给水工程教（学）案第12课

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1、WORD文档下载可编辑§17.3滤料和承托层一、滤料要求：1.足够的机械强度　　　2.具有化学稳定性　　　3.无毒　　　4.适当的孔隙率和级配　　　5.就地取材天然：无烟煤、石英砂、磁铁矿、石榴石、钛铁矿等。人造：陶粒、烧结岩、聚苯乙烯球、聚氯乙烯球、纤维球等。分两大类（一）滤料粒径的级配粒径大、水质不好，粒径小，出水水质好，但易堵塞。因而要求一定级配。级配——滤料中不同粒径滤料所占滤料总重量的百分比。粒径——恰好通过滤料某粒径的筛孔孔径。（假想的球体直径）级配的表达：1．以有效粒径和不均匀系数表示：K80——滤料的不均匀系数；d10——通过滤料重量10%的筛孔孔径；（细滤料）d80——

2、通过滤料重量80%的筛孔孔径。（粗滤料）K80大，说明滤料不均匀，K80→1，滤料→均匀。规范规定：K80≤2.02．以最大粒径dmax和最小粒径dmin和K80控制滤料粒径的分布。3．有的水厂，将滤料（河砂）全部放入池中，反冲洗水力分级，然后刮去细砂，直至认为达到要求为止。（不够精确）滤料不均匀，对过滤和冲洗都不利。（增大h，冲去细砂或清洗不净）（二）滤料筛选方法取样约300g，清水洗净，105℃烘干，冷却后称取100g，用一组筛子筛分，最后称出留存各级筛子上的砂重，记录。孔径筛上砂重通过百分数P%d1G1（G2+G3+……G7）×100%/G=P1d2G2（G3+G4+……G7）×1

3、00%/G=P2d3G3d4G4d7G7G7×100%/G=P7筛选总量　G=G1+G2+……G7=100g专业技术资料分享WORD文档下载可编辑以P%为纵座标，筛孔孔径di为横座标作筛分曲线。由图中求得：d10=0.4mm，d80=1.34mm，K80=1.34/0.4=3.37说明这种砂不均匀系数大，如按设计要求：d10=0.55mm，（生产上d10=0.5~0.6mm）K80=2.0，则d80=2.0×0.55=1.10mm。右侧0~100%以外全部筛除。筛去部分：d>1.54，去除13%　　　　　d<0.44，去除13%上述方法已足够满足生产要求，但作为科研不够精确，因而常用计算

4、的方法求出等体积球体的直径：　　G——颗粒质量，kg；ρ——颗粒密度，kg/m3；n——颗数；（三）滤料孔隙率测定孔隙率——单位体积滤料中孔隙所占体积比率。测定方法：取一定量滤料，洗净，105℃烘干，称重，用比重瓶测出密度。水力分层后，量出滤层体积，计算：根据（1－m）V=G/ρ①m与形状有关：不规则　m↑，规则　m↓；②m与均匀程度有关：均匀　m↑，不均匀　m↓；③m与粒径大小无关：常用的石英砂，m=0.4~0.42，无烟煤m=0.5~0.55（四）滤料形状1.球度系数专业技术资料分享WORD文档下载可编辑2.形状系数（五）滤料的比表面积比表面积——单位体积滤层滤料所具有的表面积。滤料

5、粒径单个（颗粒）体积滤料的体积单个颗粒表面积d1-m滤料颗粒数：形状规则滤料比表面积：形状不规则滤料比表面积：　　α——形状系数（六）当量粒径　deq　　设总重量为1。　对于1个颗粒，体积　　面积均匀滤料颗粒数：　　　　——滤料的比重均匀滤料总表面积：总重量为1不均匀滤料：粒径di　占总重量比率Pi总表面积　定义：与滤料表面积相当的球体直径为当量粒径，deqdeq的总表面积：专业技术资料分享WORD文档下载可编辑（1）＝（2）求得：Pi——截留在筛孔为d/和d//之间的滤料重量占总重量的百分数（%）d//——截留下通过d/的滤料的相邻筛子的筛孔孔径。二、承托层作用：1.防止滤料从配水系统

6、中流失；　　　2.均布反冲洗水。组成：卵石砾石、重矿石等。大阻力配水系统自上而下第一层d=2~4mml=100mm第二层d=4~8mml=100mm第三层d=8~16mml=100mm第四层d=16~32mm高于孔眼100mm小阻力配水系统：承托层厚度可减少，亦可不设。§17.4滤池冲洗方法：1.高速水流反冲洗2.气、水反冲洗3.表面助冲加高速水流反冲洗一、高速水流反冲洗（利用较大流速，反向冲洗滤层，使滤层处于流态化状态）截留在滤层中的杂质污物，在水流剪力和滤料颗粒碰撞磨擦双重作用下，从滤料表面脱落下来，排出池外。（一）冲洗强度、膨胀度和冲洗时间冲洗强度：　（表面负荷）常用单层滤池　12

7、~15L/(s•m2)双层滤池　13~16L/(s•m2)　　　　　　　　三层滤池16~17L/(s•m2)滤层膨胀度：L0——膨胀前滤层厚度；L——膨胀后滤层厚度。专业技术资料分享WORD文档下载可编辑冲洗前后单位面积上滤料体积不变：L0（1－m0）＝L（1－m）——膨胀度和孔隙率的关系冲洗时间（P330　表17-6）（二）q和e关系对于均匀滤料，冲洗时如果滤料未膨胀，则水流通过滤层的水头损失可用欧根公式计算：公式适用于层流、过渡