(好資料)1.5過濾--水處理教案(清華大學(xué)精品課程)

第五章 過濾(Filtration)第1節(jié) 概述一、慢濾池 濾速慢：V0.1-0.3 m/h 表面生長一層濾膜（12個星期后）效果：濁度可降到0，可不消毒。機理：微生物吞食細(xì)菌 微生物分泌出起凝聚作用的酶 藻類產(chǎn)生氧氣，起氧化作用。但生產(chǎn)效率低，13月后堵塞，需刮掉濾膜，重新補砂。二、快濾池及其機理條件：濾速大于10 m/h 必須先投加混凝劑作用：去除濁度，濁度5度，同時可去除一部分細(xì)菌、病毒機理：表層細(xì)砂層粒徑為0.5mm，濾料孔隙率為80um，但進(jìn)入濾池的顆粒尺寸大部分小于30um，但仍能被去除。不光是簡單的機械篩濾，還有接觸粘附的作用。主要有兩個過程：遷移和粘附遷移是顆粒脫離流線接近濾料的過程，主要由以下作用力引起： 攔截、 沉淀 慣性 擴散 水動力（非球形顆粒在速度梯度作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動） 對于這幾種力的大小，目前只能定性描述。 粘附：物理化學(xué)作用力（范德華引力、靜電力、以及一些特殊化學(xué)力）但表層濾料的篩分作用也不能排除，特別是在過濾后期，當(dāng)濾層中的孔隙尺寸逐漸減少時。應(yīng)用：給水處理原水混凝沉淀/澄清過濾原水微絮凝過濾（微絮凝過濾）原水加藥過濾（接觸過濾）廢水處理原水生物處理過濾 第2節(jié) 快濾池一、快濾池分類普通快濾池虹吸濾池重力濾池壓力濾池移動罩沖洗濾池二、普通快濾池的構(gòu)造 組成：集水渠洗砂排水渠濾料層承托層配水系統(tǒng)管廊：渾水進(jìn)水管 清水出水管 初濾水 沖洗來水 沖洗排水 四大閥門（至少）過濾過程：最大過濾水頭損失1.52m工作周期：過濾開始沖洗結(jié)束1224h三、過濾方式1變水頭等速過濾 隨著過濾進(jìn)行，濾層孔隙率減少，水頭損失的增加，濾池內(nèi)水位自動上升，自由進(jìn)流，以保持過濾速度不變。虹吸濾池、無閥濾池水頭損失與過濾時間的關(guān)系：清潔水頭損失H0 過濾任意時的水頭損失HH0h DHt h：配水系統(tǒng)、承托層及灌渠水頭損失之和 DHt：濾層的水頭損失增值 DHt與時間的關(guān)系反映了濾層截留雜質(zhì)與過濾時間的關(guān)系。可以直線關(guān)系來表示。 Hmax 為最大過濾水頭損失，一般為1.5 2.0 m2等水頭等速過濾通過設(shè)置出水流速調(diào)節(jié)器，普通快濾池3等水頭變速過濾如果過濾水頭始終保持不變，濾速必然要降低。移動罩濾池 多格濾池進(jìn)水渠連通，各池的水位和總水頭損失相等，但濾速v不等，主要是因為截污量不同。干凈濾料濾速大。 每座濾池的濾速是階梯性的下降，但在每一階梯段還是等速過濾，濾池內(nèi)的水位有一定程度上升，待某一個濾池反沖洗重新投入運行時后，其它濾池的濾速下降一級，相應(yīng)地濾池組的水位也突然下降一些。 濾池組整體的總平均出水量是保持不變的。四、濾層內(nèi)雜質(zhì)分布規(guī)律濾料表層孔隙率較小。雜質(zhì)主要截留在濾料表層。下部濾層的截污能力還未得到充分發(fā)揮，由于水頭損失的提高，過濾就得停止，導(dǎo)致濾料層截污能力低。五、提高濾池截污能力的途徑 改進(jìn)方向：提高濾層含污能力，延長過濾周期。1） 上向流 當(dāng)流速太大時，表面應(yīng)加格網(wǎng)或格柵。缺點：反沖洗時膨脹受到限制 沖洗水流與過濾水流方向一致，沖洗效果不好，大量污泥需通過整個濾層才能排出，往往使污泥排除不凈。2） 雙向流蘇聯(lián)發(fā)明的。此種過濾方式效果雖好，但濾池構(gòu)造復(fù)雜。3）雙層或多層濾料無煙煤石英砂無煙煤石英砂重質(zhì)礦石第3節(jié) 濾料與承托層一、濾料1種類 石英砂、無煙煤、大理石、石榴石、白云石 聚苯乙烯發(fā)泡塑料 纖維球濾料2粒狀濾料的粒徑與級配 粒徑：假想球面直徑 級配曲線：各種粒徑的顆粒所占重量比例的累積曲線。 有效粒徑和不均勻系數(shù) d10和d80：分別通過濾料重量10和80的篩孔孔徑 不均勻系數(shù)K80d80/d10 d10反映了產(chǎn)生水頭損失的主要部分。 K80愈大，顆粒愈不均勻，孔隙率下降，含污能力降低，反沖洗強度不好確定。 最大與最小粒徑：dmax, dmin 工程上為方便，一般dmind10, dmaxd80 我國規(guī)范中，采用dmax, dmin, K80來控制濾料粒徑分布。 濾料篩選方法 可以按要求設(shè)計d10和d803濾料層規(guī)格 材質(zhì)、粒徑和厚度 粒徑：小，比表面積大，有利于礬花的吸附但易堵塞 厚度：礬花穿透深度保護(hù)厚度穿透深度與粒徑、濾速及水的混凝效果有關(guān)（大） （大）（高） （差）類 別濾料組成濾速(m/h)強制濾速(m/h)粒徑(mm)不均勻系數(shù)K80厚度(mm)單層石英砂濾料dmax1.2dmin0.52.07008-1010-14雙層濾料無煙煤dmax1.8dmin0.8石英砂dmax1.2dmin0.52.021414-18三層濾料無煙煤dmax1.6dmin0.8石英砂dmax0.8dmin0.5重質(zhì)礦石dmax0.5dmin0.251. 71. 5 5- 7二、其它濾池1. 重力式無閥濾池自動運行、操作方便結(jié)構(gòu)簡單、造價低3050小阻力配水系統(tǒng)，沖洗水由上部水箱供給但高度大，沖洗時進(jìn)水被帶走一部分 有頂蓋，裝卸濾料不變，觀察不到過濾情況。2.移動罩沖洗濾池反沖洗來自其它格的濾過水與虹吸濾池相同移動沖洗罩與無閥濾池相同分格