1.5过滤--水处理教案(清华大学精品课程)

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1、第五章过滤(Filtration)第1节概述一、慢滤池·滤速慢：V＝0.1-0.3m/h·表面生长一层滤膜（1－2个星期后）效果：浊度可降到0，可不消毒。机理：微生物吞食细菌微生物分泌出起凝聚作用的酶藻类产生氧气，起氧化作用。但生产效率低，1－3月后堵塞，需刮掉滤膜，重新补砂。二、快滤池及其机理条件：滤速大于10m/h必须先投加混凝剂作用：去除浊度，浊度<5度，同时可去除一部分细菌、病毒机理：表层细砂层粒径为0.5mm，滤料孔隙率为80um，但进入滤池的颗粒尺寸大部分小于30um，但仍能被去除。不光是简单的机械筛滤，还有接触粘附的作用。主要有两个过程：迁移和粘附迁移是颗粒脱离流线接近

2、滤料的过程，主要由以下作用力引起：拦截、沉淀惯性扩散水动力（非球形颗粒在速度梯度作用下发生转动）对于这几种力的大小，目前只能定性描述。粘附：物理－化学作用力（范德华引力、静电力、以及一些特殊化学力）但表层滤料的筛分作用也不能排除，特别是在过滤后期，当滤层中的孔隙尺寸逐渐减少时。应用：•给水处理原水－混凝沉淀/澄清－过滤原水－微絮凝－过滤（微絮凝过滤）原水－加药－过滤（接触过滤）•废水处理原水－生物处理－过滤第2节快滤池一、快滤池分类普通快滤池10虹吸滤池重力滤池压力滤池移动罩冲洗滤池二、普通快滤池的构造组成：集水渠洗砂排水渠滤料层承托层配水系统管廊：浑水进水管清水出水管初滤水冲洗来水

3、冲洗排水四大阀门（至少）过滤过程：最大过滤水头损失1.5－2m工作周期：过滤开始－冲洗结束＝12－24h三、过滤方式1．变水头等速过滤随着过滤进行，滤层孔隙率减少，水头损失的增加，滤池内水位自动上升，自由进流，以保持过滤速度不变。――――虹吸滤池、无阀滤池水头损失与过滤时间的关系：清洁水头损失H0过滤任意时的水头损失H＝H0＋h＋DHth：配水系统、承托层及灌渠水头损失之和DHt：滤层的水头损失增值DHt与时间的关系反映了滤层截留杂质与过滤时间的关系。可以直线关系来表示。Hmax为最大过滤水头损失，一般为1.5–2.0m102．等水头等速过滤通过设置出水流速调节器，――普通快滤池3．

4、等水头变速过滤如果过滤水头始终保持不变，滤速必然要降低。――移动罩滤池多格滤池进水渠连通，各池的水位和总水头损失相等，但滤速v不等，主要是因为截污量不同。干净滤料滤速大。每座滤池的滤速是阶梯性的下降，但在每一阶梯段还是等速过滤，滤池内的水位有一定程度上升，待某一个滤池反冲洗重新投入运行时后，其它滤池的滤速下降一级，相应地滤池组的水位也突然下降一些。滤池组整体的总平均出水量是保持不变的。四、滤层内杂质分布规律滤料表层孔隙率较小。杂质主要截留在滤料表层。下部滤层的截污能力还未得到充分发挥，由于水头损失的提高，过滤就得停止，导致滤料层截污能力低。五、提高滤池截污能力的途径改进方向：提高滤层

5、含污能力，延长过滤周期。1）上向流当流速太大时，表面应加格网或格栅。缺点：反冲洗时膨胀受到限制冲洗水流与过滤水流方向一致，冲洗效果不好，大量污泥需通过整个滤层才能排出，往往使污泥排除不净。2）双向流苏联发明的。此种过滤方式效果虽好，但滤池构造复杂。103）双层或多层滤料无烟煤石英砂无烟煤石英砂重质矿石第3节滤料与承托层一、滤料1．种类石英砂、无烟煤、大理石、石榴石、白云石聚苯乙烯发泡塑料纤维球滤料2．粒状滤料的粒径与级配粒径：假想球面直径级配曲线：各种粒径的颗粒所占重量比例的累积曲线。·有效粒径和不均匀系数d10和d80：分别通过滤料重量10％和80％的筛孔孔径不均匀系数K80＝d8

6、0/d10d10反映了产生水头损失的主要部分。K80愈大，颗粒愈不均匀，孔隙率下降，含污能力降低，反冲洗强度不好确定。·最大与最小粒径：dmax,dmin工程上为方便，一般dmin»d10,dmax»d80我国规范中，采用dmax,dmin,K80来控制滤料粒径分布。·滤料筛选方法可以按要求设计d10和d80103．滤料层规格材质、粒径和厚度粒径：小，比表面积大，有利于矾花的吸附但易堵塞厚度：矾花穿透深度＋保护厚度穿透深度与粒径、滤速及水的混凝效果有关（大）（大）（高）（差）类别滤料组成滤速(m/h)强制滤速(m/h)粒径(mm)不均匀系数K80厚度(mm)单层石英砂滤料dmax＝1

7、.2dmin＝0.5<2.07008-1010-14双层滤料无烟煤dmax＝1.8dmin＝0.8石英砂dmax＝1.2dmin＝0.5<2.0<2.0300-40040010-1414-18三层滤料无烟煤dmax＝1.6dmin＝0.8石英砂dmax＝0.8dmin＝0.5重质矿石dmax＝0.5dmin＝0.25<1.7<1.5<1.74502307018-2020-25二、承托层作用：阻挡滤料进入配水系统均匀配水（反冲洗时）主要配合大阻力配水系统而使