水處理砂濾的過程和方式方法

(i)去除在沉淀過程中未沉降的非常細(xì)的懸浮顆粒和膠體顆粒。去除水中溶解的雜質(zhì)。去除水中的病原菌。(iv)去除水中的顏色、氣味、濁度。砂濾使水通過顆粒材料床（過濾器）的過程稱為過濾。過濾目的：(i)去除在沉淀過程中未沉降的非常細(xì)的懸浮顆粒和膠體顆粒。(ii)去除水中溶解的雜質(zhì)。(iii)去除水中的病原菌。(iv)去除水中的顏色、氣味、濁度。

過濾器類型：(i)慢砂過濾器(ii)快速砂濾器(iii)壓力過濾器過濾原理：在過濾過程中，會(huì)發(fā)生以下操作：(i)機(jī)械應(yīng)變(ii)沉淀(三)生物作用(iv)電解作用(i)機(jī)械應(yīng)變（對(duì)于較粗的顆粒）當(dāng)水通過過濾介質(zhì)（沙子）時(shí)，大于過濾介質(zhì)孔隙空間的懸浮顆粒被捕獲并去除。捕獲的顆粒在過濾介質(zhì)上形成墊子，有助于過濾更多雜質(zhì)。(ii)沉降（對(duì)于較細(xì)的顆粒）過濾介質(zhì)的空隙充當(dāng)小型沉淀池，細(xì)顆粒通過沉降被去除。(三)生物作用存在于過濾器空隙中的某些微生物和細(xì)菌在沙粒上形成涂層。這些生物利用水中的有機(jī)雜質(zhì)作為食物，并通過生物代謝將其轉(zhuǎn)化為無害的化合物。它們?cè)谶^濾介質(zhì)上形成一層稱為“schmutzdecke或臟皮”的層。該層進(jìn)一步有助于吸收和濾出水中的雜質(zhì)。(iv)電解變化（電離）過濾介質(zhì)的沙粒和水中的雜質(zhì)帶相反電荷。當(dāng)雜質(zhì)與沙粒接觸時(shí)，它們的電荷被中和并改變水的特性，使其變得更純凈。一段時(shí)間后，沙粒的電荷耗盡，應(yīng)通過清潔過濾器來恢復(fù)。過濾介質(zhì)：沙子（細(xì)沙或粗沙）通常用作過濾介質(zhì)并支撐在礫石上。(i)沙子：濾砂的性能有：?它應(yīng)取自堅(jiān)硬且耐腐蝕的石英或石英巖。?無污垢和其他雜質(zhì)。?在鹽酸(HCl)中放置24小時(shí)后，其重量損失不應(yīng)超過5%。?比重=2.55至2.65?有效尺寸(a)0.2至0.4毫米——慢砂過濾器。(b)0.35至0.55毫米–快速砂濾器。?均勻系數(shù)(a)1.8至2.5-慢砂過濾器(b)1.3至1.7——快速砂濾器砂的均勻度特性可以用下式表示：(a)有效尺寸(b)均勻系數(shù)。有效尺寸或直徑(D10)代表篩子的尺寸(以mm為單位)，10％的顆粒將通過該篩子，即比該尺寸更細(xì)的顆粒。類似地，D60尺寸表示60％的顆粒比它更細(xì)的尺寸。均勻系數(shù)(Cu)是顆粒范圍的量度，即顆粒尺寸的變化。(ii)無煙煤-粉碎的無煙煤可以單獨(dú)用作過濾介質(zhì)，也可以與沙子（混合介質(zhì)）結(jié)合使用。它比沙子還貴。(iii)石榴石砂-它具有高比重(4.2)，是一種致密材料。由于成本較高，不能作為唯一的過濾材料。然而，它可用于混合介質(zhì)30so過濾器。(iv)其他材料-可以使用當(dāng)?shù)乜傻玫牟牧献鳛檫^濾材料，如碎椰殼、燒焦的稻殼、碎玻璃、爐渣、金屬礦石等。慢砂過濾器(SSF)慢砂過濾器的效率高，可以去除較大比例的緩慢過濾000橢圓形基到s??izianoT懸浮雜質(zhì)和細(xì)菌。除菌效率達(dá)98%~99%。這些過濾器還可以去除有機(jī)雜質(zhì)（藻類和浮游生物）引起的氣味和味道。它們?nèi)コ伾男瘦^低，最多只能去除50mg/1的濁度。它們不適用于高濁度的沉淀水。過濾速率較低（即每個(gè)快速砂濾器每小時(shí)100至200升）。它們還需要大面積的土地并且安裝成本昂貴。因此，它們的使用已減少，僅在較小的水處理中優(yōu)選慢砂過濾器的施工慢砂過濾器由以下幾部分組成：(i)封閉罐它是一個(gè)開放的盆地，呈矩形，建在地面以下。水密罐由石/磚砌體建造，并涂有防水材料。地板朝向中央排水溝的床坡度為-1分之一到1分200。罐體表面積在50m2至1000m2之間變化。過濾率為每平方米100至200升水。水箱深度在-2.5至4m之間變化。(ii)過濾介質(zhì)它由鋪在礫石上的90至110厘米厚的沙層組成。有效尺寸-0.2至0.35均勻系數(shù)-2至3沙子分層放置，每層15厘米，最上面一層是較細(xì)的沙子，下面一層是較粗的沙子(iii)基材（礫石）基材是礫石，支撐沙子。它由30至75厘米厚的礫石組成，分為三至四層，每層深度為15至20厘米。較粗的礫石位于底層，最細(xì)的礫石位于最上層。各層礫石粒徑如下：頂部15厘米層–礫石尺寸3至6毫米中間層-6至20毫米/20至40毫米最底層15厘米層-礫石尺寸40至65毫米(iv)地下排水系統(tǒng)過濾介質(zhì)（沙子）和基材（礫石）鋪設(shè)在排水系統(tǒng)上。它由中央排水管和側(cè)排水管組成。側(cè)管是開式連接管或多孔排水管，以3至5m的間距放置在底層，并向中央排水管傾斜。過濾后的水由支管收集并排入中央主排水管，然后排至過濾水井。(v)入口和出口布置進(jìn)水室接納來自普通沉淀池的水并分布在過濾介質(zhì)上。出口側(cè)有一個(gè)過濾水井，收集從主排水管流出的過濾水。出口室中的可調(diào)節(jié)伸縮管可保持通過過濾器的恒定排放。入口和出口由自動(dòng)閥控制。(vi)其他附屬物*垂直空氣管-穿過沙層，以保證192層過濾層的正常運(yùn)行。氧*控制沙層上方水深的安排（1至1.5m）流量計(jì)用于測(cè)量流量，儀表用于測(cè)量水頭損失。慢砂過濾器的操作和清潔。沉淀池處理后的水進(jìn)入慢砂過濾器的進(jìn)水室并均勻分布在濾床上。水滲透通過過濾介質(zhì)并在過濾過程中得到凈化。然后水進(jìn)入礫石層并作為過濾水排出。它被收集在支管（多孔管道）中，排入中央主暗渠，最后進(jìn)入“過濾水井”。過濾后的水隨后被送往儲(chǔ)罐進(jìn)行供應(yīng)和分配。過濾速率通過伸縮管保持恒定。進(jìn)入慢砂過濾器的水不應(yīng)經(jīng)過混凝劑處理，因?yàn)樗赡軙?huì)影響“臟皮或Schmutzdecke層”的形成以及過濾器的功能。砂層上方的水深應(yīng)保持等于濾砂的深度。稱為過濾水頭或過濾水頭的水頭損失限制在最大值0.7至1.2m。它是過濾池和過濾水井之間的水位差。它是沙粒對(duì)水流提供的阻力。對(duì)于新清潔的過濾器單元，所提供的阻力較小，水頭或過濾器頭的損失也較小，例如10至15厘米。但隨著過濾的繼續(xù)，由于濾床的堵塞，水頭損失將不斷增加。當(dāng)水頭損失變高（即0.7至1.2m）時(shí)，必須清潔過濾器單元。慢砂過濾器的清洗是通過刮除并去除表層砂層1.5至3厘米來完成的。最后對(duì)頂面進(jìn)行耙平、打毛、清潔并用好水沖洗。所需的洗滌水量為過濾總水量的0.2%至0.6%。重復(fù)清潔，直到沙子深度減少到40厘米。然后添加新沙子。雖然所需的洗滌水量較少，但清潔需要大量的體力勞動(dòng)。慢砂過濾器的工作原理是機(jī)械過濾和微生物作用。部分分解的有機(jī)物的粘性沉積物在過濾介質(zhì)上形成表面涂層。該層稱為“Schmutzdecke”或臟皮。該層具有粘性，可吸收更多雜質(zhì)，并被其中存在的微生物分解。隨著過濾的繼續(xù)，該層的厚度增加。過濾器開始運(yùn)行2-3周后，沙子的最上層會(huì)覆蓋一層厚厚的藻類、細(xì)菌、原生動(dòng)物、懸浮顆粒和有機(jī)物的薄膜。過濾過程的效率取決于“Schmutdecke層”的形成。該層中的細(xì)菌將有機(jī)物分解成簡單的、無害的化合物。慢砂過濾器的效率和性能過濾速度為每平方米過濾面積每小時(shí)100至200升。它們?cè)谌コ龖腋」腆w和細(xì)菌方面非常有效。細(xì)菌去除率為98%至99%。它們還可以去除有機(jī)雜質(zhì)（藻類和浮游生物）帶來的氣味和味道。?它們?nèi)コ伾男瘦^低。?它們最多只能去除50mg/l的濁度。它們不適合高度201abnU的渾濁水域。?它們適用于小型處理廠，用于凈化低色度、低濁度和低細(xì)菌的水。?由于過濾速度慢，因此需要較大的面積。?對(duì)于大型WTP來說，它們成本高昂且不經(jīng)濟(jì)。慢砂過濾器設(shè)計(jì)指南：CPHEEO（中央公共衛(wèi)生和環(huán)境工程組織）編寫的《供水和處理手冊(cè)》給出了以下指導(dǎo)原則：-描述推薦設(shè)計(jì)值因此，采用6臺(tái)過濾單元，其中1臺(tái)備用，每臺(tái)尺寸為36mx18m，每側(cè)3臺(tái)串聯(lián)布置?？焖偕盀V器快速砂濾器：重力式快速砂濾器有兩種類型：(i)重力式——采用較大、較粗的沙子作為過濾介質(zhì)，以提高過濾速度。(ii)壓力式-水在壓力下過濾，從而提高過濾速度。重力式快速砂濾器由以下幾部分組成：1.封閉罐：尺寸較小，一般為矩形，結(jié)構(gòu)為3.5m。每個(gè)單元的表面積為20至50平方米，串聯(lián)排列。L/B比為1.25至1.35。水箱內(nèi)設(shè)有RCC或CI槽，用于在運(yùn)行期間分配水并在清潔（反洗）期間收集洗滌水m.pables2.過濾介質(zhì)（沙子）：沙子應(yīng)不含污垢、有機(jī)物和懸浮物，堅(jiān)硬且耐磨，最好是石英巖；沙深0.6～0.9m；有效尺寸0.35至0.6mm；均勻系數(shù)1.2～1.7。由于有效尺寸增大，均勻系數(shù)降低，空隙空間增大，過濾速率增大。3.基材（礫石）：砂介質(zhì)支撐在級(jí)配礫石層上。礫石應(yīng)不含粘土、污垢和有機(jī)物，且應(yīng)堅(jiān)硬、耐用、圓潤。其深度為45至60厘米，通常分層鋪設(shè)：4.地下排水系統(tǒng)：有兩個(gè)目的(i)收集過濾后的水(ii)清洗（反洗）時(shí)，清洗水均勻向上分布下排水系統(tǒng)由管匯和支管組成。歧管是一根直徑為40厘米的管道，在地板底部中心縱向延伸。支管是直徑為10厘米的管道，以15至30厘米的間距以直角從歧管引出。有兩種類型的歧管和橫向系統(tǒng)：(i)穿孔管式：側(cè)排水管底部設(shè)有孔。(ii)管道和過濾器類型：在這種類型中，應(yīng)變施加在支管上。過濾器是一根小黃銅管，其頂部用穿孔蓋封閉。下排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：a)穿孔的總橫截面積=總過濾面積的0.2%。(b)每側(cè)截面積=總截面積的2至4倍(c)分流器截面積=側(cè)排水管截面積的兩倍。5、其他附件(i)沖洗水槽：設(shè)置在過濾器頂部，用于收集反沖洗水并排入排水溝。它們是正方形、V形或半圓形的CI或RCC槽，以1.5至2m的間距設(shè)置在罐的寬度或長度上。槽底保持在沙子頂部以上至少5厘米。槽的尺寸可通過以下表達(dá)式求得：Q=1.376×3/2在哪里，Q=槽接收的總水量，單位為m3/sb=槽的寬度，單位米y=槽上端水深，m。(ii)空氣壓縮機(jī)：為反洗時(shí)砂粒的攪拌提供空氣。清洗空氣儲(chǔ)罐應(yīng)至少容納清洗一個(gè)過濾器所需空氣容量的兩倍。壓縮空氣以每平方米過濾面積每分鐘0.6至0.8立方米的速度供應(yīng)5分鐘。(iii)流量控制裝置：必須控制進(jìn)水、出水、洗滌水供應(yīng)和洗滌廢水的流量。通過使用速率控制器（文丘里型），無論水頭損失如何，都可以保持恒定的過濾速率。否則過濾速度的突然變化可能會(huì)損壞砂濾床?？焖偕盀V器的工作和清洗：快速砂濾器的工作由6個(gè)閥門控制：閥門A：進(jìn)水/進(jìn)水閥門，來自混凝澄清池的水通過該閥門進(jìn)入過濾裝置。閥門B：過濾水儲(chǔ)罐閥門。閥門C：廢水閥，用于排出主排水管中的水。閥門D：廢水閥，用于從進(jìn)水室排出水a(chǎn)lveE:洗滌水儲(chǔ)水箱閥門(i)正常工作狀態(tài)下：除A和B保持打開狀態(tài)外，所有閥門均關(guān)閉。閥門A：允許水從混凝沉淀池進(jìn)入進(jìn)水室。閥門B：將過濾后的水輸送至過濾后的儲(chǔ)水箱。沙床上方保持2m水頭。過濾速率為3000至6000升/小時(shí)/平方米過濾面積(ii)反洗期間：干凈濾床最初的水頭損失通常為15至30厘米。隨著過濾的繼續(xù)，雜質(zhì)被捕獲在過濾介質(zhì)中，并對(duì)水流提供更大的阻力，因此水頭損失不斷增加?？焖偕盀V池允許水頭損失為2.5～3.5m。當(dāng)水頭損失超過允許值時(shí)，濾床需要清潔，清潔間隔為2至4天。在反沖洗過程中，使高速空氣和水混合向上流動(dòng)，或者首先是壓縮空氣，然后是洗滌水。遵循以下操作順序：關(guān)閉進(jìn)水閥A-讓過濾器運(yùn)行，直到水位降至槽邊緣或距沙子頂部15厘米。關(guān)閉排放閥B。打開空氣閥F-以1至1.5立方米空氣/分鐘/平方米過濾面積的速度吹氣2至3分鐘，以松動(dòng)浮渣/污垢。關(guān)閉空氣閥F。打開洗水閥E-和廢水閥D-洗水噴射向上流動(dòng)（反洗廢水排入繼續(xù)清潔直至洗液變得清澈。關(guān)閉洗滌水閥E。關(guān)閉廢水閥D。讓固體沉淀并在過濾介質(zhì)上形成粘性層。打開閥門C，將過濾水引導(dǎo)至洗滌排水管幾分鐘。關(guān)閉閥門C。打開閥門B-繼續(xù)正常過濾操作。?反沖洗期間允許的濾床膨脹為其深度的25%至50%。?清洗水的使用量為每平方米600升。的過濾面積?？焖偕盀V器經(jīng)常堵塞，必須每24至48小時(shí)清洗一次。反洗一般需要10～30分鐘?？焖偕盀V池的設(shè)計(jì)問題2.4：設(shè)計(jì)一套快速重力過濾器，用于處理5萬人口所需的水；供應(yīng)量為每人每天180升。過濾器的額定工作效率為每平方米每小時(shí)5000升。假設(shè)需要任何數(shù)據(jù)。解決方案：因此，提供了兩臺(tái)尺寸為10mx6.75m的裝置，并額外配備了一臺(tái)備用裝置。問題2.5：設(shè)計(jì)一個(gè)適用于4MLD供應(yīng)的快速砂濾器及其所有主要組件。解決方案：每天所需水量=400萬升假設(shè)4%的過濾水用于反洗每天所需過濾水總量=1.04x4ML=4.16MLD假設(shè)每天反洗損失0.5小時(shí)（30分鐘）每小時(shí)所需過濾水=4.16/23.5ML/hr（運(yùn)行時(shí)間為23.5小時(shí)）=0.177毫升/小時(shí)假設(shè)過濾率=5000升/小時(shí)/平方米。0.177×106所需過濾器面積=0.177x106/50001/小時(shí)/1/小時(shí)/m2=35.4m2SbieTodtio的阿爾姆斯特爾28假設(shè)提供2個(gè)單位每套面積=35.4/17.7m2假設(shè)=L/