水的预处理(过滤器)

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1、第三节水的预处理（过滤器）我们知道，水的混凝处理后，其水质情况会发生以下变化：▶除掉部分：1、基本上除掉了水中悬浮物。2、水中的有机物能除去60%--80%。3、降低了一部分重碳酸盐硬度，即降低了一部分重碳酸盐碱度。4、除去水中胶态硅酸，约占全部硅酸的25%--50%。▶增加部分：1、增加了SO42-,等于加药量。2、增加了CO2。3、增加了水中的非碳酸盐硬度。4、水中的溶解固形物增加。为满足后续处理反渗透或离子交换除盐时的水质要求，还需要对水进行进一步的预处理。一、过滤过程与原理将水自上而下通过装有

2、粒状填料（滤料）的设备，其中细小悬浮物被滤料吸附截留的过程。滤料分层排布，小颗粒的在上。由于上层砂砾排列致密，使悬浮物易于被其表面吸附、重叠和架桥形成滤膜。滤膜起主要过滤作用称为薄膜过滤。水进入滤层内部后，悬浮物在深层滤料的复杂空隙通道内更容易发生碰撞，从而被吸附截留，称之为渗透过滤或深层过滤。失效滤料可以通过自下而上的反洗而再生。二、过滤中的压力损失测定出水浊度和水通过滤层的压降均可知滤池运行效果。出水浊度变化规律性不强，不能及时反映滤层的污染程度；后者因变化明显，测量方便而成为反映滤池运行效果的实

3、际指标。水流经滤层的压降与滤料污染程度和滤池的出力有关，二者的增加都会导致其值增大。在压降一定时，出力会随着滤料污染程度的增加而下降。若保持滤池的出力不变，随着滤料的污染加重，进水压力（压降）必须增大。压降过大，可能造成滤层局部破裂，过滤作用破坏，出水水质恶化，滤料污染加重，反洗时不易洗净，滤料结块等。实际运行中，压降应比导致滤层破裂的临界值低很多。三、滤料工艺要求：粒度、机械强度和化学稳定性等。常用滤料有石英砂、无烟煤和大理石等。1、粒度常用粒径和不均匀系数两个指标表示，在105℃烘干、筛分、称重、

4、作筛分曲线而得。（1）粒径：平均粒径d50和有效粒径d10（下标指通过筛孔的质量百分比），后者反映滤料中较细颗粒的尺寸。粒径过大：滤层孔隙大，出水水质不好，且反洗强度要求较高，影响反洗效果，进而可能造成其它不良影响。粒径过小：滤层通流阻力加大，水头损失上升过快。（2）不均匀系数：K80=d80/d10。滤料不均匀，反洗不易控制，且影响反洗效果。甚或加剧反洗后颗粒的上小下大分布，使水头损失上升，过滤周期缩短。2、机械强度反洗时滤料处于流化状态，颗粒间碰撞和摩擦，易造成颗粒的磨损或破碎。磨损率和破碎率是常

5、用的两个指标。其估算方法为：▶取100g样品，筛分出0.5mm～1mm的部分；▶放入装有150mL水的容器内，置于实验室震荡24h；▶再用0.5mm和0.25mm的筛子进行筛分。通过0.25mm筛子的部分占总量的质量百分比为磨损率；介于0.5～0.25mm之间的部分占总量的质量百分比为破碎率。有的国家规定：前者不得大于0.5%，后者不得大于4%。3、化学稳定性水与滤料化学反应会造成水质恶化，如pH>9的水会使石英砂溶解，造成水中SiO2增加。化学稳定性验证：一定条件下，用中性（0.5mg/L的NaCl

6、，pH=6.7）、酸性（盐酸溶液，pH=2.1）和碱性（NaOH溶液，pH=11.8）的水浸泡已预处理（洗涤和60℃干燥）的滤料24h。若溶解固形物、耗氧和硅酸的增加量均不超过10mg/L，则可被接受。一般情况下，中性和酸性水可用石英砂做滤料；碱性水则宜用无烟煤或半烧白云石，不能用石英砂。4、颗粒形状常用滤料非球形，其形状和表面积会多少影响通流阻力和过滤效果。球状度和形状因子是两个常用概念，它们互为倒数。前者为等体积的球和颗粒之间的表面积之比，其值≤1。5、滤层孔隙率滤层体积滤料总质量滤料真密度滤层体

7、积滤料总质量滤料真密度孔隙率为孔隙与总体积之比，与颗粒形状、排布和均匀程度等有关。不规则滤料的孔隙率一般大于球形颗粒的。孔隙率ε一般通过实验测定，计算公式为：四、运行的主要参数滤速、过滤周期和截污能力等。1、滤速即空塔速度是指单位时间里通过单位催化剂的原料的量，它反映了装置的处理能力。2、过滤周期两次反洗之间的实际运行时间。3、滤层的截污能力又称泥渣容量，指单位面积的滤面或单位体积的滤料能去除悬浮物的质量，kg/m2或kg/m3。一般滤料粒径越大，截污能力就越大。截污能力也与过滤水之前经过的处理方式有

8、关。五、影响过滤过程的主要因素1、滤速一般10～12m/h。小→虽投资费用低，但达不到预期效果；大→水质↓，压降↑，过滤周期缩短。2、反洗目的：恢复滤料的过滤能力。反洗水流自下而上，滤层膨胀，导致高度增加一定比例，此即滤层膨胀率。它可直观反映反洗强度，一般取20～50%。3、反洗强度【单位滤池面积的通流量，L/(m2·s)】和反洗时间直接影响着反洗效果。滤层中污泥清洗不净，可能导致滤料结块，导致过滤效果不好。反洗强度与滤料粗细、轻重和水温等因素有关。石英