環(huán)保設(shè)備原理與設(shè)計—4 濾池

1、1第五節(jié)第五節(jié) 過濾原理過濾原理及設(shè)備及設(shè)備2 -使含懸浮物的廢水流過具有一定孔隙率使含懸浮物的廢水流過具有一定孔隙率的的，水中的懸浮物被截留在介質(zhì)表面或，水中的懸浮物被截留在介質(zhì)表面或內(nèi)部而除去。內(nèi)部而除去。 根據(jù)所采用的過濾介質(zhì)不同，可將過濾分為根據(jù)所采用的過濾介質(zhì)不同，可將過濾分為下列四類：下列四類： 格篩過濾格篩過濾 微孔過濾微孔過濾 膜過濾膜過濾 深層過濾深層過濾3(1)(1)格篩過濾格篩過濾 過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)：柵條或濾網(wǎng)，柵條或濾網(wǎng)， 去除去除物：物：粗大的懸浮物，如雜草、破布、粗大的懸浮物，如雜草、破布、 纖維、紙漿等纖維、紙漿等。 設(shè)備設(shè)備：格柵、篩網(wǎng)和微濾機。格柵、篩網(wǎng)和微濾

2、機。(2)(2)微孔過濾微孔過濾 采用成型濾材采用成型濾材，如濾布、濾片、燒結(jié)濾管、蜂房，如濾布、濾片、燒結(jié)濾管、蜂房濾芯等，也可在過濾介質(zhì)上預(yù)先涂上一層助濾劑濾芯等，也可在過濾介質(zhì)上預(yù)先涂上一層助濾劑 ( (如硅藻土如硅藻土) )形成孔隙細小的濾餅，形成孔隙細小的濾餅， 去除去除物：物：粒徑細微的顆粒粒徑細微的顆粒。 定型的商品設(shè)備很多。定型的商品設(shè)備很多。4(3)(3)膜過濾膜過濾 過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)：特別的特別的半透膜半透膜。在一定的推動力。在一定的推動力( (如如壓力、電場力等壓力、電場力等) )下進行過濾，下進行過濾， 去除去除物：物：水中細菌、病毒、有機物和溶解性溶質(zhì)。水中細菌、病毒

3、、有機物和溶解性溶質(zhì)。 主要設(shè)備主要設(shè)備：反滲透、超過濾和電滲析等。反滲透、超過濾和電滲析等。(4)(4)深層過濾深層過濾 過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)：顆粒狀濾料顆粒狀濾料，如石英砂、無煙煤等。，如石英砂、無煙煤等。 去除去除物：物：水中的懸浮物水中的懸浮物。 為區(qū)別于上述三類表面或淺層過濾過程，這為區(qū)別于上述三類表面或淺層過濾過程，這類過濾稱之為深層過濾，簡稱類過濾稱之為深層過濾，簡稱過濾過濾。5低速濾池：低速濾池：速度小于速度小于4 m4 m3 3/ /（m m2 2h h）快濾池：快濾池：速度為速度為4 410 m10 m3 3/ /（m m2 2h h）高速濾池：高速濾池：速度為速度為10106

4、0m60m3 3/ /（m m2 2h h）按按過過濾濾速速度度6一、概述一、概述二、普通快速濾池構(gòu)造二、普通快速濾池構(gòu)造三、快濾池的池體設(shè)計三、快濾池的池體設(shè)計四、快濾池的運行管理四、快濾池的運行管理五、其它濾池簡介五、其它濾池簡介7一、概述一、概述 （一）濾池在水處理中的作用：（一）濾池在水處理中的作用： 在給水處理中在給水處理中，常用過濾處理沉淀或澄清池出，常用過濾處理沉淀或澄清池出水，使濾后出水渾濁度滿足用水要求；水，使濾后出水渾濁度滿足用水要求； 在廢水處理中，在廢水處理中，過濾常作為吸附、離子交換、過濾常作為吸附、離子交換、膜分離法等預(yù)處理手段；膜分離法等預(yù)處理手段； 作為生化處理

5、后的深度處理作為生化處理后的深度處理，使濾后水達到回，使濾后水達到回用的要求。用的要求。 常用過濾設(shè)備：常用過濾設(shè)備：快濾池。快濾池。8（二）過濾過程（二）過濾過程 分為分為過濾過濾和和反洗反洗兩個過程。兩個過程。 過濾過程過濾過程是廢水由是廢水由上到下通過一定厚上到下通過一定厚度的由一定粒度的度的由一定粒度的粒狀介質(zhì)組成的床粒狀介質(zhì)組成的床層，由于粒狀介質(zhì)層，由于粒狀介質(zhì)之間存在大小不同之間存在大小不同的孔隙，廢水中的的孔隙，廢水中的懸浮物被這些孔隙懸浮物被這些孔隙截留而除去。截留而除去。 濾料濾料廢水廢水過濾水過濾水1、過濾、過濾9 到一定程度時過濾到一定程度時過濾不能進行，需要進不能進行

6、，需要進行行反洗反洗。反洗是通。反洗是通過上升水流的作用過上升水流的作用使濾料呈懸浮狀態(tài)，使濾料呈懸浮狀態(tài)，濾料間的孔隙變大，濾料間的孔隙變大，污染物隨水流帶走，污染物隨水流帶走，反洗完成后再進行反洗完成后再進行過濾。所以過濾。所以過濾過過濾過程是間斷進行的程是間斷進行的。 濾料濾料反洗廢水反洗廢水反洗水入口反洗水入口2 2、反沖洗、反沖洗1 1）濾池反沖洗的判斷）濾池反沖洗的判斷指標指標整個濾池的水頭損失整個濾池的水頭損失超過允許值或規(guī)定值超過允許值或規(guī)定值（2.42.43.0m3.0m）濾后水水質(zhì)惡化或達濾后水水質(zhì)惡化或達到已設(shè)定的上限到已設(shè)定的上限達到最大時間的限制達到最大時間的限制（一

7、般（一般3 34 4天）天）102 2）濾池反沖洗的目的和方式）濾池反沖洗的目的和方式（1 1）目的：目的：是清除截留在濾料孔隙中的懸是清除截留在濾料孔隙中的懸浮物，恢復(fù)其過濾能力。浮物，恢復(fù)其過濾能力。（2 2）方式：）方式： 濾后水反沖洗濾后水反沖洗 空氣沖洗空氣沖洗 表面沖洗表面沖洗一般濾池是采用濾后水反沖洗，并輔以一般濾池是采用濾后水反沖洗，并輔以表面沖洗或空氣沖洗。表面沖洗或空氣沖洗。11（1 1）反沖洗水的供應(yīng)和排除：）反沖洗水的供應(yīng)和排除：一般是用濾后水作一般是用濾后水作為反沖洗用水。反沖洗水可用水塔或水泵供給。為反沖洗用水。反沖洗水可用水塔或水泵供給。反沖洗排出的污水應(yīng)及時排除

8、，通常返回處理反沖洗排出的污水應(yīng)及時排除，通常返回處理系統(tǒng)的首端。系統(tǒng)的首端。（2 2）空氣沖洗）空氣沖洗：空氣沖洗是在濾料層和墊層之間空氣沖洗是在濾料層和墊層之間加空氣管，在反沖洗的同時鼓入壓力空氣，增加空氣管，在反沖洗的同時鼓入壓力空氣，增加對顆粒的攪動，增加顆粒之間互相碰撞和摩加對顆粒的攪動，增加顆粒之間互相碰撞和摩擦的機會，加強反沖洗效果。擦的機會，加強反沖洗效果。（3 3）表面沖洗：）表面沖洗：在過濾含有機物質(zhì)較多的原水時，在過濾含有機物質(zhì)較多的原水時，濾層表面往往生成由濾料顆粒、懸浮物和粘性濾層表面往往生成由濾料顆粒、懸浮物和粘性物形成的泥球。為了破壞泥球，提高沖洗質(zhì)量，物形成的泥

9、球。為了破壞泥球，提高沖洗質(zhì)量，常用壓力水進行表面沖洗。常用壓力水進行表面沖洗。12二、普通快速濾池構(gòu)造二、普通快速濾池構(gòu)造 普通快濾池本身包括五部分：普通快濾池本身包括五部分： 濾料層濾料層 承托層承托層 配水系統(tǒng)配水系統(tǒng) 集水渠集水渠 洗砂排水槽洗砂排水槽13普通快速濾池構(gòu)造普通快速濾池構(gòu)造進水管，待過濾的水由此進入集水渠，進水及收集反洗水過濾介質(zhì)，水通過介質(zhì)得到過濾底部配水系統(tǒng)，收集過濾后的水或均勻分配反洗水墊層，支撐濾料和均勻分配反洗水清水管，過濾后的水由此排出反洗水收集槽，反洗水由此排出濾池反洗水管，反洗水由此進入反洗水收集槽，收集所有濾池的反洗水14快濾池過濾過程示意圖快濾池過濾過

10、程示意圖（1 1）過濾）過濾F1F1、F2F2開開F4F4、F3F3關(guān)關(guān)進進水水出出水水15濾池反洗過程示意圖濾池反洗過程示意圖（2 2）反洗）反洗F1F1、F2F2關(guān)關(guān)F3F3、F4F4開開反反洗洗水水16就是濾料的粒徑范圍及在此范圍內(nèi)各就是濾料的粒徑范圍及在此范圍內(nèi)各種粒徑的濾料數(shù)量比例。種粒徑的濾料數(shù)量比例。（一）濾料層（一）濾料層 濾料的種類，性質(zhì)，形狀和濾料的種類，性質(zhì)，形狀和級配級配等是等是決定濾層截留雜質(zhì)能力的重要因素。決定濾層截留雜質(zhì)能力的重要因素。171 1、一般濾料選擇應(yīng)滿足以下要求：、一般濾料選擇應(yīng)滿足以下要求：（1 1）有足夠的機械強度；）有足夠的機械強度；（2 2）有

11、較好的化學穩(wěn)定性；）有較好的化學穩(wěn)定性；（3 3）有適宜的級配和足夠的空隙率。）有適宜的級配和足夠的空隙率。（4 4）濾料的外形最好接近于球形，表面粗糙而）濾料的外形最好接近于球形，表面粗糙而有棱角；有棱角；（5 5）濾料應(yīng)價廉，貨源充足。）濾料應(yīng)價廉，貨源充足。 2 2、幾種常見的濾料、幾種常見的濾料（1 1）天然濾料：）天然濾料：石英砂和無煙煤石英砂和無煙煤（2 2）人工濾料：）人工濾料：纖維球和聚苯乙烯泡沫珠纖維球和聚苯乙烯泡沫珠18濾料濾料19高高效效速速纖纖維維球球濾濾料料203 3、濾池類型、濾池類型按濾按濾層結(jié)層結(jié)構(gòu)分構(gòu)分單層濾料濾池單層濾料濾池：單層濾池通常以石英砂：單層濾池通

12、常以石英砂做為濾料。做為濾料。圖圖雙層濾料濾池雙層濾料濾池：雙層濾池是在石英砂濾：雙層濾池是在石英砂濾料上面再放一層粒度比較粗的白煤。料上面再放一層粒度比較粗的白煤。圖圖三層濾料濾池三層濾料濾池：三層濾池是在雙層濾池基：三層濾池是在雙層濾池基礎(chǔ)上再在石英砂濾料下面放一層粒度更細、礎(chǔ)上再在石英砂濾料下面放一層粒度更細、比重更大的濾料，一般用磁鐵礦。比重更大的濾料，一般用磁鐵礦。圖圖21單層濾池的濾料層結(jié)構(gòu)單層濾池的濾料層結(jié)構(gòu)單層濾料層的剖面22雙層濾料的結(jié)構(gòu)雙層濾料的結(jié)構(gòu)粗粒白煤細粒石英雙層濾料層的剖面23三層濾料的結(jié)構(gòu)三層濾料的結(jié)構(gòu)粗粒粗粒白煤白煤更細更細的磁的磁鐵礦鐵礦細粒細粒石英石英三層濾

13、料層的剖面24單濾料濾池和多層濾池的比較單濾料濾池和多層濾池的比較 單層細濾料濾池單層細濾料濾池： 多數(shù)的固體被截留在砂床表面的幾英寸，濾床的多數(shù)的固體被截留在砂床表面的幾英寸，濾床的整個深度沒有充分的利用。整個深度沒有充分的利用。 適用于給水和一些清潔的工業(yè)污水處理。適用于給水和一些清潔的工業(yè)污水處理。雙層濾料濾池雙層濾料濾池： 固體可以進入濾層的深處，比單層細濾料濾池的固體可以進入濾層的深處，比單層細濾料濾池的水頭損失小。水頭損失小。 適于在給水和污水過濾處理中使用。適于在給水和污水過濾處理中使用。三層濾料濾池三層濾料濾池： 初始清潔水頭損失和固體截留率較高，過濾周期初始清潔水頭損失和固體

14、截留率較高，過濾周期短，濾后水水質(zhì)最優(yōu)。短，濾后水水質(zhì)最優(yōu)。251 1、作用：、作用：（1 1）主要起承托濾料的作用，亦稱主要起承托濾料的作用，亦稱墊料層墊料層。（2 2）防止濾料隨過濾水流失。）防止濾料隨過濾水流失。 濾料粒徑較小，而配水系統(tǒng)的孔眼較濾料粒徑較小，而配水系統(tǒng)的孔眼較大，因此可防止濾料流失；大，因此可防止濾料流失；（3 3）使配水均勻。）使配水均勻。 如果配水系統(tǒng)的孔眼直徑很小，布水如果配水系統(tǒng)的孔眼直徑很小，布水也很均勻，承托層可以減薄或省去。也很均勻，承托層可以減薄或省去。 ( (二）二）承托層承托層262 2、對墊層的要求：、對墊層的要求：（1 1）要求墊料層不能被反洗水

15、沖動；）要求墊料層不能被反洗水沖動；（2 2）形成的孔隙均勻，使布水均勻）形成的孔隙均勻，使布水均勻；（3 3）化學穩(wěn)定性好；）化學穩(wěn)定性好；（4 4）機械強度高）機械強度高。 通常，墊料層采用通常，墊料層采用天然卵石天然卵石或或碎石碎石。27( (三三) )配水系統(tǒng)配水系統(tǒng)1 1、配水系統(tǒng)的作用：、配水系統(tǒng)的作用：（1 1）均勻收集濾后水，又稱為排水系統(tǒng)；）均勻收集濾后水，又稱為排水系統(tǒng)；（2 2）均勻分配反沖洗水。）均勻分配反沖洗水。2 2、分類、分類（1 1）大阻力配水系統(tǒng)；）大阻力配水系統(tǒng)；（2 2）小阻力配水系統(tǒng)。）小阻力配水系統(tǒng)。28管式大阻力配水系統(tǒng)大阻力配水系大阻力配水系統(tǒng)指統(tǒng)

16、指盡可能增盡可能增大配水系統(tǒng)中大配水系統(tǒng)中布水孔眼的阻布水孔眼的阻力，使反沖洗力，使反沖洗水在流向全池水在流向全池各部位的水頭各部位的水頭損失盡可能相損失盡可能相等，保證配水等，保證配水均勻。均勻。29小阻力配水系統(tǒng)的濾頭30出水槽出水槽31出水槽運行過程出水槽運行過程32三、快濾池的池體設(shè)計三、快濾池的池體設(shè)計（一）總面積及濾速（一）總面積及濾速 v v 為過濾速度，應(yīng)根據(jù)試驗而定，為過濾速度，應(yīng)根據(jù)試驗而定， 一般為一般為5-10 m/h5-10 m/h；q q 表面負荷，一般為表面負荷，一般為5-10 m5-10 m3 3/m/m2 2h h。qQFvQF或33（二）濾池個數(shù)及尺寸的確定

17、（二）濾池個數(shù)及尺寸的確定1 1、池體分格、池體分格2 2、單池長寬比、單池長寬比當當F F30m30m30m2 2時，長：寬時，長：寬1.251.25：1-1.51-1.5：1 1。 面積面積(m(m2 2) )303030503050100100150150200200300300格數(shù)格數(shù)N N2 23 33 3或或4 45 5或或6 66 6或或8 81010或或12123 3、濾池總高度：、濾池總高度：(3-3.5m)(3-3.5m)池體超高池體超高濾層上水深濾層上水深濾層及承托層高濾層及承托層高配水系統(tǒng)高配水系統(tǒng)高度度250300250300150020001500200011001

18、2001100120010010034（三）濾層設(shè)計（三）濾層設(shè)計 不同廢水適用的粒徑分布不同，以下的適用化學沉不同廢水適用的粒徑分布不同，以下的適用化學沉淀后的廢水過濾。淀后的廢水過濾。1 1、石英砂層、石英砂層厚度為厚度為0.7-0.8m0.7-0.8m，各種粒徑含量如下：，各種粒徑含量如下：粒徑(mm)含量%粒徑(mm)含量%粒徑(mm)含量%0.250.510150.50.870750.81.215202 2、墊層、墊層厚度為厚度為0.7m0.7m，各種粒徑分布如下：，各種粒徑分布如下：粒徑(mm)厚度(mm)粒徑(mm)厚度(mm)粒徑(mm)厚度(mm)24100481008161

19、001626100326410035（四）配水系統(tǒng)（四）配水系統(tǒng)排管式配水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)排管式配水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)36四、快濾池的運行管理四、快濾池的運行管理 濾池常見故障及對策濾池常見故障及對策 1 1）氣阻）氣阻 在過濾末期，局部濾層的水頭損失在過濾末期，局部濾層的水頭損失可能大于該處實際的水壓力，即出現(xiàn)可能大于該處實際的水壓力，即出現(xiàn)負負水頭水頭。此時部分濾層水中溶解的氣體將。此時部分濾層水中溶解的氣體將釋放出來，積聚在孔隙中，阻礙水流通釋放出來，積聚在孔隙中，阻礙水流通過，以致濾水量顯著減少。反沖洗時氣過，以致濾水量顯著減少。反沖洗時氣泡會沖出濾層表面。這種現(xiàn)象稱為氣阻，泡會沖出濾層表面。這種現(xiàn)

20、象稱為氣阻，也稱也稱氣閉氣閉。37解決方法：解決方法：（1 1）保持濾層上足夠的水深，消除負水頭，）保持濾層上足夠的水深，消除負水頭，（2 2）在配水系統(tǒng)末端設(shè)排氣管，防止反沖洗）在配水系統(tǒng)末端設(shè)排氣管，防止反沖洗水中帶入氣體積聚在承托層或濾層中；水中帶入氣體積聚在承托層或濾層中；（3 3）增大濾速，使濾層納污均勻）增大濾速，使濾層納污均勻。38 2 2）結(jié)泥球）結(jié)泥球 濾層表面的顆粒較細，截留的懸浮物較多。濾層表面的顆粒較細，截留的懸浮物較多。如果沖洗不干凈，則互相粘結(jié)成球。造成布水如果沖洗不干凈，則互相粘結(jié)成球。造成布水不勻和再結(jié)泥球的惡性循環(huán)。這種污泥的主要不勻和再結(jié)泥球的惡性循環(huán)。這種污泥的主要成分是有機物，結(jié)球嚴重時會腐化發(fā)臭。成分是有機物，結(jié)球嚴重時會腐化發(fā)臭。解決方法：解決方法：（1 1）翻池人工清洗，或徹底換濾料，同時檢查）翻池人工清洗，或徹底換濾料，同時檢查墊層是否有移動，配水系統(tǒng)是否有堵塞。墊層是否有移動，配水系統(tǒng)是否有堵塞。（2 2）濾池反沖洗后暫停使用，保持濾料上面水）濾池反沖洗后暫停使用，保持濾料上面水深深202030cm30cm，然后加氯浸泡，然后加氯浸泡l2hl2h。39 3 3）跑砂和漏砂）跑砂和漏砂 如果沖洗強度過大或濾料級配不當，如果沖洗強度過大或濾料級配