第三章 物理化学处理(2).ppt

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1、五、过滤在常规水处理中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。过滤的功效，不仅在于进一步降低水的浊度，而且水中有机物、细菌乃至病毒等将随水的浊度的降低而被部分去除。残留的细菌、病毒在失去附着物的保护和依附后，在滤后消毒中也容易被杀死。1.工作过程由过滤与反冲洗两部分组成。浑水流经滤料时，水中杂质被截留，随着滤料层中杂质截留量的逐渐增多，滤料层中的水头损失也相应增加，当水头损失增加到一定程度时，会使滤池产水量减少，或滤过水质不符合要求时，应停止过滤进行冲洗。冲洗水自下而上穿过承托层及滤料层，均匀分布于整个滤池平面上，滤料层处于悬

2、浮状态，滤料得到清洗。2、过滤理论（1）两阶段理论：由迁移与粘附组成。迁移：沉淀、扩散、惯性、阻截和水动力，见下图。粘附：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。（2）附着力与水流剪力3-3在过滤初期，滤料较干净，孔隙率较大，孔隙流速较小，水流剪力较小，粘附作用占优势。随着过滤时间延长，滤层中杂质逐渐增多，孔隙率减小，水流剪力逐渐增大，以至最后粘附的颗粒将首先脱落，或后续颗粒不再有粘附现象，于是，下层滤料的截留作用渐次发挥。实际上，在下层滤料作用远未得到充分发挥时，过滤就得停止。表层滤料粒径最小，孔隙将逐渐被堵塞，或悬浮物

3、穿过过滤层而使水质恶化，过滤将被迫停止。3-4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，其含污量随深度的变化见图3-4曲线1。为了改变上细下粗滤层中杂质分布严重不均匀的现象，提高滤层含污能力，出现了多层滤料、混合滤料及均质滤料等。多层滤料滤池接近理想滤料滤池，最常见为双层和三层滤见图3-5。双层滤池其含污量随深度的变化见图3-4曲线2。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。3-53、过滤方式（1）恒速过滤在恒速过滤状态，由于滤层逐渐被

4、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。（2）减速过滤在过滤过程中，如果过滤水头损失始终保持不变，孔隙率逐渐减小，必然使滤速逐渐减小。在普通快滤池中一般不可能出现。移动罩滤池属于变速过滤滤池。（3）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“直流过滤”，图中（a）与（b）所示；②原水加药后经过混合和微絮凝池后进入滤池过滤，称为“微絮凝过滤”，如图中（c）与（d）所示。

5、直接过滤的两个特点：①采用双层或三层滤料滤池；②采用聚合物为混凝剂或助凝剂。直接过滤要求：①原水浊度和色度较低且水质变化小，常年原水浊度低于50度；②直接过滤中的滤速应根据原水水质决定，浊度偏高时应采用较低滤速，当原水浊度在50度以上时，滤速一般在5m/h左右。4、滤料与承托层（1）滤料的要求a.具有足够的机械强度b.具有足够的化学稳定性c.具有一定的颗粒级配和适当的孔隙率d.能就地取材、价廉。石英砂是使用最广泛的滤料，双层和多层滤料中，常用的还有无烟煤、石榴石、钛铁矿、磁铁矿、金刚砂等。轻质滤料有聚苯乙烯及陶粒等。无烟煤石榴石磁铁矿金刚砂陶粒(2)滤料性能参数a.

6、比表面积单位重量或体积的滤料所具有的表面积，单位为cm2/g或cm2/cm3。b.有效粒径与不均匀系数粒径级配可以用滤料的有效粒径和不均匀系数表示，关系如下：d10——通过滤料重量10％的筛孔孔径(mm)d10称为有效粒径，它反映细颗粒尺寸，小于d10的颗粒是产生水头损失的主要部分。d80——通过滤料重量80％的筛孔孔径(mm)反映粗颗粒尺寸不均匀系数K80——表示粗细颗粒差别的大小或不均匀程度。（通常要求K80＜2.0）砂粒级配对滤池的运行的影响：砂样颗粒大小K80越大，则大小颗粒差别越大，颗粒越不均匀。这对过滤和反冲洗都会产生不利影响，因为K80较大时，大小颗粒

7、掺杂的结果，过滤时会降低滤料层的孔隙率，影响滤层的含污能力以及增加过滤时的阻力，反冲洗满足细颗粒膨胀要求，粗颗粒将得不到很好清洗；若为满足粗颗粒膨胀要求，则细颗粒可能被冲出池外。(3)最大粒径、最小粒径表3-1滤料级配与滤速类别滤料组成滤速（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=1.2dmin=0.5<2.07008~1010~14双层滤料无烟煤dmax=1.8dmin=0.8<2.0300~40010~1414~18石英砂dmax=1.2dmin=0.5<2.0400三层滤料无烟煤dmax=1.6dmin=0