第4章给排水水质工程(4).pptx

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1、第4章水质工程4.2水的物理、化学及物理化学处理方法4.2.5过滤本章总目录过滤—概述慢滤池是最早出现的用于水处理的过滤设备，能有效地去除水的色度、嗅和味。由于慢滤池占地面积大、操作麻烦、寒冷季节时其表层容易冰冻，在城镇水厂中使用的慢滤池逐渐被快滤池所代替。适用的进水条件出水水质细菌的去除效率颗粒物去除效率浊度10ntu以下；总大肠菌类10~1000个/100mL；藻类不太多；10000人以下的给水处理小于1.0ntu总大肠菌类<1个/100mL细菌总数99%能去除逗号弧菌(Vibriocomma)2.7

2、~7m99%7~12m99.9%较大颗粒99%~99.9%现代慢滤池的适用的进水条件与出水水质第4章水质工程4.2水的物理、化学及物理化学处理方法4.2.5过滤本章总目录快滤池1、结构第4章水质工程4.2水的物理、化学及物理化学处理方法4.2.5过滤本章总目录快滤池2.工作过程由过滤与反冲洗两部分组成。3.滤速滤速是指单位时间、单位过滤面积上的过滤水量，单位为m3/（m2h）或m/h。4.工作周期从过滤开始到冲洗结束的一段时间称为快滤池的工作周期。从过滤开始到过滤结束称为过滤周期。滤池的工作周期为1

3、2~24h。第4章水质工程4.2水的物理、化学及物理化学处理方法4.2.5过滤本章总目录过滤理论1．悬浮颗粒被截留的机理两阶段理论：由迁移与吸附组成（图2）。迁移：沉淀、扩散、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第4章水质工程4.2水的物理、化学及物理化学处理方法4.2.5过滤本章总目录过滤理论2．吸附与剥离Ives-Mints争论Ives：①附着于滤料之上的悬浮颗粒在过滤过程中绝对不剥离；②在过滤后期悬浮颗

4、粒穿透滤层进入滤池出水是吸附效率降低的缘故。Mints：①吸附和剥离是过滤过程中同时存在的两个相反的现象，且剥离量与含污量成正比；②剥离是悬浮颗粒穿透滤层进入滤池出水的原因。争论至目前的结果是Mints理论已取得了优势。第4章水质工程4.2水的物理、化学及物理化学处理方法4.2.5过滤本章总目录快滤池滤层的发展与利用：滤层含污能力：单位体积滤层中的平均含污量称为“滤层含污能力”，单位g/cm3或kg/m3。采用单水冲洗的石英砂滤料滤池是典型的水力分级滤料滤池，其含污量随深度的变化见图多层滤料滤池接近理想滤

5、料滤池，最常见为双层和三层滤见图3。均质滤料过滤目前在实际生产中已经实现，如V型滤池。要实现均质滤料过滤，反冲洗时滤料层不能膨胀。几种滤料组成示意图3第4章水质工程4.2水的物理、化学及物理化学处理方法4.2.5过滤本章总目录3．过滤过程中水头损失变化（1）清洁滤料层的水头损失卡曼-康采尼公式（Carman-Kozony）公式：非均匀滤层按下式计算：（2）过滤过程中的水头损失变化过滤时滤池的总水头损失为：第4章水质工程4.2水的物理、化学及物理化学处理方法4.2.5过滤本章总目录（3）负水头现象当过滤进行

6、到一定时刻时，从滤料表面到某一深度处的滤层的水头损失超过该深度处的水深，该深度处就出现负水头，见图。第4章水质工程4.2水的物理、化学及物理化学处理方法4.2.5过滤本章总目录负水头会导致空气释放出来，危害：①是增加滤层局部阻力，增加了水头损失；②空气泡会穿过滤料层，上升到滤池表面，甚至把煤粒这种轻质滤料带走。在冲洗时，空气更容易把大量的滤料随水带走。避免滤池中出现负水头的两个方法：一是增加砂面上的水深；二是令滤池出口位置等于或高于滤层表面。第4章水质工程4.2水的物理、化学及物理化学处理方法4.2.5过

7、滤本章总目录4过滤方式（1）恒速过滤最常见的恒速过滤如图所示。在恒速过滤状态，由于滤层逐渐被堵塞，水头损失随过滤时间逐渐增加，滤池中水位逐渐上升，当水位上升到最高水位时，过滤停止以待冲洗。无阀滤池与虹吸滤池是典型的恒速过滤滤池。第4章水质工程4.2水的物理、化学及物理化学处理方法4.2.5过滤本章总目录4过滤方式（2）递降速过滤设四个滤池组成一个滤池组，假设：①进入滤池组的总流量不变；②每个池子的性能完全相同；③每个滤池恰好按它的编号顺序进行冲洗。则滤池的水位与滤速变化如图所示。移动冲洗罩滤池是典型的递降

8、速过滤滤池，当移动冲洗罩滤池的分格数很多时，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，有可能达到近似的“等水位变速过滤”。减速过滤（一组4座滤池）一座滤池滤速变化（一组共4座滤池）第4章水质工程4.2水的物理、化学及物理化学处理方法4.2.5过滤本章总目录5.直接过滤原水不经过沉淀而直接进入滤池的过滤称为“直接过滤”。直接过滤有两种方式：①原水加药后只经过混合就直接进入滤池过滤，称为“接触过滤”。也可称为“