水质工程学第5章过滤ppt课件.ppt

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1、过滤4.3.1过滤的净化原理4.3.2滤料与承托层4.3.3滤池的反冲洗4.3.4快滤池的设计4.3.5其它形式的滤池过滤的净化原理一、概述二、快滤池的构造与工作过程三、过滤的净化机理四、滤层截留杂质的规律五、过滤过程中滤层阻力的变化六、提高过滤效率的途径概述1、定义2、作用3、设置位置4、滤池的类型及主要特点定义水处理中的过滤是用具有孔洞的粒状滤料层截留水中杂质，使水澄清的工艺过程作用降低水的浊度，去除悬浮和脱稳的胶体颗粒物(包括菌、病毒，有机物等)设置位置——给水处理中，设在沉淀(澄清)之后，进一步降低浊度(

2、20°≤5°，达到饮用水对浊度的要求)——直接过滤:　低浊度水(投药混合之后，对颗粒尺度要求不高)地下水除铁、锰(曝气氧化，产生铁、锰的沉淀物之后)——污水二级处理之后:　去除悬浮、胶体物质滤池的类型及主要特点慢砂滤池(slowsandfilter)滤料尺寸　0.15~0.35mm　滤　速　　0.03~0.1mm/s　　工作周期　几周至数月净化机理　①　机械隔滤(滤膜、孔隙小)②　滤膜中的生化作用清洗方式　刮除表层滤料特点　出水水质好，生产效率低，仅在表层几厘米滤层中纳污。滤池的类型及主要特点快(砂)滤池(rap

3、id(sand)filter)滤料尺度　0.5~2.0　mm滤　　速　1.5~3.0　mm/s工作周期　十几小时至几天清洗方式反冲洗净化机理机械隔滤、沉淀作用、接触凝聚（主要）快滤池的构造及工作过程1、构造：常为钢筋混凝土池子，包括进、出水渠、洗砂排水槽、滤料层、承托层、配水系统等几个部分；管廊内主要是浑水进水、清水出水、初滤水、冲洗来水、冲洗排水等几种管道及相应的控制阀门2、工作过程：包括过滤与反冲洗两个过程（见图）过滤的净化原理两个过程:——悬浮颗粒向滤料表面迁移①筛滤和机械截留　②布朗运动　③重力沉降　④惯

4、性碰撞　⑤流动接触——悬浮固体在滤料表面的附着①机械附着　②凝聚作用　③化学作用主要机理:　接触凝聚滤层截留杂质的规律1、杂质截留过程2、杂质在滤层中的分布3、影响滤层中杂质分布的主要因素杂质截留过程接触凝聚附着──与絮凝体的表面特性、吸附强度有关。过滤开始时，由于孔隙大、流速小，杂质主要集中在表层水力冲刷脱落──由于流速作用。随着杂质积累、阻塞孔隙，流速增大，使部分颗粒被冲刷、脱落，杂质向下推移，下层滤层的作用逐渐发挥。由于表层颗粒细(水力筛分的结果)，比表面积大，截留杂质多，所以整个滤层的截留作用尚未完全发挥

5、，过滤过程就将结束。杂质在滤层中的分布①滤料粒径下大上小，孔隙也下大上小，造成表层滤料截留杂质多。由于表层滤料筛滤的结果，堵塞严重，有时形成滤膜，使过滤阻力剧增(图4-3-2)。②当受力不均时，造成裂缝，局部阻力突然减小，杂质穿透(图4-3-2)，水质恶化。③杂质在滤层中的分布（见图4-3-3）影响滤层杂质分布的主要因素①滤速②滤料粒径与级配③滤料层的组成“水力筛分现象”：滤料层经过高速水流反冲洗后，出现滤料上细下粗的分层现象称为水力筛分。过滤过程中滤层阻力的变化1、等速过滤中阻力的变化2、变速过滤中滤速的变化等

6、速过滤中阻力的变化1）等速过滤：过滤过程中，过滤的流量或滤速始终保持不变。无阀滤池与虹吸滤池属于等速过滤。2）清洁滤层的水头损失：过滤开始阶段的水头损失，可用柏耐克-柯士南公式计算：（4-42）等速过滤中阻力的变化3）过滤过程中水头损失的增加试验证明：a.水头损失与过滤时间成正比（见图）b.滤速v1>v2时，ho1>ho2，tgα1>tgα2，T1

7、水头基本保持不变，普通快滤池属于此类型。2）滤速变化：见图提高过滤效率的途径1、反粒度过滤2、上向流过滤3、采用双层或多层滤料滤料与承托层一、滤料二、承托层滤料1、滤料的选择2、级配与粒径3、滤料层规格滤料的选择——具有足够的机械强度——具有化学稳定性——具有一定的吸附面积——具有一定的级配和孔隙率——能就地取材、价格便宜级配与粒径1）粒径：假想的包围滤料颗粒的球体直径。2）级配：不同粒径滤料所占的比例，常通过筛分实验来确定滤料的级配。3）级配表示方法——有效直径d10：通过滤料重量10%的筛孔孔径——不均匀系数

8、K80：（4-43）级配与粒径4）孔隙率m：（4-44）式中：G——滤料干重（g）V——滤料层体积（cm3）γ——滤料比重（g/cm3）滤料层规格滤料层厚度：一般60~70cm滤料级配：通常K80≤2孔隙率：一般石英砂滤料的孔隙率在0.42左右承托层1、作用——支撑滤料——防止滤料流失——均匀布水2、组成通常采用天然卵石，厚度约40cm滤池的反冲洗一、反冲洗二、配水系统三