《水的过滤技术》PPT课件.ppt

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1、第九章过滤9.1过滤概述9.1.1慢滤池慢滤池是最早出现的用于水处理的过滤设备，能有效地去除水的色度、嗅和味，见9—1。由于慢滤池占地面积大、操作麻烦、寒冷季节时其表层容易冰冻，在城镇水厂中使用的慢滤池逐渐被快滤池所代替。表9—1现代慢滤池的适用的进水条件与出水水质适用的进水条件出水水质细菌的去除效率颗粒物去除效率浊度10ntu以下；总大肠菌类10~1000个/100mL；藻类不太多；10000人以下的给水处理小于1.0ntu总大肠菌类<1个/100mL细菌总数99%能去除逗号弧菌(Vibriocomma)2.7~7m99%7~12

2、m99.9%较大颗粒99%~99.9%9.1.2快滤池1.构造见图9-12.工作过程由过滤与反冲洗两部分组成。3.滤速滤速是指单位时间、单位过滤面积上的过滤水量，单位为m3/（m2h）或m/h。4.工作周期从过滤开始到冲洗结束的一段时间称为快滤池的工作周期。从过滤开始到过滤结束称为过滤周期。滤池的工作周期为12~24h。9.2过滤理论9.2.1截留机理1．悬浮颗粒被截留的机理两阶段理论：由迁移与吸附组成。迁移：沉淀、扩散、惯性、阻截和水动力，见图9-2。吸附：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

3、的架桥作用。图9-2悬浮颗粒的迁移过程2．吸附与剥离（1）Ives-Mints争论Ives：①附着于滤料之上的悬浮颗粒在过滤过程中绝对不剥离；②在过滤后期悬浮颗粒穿透滤层进入滤池出水是吸附效率降低的缘故。Mints：①吸附和剥离是过滤过程中同时存在的两个相反的现象，且剥离量与含污量成正比；②剥离是悬浮颗粒穿透滤层进入滤池出水的原因。争论至目前的结果是Mints理论已取得了优势。（2）附着力与水流剪力见图9-3。9.2.2过滤水力学1．快滤池滤层的发展与利用滤层含污能力：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k

4、g/m3。采用单水冲洗的石英砂滤料滤池是典型的水力分级滤料滤池，其含污量随深度的变化见图9-4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9-5。双层滤池其含污量随深度的变化见图9-4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．过滤过程中水头损失变化（1）清洁滤料层的水头损失卡曼-康采尼公式（Carman-Kozony）公式：（9-1）非均匀滤层按下式计算：（9-2）（2）过滤过程中的水头损失变化过滤时滤池的总水头损失为：（9-3）（3）负水头现象当过滤进行到一定

5、时刻时，从滤料表面到某一深度处的滤层的水头损失超过该深度处的水深，该深度处就出现负水头，见图9-6。负水头会导致空气释放出来，危害：①是增加滤层局部阻力，增加了水头损失；②空气泡会穿过滤料层，上升到滤池表面，甚至把煤粒这种轻质滤料带走。在冲洗时，空气更容易把大量的滤料随水带走。避免滤池中出现负水头的两个方法：一是增加砂面上的水深；二是令滤池出口位置等于或高于滤层表面。4过滤方式（1）恒速过滤最常见的恒速过滤如图9-7所示。在恒速过滤状态，由于滤层逐渐被堵塞，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

6、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）递降速过滤设四个滤池组成一个滤池组，假设：①进入滤池组的总流量不变；②每个池子的性能完全相同；③每个滤池恰好按它的编号顺序进行冲洗。则滤池的水位与滤速变化如图9-9所示。移动冲洗罩滤池是典型的递降速过滤滤池，当移动冲洗罩滤池的分格数很多时，这格滤池冲冼与下一格滤池冲洗的间隔时间很近，滤池水位变化不大，有可能达到近似的“等水位变速过滤”。5.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”。

7、也可称为“直流过滤”，见图9-10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9-10中（c）与（d）所示。图9-10直接过滤流程直接过滤的两个特点：①采用双层或三层滤料滤池；②采用聚合物为主混凝剂或助凝剂。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。9.3滤料与承托层9.3.1要求1.具有足够的机械强度2.具有足够的稳定性3.能就地取材、价廉4.

8、外形接近于球状，表面比较粗糙而有棱角。9.3.2滤料性能参数1.比表面积粒状滤料的比表面积可以表示为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。2.有效粒径与不均匀系数粒径级配可以用滤料的有效粒