第四章过滤之二

)(21220aacvvgHH①221)(aaQSSH②221)(ccQSSH③系数之和。处承托层、滤料层阻力、－孔口、时相等口尺寸和加工精度相同－孔口阻力系数。当孔caSSS221将②、③代入①式，得：gvvSSQSSSSQaac2122021221212．大阻力配水系统原理（S1增大）如Qa≈Qc，可认为反冲洗水在整个池面均匀分布。措施是：减小孔口总面积，使S1增大，第二项近似为0。削弱了配水系统压力不均匀、承托层滤料层阻力系数S2的影响，可认为Qa≈Qc3．小阻力配水系统原理减小干管和支管流速Va、V0，第二项对布水均匀性影响大大削弱，即流速v减小，压力变化小，Ha≈Hc使Qa≈Qc。（三）大阻力配水系统1．优点：配水均匀性好缺点：结构复杂，孔口水头损失大，耗能多，不能用在反冲洗水头有限的虹吸滤池和无阀滤池；管道和孔眼易结垢，检修困难。2．反冲洗时，滤层、承托层对布水均匀性影响较小，如忽略其影响，按孔口出流公式计算。ccaagHQgHQ22其中：ω－孔口总面积μ－孔口流量系数95.0)(2195.095)(21220220aaacaaaacacacavvgHHQQvvgHHQQHHQQ，则％以上，即设配水均匀性要求整理得：gvvHaa29220④简化：设Ha以孔口平均水头损失计，则当冲洗强度q已定时，Ha为：232)10(21)(21fqFgQgHa⑤其中q－冲洗强度，L/sm2F－滤池面积，m2f－配水系统孔口总面积m2μ－孔口流量系数干管和支管起端流速分别是aanqFvqFv30301010⑥其中ω0－干管截面积m2ωa－支管截面积m2n－支管根数将⑤、⑥代入④，得：2320323)10()10(219)10(21anqFqFgfqFg令μ＝0.62并整理得：依据大阻力系统构造尺寸的29.0)()(220anff配水系统配水的均匀性只与其构造有关，而与q、F无关，但F不宜过大，否则影响布水均匀性的其它因素，如承托层的铺设及冲洗水的排除等不均匀程度也将影响冲洗效果。一般单池面积F小于100m2。3．设计数据（1）干管起端流速v＝1.0~1.5m/s，支管起端v=1.5~2.0m/s，孔口v=5~6m/s（2）孔口总面积与滤池面积之比称为开孔比vqqQvQFf10001000其中v－孔口流速，m/sq－反冲洗强度，L/sm2(mm/s)普通快滤池，若v=6m/s，q=12~15l/sm2，则α＝0.2~0.25%（3）支管中心间距0.2~0.3m，支管L/D≤60（末端压力大于起端）（4）孔口D＝9～12mm，当干管D300mm，干管顶部也应开孔布水，并在孔口上方设置挡板。（四）小阻力配水系统1．优点：结构简单，水头损失小。（不设穿孔管，代之以底部较大的配水空间）缺点：配水均匀性较大阻力系统差。（大阻力配水系统是以巨大的孔口阻力加以控制，而小阻力系统，配水室压力稍有不均匀、滤层阻力稍不均匀、滤板孔口尺寸稍有差别，配水均匀程度会敏感地反映出来。）单池面积较大时，不宜采用小阻力配水系统。2．相距最远a、c孔222222222222222220220)(1)(1)(1)1)(1212)0)(21BHFQQBHfHBQfQQQQfQaQvQvgHvHgvHQQvBHQvvvvgHHQQacacaaaaaaacaaaaca（孔流速即代替简化，以孔口平均流速（（无支管）（配水室进口流速）配水室高度H越大，有利于配水均匀性，但造价越高，一般在0.4m左右。开孔比越小，孔口阻力越大，均匀性越好。3．常见形式（1）钢筋混凝土穿孔（或缝隙）板（2）二次配水穿孔滤砖（3）长柄滤头（气、水反冲洗）五、冲洗废水的排除1．排水槽槽顶距未膨胀滤层高度07.05.222xeHHeHH＋＝洗砂nqFQQQx＝－洗砂排水槽出口流量式中断面模数4.045.0式中n－排水槽数量F－滤池面积槽中心净距1.5~2.0m。（过大，影响排水均匀性）冲洗槽总面积≤25％F滤池（否则槽间上升流速过大，影响上升水流均匀性）2．排水渠渠底距槽底高度2.073.122gBQHc六、反冲洗水的供给地形允许形允许建水泵泵小，耗电较均匀补充水，专用允许许较长时间内向水造价高冲洗水塔陡然骤增操作简单，：内耗电大，使电网负荷作麻烦，在冲洗短时间冲洗水泵：投资省、操（一）冲洗水塔或冲洗水箱水塔与滤池分建，水箱与滤池合建H水深≤3m（以免q始、q末相差过大）应在冲洗间歇时间内充满，容积qFtqFtV09.01000605.1式中t－冲洗历时，min塔（箱）底距槽顶距离H0：H0＝h1+h2+h3+h4+h5式中：h1－塔至管道中总水头损失h2－配水系统总水头损失大阻力系统按孔口平均水头损失计算22322)10(21)10(21)(21qgfqFgQghh3－承托层水头损失。)(022.03承托层厚度ZqZhh4－滤层水头损失。004)1(Lmhsh5－备用水头，取1.5~2.0m。（二）水泵冲洗Q＝qFH＝H0＋h1+h2+h3+h4+h5式中：H0－水池最低水位至洗砂排水槽槽顶距离。其余同上。第五节普通快滤池一、单池面积和池深1．面积)100m(2nFFVQF总单滤速设总＝＝响大过大），一个停产，影少：布水不易均匀（价高，操作管理麻烦灵活，强制滤速小，造多：冲洗效果好，运转Fn单池平面为正方形或矩形。2．池深H＝H1+H2+H3+H4式中：H1－承托层厚度，0.4~0.5mH2－滤层厚度，单层0.7m，双层0.7~0.8mH3－滤层以上水深，1.5~2.0m。H4－超高，0.25~0.3m。二、管廊布置1．管廊：集中布置滤池的管渠、配件及阀门场所2．n5个，单排，管廊在一侧n5个，双排，管廊在中间（紧凑，采光不好）三、设计流速进水0.8~1.2m/s清水1.0~1.5m/s冲洗2.0~2.5m/s排水1.0~1.5m/s第六节几种常用型式的快滤池一、重力式无阀滤池（一）构造及工作特点1．构造2．特点：（1）不需大型阀门，冲洗完全自动，操作管理较方便（2）池体结构复杂，滤料处于封闭状态，装卸困难；冲洗水箱位于滤池上部，出水标高较高，水厂高程布置困难。适用：中、小水厂（Q10000m3/d），单池面积F≤25m2（二）设计要点1．虹吸管计算冲洗水头（水箱水位与排水水封井堰口水位差即虹吸水位差）由Hmax→Hmin2minmaxHHHa平均冲洗水头平均冲洗流量Q1，若原水继续进水，原水流量Q2虹吸管计算流量Q1＋Q2其余部分Q1辅助管标高＝滤池出水水位＋H（终期允许水头损失）进水管流速0.5~0.7m/s出水管流速0.5~0.7m/s虹吸上升管1.0~1.5m/s虹吸下降管2.0~2.5m/s2．冲洗水箱按冲洗一次所需水量确定V＝0.06qFt式中q－冲洗强度，l/sm2,14~16l/sm2F－滤池面积，m2t－冲洗时间，4～6min冲洗水箱有效水深ΔH，若ΔH较大，冲洗初期的HmaxHa下，有可能将上层部分细滤料冲出池外，末期当冲洗水头Ha，下层部分粗滤料将下沉不再悬浮。ΔH越小，可减小冲洗强度不均匀程度，为避免上述现象，两格以上滤池合用一个水箱效果好。当n格滤池合用一个冲洗水箱，（水箱平面面积为单池面积的n倍）qtnnFqFtnFVH06.006.0△多：会造成不正常冲洗小衔接，冲洗不均匀性减小，造价下降，有小，滤池总多：△合用水箱数利于高程HHn3．进水管U形存水弯（1）作用：防止冲洗时，空气通过进水管进入虹吸管而破坏虹吸（2）位置：底部在水封井的水面以下4．进水分配箱（1）作用：通过堰顶溢流使各格滤池独立进水并保持进水流量相等（2）堰顶标高Z1＝虹吸辅助管和虹吸管连接处的管口标高Z2＋进水管水头损失＋（10～15）cm（3）槽底标高力求降低以便气、水分离槽底标高＝出水堰顶标高－0.5m二、移动罩滤池（一）工作过程1．概述：由许多滤格为一组构成的滤池，利用一个可移动的冲洗罩轮流对各滤格进行冲洗。某滤格的冲洗水来自本组其它滤格的滤后水。水厂滤池数n≥2个滤料层上部相互连通，底部配水区也相互连通。所以，一座滤池仅有一个进口和出口。2．过滤过滤水头＝Z1（滤池内水面）－Z2（出水堰水位）＝1.2~1.8m3．反洗冲洗水头＝Z2（出水堰水位）－Z3（排水水封井水位）＝1.0~1.2m（二）特点优点：池体简单（结构）；无需冲洗水箱或水塔；无大型阀门，管件少。缺点：自动控制和维修复杂（多机电及控制设备）适用：大、中水厂三、V形滤池1．气、水反冲洗。适用于大、中型水厂。V型进水槽，槽侧壁开小孔反洗时，横向扫洗布水过滤时，进水2．过滤过程3．反洗过程4．主要特点（1）可采用较粗滤料、较厚滤层（增加过滤周期），不膨胀，不发生水力分级现象，粒径分布均匀（均质滤料），含污能力强。砂滤料有效粒径d10=0.95~1.50mm不均匀系数K80＝1.2~1.6滤层厚0.95~1.50m（2）气、水反洗＋表面横扫，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。第七节污废水的过滤处理可进行污水深度处理。给水处理中过滤机理主要是吸附作用（混凝后），而污水处理，由于水质不同，将机械筛除作用包括在内。按滤料材料不同，分颗粒材料过滤和多孔材料过滤。一、颗粒材料过滤去除悬浮和胶体杂质，BOD、COD下降。污水杂质浓度高、粘度大、易堵塞，选择时注意。（1）滤料粒径大些，0.5~2.0mm，相应反冲洗强度18~20L/m2s（2）耐腐蚀性强（3）机械强度好，成本低延长过滤周期可用上向流、粗滤料、多层滤料滤池，可用连续流、脉冲过滤滤池悬浮浓度低：压力滤池、移动罩、无阀滤池1．上向流滤池特点：（1）截污力强，水头损失小（污水由粗至细）（2）配水均匀，易于观察水质（3）污物截留在下部，不易洗净2．混合滤料滤池双层：无烟煤和石英砂多层：无烟煤、石英砂和石榴石3．连续流滤池（1）移动床适用；二级处理后出水或投加混凝剂的废水，小型污水处理优点：允许进水悬浮物含量范围大出水7～27mg/l（2）辐流式优点：滤层得到充分利用，单位体积滤料的产水能力高于其它滤池（3）脉冲（半连续）4．压力滤池5．新型滤料滤池二、多孔材料过滤金属网、人造纤维织物，靠筛滤去除水中悬浮物1．筛网及捞毛机废水中的羊毛、化学纤维、纸浆等纤维杂质（格栅不能去除，可能堵塞排水管、缠绕水泵叶轮）简单、高效、占地小，不加药，运行费用低，维修方便（1）筛网：金属丝、化学纤维，筛孔0.15~1.0mma.水力回转筛网b.固定式倾斜筛网c.振动式筛网d.电动回转筛网（2）捞毛机：分圆筒形和链板框式2．微滤机网眼细100～500目