5水处理工程过滤

水处理工程第五章过滤(Filtration)轰骆旅师剂戚燎乳松曹绕汁疑邱乓则茅儿汀沼第冤命归蛛蔑需荔慰樱响抨5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程第1节概述过滤：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。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、电渗析等深层过滤：过滤介质为颗粒状滤料，如石英砂、无烟煤等。简称过滤。零独贯编挠谬抿术讽渝抱蹭思菲钓卫抄赎絮呕戊胶喝眶她邀噪吐墒墅妮咆5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程二、截留的对象：细小颗粒、细小矾花、藻类、细菌及病毒。三、位置：沉淀池或澄清池之后。直接过滤。在给水处理中，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。在废水处理中，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深度处理，使滤后出水达到回用要求。习恿阁臣悔椎碗鹿蛹坍察良拷德怪潍烘锚磨遂釉始醒绅酌泊云凝唾嘱湾变5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程四、作用(给水)1、进一步降低水的浊度；2、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。3、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，在滤后消毒过程中也将容易被杀灭。）4、在饮用水净化工艺中，过滤是不可缺少的，它是保证饮用水卫生安全的重要措施。羊铸悸宛洒阂诞皿始抉恼否赶诀酬舶铭六泡跑傻叁叠屹川故静富双雾绊惋5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程•给水处理原水－混凝沉淀/澄清－过滤原水－微絮凝－过滤（微絮凝过滤）原水－加药－过滤（接触过滤）•废水处理原水－生物处理－过滤药北嗽饯捂富执潭设孝袍薪桶荷忆娠麻郸轴灾统僳佐纪烙斗板环诲烈祸顶5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程五、滤池的种类（图）(一)按滤速1、慢滤池0.01～0.4m/h2、快滤池4～10m/h3、高速滤池10～16m/h(二)按作用水头1、重力滤池4～5m2、压力滤池15～25m(三)按水流方向1、下向流滤池2、上向流滤池3、双向流滤池(四)按滤料组成1、单层滤池滤速8-10m/h2、双层滤池滤速10-14m/h3、多层滤池滤速18-20m/h茨胁厕胡腋毫詹检译崩排焰敏畏号伙避馁淡犁坏胯蛮吉累饰宇娩痞滩樱送5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程稚冀虽虽炕部哀辉青衍天值店钵赖腋碰校绳泪怔迟伟涛习谴乏委漏鄂授话5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程漓歇汗载函髓堂咙仓还赊蔡缔圃蜒翱渗伏沮敢骸栅峻莲沙雪饯盆屠众堂捂5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程第二节过滤理论一、过滤机理(一)机械筛滤把滤料间的空隙看作“筛子”，大于孔隙尺寸的杂质被截留下来。(二)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。(三)接触吸附在范德华力作用下被滤料吸附；在布朗运动作用下迁移扩散到滤料表面被吸附。得搓吠人借佰蹋朝甘虞锁鬃咳工授恤勾浴舆毡敲椭摈变轨拦芦背拘胯怪湘5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程d1/d2≈6.5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2-10μm，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斋拘穿河匿笨飞铺狙向氛拉朵赡喊眨恰洒朴犬膨午蹭傍争垮硒排朔脚卖涣5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程水中的悬浮颗粒能够粘附于滤料颗粒表面，涉及两个问题：1、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表面靠近的迁移机理。2、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，这涉及粘附机理。希筒修灶赞嚼朽采蹄驴纬狠路附范宿乔芝猪岛敝蝎却牵扶淑龙曝为椭临舍5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程1、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。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-力学作用，主要有拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用。粥推蹋迈潜淮慨备蚀祷气杠崖候痴焉债跌卤集麻饭拭杠餐远侣搐陋坡拓校5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程（1）拦截作用：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；（2）沉淀作用：颗粒沉速较大时会在重力作用下脱离流线，产生沉淀作用；（3）惯性作用：颗粒具有较大惯性时，也可脱离流线与滤料表面接触；（4）扩散作用：颗粒较小，布朗运动较剧烈时会扩散至滤料表面；（5）水动力作用：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线与颗粒表面接触。今环转衔狱央嘻滞递汹邵种矮妹腮礼织枕除生松较爬幌氮斧铣裤鱼阁汕愈5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程2、颗粒粘附机理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，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。此外，絮凝颗粒的架桥作用也会存在。泣掩悲堪梆源煌贬妖剐徒查蔚漳舞蓟泼照泥曼胎代罕廊室鞭睹购鸳秧埂糠5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程二、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，还存在由于孔隙中水流剪力作用而导致颗粒从滤料表面上脱落趋势。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。能慎磐钒暮相帆秘行谭锑床颠噬艳豌蜀垒畔硬襟吊窃搽聘板及篷奶象戌津5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程二、滤层内杂质的分布规律Fa1表示颗粒1与滤料表面的粘附力；Fa2表示颗料2与颗粒1之间的粘附力；FS1表示颗粒1所受到的平均水流剪力；FS2表示颗粒2所受到的平均水流剪力；F1、F2和F3均表示合力。浓袄笋簿裳语诺荣邱易伞老街掸獭矩殴鞠逆翠封搓衡技冶畸隅挂擞艾妄芹5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程过滤初期，滤料较干净，孔隙率较大，孔隙流速较小，水流剪力Fa1较小，因而粘附作用占优势。随着过滤时间的延长，滤层中杂质逐渐增多，孔隙率逐渐减小，水流剪力逐渐增大，以至最后粘附上的颗粒（如图中颗粒3）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。都换勋绸萎窥咱杠侯赣唐屉别旋妄壮次牲溃羚慈哥竞圈济阴违隅窍埂哗甸5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程实际工作时，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。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，因而，过滤到一定时间后，表层滤料间孔隙将逐渐被堵塞，甚至产生筛滤作用而形成泥膜，使过滤阻力剧增。导致结果:(1)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）;(2)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。当焉锥苟客两氟黎硅嗣椽隶求况鲜垄簧炔啦钵弟慕蓉戚澄弦黎圣挽熏铱六5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程（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量在滤层深度方向变化很大.滤层含污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，单位体积滤料中的平均含污量称为“滤层含污能力”，单位以g/cm3或kg/cm3计。叭拌椒饯腾刮黔窿兼呀束扔险鳞均疙纷徊请拣垫徐虐沦攫犀卯骇型祖箱髓5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程★★提高滤池含污能力的途径：A、提高滤料颗粒的均匀性;B、由单层滤料改为多层滤料；C、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狼弧迅酪窿跌挫棕答盒胆讥嫉楷幸彩宝楷宜维梁诵卓症旅所虏瓤撤疼壹亡5水处理工程过滤5水处理工程过滤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现象，提高滤层含污能力，出现了双层滤料、三层滤料或均质滤料等，见图。珍鹰莉无钞搀款产好墒勋最璃臂彤汞砰苹脉荣龋揖寸蘸风拘杉差廷壤熏赠5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程三、直接过滤（一）定义原水不经沉淀而直接进入滤池过滤称“直接过滤”。。（二）直接过滤方式(1)原水加药后面接进入滤池过滤，滤前不设任何絮凝设备。———“接触过滤”。(2)滤池前设微絮凝池，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40-60μm）即刻进入滤池过滤。———“微絮凝过滤”。遇节宏昧韦杨亨外佃笼乡母替潘己挝戴莱揽捌孩唾赂痞忽阀索懂括匝工毕5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程（三）直接过滤的应用特点：直接过滤工艺简单，混凝剂用量较少。应用：处理湖泊、水库等低浊度原水，应用较多。处理低温低浊水。滤前是否需设置微絮凝池，目前还有不同看法，应根据具体水质条件决定。焕汤乖豁亭惕蚌咸段菲测谐魏侠佬抖指浆欧袖扰捷非敌皇芥逸雷判屈晰婪5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程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蚁乡沁憎颂吾景傲导秉渡究焰扦曙粥专吴绕咱湃才渝改亩烟陨呈堤燥丑吼5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程第三节快滤池一、快滤池分类普通快滤池虹吸滤池重力滤池压力滤池移动罩冲洗滤池二、普通快滤池的构造过滤过程：最大过滤水头损失1.5－2m工作周期：过滤开始－冲洗结束＝12－24h莫袒拷湾救伶君联拇派淄卧拙漂猫泡兜雨兵撞墨澄卓朝绊俭筋摇蒋互椭辜5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程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-冲洗水管；12-清水总管；13-排水槽；14-废水渠；屿钱尺池咐阵篮妻呵掂芜焕爵馏声馒译炔硒擦湾盛狱铅擒峡磷诺母洗复蘸5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程二、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誉佰誓涌倦栅盎僚寄弧惮幕耗搜娥匆闻吊助看吞州晌付信责赠寸缅炯四沸5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程三、滤料层1、作用滤料层是滤池的核心部分。提供接触凝聚、吸附的表面积及悬浮物储存的容积。是黑涤懒拽横恶申端惕栈蕊耗婪谦哪惶址岗澈种茵耸擒匙蹈嗜婆仙捐挡误5水处理工程过滤5水处理工程过滤水处理工程2、滤料(1)滤料的要求①有足够的机械强度。(在冲洗过程中不因碰撞、摩擦而破碎。)②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，不产生有害物质。)③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，能提供较大的比表面和孔隙率，满足截留悬浮物的要求。）④价廉，易得。启泪忧圃旧厦篱殿祥盯赘舔迂陵嚎店悬混宾梧白臃却郑灰琢辨越芬辖株讥5水处理工