水污染控制工程課件教學PPT作者孫體昌婁金生第7章過濾

1、第7章 過濾 2021-8-32 n過濾是廢水處理的單元操作之一，目的是截留廢水中所含過濾是廢水處理的單元操作之一，目的是截留廢水中所含 的懸浮顆粒，包括膠體粒子、細菌、各種浮游生物、濾過的懸浮顆粒，包括膠體粒子、細菌、各種浮游生物、濾過 性病毒與漂浮油、乳化油等，進而降低廢水的濁度、性病毒與漂浮油、乳化油等，進而降低廢水的濁度、COD 和和BOD等。等。 n根據(jù)不同的目的，廢水處理中過濾的主要作用是：根據(jù)不同的目的，廢水處理中過濾的主要作用是： 經(jīng)化學處理或生物處理后的出水，進一步去除廢水中的經(jīng)化學處理或生物處理后的出水，進一步去除廢水中的 懸浮顆粒和生物絮體，使出水濁度大幅降低；懸浮顆粒和

2、生物絮體，使出水濁度大幅降低； 進一步降低出水的有機物含量，對重金屬、細菌、病毒進一步降低出水的有機物含量，對重金屬、細菌、病毒 也有很高的去除率；也有很高的去除率； 去除化學除磷時產(chǎn)生的沉淀；去除化學除磷時產(chǎn)生的沉淀； 廢水活性炭處理或離子交換之前的預處理，可提高后續(xù)廢水活性炭處理或離子交換之前的預處理，可提高后續(xù) 處理設施的安全性和處理效率；處理設施的安全性和處理效率； 進一步去除廢水中的污染物質(zhì)，可減少后續(xù)的殺菌消毒進一步去除廢水中的污染物質(zhì)，可減少后續(xù)的殺菌消毒 費用。費用。 n過濾的種類很多，本章僅介紹過濾的種類很多，本章僅介紹粒狀介質(zhì)過濾粒狀介質(zhì)過濾，也稱為，也稱為深層深層 過濾。

3、過濾。 第第7 7章章 過過 濾濾 7.1深層過濾的工藝過程深層過濾的工藝過程 7.2普通快濾池的結(jié)構(gòu)普通快濾池的結(jié)構(gòu) 7.3過濾機理過濾機理 7.4深層過濾水力學特性深層過濾水力學特性 7.5影響過濾效果的主要因影響過濾效果的主要因 素素 7.5.1懸浮物的影響懸浮物的影響 7.5.2濾料的性質(zhì)和濾料層濾料的性質(zhì)和濾料層 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 7.6濾池反沖洗濾池反沖洗 7.7 其它形式的濾池其它形式的濾池 7.7.1虹吸濾池虹吸濾池 7.7.2無閥濾池無閥濾池 7.7.3均質(zhì)濾料氣、水反沖濾均質(zhì)濾料氣、水反沖濾 池池 7.7.4壓力濾池壓力濾池 7.8濾池主要設計指標濾池主要設計指標 7.8.1濾

4、池設計一般要求濾池設計一般要求 7.8.2濾速濾速 7.8.3濾池格數(shù)和單格面積濾池格數(shù)和單格面積 7.8.4沖洗方式和沖洗強度沖洗方式和沖洗強度 2021-8-33 7.1深層過濾的工藝過程深層過濾的工藝過程 p深層過濾的基本過程是廢水由上到下通過一定厚度的，由深層過濾的基本過程是廢水由上到下通過一定厚度的，由 一定粒度的粒狀介質(zhì)組成的床層，由于粒狀介質(zhì)之間存在一定粒度的粒狀介質(zhì)組成的床層，由于粒狀介質(zhì)之間存在 大小不同的孔隙，廢水中的懸浮物被這些孔隙截留而除去，大小不同的孔隙，廢水中的懸浮物被這些孔隙截留而除去， 如如圖圖7-1a。 p隨著過濾過程的進行，孔隙中截留的污染物越來越多，到隨著

5、過濾過程的進行，孔隙中截留的污染物越來越多，到 一定程度時過濾不能進行，需要進行反洗，目的是去除截一定程度時過濾不能進行，需要進行反洗，目的是去除截 留在介質(zhì)中的污染物。反洗的過程是通過上升水流的作用留在介質(zhì)中的污染物。反洗的過程是通過上升水流的作用 使濾料呈懸浮狀態(tài)，濾料間的孔隙變大，污染物隨水流帶使濾料呈懸浮狀態(tài)，濾料間的孔隙變大，污染物隨水流帶 走，如走，如圖圖7-1b。反洗完成后再進行過濾。反洗完成后再進行過濾。 p所以深層過濾過程是間斷進行的。所以深層過濾過程是間斷進行的。 2021-8-34 2021-8-35 濾料層濾料層 進水進水 出水出水 濾料層濾料層 反洗水反洗水 反洗廢反

6、洗廢 水水 圖圖7-1 7-1 深層過濾過程示意圖深層過濾過程示意圖 a a）過濾過程）過濾過程b b）反洗過程）反洗過程 p粒狀介質(zhì)過濾是在濾池中完成的，普通快濾池的結(jié)構(gòu)如粒狀介質(zhì)過濾是在濾池中完成的，普通快濾池的結(jié)構(gòu)如圖圖 7-2所示，以此為例介紹快濾池的工作過程。所示，以此為例介紹快濾池的工作過程。 p普通快濾池一般是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池內(nèi)有排水槽、濾料普通快濾池一般是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池內(nèi)有排水槽、濾料 層、承托層和配水系統(tǒng)；池外有集中管廊，配有渾水進水層、承托層和配水系統(tǒng)；池外有集中管廊，配有渾水進水 管、清水出水管、沖洗水總管、沖洗水排出管等管道及閥管、清水出水管、沖洗水總管、沖洗水排

7、出管等管道及閥 門等附件。門等附件。 p其中，濾池沖洗廢水由排水槽排出，在過濾時排水槽也是其中，濾池沖洗廢水由排水槽排出，在過濾時排水槽也是 分配待濾水的裝置；濾料層是濾池中起過濾作用的主體；分配待濾水的裝置；濾料層是濾池中起過濾作用的主體； 承托層的作用主要是防止濾料從配水系統(tǒng)中流失，同時對承托層的作用主要是防止濾料從配水系統(tǒng)中流失，同時對 均分布沖洗水也有一定的作用；而配水系統(tǒng)的作用在于使均分布沖洗水也有一定的作用；而配水系統(tǒng)的作用在于使 沖洗水在整個濾池面積上均勻分布。沖洗水在整個濾池面積上均勻分布。 2021-8-36 2021-8-37 12 11 6 1 14 3 4 5 2 13

8、 10 9 7 8 圖圖7-2 7-2 普通決濾池構(gòu)造剖視圖普通決濾池構(gòu)造剖視圖 進水總管進水總管 排水閥排水閥 反沖洗水支管反沖洗水支管 進水支管進水支管 出水支管出水支管 廢水渠廢水渠 清水總管清水總管 沖洗水總管沖洗水總管 濾料層濾料層 沖洗排水槽沖洗排水槽 配水干管配水干管 進水渠進水渠 承托層承托層 配水支管配水支管 p在快濾池的運行過程中，主要是在快濾池的運行過程中，主要是過濾過濾和和沖洗沖洗兩個過程的重兩個過程的重 復循環(huán)。復循環(huán)。 過濾就是生產(chǎn)清水的過程，過濾時，開啟進水支管過濾就是生產(chǎn)清水的過程，過濾時，開啟進水支管2與與 清水支管清水支管3的閥門，關閉沖洗水支管的閥門，關閉

9、沖洗水支管4的閥門與排水閥的閥門與排水閥5。 進水就經(jīng)進水總管進水就經(jīng)進水總管1、支管、支管2從進水渠從進水渠6進入濾池。進水由進入濾池。進水由 集水渠進入濾池時，從洗砂排水槽的兩邊溢流而出，通過集水渠進入濾池時，從洗砂排水槽的兩邊溢流而出，通過 槽的作用使水均勻分布在濾池整個面積上。然后經(jīng)過濾料槽的作用使水均勻分布在濾池整個面積上。然后經(jīng)過濾料 層層7、承托層、承托層8后，由配水系統(tǒng)的配水支管后，由配水系統(tǒng)的配水支管9匯集起來再經(jīng)匯集起來再經(jīng) 配水系統(tǒng)干管配水系統(tǒng)干管10、出水支管、出水支管3、清水總管、清水總管12流往清水池。流往清水池。 p隨著過濾時間的延長，可能會出現(xiàn)兩種情況：隨著過濾

10、時間的延長，可能會出現(xiàn)兩種情況： 由于砂粒表面不斷吸附水中的雜質(zhì)，使砂粒間的孔隙不由于砂粒表面不斷吸附水中的雜質(zhì)，使砂粒間的孔隙不 斷減小，水流的阻力就會不斷增長。當水頭損失達到允許斷減小，水流的阻力就會不斷增長。當水頭損失達到允許 的最大值時，繼續(xù)過濾會使濾池產(chǎn)水量銳減；的最大值時，繼續(xù)過濾會使濾池產(chǎn)水量銳減； 水頭損失仍在允許范圍內(nèi)，但出水水質(zhì)參數(shù)不合格。水頭損失仍在允許范圍內(nèi)，但出水水質(zhì)參數(shù)不合格。 2021-8-38 出現(xiàn)上述任何一種情況，濾池都需停止過濾進行沖洗。出現(xiàn)上述任何一種情況，濾池都需停止過濾進行沖洗。 沖洗就是把砂粒上的截留的雜質(zhì)沖洗下來的過程。沖洗就是把砂粒上的截留的雜質(zhì)

11、沖洗下來的過程。 沖洗的流向與過濾完全相反，是從濾池的底部朝濾池上沖洗的流向與過濾完全相反，是從濾池的底部朝濾池上 部流動的，所以叫部流動的，所以叫反沖洗反沖洗，沖洗水是用過濾后的出水，沖洗水是用過濾后的出水(又又 稱濾后水稱濾后水)。 沖洗時，關閉進水支管沖洗時，關閉進水支管2與清水支管與清水支管3的閥門，停止過濾，的閥門，停止過濾， 但要保持池子水位在砂面以上至少但要保持池子水位在砂面以上至少10cm處，以防止空氣處，以防止空氣 進入濾層。開啟排水閥進入濾層。開啟排水閥5與沖洗水支管與沖洗水支管4的閥門，沖洗水的閥門，沖洗水 即由沖洗水總管即由沖洗水總管11、支管、支管4，經(jīng)配水系統(tǒng)的干管

12、、支管及，經(jīng)配水系統(tǒng)的干管、支管及 支管上的許多孔眼流出，自下而上穿過承托層及濾料層，支管上的許多孔眼流出，自下而上穿過承托層及濾料層， 均勻地分布于整個濾池平面上。均勻地分布于整個濾池平面上。 2021-8-39 濾料層在自下而上均勻分布的水流中處于懸浮狀態(tài)，濾料得到濾料層在自下而上均勻分布的水流中處于懸浮狀態(tài)，濾料得到 清洗。沖洗廢水流入排水槽清洗。沖洗廢水流入排水槽13，再經(jīng)進水渠，再經(jīng)進水渠6、排水管和廢水、排水管和廢水 渠渠14排入下水道。沖洗一直進行到?jīng)_洗排水變清，濾料基本洗排入下水道。沖洗一直進行到?jīng)_洗排水變清，濾料基本洗 干凈為止。一般從停止過濾至沖洗完畢需干凈為止。一般從停止

13、過濾至沖洗完畢需2030min，在這段，在這段 時間內(nèi)，濾池停止生產(chǎn)。沖洗所消耗的清水，約占濾池生產(chǎn)水時間內(nèi)，濾池停止生產(chǎn)。沖洗所消耗的清水，約占濾池生產(chǎn)水 量的量的1%3(視處理規(guī)模而異視處理規(guī)模而異)。沖洗結(jié)束后，過濾重新開始。沖洗結(jié)束后，過濾重新開始。 從過濾開始到過濾終止的運行時間，稱濾池的從過濾開始到過濾終止的運行時間，稱濾池的過濾周期過濾周期，一般，一般 以小時計。以小時計。 沖洗操作包括反沖洗和其他輔助沖洗方法所需的時間稱為濾池沖洗操作包括反沖洗和其他輔助沖洗方法所需的時間稱為濾池 的的沖洗周期沖洗周期。 過濾周期與沖洗周期以及其他輔助時間之和稱為濾池的工作周過濾周期與沖洗周期以

14、及其他輔助時間之和稱為濾池的工作周 期或運轉(zhuǎn)周期，也稱為期或運轉(zhuǎn)周期，也稱為過濾循環(huán)過濾循環(huán)，一般為，一般為1224h。 快濾池單位時間的產(chǎn)水量取決于濾速?？鞛V池單位時間的產(chǎn)水量取決于濾速。濾速濾速也稱濾池負荷，是也稱濾池負荷，是 指單位時間、單位濾池橫截面積的過濾水量，單位為指單位時間、單位濾池橫截面積的過濾水量，單位為m3/(m2h） 或或m/h。 2021-8-310 7.2普通快濾池的結(jié)構(gòu)普通快濾池的結(jié)構(gòu) p從從圖圖7-2可見，快濾池本身包括集水渠、反沖洗排水槽，濾可見，快濾池本身包括集水渠、反沖洗排水槽，濾 料層、承托層（也稱墊層）及配水系統(tǒng)五個部分，下面分料層、承托層（也稱墊層）及

15、配水系統(tǒng)五個部分，下面分 別介紹各部分的結(jié)構(gòu)和作用。別介紹各部分的結(jié)構(gòu)和作用。 p普通快濾池普通快濾池又稱四閥濾池，是應用歷史最久和采用較廣泛又稱四閥濾池，是應用歷史最久和采用較廣泛 的一種濾池布置形式。每格濾池的進水、出水、反沖洗水的一種濾池布置形式。每格濾池的進水、出水、反沖洗水 和排水管上均設置閥門，用以控制過濾和反沖過程。為減和排水管上均設置閥門，用以控制過濾和反沖過程。為減 少閥門，可以用虹吸管取代進水和排水閥，習慣上稱為少閥門，可以用虹吸管取代進水和排水閥，習慣上稱為 “雙閥濾池雙閥濾池”。實際上它與四閥濾池的構(gòu)造和工藝過程完。實際上它與四閥濾池的構(gòu)造和工藝過程完 全相同，只是以兩

16、個虹吸管代替兩個閥門而已，故仍稱之全相同，只是以兩個虹吸管代替兩個閥門而已，故仍稱之 為普通快濾池。為普通快濾池。 2021-8-311 p因為過濾過程是間斷進行的，為保證整個處理過程的連續(xù)因為過濾過程是間斷進行的，為保證整個處理過程的連續(xù) 性，實際使用時都是多個濾池并聯(lián)運行，少數(shù)濾池在反沖性，實際使用時都是多個濾池并聯(lián)運行，少數(shù)濾池在反沖 洗，多數(shù)濾池在過濾，所以就涉及到多個濾池如何布置的洗，多數(shù)濾池在過濾，所以就涉及到多個濾池如何布置的 問題。普通快濾池的布置，根據(jù)其規(guī)模大小，可采用單排問題。普通快濾池的布置，根據(jù)其規(guī)模大小，可采用單排 或雙排布置?；螂p排布置。 p濾池的布置應使閥門相對集

17、中、管理簡單，便于操作管理濾池的布置應使閥門相對集中、管理簡單，便于操作管理 和安裝維修。對于小型單排濾池，一般閥門集中布置在一和安裝維修。對于小型單排濾池，一般閥門集中布置在一 側(cè)，如側(cè)，如圖圖7-2所示。所示。 p快濾池的管廊內(nèi)主要是進水、清水出水、沖洗來水、沖洗快濾池的管廊內(nèi)主要是進水、清水出水、沖洗來水、沖洗 排水（或稱廢水渠）等管道以及與其相應的控制閥門。排水（或稱廢水渠）等管道以及與其相應的控制閥門。 2021-8-312 1. 1. 管廊的布置管廊的布置 集中布置濾池的管渠、配件及閥門的場所稱為管廊。管廊集中布置濾池的管渠、配件及閥門的場所稱為管廊。管廊 的上面為操作室，設有控制

18、臺。的上面為操作室，設有控制臺。 管廊的布置要滿足下列要求：管廊的布置要滿足下列要求： 保證設備安裝及維修所必要的空間，但同時布置要緊保證設備安裝及維修所必要的空間，但同時布置要緊 湊；湊； 管廊內(nèi)要有通道，管廊與過濾室要便于聯(lián)系；管廊內(nèi)要有通道，管廊與過濾室要便于聯(lián)系； 管廊內(nèi)要求適當?shù)牟晒饧巴L。管廊內(nèi)要求適當?shù)牟晒饧巴L。 管廊的布置與濾池的數(shù)目和排列有關，一般濾池的個數(shù)少管廊的布置與濾池的數(shù)目和排列有關，一般濾池的個數(shù)少 于于5個時宜用單行排列，管廊位于濾池的一側(cè)。超過個時宜用單行排列，管廊位于濾池的一側(cè)。超過5個時個時 宜用雙行排列，管廊在兩排濾池中間。后者布置緊湊，但宜用雙行排列，

19、管廊在兩排濾池中間。后者布置緊湊，但 采光、通風不如前者，檢修也不方便。管廊中有管道、閥采光、通風不如前者，檢修也不方便。管廊中有管道、閥 門及測量儀表等設備，主要管道有進水管、清水管、沖洗門及測量儀表等設備，主要管道有進水管、清水管、沖洗 水管及排水管等。管道可采用金屬材料也可用鋼筋混凝土水管及排水管等。管道可采用金屬材料也可用鋼筋混凝土 渠道代替。渠道代替。 2021-8-313 2. 2. 濾池配水系統(tǒng)濾池配水系統(tǒng) 濾池配水系統(tǒng)的作用是均勻收集濾后水和均勻分配反沖洗濾池配水系統(tǒng)的作用是均勻收集濾后水和均勻分配反沖洗 水，后者更為重要。水，后者更為重要。 目前快濾池常用的配水方式為大阻力配

20、水系統(tǒng)，通過系統(tǒng)目前快濾池常用的配水方式為大阻力配水系統(tǒng)，通過系統(tǒng) 的水頭損失一般大于的水頭損失一般大于3m，主要形式為帶有配水干管（渠），主要形式為帶有配水干管（渠） 和配水支管（穿孔管）組成的配水系統(tǒng)。大阻力配水系統(tǒng)和配水支管（穿孔管）組成的配水系統(tǒng)。大阻力配水系統(tǒng) 具有布局簡單、配水均勻性較好和造價較低的優(yōu)點。其缺具有布局簡單、配水均勻性較好和造價較低的優(yōu)點。其缺 點是水頭損失大，因而耗能較其他方式高。點是水頭損失大，因而耗能較其他方式高。 圖圖7-3所示為穿孔管式大阻力配水系統(tǒng)布置。所示為穿孔管式大阻力配水系統(tǒng)布置。 2021-8-314 2021-8-315 1 (b) 2 2 1-

21、1 (a) 1 2-2 45 45 圖圖7-3 7-3 穿孔管式大阻力配水系統(tǒng)示意圖穿孔管式大阻力配水系統(tǒng)示意圖 1反沖洗排水槽反沖洗排水槽 2濾料層濾料層 3承托層承托層 4穿孔配水管穿孔配水管 5清水管清水管 6沖洗水總管沖洗水總管 7沖洗水支管沖洗水支管 a) 大阻力配水系統(tǒng)布置大阻力配水系統(tǒng)布置 b) 大阻力配水系統(tǒng)穿孔配水管大阻力配水系統(tǒng)穿孔配水管 3. 3. 濾池排水設施濾池排水設施 濾池排水包括反沖洗排水槽和集水渠兩部分。濾池排水包括反沖洗排水槽和集水渠兩部分。 集水渠將排水槽的排水收集排出，排水槽布置在濾層表面集水渠將排水槽的排水收集排出，排水槽布置在濾層表面 上方，主要用于均

22、勻收集濾層反沖洗水，斷面一般有三角上方，主要用于均勻收集濾層反沖洗水，斷面一般有三角 形槽底和半圓形槽底兩種形式。形槽底和半圓形槽底兩種形式。 2021-8-316 4. 4. 承托層承托層 承托層的作用是防止過濾時濾料通過配水系統(tǒng)的孔眼進入承托層的作用是防止過濾時濾料通過配水系統(tǒng)的孔眼進入 出水中，同時在反沖洗時保持穩(wěn)定，并對均勻配水起協(xié)助出水中，同時在反沖洗時保持穩(wěn)定，并對均勻配水起協(xié)助 的作用。的作用。 承托層由若干層卵石，或者經(jīng)破碎的石塊、重質(zhì)礦石構(gòu)成，承托層由若干層卵石，或者經(jīng)破碎的石塊、重質(zhì)礦石構(gòu)成， 承托層中的顆粒粒度按上小下大的順序排列。承托層常用承托層中的顆粒粒度按上小下大的

23、順序排列。承托層常用 的為卵石，因此也稱卵石層。的為卵石，因此也稱卵石層。 最上一層承托層與濾料直接接觸，根據(jù)濾料底部的粒度確最上一層承托層與濾料直接接觸，根據(jù)濾料底部的粒度確 定卵石粒度的大小。定卵石粒度的大小。 最下一層承托層與配水系統(tǒng)接觸，須根據(jù)配水孔的大小來最下一層承托層與配水系統(tǒng)接觸，須根據(jù)配水孔的大小來 定粒度的大小，大致按孔徑的定粒度的大小，大致按孔徑的4倍考慮。最下一層承托層的倍考慮。最下一層承托層的 頂部至少應高于配水孔眼頂部至少應高于配水孔眼100mm。常用于管式大阻力配水。常用于管式大阻力配水 系統(tǒng)的承托層規(guī)格見系統(tǒng)的承托層規(guī)格見表表7-1。 2021-8-317 表表7

24、-1 承托層規(guī)格承托層規(guī)格 層次（自上而下）層次（自上而下）粒徑粒徑/mm厚度厚度/mm 124100 248 8100 381616100 4163232100 2021-8-318 p為了保證承托層的穩(wěn)定，并對配水的均勻性起充分的作用，為了保證承托層的穩(wěn)定，并對配水的均勻性起充分的作用， 對于材料的機械強度、化學穩(wěn)定性、形狀和密度都有一定對于材料的機械強度、化學穩(wěn)定性、形狀和密度都有一定 的要求。的要求。 p前三者的要求與對濾料的要求類似，承托層應由堅硬的、前三者的要求與對濾料的要求類似，承托層應由堅硬的、 不被水溶解的、形狀接近球形的材料構(gòu)成。不被水溶解的、形狀接近球形的材料構(gòu)成。 p承

25、托層的密度直接與濾層的密度有關。為了防止在反沖洗承托層的密度直接與濾層的密度有關。為了防止在反沖洗 時，承托層中那些與濾料粒度接近的層次可能發(fā)生的浮動，時，承托層中那些與濾料粒度接近的層次可能發(fā)生的浮動， 或者處于不穩(wěn)定狀態(tài)，這部分承托層料的密度必須至少與或者處于不穩(wěn)定狀態(tài)，這部分承托層料的密度必須至少與 濾料的密度一樣。濾料的密度一樣。 p例如，當用卵石做石英砂濾層或雙層濾料的承托時，其比例如，當用卵石做石英砂濾層或雙層濾料的承托時，其比 重必須大于重必須大于2.25。當采用三層濾料或單層重質(zhì)濾料（如錳。當采用三層濾料或單層重質(zhì)濾料（如錳 砂）時，至少承托層中粒度小于砂）時，至少承托層中粒度

26、小于8mm的部分要由同樣的重的部分要由同樣的重 質(zhì)材料構(gòu)成。質(zhì)材料構(gòu)成。 p同樣的道理，當采用無煙煤一類比重較小的材料為單層濾同樣的道理，當采用無煙煤一類比重較小的材料為單層濾 料或多層材料的底層時，承托層就不一定要采用卵石那樣料或多層材料的底層時，承托層就不一定要采用卵石那樣 比重大的材料了。比重大的材料了。 2021-8-319 5. 5. 單池面積和濾池深度單池面積和濾池深度 濾池個數(shù)直接涉及濾池造價、沖洗效果和運行管理等方面。濾池個數(shù)直接涉及濾池造價、沖洗效果和運行管理等方面。 池子多則沖洗效果好，不會超過允許的強制濾速，保證總池子多則沖洗效果好，不會超過允許的強制濾速，保證總 出水量

27、。出水量。 而且，因濾速增加對水質(zhì)的影響也會小一些，運轉(zhuǎn)上的靈而且，因濾速增加對水質(zhì)的影響也會小一些，運轉(zhuǎn)上的靈 活性也比較大。但如池子太多，也會引起沖洗工作過于頻活性也比較大。但如池子太多，也會引起沖洗工作過于頻 繁，運轉(zhuǎn)管理也不方便；反之，若濾池個數(shù)過少，單池面繁，運轉(zhuǎn)管理也不方便；反之，若濾池個數(shù)過少，單池面 積較大，則在個別濾池檢修期間對出水量影響較大，沖洗積較大，則在個別濾池檢修期間對出水量影響較大，沖洗 水分布不均勻，沖洗效果欠佳。目前，我國建造的比較大水分布不均勻，沖洗效果欠佳。目前，我國建造的比較大 的濾池面積為的濾池面積為130m2左右。左右。 設計中，濾池的個數(shù)一般經(jīng)過技術

28、經(jīng)濟比較來確定，并考設計中，濾池的個數(shù)一般經(jīng)過技術經(jīng)濟比較來確定，并考 慮其他處理構(gòu)筑物和總體布局等因素，但不得少于慮其他處理構(gòu)筑物和總體布局等因素，但不得少于2個。個。 濾池深度包括保護高濾池深度包括保護高0.250.3m；濾層表面以上水深；濾層表面以上水深 1.52.0m；濾層厚度；濾層厚度0.70.8m；承托層厚度；承托層厚度0.4m。 據(jù)此，濾池總深度一般為據(jù)此，濾池總深度一般為3.03.5m左右。單層砂濾池深度左右。單層砂濾池深度 一般稍小，雙層和三層濾料的濾池的池深稍大。一般稍小，雙層和三層濾料的濾池的池深稍大。 2021-8-320 第第7 7章章 過過 濾濾 7.1深層過濾的工

29、藝過程深層過濾的工藝過程 7.2普通快濾池的結(jié)構(gòu)普通快濾池的結(jié)構(gòu) 7.3過濾機理過濾機理 7.4深層過濾水力學特性深層過濾水力學特性 7.5影響過濾效果的主要因影響過濾效果的主要因 素素 7.5.1懸浮物的影響懸浮物的影響 7.5.2濾料的性質(zhì)和濾料層濾料的性質(zhì)和濾料層 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 7.6濾池反沖洗濾池反沖洗 7.7 其它形式的濾池其它形式的濾池 7.7.1虹吸濾池虹吸濾池 7.7.2無閥濾池無閥濾池 7.7.3均質(zhì)濾料氣、水反沖濾均質(zhì)濾料氣、水反沖濾 池池 7.7.4壓力濾池壓力濾池 7.8濾池主要設計指標濾池主要設計指標 7.8.1濾池設計一般要求濾池設計一般要求 7.8.2濾速濾速 7

30、.8.3濾池格數(shù)和單格面積濾池格數(shù)和單格面積 7.8.4沖洗方式和沖洗強度沖洗方式和沖洗強度 2021-8-321 7.3過濾機理過濾機理 p為說明問題，首先以簡化的球形濾料的單層砂濾池為例，為說明問題，首先以簡化的球形濾料的單層砂濾池為例， 其濾料粒徑通常為其濾料粒徑通常為0.5mm至至1.2mm，經(jīng)反沖洗水力分選后，經(jīng)反沖洗水力分選后， 濾料粒徑自上而下大致按由細到粗依次排列，稱濾料的水濾料粒徑自上而下大致按由細到粗依次排列，稱濾料的水 力分級，濾層中孔隙尺寸也因此由上而下逐漸增大。力分級，濾層中孔隙尺寸也因此由上而下逐漸增大。 p假設砂濾料的直徑為假設砂濾料的直徑為0.5mm（以球體計）

31、，以最緊密的方（以球體計），以最緊密的方 式規(guī)則排列，濾料間孔隙直徑約為式規(guī)則排列，濾料間孔隙直徑約為80 m。而進入濾池的。而進入濾池的 懸浮物顆粒尺寸大部分小于懸浮物顆粒尺寸大部分小于30 m，仍然能被濾層截留下，仍然能被濾層截留下 來，而且在濾層深處（孔隙大于來，而且在濾層深處（孔隙大于80 m）也會被截留，說）也會被截留，說 明過濾顯然不是簡單的機械篩濾作用的結(jié)果。經(jīng)過眾多研明過濾顯然不是簡單的機械篩濾作用的結(jié)果。經(jīng)過眾多研 究者的研究，認為過濾主要是懸浮顆粒與濾料顆粒之間粘究者的研究，認為過濾主要是懸浮顆粒與濾料顆粒之間粘 附作用的結(jié)果。附作用的結(jié)果。 2021-8-322 p水流中

32、的懸浮顆粒能夠粘附于濾料顆粒表面上，涉及兩個水流中的懸浮顆粒能夠粘附于濾料顆粒表面上，涉及兩個 問題：問題： 首先，被水流挾帶的顆粒如何與濾料顆粒表面接近或接觸，首先，被水流挾帶的顆粒如何與濾料顆粒表面接近或接觸， 這就涉及顆粒脫離水流流線而向濾料顆粒表面靠近的遷移這就涉及顆粒脫離水流流線而向濾料顆粒表面靠近的遷移 機理；機理； 第二，當顆粒與濾粒表面接觸或接近時，依靠哪些力的作第二，當顆粒與濾粒表面接觸或接近時，依靠哪些力的作 用使得他們粘附于濾粒表面上，這就涉及粘附機理。用使得他們粘附于濾粒表面上，這就涉及粘附機理。 p應說明的是，過濾過程非常復雜，目前還沒有完全清楚，應說明的是，過濾過程

33、非常復雜，目前還沒有完全清楚， 以下只是一些假說。以下只是一些假說。 2021-8-323 1. 1. 遷移機理遷移機理 懸浮顆粒脫離流線與濾料接觸的過程就是遷移機理。在過懸浮顆粒脫離流線與濾料接觸的過程就是遷移機理。在過 濾過程中，濾層孔隙中的水流速度較慢，被水流挾帶的顆濾過程中，濾層孔隙中的水流速度較慢，被水流挾帶的顆 粒由于受到某種或幾種物理力學作用就會脫離流線而與粒由于受到某種或幾種物理力學作用就會脫離流線而與 濾料顆粒表面接近，懸浮顆粒脫離流線而與濾料接觸的過濾料顆粒表面接近，懸浮顆粒脫離流線而與濾料接觸的過 程，就是遷移過程。程，就是遷移過程。 一般認為，遷移過程由一般認為，遷移過

34、程由篩濾、攔截、沉淀、慣性、擴散篩濾、攔截、沉淀、慣性、擴散和和 水動力作用水動力作用等產(chǎn)生。等產(chǎn)生。 1）篩濾）篩濾 n 比孔隙大的顆粒被機械篩分，截留于濾料層的表面上，然比孔隙大的顆粒被機械篩分，截留于濾料層的表面上，然 后這些被截留的顆粒形成孔隙更小的濾餅層，使過濾水頭后這些被截留的顆粒形成孔隙更小的濾餅層，使過濾水頭 增加，甚至發(fā)生堵塞。顯然，這種表面篩濾沒能發(fā)揮整個增加，甚至發(fā)生堵塞。顯然，這種表面篩濾沒能發(fā)揮整個 濾層的作用。濾層的作用。 2021-8-324 2）攔截）攔截 u 沿流線流動的顆粒，在流線會聚處與濾料表面接觸產(chǎn)生攔沿流線流動的顆粒，在流線會聚處與濾料表面接觸產(chǎn)生攔

35、截作用。其去除率與顆粒直徑的平方成正比，與濾料粒徑截作用。其去除率與顆粒直徑的平方成正比，與濾料粒徑 的立方成反比。的立方成反比。 3）重力沉降）重力沉降 u 如果懸浮物的粒徑和密度較大，將存在一個沿重力方向的如果懸浮物的粒徑和密度較大，將存在一個沿重力方向的 相對沉降速度。在重力作用下，顆粒偏離流線沉淀到濾料相對沉降速度。在重力作用下，顆粒偏離流線沉淀到濾料 表面上。沉淀效率取決于顆粒沉速和過濾水流速的相對大表面上。沉淀效率取決于顆粒沉速和過濾水流速的相對大 小和方向。此時，濾層中的每個小孔隙起著一個淺層沉淀小和方向。此時，濾層中的每個小孔隙起著一個淺層沉淀 池的作用。池的作用。 4）慣性）

36、慣性 u 當流線繞過濾料表面時，具有較大動量和密度的顆粒因慣當流線繞過濾料表面時，具有較大動量和密度的顆粒因慣 性沖擊而脫離流線與濾料表面接觸。性沖擊而脫離流線與濾料表面接觸。 5）擴散作用）擴散作用 u 對于微小懸浮顆粒，布朗運動較劇烈時會擴散至濾料表對于微小懸浮顆粒，布朗運動較劇烈時會擴散至濾料表 面。面。 2021-8-325 6）水力作用）水力作用 也稱為水動力作用，是因為在濾粒表面附近存在速度也稱為水動力作用，是因為在濾粒表面附近存在速度 梯度，非球體顆粒在速度梯度作用下，會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動而脫離梯度，非球體顆粒在速度梯度作用下，會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動而脫離 流線與濾料顆粒表面接觸。流線與濾料顆粒表面接

37、觸。 n對于上述遷移機理，目前只能定性描述，其相對作用大小對于上述遷移機理，目前只能定性描述，其相對作用大小 尚無法定量估算。尚無法定量估算。 n雖然也有某些數(shù)學模式，但還不能解決實際問題。雖然也有某些數(shù)學模式，但還不能解決實際問題。 n在實際過濾中，懸浮顆粒的遷移將受到上述各種機理的作在實際過濾中，懸浮顆粒的遷移將受到上述各種機理的作 用，可能幾種機理同時存在，也可能只有其中某些機理起用，可能幾種機理同時存在，也可能只有其中某些機理起 作用。作用。 n它們的相對重要性取決于顆粒本身的性質(zhì)（粒度、形狀、它們的相對重要性取決于顆粒本身的性質(zhì)（粒度、形狀、 密度等）、水流狀況、濾層孔隙形狀等。密度

38、等）、水流狀況、濾層孔隙形狀等。 2021-8-326 2. 2. 粘附機理粘附機理 粘附作用是一種物理化學作用。上述遷移過程與濾料接觸粘附作用是一種物理化學作用。上述遷移過程與濾料接觸 的懸浮顆粒，被粘附于濾料顆粒表面上，或者粘附在濾粒的懸浮顆粒，被粘附于濾料顆粒表面上，或者粘附在濾粒 表面上原先粘附的顆粒上，就是附著過程。表面上原先粘附的顆粒上，就是附著過程。 引起顆粒附著的因素主要有如下幾種：引起顆粒附著的因素主要有如下幾種： 1）范德華引力和靜電力）范德華引力和靜電力 p 由于顆粒表面上所附電荷和由此形成的雙電層產(chǎn)生靜電力，由于顆粒表面上所附電荷和由此形成的雙電層產(chǎn)生靜電力， 同時顆粒

39、之間還存在范德華引力、某些化學鍵和某些特殊同時顆粒之間還存在范德華引力、某些化學鍵和某些特殊 的化學吸附力，從而顆粒之間產(chǎn)生粘附。的化學吸附力，從而顆粒之間產(chǎn)生粘附。 2021-8-327 2）接觸凝聚）接觸凝聚 l 在原水中投加混凝劑，壓縮懸浮顆粒和濾料顆粒表面的雙在原水中投加混凝劑，壓縮懸浮顆粒和濾料顆粒表面的雙 電層，但尚未生成微絮凝體時，立即進行過濾。此時水中電層，但尚未生成微絮凝體時，立即進行過濾。此時水中 脫穩(wěn)的膠體很容易與濾料表面凝聚，即發(fā)生接觸凝聚作用。脫穩(wěn)的膠體很容易與濾料表面凝聚，即發(fā)生接觸凝聚作用。 原水經(jīng)加藥后直接進入濾池過濾，即采用直接過濾的方式原水經(jīng)加藥后直接進入濾

40、池過濾，即采用直接過濾的方式 時，接觸凝聚是主要附著機理。時，接觸凝聚是主要附著機理。 3）吸附）吸附 懸浮顆粒細小，具有很強的吸附趨勢，吸附作用也可能通懸浮顆粒細小，具有很強的吸附趨勢，吸附作用也可能通 過絮凝劑的架橋作用實現(xiàn)。絮凝物的一端附著在濾料表面，過絮凝劑的架橋作用實現(xiàn)。絮凝物的一端附著在濾料表面， 而另一端附著在懸浮顆粒上。某些聚合電解質(zhì)能降低雙電而另一端附著在懸浮顆粒上。某些聚合電解質(zhì)能降低雙電 層的排斥力或者在兩表面活性點間起鍵的作用而改善附著層的排斥力或者在兩表面活性點間起鍵的作用而改善附著 性能。性能。 當然，在顆粒粘附的同時，還存在由于孔隙中水流的剪切當然，在顆粒粘附的同

41、時，還存在由于孔隙中水流的剪切 力作用導致從濾料表面脫落的趨勢，粘附與脫落的程度往力作用導致從濾料表面脫落的趨勢，粘附與脫落的程度往 往決定于粘附力和水流剪應力的相對大小。隨著過濾進行，往決定于粘附力和水流剪應力的相對大小。隨著過濾進行， 懸浮顆粒的粘附，濾料間的孔隙逐漸減小，水流速度加快，懸浮顆粒的粘附，濾料間的孔隙逐漸減小，水流速度加快， 水流剪力增大，最后粘附的顆粒由于粘附力較弱就可能優(yōu)水流剪力增大，最后粘附的顆粒由于粘附力較弱就可能優(yōu) 先脫落。脫落的顆粒以及沒有粘附的顆粒會被水流挾帶向先脫落。脫落的顆粒以及沒有粘附的顆粒會被水流挾帶向 下層推移，下層濾料的截留作用得到發(fā)揮。下層推移，下

42、層濾料的截留作用得到發(fā)揮。 2021-8-328 3. 3. 脫落機理脫落機理 過濾一定時間后，由于濾層阻力過大或出水水質(zhì)惡化，過過濾一定時間后，由于濾層阻力過大或出水水質(zhì)惡化，過 濾必須停止進行濾層清洗，使濾池恢復工作能力。濾池通濾必須停止進行濾層清洗，使濾池恢復工作能力。濾池通 常用高速水進行反沖洗或氣、水反沖洗或表面助沖加高速常用高速水進行反沖洗或氣、水反沖洗或表面助沖加高速 水流沖洗。水流沖洗。 無論采用何種方式，在反沖洗時，濾層均膨脹一定高度，無論采用何種方式，在反沖洗時，濾層均膨脹一定高度， 濾料處于流化狀態(tài)，截留和附著于濾料上的懸浮物受到高濾料處于流化狀態(tài)，截留和附著于濾料上的懸

43、浮物受到高 速反洗水或氣的沖刷而脫落。濾料顆粒在水流中旋轉(zhuǎn)，碰速反洗水或氣的沖刷而脫落。濾料顆粒在水流中旋轉(zhuǎn)，碰 撞和摩擦，也是懸浮物脫落的主要原因之一。撞和摩擦，也是懸浮物脫落的主要原因之一。 反沖洗效果主要取決于沖洗強度、時間及濾層膨脹度。反沖洗效果主要取決于沖洗強度、時間及濾層膨脹度。 2021-8-329 7.4深層過濾水力學特性深層過濾水力學特性 p濾層是由大量濾料顆粒組成，在過濾過程中，濾料顆粒對濾層是由大量濾料顆粒組成，在過濾過程中，濾料顆粒對 水流運動產(chǎn)生阻力，同時濾層中所截留的懸浮顆粒量不斷水流運動產(chǎn)生阻力，同時濾層中所截留的懸浮顆粒量不斷 增加，導致過濾過程中水力條件改變。

44、增加，導致過濾過程中水力條件改變。 p水頭損失及濾速是設計和運行操作中的重要參數(shù)。水頭損失及濾速是設計和運行操作中的重要參數(shù)。 p過濾水力學所闡述的即是過濾時水流通過濾層的水頭損失過濾水力學所闡述的即是過濾時水流通過濾層的水頭損失 變化及濾速的變化。變化及濾速的變化。 1.1.清潔濾層水頭損失清潔濾層水頭損失 過濾開始時，濾層是干凈的，水流通過干凈濾層的水頭損過濾開始時，濾層是干凈的，水流通過干凈濾層的水頭損 失稱失稱“清潔濾層水頭損失清潔濾層水頭損失”或稱或稱“起始水頭損失起始水頭損失”。 就砂濾池而言，濾速為就砂濾池而言，濾速為810m/h810m/h時，該水頭損失僅約為時，該水頭損失僅約

45、為 3040cm3040cm。 2021-8-330 2.2.等速過濾中的水頭損失變化等速過濾中的水頭損失變化 當濾池過濾速度保持不變，即濾池流量保持不變時，稱當濾池過濾速度保持不變，即濾池流量保持不變時，稱 “等速過濾等速過濾”。等速過濾一般采用下述。等速過濾一般采用下述3種方式：種方式： 1）變水位控制）變水位控制 在濾池進水端設置進水流量控制裝置，如流量分配堰等，在濾池進水端設置進水流量控制裝置，如流量分配堰等， 使每個濾池的進水流量基本一致，在過濾周期的初期，因使每個濾池的進水流量基本一致，在過濾周期的初期，因 濾層的水頭損失小，濾層上水深淺，隨著過濾的進行，濾濾層的水頭損失小，濾層上

46、水深淺，隨著過濾的進行，濾 層的水頭損失逐漸增加，濾層上水位也逐漸上升，見層的水頭損失逐漸增加，濾層上水位也逐漸上升，見圖圖7-4。 2021-8-331 2021-8-332 進水最高水位 最低水位 h 出水 H0 maxH 圖圖7-4 7-4 等速過濾濾池結(jié)構(gòu)示意圖等速過濾濾池結(jié)構(gòu)示意圖 2 2）常水位控制）常水位控制 通過對過濾水位的測定（水位計或浮球）控制濾池出水通過對過濾水位的測定（水位計或浮球）控制濾池出水 閥門的開啟度，減小出水閥門的阻力，使濾池的總水頭損閥門的開啟度，減小出水閥門的阻力，使濾池的總水頭損 失不隨時間的延長而下降。失不隨時間的延長而下降。 3 3）進水控制的等水位

47、控制）進水控制的等水位控制 結(jié)合上述兩種控制方式，既對進水流量分配進行控制，結(jié)合上述兩種控制方式，既對進水流量分配進行控制， 同時控制出水，使過濾水位恒定。同時控制出水，使過濾水位恒定。 2021-8-333 濾池中水位的高低反映了濾層水頭損失的大小，在等速過濾池中水位的高低反映了濾層水頭損失的大小，在等速過 濾狀態(tài)下，水頭損失隨時間而逐漸增加，濾池中水位逐漸濾狀態(tài)下，水頭損失隨時間而逐漸增加，濾池中水位逐漸 上升，見圖上升，見圖7-4。當水位上升至最高允許水位時，進水堰室。當水位上升至最高允許水位時，進水堰室 不再進水，過濾停止需進行反沖洗。沖洗后剛開始過濾時，不再進水，過濾停止需進行反沖洗

48、。沖洗后剛開始過濾時， 濾層水頭損失為濾層水頭損失為H0。當過濾時間為。當過濾時間為t時，濾層中水頭損失增時，濾層中水頭損失增 加加Ht，于是過濾時濾池的總水頭損失為：，于是過濾時濾池的總水頭損失為： 2021-8-334 tt HhHH 0 （7-1） 式中，式中，H0 是清潔濾層水頭損失，是清潔濾層水頭損失，cm； h 是配水系統(tǒng)、承托層及管是配水系統(tǒng)、承托層及管(渠渠)水頭損失之和，水頭損失之和，cm； Ht 是在時間為是在時間為t時的水頭損失增加值，時的水頭損失增加值，cm。 式中式中H0和和h在整個過濾過程中保持不變，在整個過濾過程中保持不變，Ht則隨則隨t增加增加 而增大。而增大。

49、Ht與與t的關系，反映了濾層截留雜質(zhì)量與過濾時的關系，反映了濾層截留雜質(zhì)量與過濾時 間的關系，即濾層孔隙率的變化與時間的關系。間的關系，即濾層孔隙率的變化與時間的關系。 根據(jù)實驗，根據(jù)實驗，Ht與與t一般呈直線關系，見圖一般呈直線關系，見圖7-5。 v v 水頭損失（m） 過 濾 時 間 （ h ） h 0 H H0 tH Hmax T T 2021-8-335 圖中圖中Hmax為水頭損失增值為水頭損失增值 為最大時的過濾水頭損失。為最大時的過濾水頭損失。 設計時應根據(jù)技術經(jīng)濟條件設計時應根據(jù)技術經(jīng)濟條件 決定，一般為決定，一般為l.52.0m。 圖中圖中T為過濾周期，隨濾為過濾周期，隨濾 料

50、組成、原水濃度、濾速而料組成、原水濃度、濾速而 異，一般控制在異，一般控制在1224h。 設過濾速度設過濾速度vv，一方面，一方面 H0H0，同時單位時間內(nèi)被，同時單位時間內(nèi)被 濾層截留的雜質(zhì)較多，水頭濾層截留的雜質(zhì)較多，水頭 損失增加也較快，因而過濾損失增加也較快，因而過濾 周期周期T t1）時的）時的 水壓線水壓線 直線直線1表示水流靜止時濾層內(nèi)壓力的分布。表示水流靜止時濾層內(nèi)壓力的分布。 按照流體力學靜力學原理，位能轉(zhuǎn)化為壓能，濾層內(nèi)壓力按照流體力學靜力學原理，位能轉(zhuǎn)化為壓能，濾層內(nèi)壓力 沿濾層深度線性增加，且為一條沿濾層深度線性增加，且為一條45的直線。的直線。 曲線曲線2為清潔濾料過

51、濾時壓力線。為清潔濾料過濾時壓力線。 這時濾層內(nèi)壓力分布沿濾層深度仍為線性關系，壓力沿濾這時濾層內(nèi)壓力分布沿濾層深度仍為線性關系，壓力沿濾 層深度而增加，由于要克服阻力消耗一部分水頭，故增加層深度而增加，由于要克服阻力消耗一部分水頭，故增加 的幅度小于靜止濾層。隨著過濾的進行，由于濾層截污量的幅度小于靜止濾層。隨著過濾的進行，由于濾層截污量 沿濾層深度呈指數(shù)分布，故濾層上部截污量遠大于濾層下沿濾層深度呈指數(shù)分布，故濾層上部截污量遠大于濾層下 部，而上部截污后孔隙變小，在流量不變的情況下濾速加部，而上部截污后孔隙變小，在流量不變的情況下濾速加 快，導致上層的水流阻力快速增加?？?，導致上層的水流阻

52、力快速增加。 從曲線從曲線3、曲線、曲線4可以看到，壓力的變化沿濾層深度增加開可以看到，壓力的變化沿濾層深度增加開 始是減小的，然后又逐漸增大，說明下層的損失小于上層。始是減小的，然后又逐漸增大，說明下層的損失小于上層。 2021-8-343 由曲線由曲線4可知，在砂面以下可知，在砂面以下c處處 (a處與之相同處與之相同)，水流通過，水流通過c 處以上砂面的水頭損失恰好等于處以上砂面的水頭損失恰好等于c處以上的水深處以上的水深 (a處亦相處亦相 同同)，而在，而在a處和處和c處之間，水頭損失則大于各相應位置的水處之間，水頭損失則大于各相應位置的水 深，于是在深，于是在ac范圍內(nèi)出現(xiàn)負水頭現(xiàn)象，

53、在砂面以下的范圍內(nèi)出現(xiàn)負水頭現(xiàn)象，在砂面以下的b 處，出現(xiàn)最大負水頭。處，出現(xiàn)最大負水頭。 負水頭會導致溶解于水中的氣體釋放出來而形成氣囊。氣負水頭會導致溶解于水中的氣體釋放出來而形成氣囊。氣 囊對過濾有破壞作用，囊對過濾有破壞作用， p一是減少有效過濾面積，使過濾時的水頭損失及濾速增一是減少有效過濾面積，使過濾時的水頭損失及濾速增 加，嚴重時會破壞濾后水質(zhì)；加，嚴重時會破壞濾后水質(zhì)； p二是氣囊會穿過濾層上升，有可能把部分細濾料或輕質(zhì)二是氣囊會穿過濾層上升，有可能把部分細濾料或輕質(zhì) 濾料帶出，破壞濾層結(jié)構(gòu)。反沖洗時，氣囊更易將濾料濾料帶出，破壞濾層結(jié)構(gòu)。反沖洗時，氣囊更易將濾料 帶出濾池。帶

54、出濾池。 避免出現(xiàn)負水頭的方法是增加砂面上水深，或令濾池出口避免出現(xiàn)負水頭的方法是增加砂面上水深，或令濾池出口 位置等于或高于濾層表面。位置等于或高于濾層表面。 2021-8-344 第第7 7章章 過過 濾濾 7.1深層過濾的工藝過程深層過濾的工藝過程 7.2普通快濾池的結(jié)構(gòu)普通快濾池的結(jié)構(gòu) 7.3過濾機理過濾機理 7.4深層過濾水力學特性深層過濾水力學特性 7.5影響過濾效果的主要因影響過濾效果的主要因 素素 7.5.1懸浮物的影響懸浮物的影響 7.5.2濾料的性質(zhì)和濾料層濾料的性質(zhì)和濾料層 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 7.6濾池反沖洗濾池反沖洗 7.7 其它形式的濾池其它形式的濾池 7.7.1虹吸濾池

55、虹吸濾池 7.7.2無閥濾池無閥濾池 7.7.3均質(zhì)濾料氣、水反沖濾均質(zhì)濾料氣、水反沖濾 池池 7.7.4壓力濾池壓力濾池 7.8濾池主要設計指標濾池主要設計指標 7.8.1濾池設計一般要求濾池設計一般要求 7.8.2濾速濾速 7.8.3濾池格數(shù)和單格面積濾池格數(shù)和單格面積 7.8.4沖洗方式和沖洗強度沖洗方式和沖洗強度 2021-8-345 7.5影響過濾效果的主要因素影響過濾效果的主要因素 p影響過濾效果的因素可以分成物理的和化學的兩大類，影響過濾效果的因素可以分成物理的和化學的兩大類， 這說明過濾行為是全部影響因素的綜合表現(xiàn)，但在具這說明過濾行為是全部影響因素的綜合表現(xiàn)，但在具 體情況下

56、，某幾個因素的影響會顯得更突出，其中包體情況下，某幾個因素的影響會顯得更突出，其中包 括懸浮物、濾料、濾速、反沖洗方式、水力波動等。括懸浮物、濾料、濾速、反沖洗方式、水力波動等。 2021-8-346 7.5.1懸浮物的影響懸浮物的影響 n懸浮物對過濾效果的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：懸浮物對過濾效果的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1 1）粒度）粒度 幾乎所有過濾機理都受懸浮物粒度的影響。粒度越幾乎所有過濾機理都受懸浮物粒度的影響。粒度越 大，通過篩濾的去除作用就越容易。通過向原水投加大，通過篩濾的去除作用就越容易。通過向原水投加 混凝劑，待其生成適當粒度的絮體或微絮體后進行過混凝劑，待其生成

57、適當粒度的絮體或微絮體后進行過 濾，可以提高過濾效果。因此，混凝效果的好壞也影濾，可以提高過濾效果。因此，混凝效果的好壞也影 響過濾效果；響過濾效果； 2 2）形狀）形狀 顆粒比表面積越大，其去除效率越高，因為角形顆顆粒比表面積越大，其去除效率越高，因為角形顆 粒比表面積大，其去除效率比球形顆粒高；粒比表面積大，其去除效率比球形顆粒高； 2021-8-347 2021-8-348 3）密度）密度 顆粒密度主要通過沉降、慣性及布朗運動機理影響過顆粒密度主要通過沉降、慣性及布朗運動機理影響過 濾效率，因這些機理對過濾貢獻不大，故影響程度較??；濾效率，因這些機理對過濾貢獻不大，故影響程度較?。?4）

58、濃度）濃度 過濾效率隨原水濃度升高而降低，濃度越高，越易穿透，過濾效率隨原水濃度升高而降低，濃度越高，越易穿透， 水頭損失增加越快；水頭損失增加越快； 5）表面性質(zhì)）表面性質(zhì) 懸浮物的絮凝特性、電動電位等主要取決于表面性質(zhì)，懸浮物的絮凝特性、電動電位等主要取決于表面性質(zhì)， 因此，顆粒表面性質(zhì)是影響過濾效率的重要因素。常通因此，顆粒表面性質(zhì)是影響過濾效率的重要因素。常通 過添加適當?shù)哪蹌﹣砀纳票砻嫘再|(zhì)。凝聚過濾法就是過添加適當?shù)哪蹌﹣砀纳票砻嫘再|(zhì)。凝聚過濾法就是 在原水加藥脫穩(wěn)后，尚未形成微絮體時，進行過濾。這在原水加藥脫穩(wěn)后，尚未形成微絮體時，進行過濾。這 種方法投藥量少，過濾效果好。種方

59、法投藥量少，過濾效果好。 7.5.2濾料的性質(zhì)和濾料層的結(jié)構(gòu)濾料的性質(zhì)和濾料層的結(jié)構(gòu) n濾料的選擇是影響濾池過濾效果的主要因素之一，有濾料的選擇是影響濾池過濾效果的主要因素之一，有 條件時應通過對不同濾料進行試驗比較確定。條件時應通過對不同濾料進行試驗比較確定。 n濾料選擇主要確定濾床深度、濾料品種、顆粒的大小濾料選擇主要確定濾床深度、濾料品種、顆粒的大小 和組成分布等。和組成分布等。 n常用的濾料有天然石英砂、無煙煤、顆?；钚蕴恳约俺Ｓ玫臑V料有天然石英砂、無煙煤、顆?；钚蕴恳约?石榴石、鈦鐵礦石等。選擇時還應注意濾料的供應來石榴石、鈦鐵礦石等。選擇時還應注意濾料的供應來 源和濾料的硬度、顆粒

60、形狀、抗腐性和含雜質(zhì)量等參源和濾料的硬度、顆粒形狀、抗腐性和含雜質(zhì)量等參 數(shù)。數(shù)。 2021-8-349 1. 1. 濾料的粒徑和濾層厚度濾料的粒徑和濾層厚度 采用的濾層厚度與濾料粒徑有關，濾料顆粒越小，濾層越采用的濾層厚度與濾料粒徑有關，濾料顆粒越小，濾層越 不易穿透，濾層厚度可較薄，相反采用濾料的粒徑越大，不易穿透，濾層厚度可較薄，相反采用濾料的粒徑越大， 濾層容易泄漏，需要的濾層厚度較深，但過濾的水頭損失濾層容易泄漏，需要的濾層厚度較深，但過濾的水頭損失 比較小。比較小。 因此從水質(zhì)保證考慮可采用較小的濾料粒徑和較薄的濾層因此從水質(zhì)保證考慮可采用較小的濾料粒徑和較薄的濾層 厚度或者較粗的