给水工程教（学）案第11课

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1、WORD文档下载可编辑§17过滤§17.1过滤概述过滤：悬浮液通过粒状滤层而使固液分离的过程。目的：1.去除沉淀不能去除的悬浮物；　　　2.去除水中微生物和细菌；3.去除地下水中的铁、锰。当原水水质较好时，沉淀池、澄清池可以省略，但过滤工艺不可少，是保证生活用水卫生安全的主要措施。普通快滤池一、基本构造配水系统、承托层（卵石、砾石组成）、石英砂d=0.5~1.2mm，0.7m。二、基本工作过程1.过滤过程：进水→滤料层→承托层→出水至出水不符合要求。反冲洗2.反冲洗过程：水质不合格时水头耗尽时　反冲洗进

2、水→配水系统→承托层→滤料→排水渠→排出　过滤→反冲洗交替进行工作周期：过滤开始到冲洗结束的延续时间。过滤周期：过滤开始到过滤结束的延续时间。专业技术资料分享WORD文档下载可编辑三、滤速的概念表面负荷　　　m3/(m3·h)　单位面积、单位时间过滤的水量。滤速　　　　　m/h一般　v=8~10m/h，工作周期T=12－24h。v↑、T↑、q↑，设法提高v、T，是过滤研究的问题，从而推动了过滤技术的发展。有的v达40m/h或更大。§17.1过滤理论一、过滤机理1.过滤机理慢滤池　v=0.1~0.3m/h

3、，滤料表面形成“滤膜”→筛滤。快滤池　滤料粒径d=0.5~1.2mm，由冲洗水力分级作用在滤层上小、下大排列。dD滤池进水颗粒，d<30μm，仍然能被去除，显然不是机械筛滤作用2.接触絮凝作用机理滤料具有很大的比表面积：约400m2/m3杂质在滤料表面絮凝－接触絮凝，杂粒一旦接触滤料表面就被粘附去除。（1）迁移机理过滤过程中，滤层孔隙中为层流。拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用引起。（接触）（2）粘附机理①范德华引力；②静电作用力；③某些化学键；（氢键）④吸附架桥作用，如助凝剂→活化硅酸，PAM结论：①

4、过滤效果取决于滤料的表面，而不是孔隙（粗滤料）　②过滤效果取决于杂质颗粒的表面性质，而不是颗粒尺寸，如直接过滤：1专业技术资料分享WORD文档下载可编辑）接触过滤；2）微絮凝过滤。二、过滤澄清过程1.滤层截留杂质的规律（1）附着→饱和（2）脱落、下移水质周期：T1——过滤开始到水质恶化2.影响杂质分布的因素（1）滤速vv↑杂质穿透深度大，滤层中杂质分布越均匀，下层滤料发挥作用增大。穿透深度：过滤行将结束时，自滤料表面以下某一深度取水样，恰好符合水质要求时的深度。（2）滤层　①粒径及级配的影响　　滤料粒径

5、d大，孔隙尺寸大，穿透深度大。　滤料粒径均匀，孔隙率大，穿透深度大。　②滤料层组成的影响单层滤料：水力分层，上细下粗，杂质分布极不均匀。截留不均匀。　d=0.5~1.2mm　　上面截留杂质多，下层截留杂质少。h增加快，T短，主要缺点。　反粒度过滤：循水流方向粒径由大→小，杂质分布均匀，含污能力强。　含污能力（截污量）——单位体积滤层一个水质周期截留的杂质量。　kg/m3三、改善滤池过滤过程的途径为改变单层滤料存在的缺点，提高含污能力G，出现了各种滤料级配滤池。1.上向流过滤反粒度过滤双向流滤池2.多层滤

6、料过滤双层滤料滤池：上层无烟煤，比重1.5，d=0.8~1.8mm下层石英砂，比重2.65，d=0.5~1.2mm粒径大的在上，小的在下，基本实现反粒度。含污能力提高1倍以上，过滤周期增长。三层滤料：上层无烟煤，比重1.5，d=0.8~1.6mm　　　　　　　中层石英砂，比重2.65，d=0.5~0.8mm专业技术资料分享WORD文档下载可编辑　　　　　　　下层磁铁矿，比重4.7，d=0.25~0.5mm整体上实现了反粒度过滤，G↑↑反冲洗时三种滤料适当混杂——称混合滤料。平均粒径由上→下递减。下层重质

7、滤料粒径很小，保证出水水质。3.均质滤料（指粒径相等的滤料）实际很难做到d完全相同，要做到各断面平均粒径相同，气水反冲洗，滤料不膨胀，不产生水力分级。G克服了上细下粗。4.直接过滤原水不经沉淀，直接进滤池。（1）原水投药后进入滤池——直接过滤。（2）滤前做一简单絮凝池，原水投药混合后经微絮凝池，形成40~60μm颗粒，进入滤池——微絮凝过滤。直接过滤适用条件：（1）原水浊度、色度低、水质变化小，C0<100mg/L，最为<40-60mg/L；（2）采用反粒度过滤，L、d适当增大；（3）进入滤池前，不应形

8、成大的絮凝体，以免堵塞滤料表面孔隙，为提高微粒、强度和粘附力，有时需投加活化硅酸、PAM以发挥高分子在滤层中吸附架桥作用；（4）适当减小滤速，以保证水质，最好通过实验确定。优点：工艺简单，节省药剂，约为混凝的1/3。四、过滤水力学1.清洁滤层水头损失起始水头损失（干净滤层：层流下h与v一次方成正比）v=8~10m/h时，v=0.3~0.4m卡曼－康采尼公式：γ——水的运动粘度；m0——滤料孔隙率；φ——滤料颗粒的球度系数；d0——与滤料体积