水處理過(guò)濾技術(shù)

1、水處理過(guò)濾技術(shù)水處理過(guò)濾技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 一、過(guò)濾：一、過(guò)濾：借助于具有一定空隙率的固體介質(zhì)借助于具有一定空隙率的固體介質(zhì)（如石英砂）阻擋截留水中雜質(zhì)而使水得到澄清的（如石英砂）阻擋截留水中雜質(zhì)而使水得到澄清的工藝過(guò)程。工藝過(guò)程。 (1)(1)格柵過(guò)濾格柵過(guò)濾 過(guò)濾介質(zhì)為柵條和濾網(wǎng)過(guò)濾介質(zhì)為柵條和濾網(wǎng) (2)(2)微孔過(guò)濾微孔過(guò)濾 成型濾材，如濾布、濾片、燒結(jié)成型濾材，如濾布、濾片、燒結(jié)濾管、蜂房濾芯等濾管、蜂房濾芯等 (3)(3)膜膜 過(guò)過(guò) 濾濾 過(guò)濾介質(zhì)為半透膜過(guò)濾介質(zhì)為半透膜 (4)(4)深層過(guò)濾深層過(guò)濾 過(guò)濾介質(zhì)為顆粒狀濾料，如石英過(guò)濾介質(zhì)為顆粒狀濾料，如石英砂、無(wú)煙煤等。

2、砂、無(wú)煙煤等。 為區(qū)別前為區(qū)別前3 3種為表面或淺層過(guò)濾過(guò)程，第種為表面或淺層過(guò)濾過(guò)程，第4 4種為深種為深層過(guò)濾，簡(jiǎn)稱過(guò)濾。層過(guò)濾，簡(jiǎn)稱過(guò)濾。第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 二、截留的對(duì)象：二、截留的對(duì)象： 細(xì)小顆粒、細(xì)小礬花、藻類、細(xì)菌及病毒。細(xì)小顆粒、細(xì)小礬花、藻類、細(xì)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。 直接過(guò)濾。直接過(guò)濾。 在給水處理中，在給水處理中，常用過(guò)濾處理沉淀或澄清池常用過(guò)濾處理沉淀或澄清池出水，使濾后出水濁度滿足用水要求。出水，使濾后出水濁度滿足用水要求。 在廢水處理中，在廢水處理中，過(guò)濾常作為吸附、離子交換、過(guò)濾常作為吸附、離子交換、膜分離法

3、等的預(yù)處理手段，也作為生化處理后的膜分離法等的預(yù)處理手段，也作為生化處理后的深度處理，使濾后出水達(dá)到回用要求。深度處理，使濾后出水達(dá)到回用要求。 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 四、作用四、作用 ( (給水給水) ) 1 1、進(jìn)一步降低水的濁度；、進(jìn)一步降低水的濁度； 2 2、同時(shí)水中有機(jī)物、細(xì)菌及病毒將隨水的、同時(shí)水中有機(jī)物、細(xì)菌及病毒將隨水的濁度降低而部分被去除。濁度降低而部分被去除。 3 3、為濾后消毒創(chuàng)造了良好條件。、為濾后消毒創(chuàng)造了良好條件。 （殘留于濾后水中的細(xì)菌、病毒等失去渾濁物的保護(hù)和依附時(shí)，（殘留于濾后水中的細(xì)菌、病毒等失去渾濁物的保護(hù)和依附時(shí)，在濾后消毒過(guò)程中也將容易被殺滅。）在

4、濾后消毒過(guò)程中也將容易被殺滅。） 4 4、在飲用水凈化工藝中，過(guò)濾是不可缺少、在飲用水凈化工藝中，過(guò)濾是不可缺少的，它是保證飲用水衛(wèi)生安全的重要措施。的，它是保證飲用水衛(wèi)生安全的重要措施。第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述五、濾池的種類五、濾池的種類 （圖）（圖） ( (一一) ) 按濾速按濾速 1 1、慢濾池、慢濾池 0.010.010.4m/h0.4m/h 2 2、快濾池、快濾池 4 48m/h8m/h 3 3、高速濾池、高速濾池 101016m/h16m/h ( (二二) ) 按作用水頭按作用水頭 1 1、重力濾池、重力濾池 4 45m 5m 2 2、壓力濾池、壓力濾池 151525m25m (

5、(三三) ) 按水流方向按水流方向 1 1、下向流濾池、下向流濾池 2 2、上向流濾池、上向流濾池 3 3、雙向流濾池、雙向流濾池 ( (四四) ) 按濾料組成按濾料組成 1 1、單層濾池、單層濾池 濾速濾速 8-10m/h 8-10m/h 2 2、雙層濾池、雙層濾池 濾速濾速10-14m/h 10-14m/h 3 3、多層濾池、多層濾池 濾速濾速18-20m/h 18-20m/h 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述圖第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)濾理論過(guò)濾理論 一、過(guò)濾機(jī)理一、過(guò)濾機(jī)理 ( (一一) ) 機(jī)械篩濾機(jī)械篩濾 把濾料間的空隙看作把濾料間的空隙看作“篩子篩子”，大于孔隙尺寸的雜，大于孔隙尺寸的雜質(zhì)被截留下

6、來(lái)。質(zhì)被截留下來(lái)。 ( (二二) ) 沉淀作用沉淀作用 靠重力作用沉淀在濾料的表面。濾料層類似于層層靠重力作用沉淀在濾料的表面。濾料層類似于層層疊起的多層沉淀池，巨大的沉淀面積，將微小的雜質(zhì)沉疊起的多層沉淀池，巨大的沉淀面積，將微小的雜質(zhì)沉淀截留下來(lái)。淀截留下來(lái)。 ( (三三) ) 接觸吸附接觸吸附 在范德華力作用下被濾料吸附；在布朗運(yùn)動(dòng)作用下在范德華力作用下被濾料吸附；在布朗運(yùn)動(dòng)作用下遷移擴(kuò)散到濾料表面被吸附。遷移擴(kuò)散到濾料表面被吸附。第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)濾理論過(guò)濾理論 水中的懸浮顆粒能夠粘附于濾料顆粒表面，水中的懸浮顆粒能夠粘附于濾料顆粒表面，涉及兩個(gè)問題：涉及兩個(gè)問題： 1 1、被水流挾帶的

7、顆粒如何與濾料顆粒表面、被水流挾帶的顆粒如何與濾料顆粒表面接近或接觸，這涉及顆粒脫離流線而向?yàn)V料顆粒接近或接觸，這涉及顆粒脫離流線而向?yàn)V料顆粒表面靠近的表面靠近的遷移機(jī)理。遷移機(jī)理。 2 2、當(dāng)顆粒與濾料表面接觸或接近時(shí)，依靠、當(dāng)顆粒與濾料表面接觸或接近時(shí)，依靠哪些力的作用使它們粘附于濾料顆粒表面上，這哪些力的作用使它們粘附于濾料顆粒表面上，這涉及涉及粘附機(jī)理粘附機(jī)理。第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)濾理論過(guò)濾理論1 1、顆粒遷移機(jī)理、顆粒遷移機(jī)理 在過(guò)濾過(guò)程中，濾料孔隙中的水流一般屬層流狀態(tài)。在過(guò)濾過(guò)程中，濾料孔隙中的水流一般屬層流狀態(tài)。被水流挾帶的顆粒隨水流的流線運(yùn)動(dòng)。它之所以會(huì)脫離被水流挾帶的顆粒隨水流

8、的流線運(yùn)動(dòng)。它之所以會(huì)脫離流線與濾料顆粒表面接近，完全是一種物理流線與濾料顆粒表面接近，完全是一種物理- -力學(xué)作用，力學(xué)作用，主要有攔截、沉淀、慣性、擴(kuò)散和水動(dòng)力作用。主要有攔截、沉淀、慣性、擴(kuò)散和水動(dòng)力作用。 第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)濾理論過(guò)濾理論 （1 1）攔截作用：）攔截作用：顆粒尺寸較大時(shí)，處于流線中的顆粒顆粒尺寸較大時(shí)，處于流線中的顆粒會(huì)直接碰到濾料表面產(chǎn)生攔截作用；會(huì)直接碰到濾料表面產(chǎn)生攔截作用； （2 2）沉淀作用：）沉淀作用：顆粒沉速較大時(shí)會(huì)在重力作用下脫離顆粒沉速較大時(shí)會(huì)在重力作用下脫離流線，產(chǎn)生沉淀作用；流線，產(chǎn)生沉淀作用； （3 3）慣性作用：）慣性作用：顆粒具有較大慣性時(shí)，也

9、可脫離流線顆粒具有較大慣性時(shí)，也可脫離流線與濾料表面接觸；與濾料表面接觸； （4 4）擴(kuò)散作用：）擴(kuò)散作用：顆粒較小，布朗運(yùn)動(dòng)較劇烈時(shí)會(huì)擴(kuò)散顆粒較小，布朗運(yùn)動(dòng)較劇烈時(shí)會(huì)擴(kuò)散至濾料表面；至濾料表面； （5 5）水動(dòng)力作用：）水動(dòng)力作用：在濾料表面附近存在速度梯度，非在濾料表面附近存在速度梯度，非球形顆粒由于在速度梯度作用下，會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)而脫離流球形顆粒由于在速度梯度作用下，會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)而脫離流線與顆粒表面接觸。線與顆粒表面接觸。第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)濾理論過(guò)濾理論2 2、顆粒粘附機(jī)理、顆粒粘附機(jī)理 粘附作用是一種物理化學(xué)作用。當(dāng)水中雜質(zhì)粘附作用是一種物理化學(xué)作用。當(dāng)水中雜質(zhì)顆粒遷移到濾料表面上時(shí)，則在顆粒

10、遷移到濾料表面上時(shí)，則在范德華力和靜電范德華力和靜電力相互作用下，以及某些特殊的化學(xué)吸附力下力相互作用下，以及某些特殊的化學(xué)吸附力下，被粘附與濾料顆粒表面上，或粘附在濾料表面上被粘附與濾料顆粒表面上，或粘附在濾料表面上原先粘附的顆粒上。原先粘附的顆粒上。 此外，絮凝顆粒的架橋作用也會(huì)存在。此外，絮凝顆粒的架橋作用也會(huì)存在。第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)濾理論過(guò)濾理論二、濾層內(nèi)雜質(zhì)的分布規(guī)律二、濾層內(nèi)雜質(zhì)的分布規(guī)律 （一）濾層內(nèi)雜質(zhì)的分布規(guī)律（一）濾層內(nèi)雜質(zhì)的分布規(guī)律 在顆粒粘附的同時(shí)，還存在由于孔隙中水流在顆粒粘附的同時(shí)，還存在由于孔隙中水流剪力作用剪力作用而導(dǎo)致顆粒從濾料表面上而導(dǎo)致顆粒從濾料表面上脫落趨

11、勢(shì)脫落趨勢(shì)。 粘附力和水流剪力相對(duì)大小，決定了顆粒粘粘附力和水流剪力相對(duì)大小，決定了顆粒粘附和脫落的程度。附和脫落的程度。圖圖 顆粒粘附力和平均水流剪力示意圖。顆粒粘附力和平均水流剪力示意圖。NEXT第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)濾理論過(guò)濾理論二、濾層內(nèi)雜質(zhì)的分布規(guī)律二、濾層內(nèi)雜質(zhì)的分布規(guī)律 F Fa1a1表示顆粒表示顆粒1 1與濾料表面的粘附力；與濾料表面的粘附力；F Fa2a2表示顆料表示顆料2 2與顆粒與顆粒1 1之間的粘附力；之間的粘附力；F FS1S1表示顆粒表示顆粒1 1所受到的平均水流剪力；所受到的平均水流剪力；F FS2S2表示顆粒表示顆粒2 2所受到的平均水流剪力；所受到的平均水流剪力；F

12、 F1 1、F F2 2和和F F3 3均表示合力。均表示合力。第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)濾理論過(guò)濾理論 過(guò)濾初期，過(guò)濾初期，濾料較干凈，孔隙率較大，孔濾料較干凈，孔隙率較大，孔隙流速較小，水流剪力隙流速較小，水流剪力F Fa1a1較小，因而粘附作用占較小，因而粘附作用占優(yōu)勢(shì)。優(yōu)勢(shì)。 隨著過(guò)濾時(shí)間的延長(zhǎng)，隨著過(guò)濾時(shí)間的延長(zhǎng)，濾層中雜質(zhì)逐漸增多，濾層中雜質(zhì)逐漸增多，孔隙率逐漸減小，水流剪力逐漸增大，以至最后孔隙率逐漸減小，水流剪力逐漸增大，以至最后粘附上的顆粒粘附上的顆粒（如圖中顆粒（如圖中顆粒3 3）將首先脫落下來(lái)，將首先脫落下來(lái)，或者被水流挾帶的后續(xù)顆粒不再有粘附現(xiàn)象，于或者被水流挾帶的后續(xù)顆粒不再有

13、粘附現(xiàn)象，于是懸浮顆粒便向下層推移，下層濾料截留作用漸是懸浮顆粒便向下層推移，下層濾料截留作用漸次得到發(fā)揮。次得到發(fā)揮。 第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)濾理論過(guò)濾理論 實(shí)際工作時(shí)，往往是下層濾料截留懸浮顆粒實(shí)際工作時(shí)，往往是下層濾料截留懸浮顆粒作用遠(yuǎn)未得到充分發(fā)揮時(shí)，過(guò)濾就得停止。作用遠(yuǎn)未得到充分發(fā)揮時(shí)，過(guò)濾就得停止。 原因：濾料經(jīng)反沖洗后，濾層因膨脹而分層，表層濾料粒徑最原因：濾料經(jīng)反沖洗后，濾層因膨脹而分層，表層濾料粒徑最小，粘附比表面積最大，截留懸浮顆粒量最多，而孔隙尺寸又最小，小，粘附比表面積最大，截留懸浮顆粒量最多，而孔隙尺寸又最小，因而，過(guò)濾到一定時(shí)間后，表層濾料間因而，過(guò)濾到一定時(shí)間后，表層濾

14、料間孔隙將逐漸被堵塞孔隙將逐漸被堵塞，甚至產(chǎn)，甚至產(chǎn)生篩濾作用而生篩濾作用而形成泥膜形成泥膜，使過(guò)濾阻力劇增。，使過(guò)濾阻力劇增。導(dǎo)致結(jié)果導(dǎo)致結(jié)果: (1)在一定過(guò)濾水頭下濾速減小（或在一定濾速下水頭損失達(dá)到在一定過(guò)濾水頭下濾速減?。ɑ蛟谝欢V速下水頭損失達(dá)到極限值）極限值）; (2)或者或者因?yàn)V層表面受力不均勻而使泥膜產(chǎn)生裂縫時(shí)，大量水流因?yàn)V層表面受力不均勻而使泥膜產(chǎn)生裂縫時(shí)，大量水流將自裂縫中流出，以致懸浮雜質(zhì)穿過(guò)濾層而使出水水質(zhì)惡化。將自裂縫中流出，以致懸浮雜質(zhì)穿過(guò)濾層而使出水水質(zhì)惡化。 當(dāng)上述兩種情況之一出現(xiàn)時(shí)，過(guò)濾將被迫停止。當(dāng)上述兩種情況之一出現(xiàn)時(shí)，過(guò)濾將被迫停止。 第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)

15、濾理論過(guò)濾理論（二）濾池的含污能力（二）濾池的含污能力 當(dāng)過(guò)濾周期結(jié)束后，濾層中所截留的懸浮顆粒當(dāng)過(guò)濾周期結(jié)束后，濾層中所截留的懸浮顆粒量在濾層深度方向變化很大量在濾層深度方向變化很大. . 濾層含污量濾層含污量指單位體積濾層中所截留的雜質(zhì)量。指單位體積濾層中所截留的雜質(zhì)量。 在一個(gè)過(guò)濾周期內(nèi)，如果按整個(gè)濾層計(jì)，單位在一個(gè)過(guò)濾周期內(nèi)，如果按整個(gè)濾層計(jì)，單位體積濾料中的平均含污量稱為體積濾料中的平均含污量稱為“濾層含污能力濾層含污能力”，單位以單位以g/cmg/cm3 3或或kg/cmkg/cm3 3計(jì)。計(jì)。第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)濾理論過(guò)濾理論 提高提高濾池含污能力濾池含污能力的途徑：的途徑： A A

16、、提高濾料顆粒的均勻性，即減小、提高濾料顆粒的均勻性，即減小K K8080 ，增大，增大d d1010 。 B B、由單層濾料改為多層濾料；、由單層濾料改為多層濾料； C C、改變水流方向（上下雙向過(guò)濾）。、改變水流方向（上下雙向過(guò)濾）。進(jìn)水出水承托層石英砂a.上向流過(guò)濾b.雙向流過(guò)濾承托層石英砂進(jìn)水出水c.雙層濾料承托層石英砂出水d.三層濾料無(wú)煙煤承托層石英砂出水無(wú)煙煤磁鐵礦第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)濾理論過(guò)濾理論 為了改變上細(xì)下粗的濾層中雜質(zhì)分布嚴(yán)重的不均勻?yàn)榱烁淖兩霞?xì)下粗的濾層中雜質(zhì)分布嚴(yán)重的不均勻現(xiàn)象，現(xiàn)象，提高濾層含污能力，提高濾層含污能力，出現(xiàn)了出現(xiàn)了雙層濾料、三層濾料雙層濾料、三層濾料或均

17、質(zhì)濾料或均質(zhì)濾料等，等，見圖。見圖。 第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)濾理論過(guò)濾理論三、直接過(guò)濾三、直接過(guò)濾 （一）定義（一）定義 原水不經(jīng)沉淀而直接進(jìn)入濾池過(guò)濾稱原水不經(jīng)沉淀而直接進(jìn)入濾池過(guò)濾稱“直接過(guò)直接過(guò)濾濾”。 （二）直接過(guò)濾方式（二）直接過(guò)濾方式 (1)(1)原水加藥后面接進(jìn)入濾池過(guò)濾，濾前不設(shè)任何絮原水加藥后面接進(jìn)入濾池過(guò)濾，濾前不設(shè)任何絮凝設(shè)備。凝設(shè)備?！敖佑|過(guò)濾接觸過(guò)濾”。 (2)(2)濾池前設(shè)濾池前設(shè)微絮凝池微絮凝池，原水加藥混合后在微絮凝池，原水加藥混合后在微絮凝池，形成粒徑相近的微絮粒后（粒徑大致在形成粒徑相近的微絮粒后（粒徑大致在 40-6040-60mm）即刻）即刻進(jìn)入濾池過(guò)濾。進(jìn)入

18、濾池過(guò)濾?！拔⑿跄^(guò)濾微絮凝過(guò)濾”。 第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)濾理論過(guò)濾理論（三）直接過(guò)濾的應(yīng)用（三）直接過(guò)濾的應(yīng)用 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 直接過(guò)濾工藝簡(jiǎn)單，混凝劑用量較少。直接過(guò)濾工藝簡(jiǎn)單，混凝劑用量較少。 應(yīng)用：應(yīng)用： 處理湖泊、水庫(kù)等低濁度原水，應(yīng)用較多。處理湖泊、水庫(kù)等低濁度原水，應(yīng)用較多。 處理低溫低濁水。處理低溫低濁水。 濾前是否需設(shè)置微絮凝池，目前還有不同看濾前是否需設(shè)置微絮凝池，目前還有不同看法，應(yīng)根據(jù)具體水質(zhì)條件決定。法，應(yīng)根據(jù)具體水質(zhì)條件決定。第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池一、濾池的構(gòu)造一、濾池的構(gòu)造 1 1、進(jìn)水系統(tǒng)、進(jìn)水系統(tǒng) 2 2、卵石墊層、卵石墊層 3 3、濾料層、濾料層 4 4、出水

19、系統(tǒng)、出水系統(tǒng) 5 5、反洗系統(tǒng)、反洗系統(tǒng) 6 6、排污系統(tǒng)、排污系統(tǒng)二、濾池的構(gòu)造二、濾池的構(gòu)造排水進(jìn)水沖洗水排水出水砂墊層沖洗排水槽過(guò)濾時(shí)水位反沖時(shí)水位濾速調(diào)節(jié)器ACBED快濾池的構(gòu)造示意圖配水系統(tǒng)第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池二、 濾料層濾料層 1 1、作用、作用 濾料層是濾池的核心部分。提供接觸濾料層是濾池的核心部分。提供接觸凝聚、吸附的凝聚、吸附的表面積表面積及懸浮物儲(chǔ)存的及懸浮物儲(chǔ)存的容積容積。 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 2 2、濾料、濾料 (1) (1) 濾料的要求濾料的要求 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。 ( (在沖洗過(guò)程中不因碰撞、摩擦而破碎。在沖洗過(guò)程中不因碰撞、摩擦而

20、破碎。) ) 有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性。有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性。 ( (不溶于水，對(duì)廢水中的化學(xué)成分足夠穩(wěn)定，不產(chǎn)生有害不溶于水，對(duì)廢水中的化學(xué)成分足夠穩(wěn)定，不產(chǎn)生有害物質(zhì)。物質(zhì)。) ) 具有一定的大小和級(jí)配。具有一定的大小和級(jí)配。 （粒度適中，外形近乎球形，表面粗糙，帶有棱角，能提（粒度適中，外形近乎球形，表面粗糙，帶有棱角，能提供較大的比表面和孔隙率，滿足截留懸浮物的要求。）供較大的比表面和孔隙率，滿足截留懸浮物的要求。） 價(jià)廉，易得。價(jià)廉，易得。 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 (2)(2)濾料的種類濾料的種類 石英砂石英砂 無(wú)煙煤粒無(wú)煙煤粒 石榴石粒石榴石粒 磁鐵礦粒磁鐵礦粒 白云石粒白云石粒 花崗

21、巖?；◢弾r粒 聚苯乙烯發(fā)泡塑料球等。聚苯乙烯發(fā)泡塑料球等。 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 (3) (3) 濾料的粒徑和級(jí)配濾料的粒徑和級(jí)配 濾料的粒徑和級(jí)配應(yīng)適應(yīng)懸浮顆粒的大小和濾料的粒徑和級(jí)配應(yīng)適應(yīng)懸浮顆粒的大小和去除效率的要求。去除效率的要求。 A A、粒徑：、粒徑：表示顆粒的大小。表示顆粒的大小。 通常指能把濾料顆粒包圍在內(nèi)的一個(gè)假想的通常指能把濾料顆粒包圍在內(nèi)的一個(gè)假想的球體的直徑。球體的直徑。 B B、級(jí)配：、級(jí)配：是濾料各種粒徑顆粒所占的重量是濾料各種粒徑顆粒所占的重量比例。比例。 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 濾料粒徑的表示方法濾料粒徑的表示方法： d d1010、d d8080和和

22、K K8080； d d1010 ：通過(guò)：通過(guò)10%10%濾料質(zhì)量的篩孔直徑。表示小顆粒濾料質(zhì)量的篩孔直徑。表示小顆粒的的粒徑。粒徑。 d d8080 ：通過(guò)：通過(guò)80%80%濾料質(zhì)量的篩孔直徑。表示粗顆粒濾料質(zhì)量的篩孔直徑。表示粗顆粒的代表的代表粒徑。粒徑。 K K8080 ：濾料不均勻系數(shù)：濾料不均勻系數(shù)， K K8080=d=d8080/d/d10 10 。反映顆粒。反映顆粒大小的差別程度。大小的差別程度。 K K8080越大說(shuō)明粗細(xì)顆粒尺寸相差越大，濾料直徑越不越大說(shuō)明粗細(xì)顆粒尺寸相差越大，濾料直徑越不均勻，對(duì)過(guò)濾和反沖洗都不利。均勻，對(duì)過(guò)濾和反沖洗都不利。 （具體體現(xiàn)在：降低濾料層的

23、孔隙率；（具體體現(xiàn)在：降低濾料層的孔隙率； 降低其含污降低其含污能力；增加過(guò)濾時(shí)的阻力。）能力；增加過(guò)濾時(shí)的阻力。）第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池其它表示方法：其它表示方法： dmaxdmax、dmindmin和和K K8080； 平均粒徑平均粒徑d d5050； 當(dāng)量直徑當(dāng)量直徑dede： 式中：式中：p pi i兩篩目間濾料重量百分率；兩篩目間濾料重量百分率； d di i兩篩目粒徑的幾何平均值。兩篩目粒徑的幾何平均值。iidpde1第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 B B、級(jí)配：、級(jí)配：是濾料各種粒徑顆粒所占的重量比例。是濾料各種粒徑顆粒所占的重量比例。 可通過(guò)篩分試驗(yàn)求得。篩分試驗(yàn)可通過(guò)篩分試驗(yàn)

24、求得。篩分試驗(yàn) 級(jí)配曲線。級(jí)配曲線。 級(jí)配曲線的應(yīng)用級(jí)配曲線的應(yīng)用: :可以確定濾料的有效粒徑和不均勻可以確定濾料的有效粒徑和不均勻系數(shù)兩個(gè)參數(shù)系數(shù)兩個(gè)參數(shù) 國(guó)內(nèi)快濾池一般采用國(guó)內(nèi)快濾池一般采用d d1010=0.5=0.50.6mm0.6mm，K K8080=2.0=2.02.22.2的濾料；的濾料； 國(guó)外則傾向于選用稍大的國(guó)外則傾向于選用稍大的d d1010和較小的和較小的d d8080。 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 雙層及多層濾料級(jí)配：雙層及多層濾料級(jí)配：第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池三、承托層三、承托層 作用：作用：防止濾料從配水系統(tǒng)中流失；防止濾料從配水系統(tǒng)中

25、流失； 反沖時(shí)均勻配水。反沖時(shí)均勻配水。 （1 1）單層濾料或雙層濾料池，）單層濾料或雙層濾料池，采用大阻力采用大阻力配水系統(tǒng)由天然卵石或碎石組成。配水系統(tǒng)由天然卵石或碎石組成。表表 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 （2 2）三層濾料濾池）三層濾料濾池，由于下層濾料粒徑小而由于下層濾料粒徑小而重量大，承托層必須與之相適應(yīng)。即上層采用重重量大，承托層必須與之相適應(yīng)。即上層采用重質(zhì)礦石，以免反沖洗時(shí)承托層移動(dòng)。質(zhì)礦石，以免反沖洗時(shí)承托層移動(dòng)。表表 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 四、配水系統(tǒng)四、配水系統(tǒng) 1 1、作用、作用 （配水均勻性對(duì)沖洗效果影響很大）（配水均勻性對(duì)沖洗效果影響很大） 配水系統(tǒng)的作用配

26、水系統(tǒng)的作用: : (1) (1)均勻收集過(guò)濾后水；均勻收集過(guò)濾后水； (2)(2)使沖洗水在整個(gè)濾池面積上均勻分布。使沖洗水在整個(gè)濾池面積上均勻分布。 配水不均勻的影響配水不均勻的影響: : (1) (1)沖洗水量過(guò)大的地方，部分濾層膨脹過(guò)甚，甚沖洗水量過(guò)大的地方，部分濾層膨脹過(guò)甚，甚至?xí)兄戮植砍型袑影l(fā)生移動(dòng)，濾料層和承托層混合，至?xí)兄戮植砍型袑影l(fā)生移動(dòng)，濾料層和承托層混合，造成漏砂現(xiàn)象。造成漏砂現(xiàn)象。 (2)(2)沖洗水量過(guò)小的地方，部分濾層膨脹不足，濾沖洗水量過(guò)小的地方，部分濾層膨脹不足，濾料層中的雜質(zhì)沖洗不干凈，逐漸膠結(jié)變大，形成料層中的雜質(zhì)沖洗不干凈，逐漸膠結(jié)變大，形成“泥球泥球

27、”或或“泥餅?zāi)囡灐?。第三?jié)第三節(jié) 快濾池快濾池2 2、配水系統(tǒng)的類型、配水系統(tǒng)的類型 根據(jù)配水系統(tǒng)原理，分類：根據(jù)配水系統(tǒng)原理，分類： (1) (1) 大阻力配水系統(tǒng)大阻力配水系統(tǒng) (2) (2) 中阻力配水系統(tǒng)中阻力配水系統(tǒng) (3) (3) 小阻力配水系統(tǒng)小阻力配水系統(tǒng)第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池配水系統(tǒng)原理配水系統(tǒng)原理： 由上式可見，要使配水均勻，可采取以下方式：由上式可見，要使配水均勻，可采取以下方式： A A、人為增大孔口阻力系數(shù)、人為增大孔口阻力系數(shù)S S1 1，即減小孔，即減小孔口面積；口面積；（大阻力配水）（大阻力配水） B B、減小干管和支管流速、減小干管和支管流速v v1 1、

28、v v2 2，減小右式，減小右式根號(hào)中的第二項(xiàng)的影響。根號(hào)中的第二項(xiàng)的影響。（小阻力配水）（小阻力配水）gSSQSSSSQab212221/212/21/21第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 實(shí)際上，配水系統(tǒng)孔口阻力由大到小應(yīng)是實(shí)際上，配水系統(tǒng)孔口阻力由大到小應(yīng)是遞減的，由于孔口阻力與孔口總面積或開孔比遞減的，由于孔口阻力與孔口總面積或開孔比成反比，故開孔比越大（開孔面積越大），孔成反比，故開孔比越大（開孔面積越大），孔口阻力越小?？谧枇υ叫?。 阻力大小只是相對(duì)的含義，并無(wú)嚴(yán)格劃分阻力大小只是相對(duì)的含義，并無(wú)嚴(yán)格劃分的科學(xué)依據(jù)。的科學(xué)依據(jù)。一般把水頭一般把水頭H HW W只需要只需要1-1.5m1-

29、1.5m以下以下的配水系統(tǒng)成為小阻力配水系統(tǒng)，這種系統(tǒng)靠的配水系統(tǒng)成為小阻力配水系統(tǒng)，這種系統(tǒng)靠濾池本身的水位，就足以提供所需要的水頭。濾池本身的水位，就足以提供所需要的水頭。大阻力配水系統(tǒng)的沖洗水頭大阻力配水系統(tǒng)的沖洗水頭H HW W 則高得多，需要?jiǎng)t高得多，需要專設(shè)反沖洗設(shè)備。專設(shè)反沖洗設(shè)備。 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 一般規(guī)定：一般規(guī)定： a=0.20a=0.200.250.25為為大阻力配水大阻力配水，采，采用穿孔管系用穿孔管系 a=0.60a=0.600.800.80為為中阻力配水中阻力配水 a=1.0a=1.01.51.5為為為為小阻力配水小阻力配水，采，采用穿孔濾板、濾磚和濾頭

30、等用穿孔濾板、濾磚和濾頭等第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池（1 1） 大阻力配水系統(tǒng)大阻力配水系統(tǒng) 快濾池中常用的是快濾池中常用的是“穿孔管大阻力配水系穿孔管大阻力配水系統(tǒng)統(tǒng)”，見圖。，見圖。 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：中間是一根干中間是一根干管（干渠），干管兩側(cè)管（干渠），干管兩側(cè)接出若干根相互平行的接出若干根相互平行的支管。支管下方開兩排支管。支管下方開兩排小孔，與中心線成小孔，與中心線成4545角角交錯(cuò)排列。交錯(cuò)排列。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 孔口小、孔口阻力大?？卓谛　⒖卓谧枇Υ?。沖洗時(shí)，水流自干管起端進(jìn)入后，沖洗時(shí)，水流自干管起端進(jìn)入后，流入各支管，由支管孔口流出，再流入各支管，由支管孔口流出，再經(jīng)承托層和濾料層

31、流入排水槽。經(jīng)承托層和濾料層流入排水槽。第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 圖圖第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 大阻力配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求大阻力配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求： （1 1）單池面積一般不宜大于）單池面積一般不宜大于100m100m2 2 。 （2 2）干管起端流速取）干管起端流速取1.0-1.5m/s1.0-1.5m/s，支管起端流速取，支管起端流速取1.5-2.0m/s1.5-2.0m/s，孔口流速取，孔口流速取5-6m/s5-6m/s。 （3 3）支管中心間距約）支管中心間距約 0.2-0.3m0.2-0.3m，支管長(zhǎng)度與直徑，支管長(zhǎng)度與直徑之比一般不大于之比一般不大于6060； （4 4）開孔比為）開

32、孔比為0.2%0.2%0.25%0.25%。 （開孔比：孔口總面積與濾池面積之比）（開孔比：孔口總面積與濾池面積之比） （5 5）孔口直徑?。┛卓谥睆饺? 912mm12mm。當(dāng)干管直徑大于。當(dāng)干管直徑大于300mm300mm時(shí)，時(shí)，干管頂部也應(yīng)開孔布水，并在孔口上方設(shè)置擋板。干管頂部也應(yīng)開孔布水，并在孔口上方設(shè)置擋板。第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 大阻力配水系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)大阻力配水系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn): :優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：配水均勻性較好。配水均勻性較好。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；結(jié)構(gòu)較復(fù)雜； 孔口水頭損太人，沖洗時(shí)動(dòng)力消耗大；孔口水頭損太人，沖洗時(shí)動(dòng)力消耗大； 管道易結(jié)垢，增加檢修困難。管道易結(jié)垢，增加檢修困難。

33、 對(duì)沖洗水頭有限的虹吸濾池和無(wú)閥濾池，對(duì)沖洗水頭有限的虹吸濾池和無(wú)閥濾池，大阻力配水系統(tǒng)不能采用。大阻力配水系統(tǒng)不能采用。 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池（2 2）小阻力配水系統(tǒng)）小阻力配水系統(tǒng) 基本原理：基本原理： 減小干管和支管進(jìn)減小干管和支管進(jìn)口流速口流速同樣可使布水趨同樣可使布水趨于均勻。可以減小孔口于均勻?？梢詼p小孔口阻力系數(shù)以減小孔口水阻力系數(shù)以減小孔口水頭損失。頭損失。 “小阻力小阻力”一詞的涵一詞的涵義，即指配水系統(tǒng)中孔義，即指配水系統(tǒng)中孔口阻力較小，這是相對(duì)口阻力較小，這是相對(duì)于于“大阻力大阻力”而言的。而言的。 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 A、鋼筋混凝土穿孔鋼筋混凝土穿孔（或縫

34、隙）濾板（或縫隙）濾板 在鋼筋混凝土板上在鋼筋混凝土板上開圓孔或條式縫隙。板開圓孔或條式縫隙。板上鋪設(shè)一層或兩層尼龍上鋪設(shè)一層或兩層尼龍網(wǎng)。網(wǎng)。 特點(diǎn)：造價(jià)較低，孔口不易堵塞，配水均勻性較好，特點(diǎn)：造價(jià)較低，孔口不易堵塞，配水均勻性較好，強(qiáng)度高，耐腐蝕。強(qiáng)度高，耐腐蝕。第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池B B、二次配水的穿孔濾磚、二次配水的穿孔濾磚 用鋼筋混凝土或陶瓷制成。用鋼筋混凝土或陶瓷制成。每平方米濾池面積上鋪設(shè)每平方米濾池面積上鋪設(shè)6 6塊。塊。開孔比為：上層開孔比為：上層1.071.07，下，下層層0.7%0.7%，屬中阻力配水系統(tǒng)。，屬中阻力配水系統(tǒng)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：濾磚構(gòu)造分上下濾磚構(gòu)造分

35、上下2 2層連成整體。鋪設(shè)時(shí)，各磚的下層層連成整體。鋪設(shè)時(shí)，各磚的下層相互連通，起到配水渠的作用；上層各磚單獨(dú)配水，用板分隔相互連通，起到配水渠的作用；上層各磚單獨(dú)配水，用板分隔互不相通。實(shí)際上是將濾池分成象一塊濾磚大小的許多小格。互不相通。實(shí)際上是將濾池分成象一塊濾磚大小的許多小格。上層配水孔均勻布置，水流阻力基本接近，保證了濾池的均勻上層配水孔均勻布置，水流阻力基本接近，保證了濾池的均勻沖洗。沖洗。 二次配水穿孔濾磚配水均勻性較好，但價(jià)格較高。二次配水穿孔濾磚配水均勻性較好，但價(jià)格較高。第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 圖圖 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池C C、濾頭、濾頭 濾頭由具有縫隙的濾帽濾頭

36、由具有縫隙的濾帽和濾柄（具有外螺紋的直管）和濾柄（具有外螺紋的直管）組成。組成。短柄濾頭短柄濾頭用于單獨(dú)水用于單獨(dú)水沖濾池，沖濾池，長(zhǎng)柄濾頭長(zhǎng)柄濾頭用于氣水用于氣水反沖洗濾池。反沖洗濾池。 對(duì)于穿孔濾板對(duì)于穿孔濾板，可在濾，可在濾板上安裝濾頭。板上安裝濾頭。 圖圖第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池五、濾池的沖洗五、濾池的沖洗 （一）（一）沖洗目的沖洗目的：清除濾層中所截留的污物，使濾池：清除濾層中所截留的污物，使濾池恢復(fù)過(guò)濾能力。恢復(fù)過(guò)濾能力。 （二）（二）沖洗原理沖洗原理：水流自下而上通過(guò)濾層，并使濾層：水流自下而上通過(guò)濾層，并使濾層膨脹達(dá)到一定程度，靠水流的剪切力和濾料顆粒間的碰撞、膨脹達(dá)到一定程

37、度，靠水流的剪切力和濾料顆粒間的碰撞、摩擦使積累在濾料層中的雜質(zhì)剝落下來(lái)，隨反沖水流出濾摩擦使積累在濾料層中的雜質(zhì)剝落下來(lái)，隨反沖水流出濾池。池。 （三）（三）快濾池沖洗方法快濾池沖洗方法： 1 1、高速水流反沖洗；、高速水流反沖洗； 2 2、氣、水反沖洗；、氣、水反沖洗； 3 3、表面助沖加高速水流反沖洗。、表面助沖加高速水流反沖洗。 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池幾個(gè)術(shù)語(yǔ)：幾個(gè)術(shù)語(yǔ)： 1 1、沖洗強(qiáng)度沖洗強(qiáng)度：以以cm/scm/s計(jì)的反沖洗流速，換算成單計(jì)的反沖洗流速，換算成單位面積濾層所通過(guò)的沖洗流量，稱位面積濾層所通過(guò)的沖洗流量，稱“沖洗強(qiáng)度沖洗強(qiáng)度”，以，以L/(sL/(sm m2 2)

38、 )計(jì)。計(jì)。1cm/s=10 L/(s1cm/s=10 L/(sm m2 2) )。 2 2、濾層膨脹度濾層膨脹度：反沖洗時(shí)，濾層膨脹后所增加反沖洗時(shí)，濾層膨脹后所增加的厚度與膨脹前厚度之比，稱濾層膨脹度。的厚度與膨脹前厚度之比，稱濾層膨脹度。 3 3、沖洗時(shí)間沖洗時(shí)間：當(dāng)沖洗強(qiáng)度或?yàn)V層膨脹度符合要求，當(dāng)沖洗強(qiáng)度或?yàn)V層膨脹度符合要求，但若沖洗時(shí)間不足時(shí)，也不能充分地清洗掉包裹在濾料表但若沖洗時(shí)間不足時(shí)，也不能充分地清洗掉包裹在濾料表面上的污泥。面上的污泥。 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 在實(shí)際應(yīng)用中，沖洗強(qiáng)度、濾層膨脹度和沖在實(shí)際應(yīng)用中，沖洗強(qiáng)度、濾層膨脹度和沖洗時(shí)間根據(jù)濾料層不同按下表確定。洗

39、時(shí)間根據(jù)濾料層不同按下表確定。 第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池六、沖洗廢水的排出六、沖洗廢水的排出 沖洗時(shí)，廢水由沖洗排水槽兩側(cè)溢入槽內(nèi)，各水槽內(nèi)沖洗時(shí)，廢水由沖洗排水槽兩側(cè)溢入槽內(nèi)，各水槽內(nèi)的廢水匯集到廢水渠排出。的廢水匯集到廢水渠排出。第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 圖圖七、沖洗水的供給七、沖洗水的供給 1 1、沖洗水的供給方式：、沖洗水的供給方式： A A、沖洗水塔或沖洗水箱、沖洗水塔或沖洗水箱 B B、沖洗水泵、沖洗水泵 2 2、沖洗水的水源：、沖洗水的水源： 濾池出水、自來(lái)水濾池出水、自來(lái)水第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池八、濾池的運(yùn)行方式八、濾池的運(yùn)行方式 當(dāng)濾料粒徑、

40、形狀、濾層級(jí)配和厚度及水溫當(dāng)濾料粒徑、形狀、濾層級(jí)配和厚度及水溫一定時(shí)，隨著過(guò)濾的進(jìn)行，濾料層的孔隙率將逐一定時(shí)，隨著過(guò)濾的進(jìn)行，濾料層的孔隙率將逐漸減小。漸減小。 若過(guò)濾時(shí)使水頭損失保持不變，將引起濾速若過(guò)濾時(shí)使水頭損失保持不變，將引起濾速的減小。反之，若濾速保持不變時(shí)，將引起水頭的減小。反之，若濾速保持不變時(shí)，將引起水頭損失的增加。損失的增加。 由此產(chǎn)生兩種基本過(guò)濾方式：由此產(chǎn)生兩種基本過(guò)濾方式：等速過(guò)濾等速過(guò)濾和和變變速過(guò)濾速過(guò)濾。第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 ( (一一) ) 等速過(guò)濾等速過(guò)濾 在過(guò)濾過(guò)程中濾速保持不在過(guò)濾過(guò)程中濾速保持不變，也即濾池流量保持不變。變，也即濾池流量保持不變

41、。 如：虹吸濾池和無(wú)閥濾池。如：虹吸濾池和無(wú)閥濾池。 在等速過(guò)濾的情況下，水在等速過(guò)濾的情況下，水頭損失隨時(shí)間而逐漸增加，濾頭損失隨時(shí)間而逐漸增加，濾池中水位逐漸上升，見圖示。池中水位逐漸上升，見圖示。當(dāng)水位上升至最高允許水位時(shí)，當(dāng)水位上升至最高允許水位時(shí)，過(guò)濾停止以待沖洗。過(guò)濾停止以待沖洗。第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 ( (二二) ) 變速過(guò)濾變速過(guò)濾 濾速隨時(shí)間逐漸減小濾速隨時(shí)間逐漸減小的過(guò)濾。又稱的過(guò)濾。又稱減速過(guò)濾減速過(guò)濾。 如：如：移動(dòng)罩濾池移動(dòng)罩濾池 在過(guò)濾時(shí)，如在過(guò)濾時(shí)，如過(guò)濾水過(guò)濾水頭始終保持不變頭始終保持不變，而濾層，而濾層孔隙率逐漸減小，必然使孔隙率逐漸減小，必然使濾速減小

42、。濾速減小?！暗人^變速過(guò)濾等水頭變速過(guò)濾”第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 結(jié)論：結(jié)論： 過(guò)濾過(guò)程中濾層阻力系數(shù)的變化情況：過(guò)濾過(guò)程中濾層阻力系數(shù)的變化情況： 在等速過(guò)濾中是水頭損失逐漸增加；在等速過(guò)濾中是水頭損失逐漸增加； 在變速過(guò)濾中是濾速逐漸減小。在變速過(guò)濾中是濾速逐漸減小。 濾層孔隙流速變化情況：濾層孔隙流速變化情況： 等速過(guò)濾實(shí)際上孔隙中水流速度逐漸增加；等速過(guò)濾實(shí)際上孔隙中水流速度逐漸增加； 變速過(guò)濾孔隙中水流速度相對(duì)較為穩(wěn)定。變速過(guò)濾孔隙中水流速度相對(duì)較為穩(wěn)定。第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 影響過(guò)濾效率的因素：影響過(guò)濾效率的因素： 過(guò)濾是濾料和懸浮物的相互作用，懸浮物的分離效過(guò)濾是濾料和懸浮物的相互作用，懸浮物的分離效率受這兩方面因素影響。率受這兩方面因素影響。 （1 1）濾料的影響）濾料的影響 粒度、形狀、表面性質(zhì)、空隙率、濾料層厚度粒度、形狀、表面性質(zhì)、空隙率、濾料層厚度 （2 2）懸浮物的影響）懸浮物的影響 粒度、形狀、密度、濃度、表面性質(zhì)、水溫粒度、形狀、密度、濃度、表面性質(zhì)、水溫第三節(jié)第三節(jié) 快濾池快濾池 九、常見濾池九、常見濾池 1 1、重力式無(wú)閥濾池、重力式無(wú)閥濾池 2 2、虹吸濾池、虹吸濾池 3