1、水处理工程第五章过滤过滤(Filtration)水处理工程第第1节节 概述概述 过滤：过滤：借助于具有一定空隙率的固体介质（如石英砂）阻借助于具有一定空隙率的固体介质（如石英砂）阻挡截留水中杂质而使水得到澄清的工艺过程。挡截留水中杂质而使水得到澄清的工艺过程。一、过滤的分类一、过滤的分类 表层过滤：机械滤除，产水率低 格筛过滤：介质为栅条或筛网，除去粗大的悬浮物，杂草、纤维等，格栅、筛网等 微孔过滤：滤布、滤片、烧结滤管等，用以除去粒径细微的颗粒 膜过滤：采用特别的半透膜作过滤介质在一定的推动力下进行过滤，滤膜孔隙极小，可以去除水中细菌、病毒、有机物和溶解性物质，反渗透、超过滤、电渗析等 深层
2、过滤：过滤介质为颗粒状滤料，如石英砂、无烟过滤介质为颗粒状滤料，如石英砂、无烟煤等。煤等。简称过滤。简称过滤。水处理工程 二、截留的对象：二、截留的对象：细小颗粒、细小矾花、藻类、细菌及病毒。细小颗粒、细小矾花、藻类、细菌及病毒。三、位置：三、位置：沉淀池或澄清池之后。沉淀池或澄清池之后。直接过滤。直接过滤。在给水处理中，在给水处理中，常用过滤处理沉淀或澄清池常用过滤处理沉淀或澄清池出水，使滤后出水浊度满足用水要求。出水，使滤后出水浊度满足用水要求。在废水处理中，在废水处理中，过滤常作为吸附、离子交换、过滤常作为吸附、离子交换、膜分离法等的预处理手段，也作为生化处理后的膜分离法等的预处理手段，
3、也作为生化处理后的深度处理，使滤后出水达到回用要求。深度处理，使滤后出水达到回用要求。水处理工程 四、作用四、作用 (给水给水)1 1、进一步降低水的浊度；、进一步降低水的浊度；2 2、同时水中有机物、细菌及病毒将随水的、同时水中有机物、细菌及病毒将随水的浊度降低而部分被去除。浊度降低而部分被去除。3 3、为滤后消毒创造了良好条件。、为滤后消毒创造了良好条件。（残留于滤后水中的细菌、病毒等失去浑浊物的保护和依附时，（残留于滤后水中的细菌、病毒等失去浑浊物的保护和依附时，在滤后消毒过程中也将容易被杀灭。）在滤后消毒过程中也将容易被杀灭。）4 4、在饮用水净化工艺中，过滤是不可缺少、在饮用水净化工
4、艺中，过滤是不可缺少的，它是保证饮用水卫生安全的重要措施。的，它是保证饮用水卫生安全的重要措施。水处理工程水处理工程五、滤池的种类五、滤池的种类 （图）（图）(一一)按滤速按滤速 1 1、慢滤池、慢滤池 0.01 0.010.4m/h0.4m/h 2 2、快滤池、快滤池 4 410m/h10m/h 3 3、高速滤池、高速滤池 10 1016m/h16m/h (二二)按作用水头按作用水头 1 1、重力滤池、重力滤池 4 45m 5m 2 2、压力滤池、压力滤池 15 1525m25m (三三)按水流方向按水流方向 1 1、下向流滤池、下向流滤池 2 2、上向流滤池、上向流滤池 3 3、双向流滤池
5、、双向流滤池 (四四)按滤料组成按滤料组成 1 1、单层滤池、单层滤池 滤速滤速 8-10m/h 8-10m/h 2 2、双层滤池、双层滤池 滤速滤速10-14m/h 10-14m/h 3 3、多层滤池、多层滤池 滤速滤速18-20m/h 18-20m/h 水处理工程水处理工程水处理工程第二节第二节 过滤理论过滤理论 一、过滤机理一、过滤机理 (一一)机械筛滤机械筛滤 把滤料间的空隙看作把滤料间的空隙看作“筛子筛子”，大于孔隙尺寸的杂质，大于孔隙尺寸的杂质被截留下来。被截留下来。(二二)沉淀作用沉淀作用 靠重力作用沉淀在滤料的表面。滤料层类似于层层靠重力作用沉淀在滤料的表面。滤料层类似于层层叠
6、起的多层沉淀池，巨大的沉淀面积，将微小的杂质沉叠起的多层沉淀池，巨大的沉淀面积，将微小的杂质沉淀截留下来。淀截留下来。(三三)接触吸附接触吸附 在范德华力作用下被滤料吸附；在布朗运动作用下在范德华力作用下被滤料吸附；在布朗运动作用下迁移扩散到滤料表面被吸附。迁移扩散到滤料表面被吸附。水处理工程d1/d26.5如果滤池最小砂粒粒径为0.3mm，则得到d2 0.3/6.5=0.045mm小于此粒径的颗粒都能通过滤层，但经过混凝沉淀进入滤池的最大颗粒尺寸一般为2-10m，还有很多更小的颗粒，滤池都能滤除，说明不可能仅是筛除作用。d1d2水处理工程 水中的悬浮颗粒能够粘附于滤料颗粒表面，水中的悬浮颗粒
7、能够粘附于滤料颗粒表面，涉及两个问题：涉及两个问题：1 1、被水流挟带的颗粒如何与滤料颗粒表面、被水流挟带的颗粒如何与滤料颗粒表面接近或接触，这涉及颗粒脱离流线而向滤料颗粒接近或接触，这涉及颗粒脱离流线而向滤料颗粒表面靠近的表面靠近的迁移机理。迁移机理。2 2、当颗粒与滤料表面接触或接近时，依靠、当颗粒与滤料表面接触或接近时，依靠哪些力的作用使它们粘附于滤料颗粒表面上，这哪些力的作用使它们粘附于滤料颗粒表面上，这涉及涉及粘附机理粘附机理。水处理工程1 1、颗粒迁移机理、颗粒迁移机理 在过滤过程中，滤料孔隙中的水流一般属层流状态。在过滤过程中，滤料孔隙中的水流一般属层流状态。被水流挟带的颗粒随水
8、流的流线运动。它之所以会脱离被水流挟带的颗粒随水流的流线运动。它之所以会脱离流线与滤料颗粒表面接近，完全是一种物理流线与滤料颗粒表面接近，完全是一种物理-力学作用，力学作用，主要有拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用。主要有拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用。水处理工程 （1 1）拦截作用：）拦截作用：颗粒尺寸较大时，处于流线中的颗粒颗粒尺寸较大时，处于流线中的颗粒会直接碰到滤料表面产生拦截作用；会直接碰到滤料表面产生拦截作用；（2 2）沉淀作用：）沉淀作用：颗粒沉速较大时会在重力作用下脱离颗粒沉速较大时会在重力作用下脱离流线，产生沉淀作用；流线，产生沉淀作用；（3 3）惯性作用：）惯性作用：颗
9、粒具有较大惯性时，也可脱离流线颗粒具有较大惯性时，也可脱离流线与滤料表面接触；与滤料表面接触；（4 4）扩散作用：）扩散作用：颗粒较小，布朗运动较剧烈时会扩散颗粒较小，布朗运动较剧烈时会扩散至滤料表面；至滤料表面；（5 5）水动力作用：）水动力作用：在滤料表面附近存在速度梯度，非在滤料表面附近存在速度梯度，非球形颗粒由于在速度梯度作用下，会产生转动而脱离流球形颗粒由于在速度梯度作用下，会产生转动而脱离流线与颗粒表面接触。线与颗粒表面接触。水处理工程2 2、颗粒粘附机理、颗粒粘附机理 粘附作用是一种物理化学作用。当水中杂质粘附作用是一种物理化学作用。当水中杂质颗粒迁移到滤料表面上时，则在颗粒迁移
10、到滤料表面上时，则在范德华力和静电范德华力和静电力相互作用下，以及某些特殊的化学吸附力下力相互作用下，以及某些特殊的化学吸附力下，被粘附与滤料颗粒表面上，或粘附在滤料表面上被粘附与滤料颗粒表面上，或粘附在滤料表面上原先粘附的颗粒上。原先粘附的颗粒上。此外，絮凝颗粒的架桥作用也会存在。此外，絮凝颗粒的架桥作用也会存在。水处理工程二、滤层内杂质的分布规律二、滤层内杂质的分布规律 （一）滤层内杂质的分布规律（一）滤层内杂质的分布规律 在颗粒粘附的同时，还存在由于孔隙在颗粒粘附的同时，还存在由于孔隙中水流中水流剪力作用剪力作用而导致颗粒从滤料表面上而导致颗粒从滤料表面上脱落趋势脱落趋势。粘附力和水流剪
11、力相对大小，决定了粘附力和水流剪力相对大小，决定了颗粒粘附和脱落的程度。颗粒粘附和脱落的程度。水处理工程二、滤层内杂质的分布规律二、滤层内杂质的分布规律 F Fa1a1表示颗粒表示颗粒1 1与滤料表面的粘附力；与滤料表面的粘附力；F Fa2a2表示颗料表示颗料2 2与颗粒与颗粒1 1之间的粘附力；之间的粘附力；F FS1S1表示颗粒表示颗粒1 1所受到的平均水流剪力；所受到的平均水流剪力；F FS2S2表示颗粒表示颗粒2 2所受到的平均水流剪力；所受到的平均水流剪力；F F1 1、F F2 2和和F F3 3均表示合力。均表示合力。水处理工程 过滤初期，过滤初期，滤料较干净，孔隙率较大，孔滤料
12、较干净，孔隙率较大，孔隙流速较小，水流剪力隙流速较小，水流剪力F Fa1a1较小，因而粘附作用占较小，因而粘附作用占优势。优势。随着过滤时间的延长，随着过滤时间的延长，滤层中杂质逐渐增多，滤层中杂质逐渐增多，孔隙率逐渐减小，水流剪力逐渐增大，以至最后孔隙率逐渐减小，水流剪力逐渐增大，以至最后粘附上的颗粒粘附上的颗粒（如图中颗粒（如图中颗粒3 3）将首先脱落下来，将首先脱落下来，或者被水流挟带的后续颗粒不再有粘附现象，于或者被水流挟带的后续颗粒不再有粘附现象，于是悬浮颗粒便向下层推移，下层滤料截留作用渐是悬浮颗粒便向下层推移，下层滤料截留作用渐次得到发挥。次得到发挥。水处理工程 实际工作时，往往
13、是下层滤料截留悬浮颗粒实际工作时，往往是下层滤料截留悬浮颗粒作用远未得到充分发挥时，过滤就得停止。作用远未得到充分发挥时，过滤就得停止。原因：滤料经反冲洗后，滤层因膨胀而分层，表层滤料粒径最原因：滤料经反冲洗后，滤层因膨胀而分层，表层滤料粒径最小，粘附比表面积最大，截留悬浮颗粒量最多，而孔隙尺寸又最小，小，粘附比表面积最大，截留悬浮颗粒量最多，而孔隙尺寸又最小，因而，过滤到一定时间后，表层滤料间因而，过滤到一定时间后，表层滤料间孔隙将逐渐被堵塞孔隙将逐渐被堵塞，甚至产，甚至产生筛滤作用而生筛滤作用而形成泥膜形成泥膜，使过滤阻力剧增。，使过滤阻力剧增。导致结果导致结果:(1)在一定过滤水头下滤速
14、减小（或在一定滤速下水头损失达到在一定过滤水头下滤速减小（或在一定滤速下水头损失达到极限值）极限值）;(2)或者或者因滤层表面受力不均匀而使泥膜产生裂缝时，大量水流因滤层表面受力不均匀而使泥膜产生裂缝时，大量水流将自裂缝中流出，以致悬浮杂质穿过滤层而使出水水质恶化。将自裂缝中流出，以致悬浮杂质穿过滤层而使出水水质恶化。当上述两种情况之一出现时，过滤将被迫停止。当上述两种情况之一出现时，过滤将被迫停止。水处理工程（二）滤池的含污能力（二）滤池的含污能力 当过滤周期结束后，滤层中所截留的悬浮颗粒当过滤周期结束后，滤层中所截留的悬浮颗粒量在滤层深度方向变化很大量在滤层深度方向变化很大.滤层含污量滤层
15、含污量指单位体积滤层中所截留的杂质量。指单位体积滤层中所截留的杂质量。在一个过滤周期内，如果按整个滤层计，单位在一个过滤周期内，如果按整个滤层计，单位体积滤料中的平均含污量称为体积滤料中的平均含污量称为“滤层含污能力滤层含污能力”，单，单位以位以g/cmg/cm3 3或或kg/cmkg/cm3 3计。计。水处理工程 提高提高滤池含污能力滤池含污能力的途径：的途径：A A、提高滤料颗粒的均匀性、提高滤料颗粒的均匀性;B B、由单层滤料改为多层滤料；、由单层滤料改为多层滤料；C C、改变水流方向（上下双向过滤）。、改变水流方向（上下双向过滤）。进水出水承托层石英砂a.上向流过滤b.双向流过滤承托层
16、石英砂进水出水c.双层滤料承托层石英砂出水d.三层滤料无烟煤承托层石英砂出水无烟煤磁铁矿水处理工程 为了改变上细下粗的滤层中杂质分布严重的不均匀为了改变上细下粗的滤层中杂质分布严重的不均匀现象，现象，提高滤层含污能力，提高滤层含污能力，出现了出现了双层滤料、三层滤料双层滤料、三层滤料或均质滤料或均质滤料等，等，见图。见图。水处理工程三、直接过滤三、直接过滤 （一）定义（一）定义 原水不经沉淀而直接进入滤池过滤称原水不经沉淀而直接进入滤池过滤称“直接过滤直接过滤”。（二）直接过滤方式（二）直接过滤方式 (1)(1)原水加药后面接进入滤池过滤，滤前不设任何絮原水加药后面接进入滤池过滤，滤前不设任何
17、絮凝设备。凝设备。“接触过滤接触过滤”。(2)(2)滤池前设滤池前设微絮凝池微絮凝池，原水加药混合后在微絮凝池，原水加药混合后在微絮凝池，形成粒径相近的微絮粒后（粒径大致在形成粒径相近的微絮粒后（粒径大致在 40-60 40-60mm）即刻）即刻进入滤池过滤。进入滤池过滤。“微絮凝过滤微絮凝过滤”。水处理工程（三）直接过滤的应用（三）直接过滤的应用 特点：特点：直接过滤工艺简单，混凝剂用量较少。直接过滤工艺简单，混凝剂用量较少。应用：应用：处理湖泊、水库等低浊度原水，应用较多。处理湖泊、水库等低浊度原水，应用较多。处理低温低浊水。处理低温低浊水。滤前是否需设置微絮凝池，目前还有不同看滤前是否需
18、设置微絮凝池，目前还有不同看法，应根据具体水质条件决定。法，应根据具体水质条件决定。水处理工程n五、过滤效率的影响因素五、过滤效率的影响因素 1.滤料的影响 粒度粒度越小，过滤效率越高，水头损失增加越快 形状角形滤料的表面积比同体积的球形滤料表面积大；孔隙率较小的孔隙率会产生较高的水头损失，而较大的孔隙率提供较大的纳污空间和较长的过滤时间，SS易穿透。厚度滤床越厚，滤液越清，操作周期越长 表面性质滤料表面的电性影响对悬浮颗粒的吸附和接触絮凝 2.悬浮物的影响 粒度粒度越大越易除去 形状角形颗粒去除效率比球形颗粒高 密度影响程度不大 浓度过滤效率随原水浓度升高而降低，浓度越高，穿透易 温度温度影
19、响密度及粘度，温度降低，对过滤不利 表面性质是影响过滤效率的重要因素，投加凝聚剂改变其表面性质VVVC水处理工程第三节第三节 快滤池快滤池一、快滤池分类一、快滤池分类普通快滤池普通快滤池虹吸滤池虹吸滤池重力滤池重力滤池压力滤池压力滤池移动罩冲洗滤池移动罩冲洗滤池二、普通快滤池的构造二、普通快滤池的构造 过滤过程：最大过滤水头损失过滤过程：最大过滤水头损失1.51.52m2m工作周期：过滤开始冲洗结束工作周期：过滤开始冲洗结束121224h24h水处理工程1-进水干管；2-进水支管；3-清水支管；4-排水管；5-排水阀；6-集水渠；7-滤料层；8-承托层；9-配水支管；10-配水干管；11-冲洗
20、水管；12-清水总管；13-排水槽；14-废水渠；水处理工程二、滤池的构造二、滤池的构造排 水进 水冲 洗 水排 水出 水砂垫 层冲 洗 排 水 槽过 滤 时 水 位反 冲 时 水 位滤 速 调 节 器ACBED快 滤 池 的 构 造 示 意 图配 水 系 统水处理工程三、三、滤料层滤料层 1 1、作用、作用 滤料层是滤池的核心部分。提供接触滤料层是滤池的核心部分。提供接触凝聚、吸附的凝聚、吸附的表面积表面积及悬浮物储存的及悬浮物储存的容容积积。水处理工程 2 2、滤料、滤料 (1)(1)滤料的要求滤料的要求 有足够的机械强度。有足够的机械强度。(在冲洗过程中不因碰撞、摩擦而破碎。在冲洗过程中
21、不因碰撞、摩擦而破碎。)有足够的化学稳定性。有足够的化学稳定性。(不溶于水，对废水中的化学成分足够稳定，不产生有害不溶于水，对废水中的化学成分足够稳定，不产生有害物质。物质。)具有一定的大小和级配。具有一定的大小和级配。（粒度适中，外形近乎球形，表面粗糙，带有棱角，能提（粒度适中，外形近乎球形，表面粗糙，带有棱角，能提供较大的比表面和孔隙率，满足截留悬浮物的要求。）供较大的比表面和孔隙率，满足截留悬浮物的要求。）价廉，易得。价廉，易得。水处理工程 (2)(2)滤料的种类滤料的种类 石英砂石英砂 无烟煤粒无烟煤粒 石榴石粒石榴石粒 磁铁矿粒磁铁矿粒 白云石粒白云石粒 花岗岩粒花岗岩粒 聚苯乙烯发
22、泡塑料球等。聚苯乙烯发泡塑料球等。水处理工程 (3)(3)滤料的粒径和级配滤料的粒径和级配 滤料的粒径和级配应适应悬浮颗粒的大小和滤料的粒径和级配应适应悬浮颗粒的大小和去除效率的要求。去除效率的要求。A A、粒径：、粒径：表示颗粒的大小。表示颗粒的大小。通常指能把滤料颗粒包围在内的一个假想的通常指能把滤料颗粒包围在内的一个假想的球体的直径。球体的直径。B B、级配：、级配：是滤料各种粒径颗粒所占的重量是滤料各种粒径颗粒所占的重量比例。由实验求得。比例。由实验求得。水处理工程010203040506070809010000.250.711.191.68筛孔m m通过筛孔的砂量%滤料筛分级配曲线d
23、10=0.53d80=1.05水处理工程 B B、级配：、级配：是滤料各种粒径颗粒所占的重量比例。是滤料各种粒径颗粒所占的重量比例。可通过筛分试验求得。筛分试验可通过筛分试验求得。筛分试验 级配曲线。级配曲线。级配曲线的应用级配曲线的应用:可以确定滤料的有效粒径和不均匀可以确定滤料的有效粒径和不均匀系数两个参数系数两个参数 国内快滤池一般采用国内快滤池一般采用d d1010=0.5=0.50.6mm0.6mm，K K8080=2.0=2.02.22.2的滤料；的滤料；国外则倾向于选用稍大的国外则倾向于选用稍大的d d1010和较小的和较小的d d8080。水处理工程（4 4）过滤与滤料排列）过
24、滤与滤料排列 单层滤料滤池反冲洗后水力筛分，使沿过滤水流方向的滤料粒径逐渐变大形成上小下大的分布形式，过滤时，上部截留颗粒小，损失迅速上升 理想情况滤料沿水流方向由粗到细 解决途径：改变水流方向，由下向上，缺点：反冲洗不净，滤速慢 改用双层或多层滤料选用不同密度 的滤料。层数越多，越接近理想滤池；实际，滤料易流失，加工困难 采用新型的密实度或孔隙率可变的滤料。纤维球由涤纶短丝结扎而成，有弹性，密度由 中心向周边递减，孔隙率达90%以上。纤维球滤池过滤速度是砂滤池的5-8倍，周期比砂滤长3倍；能去除0.5-10M级的微小SS；滤后水SS含量10mg/L。缺点：冲洗需气、水联合冲洗，价格贵。水处理
25、工程水处理工程 双层及多层滤料级配：双层及多层滤料级配：水处理工程n四、垫料层（承托层）四、垫料层（承托层）作用：阻挡滤料进入配水系统中 承托滤料，均匀配水。主要配合大阻力配水系统而使用。要求：不被反冲洗水冲动，形成的孔隙均匀，布水均匀，化学稳定性好，机械强度高 材料：天然卵石或碎石 规格水处理工程五、配水系统五、配水系统 1 1、作用、作用 （配水均匀性对冲洗效果影响很大）（配水均匀性对冲洗效果影响很大）配水系统的作用配水系统的作用:(1)(1)均匀收集过滤后水；均匀收集过滤后水；(2)(2)使冲洗水在整个滤池面积上均匀分布。使冲洗水在整个滤池面积上均匀分布。配水不均匀的影响配水不均匀的影响
26、:(1)(1)冲洗水量过大的地方，部分滤层膨胀过甚，甚冲洗水量过大的地方，部分滤层膨胀过甚，甚至会招致局部承托层发生移动，滤料层和承托层混合，至会招致局部承托层发生移动，滤料层和承托层混合，造成漏砂现象。造成漏砂现象。(2)(2)冲洗水量过小的地方，部分滤层膨胀不足，滤冲洗水量过小的地方，部分滤层膨胀不足，滤料层中的杂质冲洗不干净，逐渐胶结变大，形成料层中的杂质冲洗不干净，逐渐胶结变大，形成“泥球泥球”或或“泥饼泥饼”。水处理工程BA滤层垫层假定反冲洗水强度为q,各水流路线的总水头损失应包括配水系统的水头损失s1q2、配水系统上孔眼的水头损失s2q2、垫料层水头损失s3q2、滤料层水头损失s4
27、q2，进水压力为H流道：H1=s1AqA2+s2AqA2+s3AqA2+s4AqA2+流速水头 流道：H2=s1BqB2+s2BqB2+s3BqB2+s4BqB2+流速水头 同在排水槽排水，故H1=H2上两式中s2A s2B s2，s3A s3B s3，s4A s4B s443214321ssssssssqqBABAs1A总是 s1B，所以qA qB，设计时尽可能qAqB，q最小/q最大0.95-达到均匀采取两种方法：1）增大孔眼出水水力阻抗）增大孔眼出水水力阻抗 2）降低配水系统水力阻抗）降低配水系统水力阻抗配水不均匀原因：配水不均匀原因：水处理工程配水系统类型配水系统类型1大阻力配水系统
28、使孔眼的水力阻力远远大于其它部分的水力阻力增加孔眼流速（56m/s）配水孔眼面积为滤池面积的1/500 开孔比小开孔比小0.20.25%特点：工作可靠、采用最广、冲洗干净 但冲洗水头要求高，需冲洗水箱或水泵一般为穿孔管大阻力配水系统。水处理工程水处理工程2小阻力配水系统减少配水系统阻抗S1增大配水空间配水系统流速降低S1S2+S3+S4,qAqB。特点：配水系统结构简单，冲洗水头小（2m左右）适应于面积小的滤池，其均匀性取决于开孔比钢筋混凝土穿孔板钢筋混凝土穿孔板：板上铺设一层或两层尼龙网。造价低，孔口不易堵，配水均匀性好，强度高，耐腐蚀但尼龙网接缝应接好，有时可铺一层卵石。水处理工程穿孔滤砖
29、：穿孔滤砖：开孔比，上层1.07，下层0.7%下层连通起配水渠的作用，上层不连通。钢筋混凝土或陶瓷制成。由于滤砖整体性，反冲时不易上浮，所需承托层厚度不大，配水均匀性较好，但价格高。水处理工程复合气水反冲洗滤砖：复合气水反冲洗滤砖：可单独用于水反冲，也可用于气水反冲洗。上层开孔比：0.5-0.8%，斜面开孔比：1.2-1.5%。一般可用ABS工程塑料制成。加工精度易控制，安装方便，配水均匀性好，但价格高。水处理工程第节 快滤池的运行n一、滤速变化及其控制一、滤速变化及其控制 1.出水阀门调节实现恒速过滤 滤层阻力小时，关小出水阀门，滤层阻力大时，开大阀门，出水阀门全开时，停止过滤进行反冲洗 2
30、.变水头恒速过滤-无阀滤池虹吸滤池 设置进水堰室和出水堰室来控制 滤池中水位高低反映滤层水头损失大小 当水位达到设定的最高水位时，进水堰停止进水，进行反冲洗 出水堰顶必须高于滤层上顶 滤池的过滤时间为过滤周期，一般控制在1224小时。3.现在以变速过滤为主 过滤初期,滤层清洁,截污能力强;后期截污能力减小,降低滤速有利水处理工程高水位低水位有效水头损失进水堰箱废水排水清水井出水堰下部排水变水位恒速过滤水处理工程n二、滤池反冲洗二、滤池反冲洗 目的：清除截留物，恢复过滤能力 1.膨胀率 e=(Le-L)/L,L,Le-滤层膨胀前后的厚度 反冲洗的控制指标，e太低，冲洗不净；e过高，颗粒碰撞次数少
31、，造成滤料流失 砂滤床最佳膨胀率E=(1.5-2.50),0-干净滤层的孔隙率；具有一定级配的分层滤床，在同一反冲洗强度下，不同粒径的滤层其膨胀率不同。实验表明，当最大颗粒沉降速度u满足式0=(v/u)0.22时，整个滤层完全膨胀起来。分层滤床完全膨胀后的厚度计算式：eiepLL1)1(0水处理工程 2.反冲洗强度 单位时间单位滤池面积通过的反冲洗水量，L/m2s。de-滤料当量直径，cm;水的动力粘度；上式计算结果不准确，可用于试验前的估算，我国冲洗强度与膨胀率的大小往往是根据经验数据确定。最可靠的方法是进行反冲洗试验在模型滤池中或用一根直径2050mm,高1.2-1.5m的玻璃管进行。3.
32、反冲洗时间 测出水浊度确定；据试验数据确定；一般为5-10min。4.反冲洗水头 滤层、垫层、配水系统及管路的水头损失之和54.0077.131.2054.031.1)1()1()(100eedqe水处理工程 滤层阻力等于滤料层重量 h1=(g/-1)(1-0)L 卵石垫料层损失 经验公式h2=0.22L1q 大阻力配水系统的孔眼水头损失：孔眼流量系数；孔眼面积与滤池面积之比.5.反冲洗水的供应和排除 水塔和水泵供应，高度及扬程由反冲洗水头定 水量为滤池面积、反冲洗强度与时间的乘积，占过滤水量的1%2%。水塔容量为一次反冲洗水量的1.5倍，深 3m。6.空气冲洗 气水联合冲洗，经验确定强度7.
33、表面冲洗 破坏由滤料颗粒、悬浮物和粘性物结成的泥球。冲洗装置固定管和旋转管两种；gqh21103水处理工程三、常见故障及对策三、常见故障及对策 1.气阻 滤层水头损失大于该处实际的水压力，出现负水头溶解气释放出来，积聚在孔隙中，阻碍水流通过。池深一定时，调换表层滤料，增大滤料粒径；在配水系统末端设排气管 2.结泥球 滤层表面的颗粒较细，截留悬浮物较多，冲洗不净，易相互结成泥球，可达5-20cm。改善冲洗效果，增加表面冲洗；翻池换滤料；加氯浸泡12h氧化污泥。3.跑砂 冲洗强度过大或滤料级配不合适 检查配水系统，调整冲洗强度 4.水生物繁殖水处理工程第节快滤池的设计一、设计滤速及滤池总面积计算一
34、、设计滤速及滤池总面积计算 确定滤速：饮用水滤池应符合有关设计规范；过滤废水时主要取决于SS的浓度和处理要求 总面积：F=Q/v二、滤池个数及尺寸的确定二、滤池个数及尺寸的确定 池子个数考虑因素 运转管理方便，一个池子反冲洗，其它池子产水供给 考虑滤池造价：单个滤池面积越大，单位面积总造价越低。滤池个数和单池面积确定后，应校核1-2个单池停产时工作滤池的强制滤速。滤池长宽比与面积有关 滤池深度超高、滤层上水深、滤料厚度、垫料层厚度、配水系统高度总厚度3-3.5m水处理工程三、管廊的布置三、管廊的布置 与滤池的个数和排列方式有关与滤池的个数和排列方式有关 少于5个单排布置，管廊位于滤池一侧；多于
35、5个双排布置，管廊于两排滤池中间。满足要求：满足要求：保证设备安装维修空间 要有通道，便于操作联系 良好的采光、通风及排水设施水处理工程水处理工程第第5节节 其它过滤设备其它过滤设备改进普通快滤池的操作方式一、虹吸滤池一、虹吸滤池1960年初美 Green Leaf 圆形六格1964年 北京市政院第1座，北京印染厂 圆形七格北京市政院标准图1构造及工作原理 最大水头损失：1.52.0m 冲洗水头清水槽水位冲洗排水槽顶，1.01.2m2特点 利用虹吸原理进水和排走洗砂水节省了两个阀门 小阻力配水系统不用冲洗水泵或水箱，可用滤池本身的出水冲洗 变水头等速过滤不需设置滤速调节器 滤过水头高于滤层正水
36、头过滤 易于自动化控制 但池深大，冲洗效果不够理想，单池面积不宜大 适用于中小水厂，造价比普快滤池低2030。水处理工程水处理工程二、无阀滤池二、无阀滤池利用水力学原理，通过进出水的压差自动控制虹吸产生和破坏，实现自动运行的滤池。自动运行、操作方便结构简单、造价低3050小阻力配水系统，冲洗水由上部水箱供给但高度大，冲洗时进水被带走一部分 有顶盖，装卸滤料不变，观察不到过滤情况。水处理工程重力式无阀滤池重力式无阀滤池水处理工程三、移动罩滤池 采用移动罩盖住单格滤池，达到反冲洗目的反冲洗来自其它格的滤过水与虹吸滤池相同移动冲洗罩与无阀滤池相同分格数不小于8水处理工程四、压力滤池（罐）压力流过滤，
37、过滤能力强，设备定型，使用的机动性大；单个滤池过滤面积小，只适用于废水量小的场合。水处理工程过滤技术的新发展过滤技术的新发展非粒状的新型滤料研究活跃纤维球滤料、纤毛型滤料、纤维束状滤料提高滤床滤速，增大截污能力，扩大应用范围过滤装置朝自动化、管理容易、智能型方向发展水处理工程思考题：1、过滤的基本原理是什么？2.影响滤池冲洗效果的因素有哪些？3.叙述快滤池的工作原理.并画出简单的快滤池结构示意图。4.为什么采用多层滤料比单层滤料的滤速大？5.为什么要对筛孔进行校准?6.过滤过程重有哪些故障现象,怎样解决?7.快滤池设计时的首要控制参数是什么?8、简述滤池反冲洗配水系统的种类，它们各自的工作原理、特点与适用范围是什么？
