滤池面积的产水能力，滤速的含义实际上是滤池的表面负荷(m3/m2.h)。 • 过滤的运行方式一般由不同池型滤池的结构特点所确定 ，基本上可分为三种： 变水头恒速过滤 、恒水头恒速过滤 、减速过滤 。

  15. 最高水位 进水渠 反冲洗后的初滤水位 滤料层 滤后水出水堰 【变水头恒速过滤的优缺点：】 优点：控制简单，单池过滤水量恒定。 缺点：进水堰处的跌水为无效损失，滤池水头损失大、当滤料层纳污量已经较大时仍需保持较高滤速，易使小颗粒穿透，过滤水质不如减速过滤好

  16. 滤池水位 进水总管 滤料层 控流阀 滤后水出水堰 【恒水头恒速过滤的优缺点：】 优点：恒水头恒速过滤运行方式的滤池水头损失要低于变水头恒速过滤。 不足：控流阀维护管理较复杂；受控流阀限制，不便水厂超负荷运行。

  17. 滤池过滤速度 滤池过滤速度恒定 滤池水面水位恒定 滤池的水面水位 滤池过滤结束时间 过滤时间

  18. 减速过滤一般采用几个滤间为一组，各滤间共用一根进水管（渠），滤池的进水口在滤池水面以下。减速过滤一般采用几个滤间为一组，各滤间共用一根进水管（渠），滤池的进水口在滤池水面以下。 • 减速过滤的滤速在过滤周期中是逐渐降低的。在一定过滤作用水头下，在开始阶段，因滤料层较清洁，水头损失小，滤池以较高滤速过滤；随着过滤的进行，滤料层逐渐堵塞，滤速自然相应逐渐降低。 • 减速过滤可以最大程度地发挥滤料层的过滤能力，滤池的水头损失低，出水水质好

  19. 过 滤 • 快滤池的过滤机理：以接触凝聚为主 • 快滤池分类、构造与工作过程 • 普通快滤池 • 虹吸滤池 • 重力滤池 • 压力滤池 • 移动罩冲洗滤池 • 滤速、强制滤速、反冲洗强度、滤池面积 • 滤料层的配制 • 配水系统的分类与特点

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