型滤池教学课件.ppt

1、第第6 6章章 过过 滤滤FiltrationFiltration第一节第一节 概概 述述一、常见过滤方式一、常见过滤方式 （1 1）表面或浅层过滤）表面或浅层过滤 格栅过滤格栅过滤 过滤介质为栅条和滤网过滤介质为栅条和滤网 微孔过滤微孔过滤 成型滤材，如滤布、滤片、成型滤材，如滤布、滤片、烧结滤管、蜂房滤芯等。烧结滤管、蜂房滤芯等。膜膜 过过 滤滤 过滤介质为半透膜、超滤过滤介质为半透膜、超滤膜、微滤膜等。膜、微滤膜等。（2 2）深层过滤）深层过滤 过滤介质为颗粒状滤料，过滤介质为颗粒状滤料，如石英砂、无烟煤等。如石英砂、无烟煤等。为区别前为区别前3 3种为表面或浅层过滤过程，第种为表面或浅

2、层过滤过程，第4 4种为深层过滤，简称种为深层过滤，简称过滤过滤。过滤的定义：过滤的定义：借助于具有一定空隙率的固借助于具有一定空隙率的固体介质（如石英砂）阻挡截留水中杂质而使水体介质（如石英砂）阻挡截留水中杂质而使水得到澄清的工艺过程。得到澄清的工艺过程。二、过滤截留的对象：二、过滤截留的对象：细小颗粒（细小颗粒（SSSS）细小矾花细小矾花 藻类藻类 细菌及病毒细菌及病毒三、过滤位置：三、过滤位置：（1 1）沉淀池或澄清池之后）沉淀池或澄清池之后 （2 2）直接过滤。）直接过滤。第一节第一节 概概 述述四、过滤四、过滤作用作用 1 1、给水处理、给水处理 常用过滤处理沉淀或澄清池出水，使滤后

3、出水浊度满足用水要求。常用过滤处理沉淀或澄清池出水，使滤后出水浊度满足用水要求。进一步降低水的浊度；同时水中有机物、细菌及病毒将随水的浊度进一步降低水的浊度；同时水中有机物、细菌及病毒将随水的浊度降低而部分被去除。降低而部分被去除。为滤后消毒创造了良好条件。残留于滤后水中的细菌、病毒等失去为滤后消毒创造了良好条件。残留于滤后水中的细菌、病毒等失去浑浊物的保护和依附时，在滤后消毒过程中也将容易被杀灭。）浑浊物的保护和依附时，在滤后消毒过程中也将容易被杀灭。）在饮用水净化工艺中，过滤是不可缺少的，它是保证饮用水卫生安全的在饮用水净化工艺中，过滤是不可缺少的，它是保证饮用水卫生安全的重要措施。重要措

4、施。2 2、废水处理、废水处理 过滤常作为吸附、离子交换、膜分离法等的预处理手段；过滤常作为吸附、离子交换、膜分离法等的预处理手段；作为生化处理后的深度处理，使滤后出水达到回用要求。作为生化处理后的深度处理，使滤后出水达到回用要求。第一节第一节 概概 述述五、滤池的种类五、滤池的种类 (一一)按滤速分按滤速分 1 1、慢滤池、慢滤池 0.010.010.4m/h0.4m/h 2 2、快滤池、快滤池 4 48m/h8m/h 3 3、高速滤池、高速滤池 101016m/h16m/h (二二)按作用水头分按作用水头分 1 1、重力滤池、重力滤池 4 45m 5m 2 2、压力滤池、压力滤池 1515

5、25m25m (三三)按水流方向分按水流方向分 1 1、下向流滤池、下向流滤池 2 2、上向流滤池、上向流滤池 3 3、双向流滤池、双向流滤池 (四四)按滤料组成分按滤料组成分 1 1、单层滤池、单层滤池 滤速滤速 8-10m/h 8-10m/h 2 2、双层滤池、双层滤池 滤速滤速10-14m/h 10-14m/h 3 3、多层滤池、多层滤池 滤速滤速18-20m/h 18-20m/h 第一节第一节 概概 述述一、过滤机理一、过滤机理 (一一)机械筛滤机械筛滤 把滤料间的空隙看作把滤料间的空隙看作“筛子筛子”，尺寸大于孔隙尺寸的悬浮颗粒被，尺寸大于孔隙尺寸的悬浮颗粒被截留下来。截留下来。(二

6、二)沉淀作用沉淀作用 悬浮颗粒靠重力作用沉淀在滤料的表面。滤料层类似于层层叠起悬浮颗粒靠重力作用沉淀在滤料的表面。滤料层类似于层层叠起的多层沉淀池，巨大的沉淀面积，将微小的杂质沉淀截留下来。的多层沉淀池，巨大的沉淀面积，将微小的杂质沉淀截留下来。(三三)接触吸附接触吸附 悬浮颗粒在布朗运动等作用下迁移扩散到滤料表面，在范德华力悬浮颗粒在布朗运动等作用下迁移扩散到滤料表面，在范德华力等作用下被滤料吸附。等作用下被滤料吸附。第二节第二节 过滤理论过滤理论 第二节第二节 过滤理论过滤理论 二、过滤的接触吸附机理二、过滤的接触吸附机理 水中的悬浮颗粒能否粘附于滤料颗粒表面水中的悬浮颗粒能否粘附于滤料颗

7、粒表面，涉及两个问题：，涉及两个问题：1 1、被水流挟带的颗粒如何脱离流线与滤料颗粒表面接近或接触？、被水流挟带的颗粒如何脱离流线与滤料颗粒表面接近或接触？颗粒的迁移机理颗粒的迁移机理 2 2、当颗粒与滤料表面接触或接近时，依靠哪些力的作用使它们粘、当颗粒与滤料表面接触或接近时，依靠哪些力的作用使它们粘附于滤料颗粒表面上？附于滤料颗粒表面上？颗粒的粘附机理颗粒的粘附机理1 1、颗粒的迁移机理、颗粒的迁移机理 在过滤过程中，滤料孔隙中的在过滤过程中，滤料孔隙中的水流一般属水流一般属层流状态层流状态。被水流挟带。被水流挟带的颗粒随水流的的颗粒随水流的流线运动流线运动。颗粒之所以会脱离流线与滤料颗粒

8、之所以会脱离流线与滤料颗粒表面接近，完全是一种颗粒表面接近，完全是一种物理物理-力力学作用学作用，主要有，主要有拦截、沉淀、惯性、拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用扩散和水动力作用。第二节第二节 过滤理论过滤理论 （1 1）拦截作用：）拦截作用：颗粒尺寸较大时，处于流颗粒尺寸较大时，处于流线中的颗粒会直接碰到滤料表面产生线中的颗粒会直接碰到滤料表面产生拦截拦截作用；作用；（2 2）沉淀作用：）沉淀作用：颗粒沉速较大时会在颗粒沉速较大时会在重力重力作用下脱离流线，产生沉淀作用；作用下脱离流线，产生沉淀作用；（3 3）惯性作用：）惯性作用：颗粒具有较大颗粒具有较大惯性惯性时，也时，也可脱离流线与滤

9、料表面接触；可脱离流线与滤料表面接触；（4 4）扩散作用：）扩散作用：颗粒较小，颗粒较小，布朗运动布朗运动较剧较剧烈时会扩散至滤料表面；烈时会扩散至滤料表面；（5 5）水动力作用：）水动力作用：在滤料在滤料表面附近存在速度梯度，非表面附近存在速度梯度，非球形颗粒由于在球形颗粒由于在速度梯度作速度梯度作用下，会产生转动用下，会产生转动而脱离流而脱离流线与颗粒表面接触。线与颗粒表面接触。2 2、颗粒的粘附机理、颗粒的粘附机理 粘附作用是一种物理化学作用。当水粘附作用是一种物理化学作用。当水中杂质颗粒迁移到滤料表面上时，则在中杂质颗粒迁移到滤料表面上时，则在范范德华力和静电力相互作用下，以及某些特德

10、华力和静电力相互作用下，以及某些特殊的化学吸附力下殊的化学吸附力下，被粘附于滤料颗粒表，被粘附于滤料颗粒表面上，或粘附在滤料表面上原先粘附的颗面上，或粘附在滤料表面上原先粘附的颗粒上。此外絮凝颗粒的架桥作用也会存在。粒上。此外絮凝颗粒的架桥作用也会存在。第二节第二节 过滤理论过滤理论 F Fa1a1表示颗粒表示颗粒1 1与滤料表面的粘附力与滤料表面的粘附力F Fa2a2表示颗料表示颗料2 2与颗粒与颗粒1 1之间的粘附力之间的粘附力F FS1S1表示颗粒表示颗粒1 1所受到的平均水流剪力所受到的平均水流剪力F FS2S2表示颗粒表示颗粒2 2所受到的平均水流剪力所受到的平均水流剪力F F1 1

11、、F F2 2和和F F3 3均表示合力均表示合力 在颗粒粘附的同时，还存在由于孔隙在颗粒粘附的同时，还存在由于孔隙中水流中水流剪力作用剪力作用而导致颗粒从滤料表面上而导致颗粒从滤料表面上脱落趋势脱落趋势。粘附力和水流剪力相对大小，决定了粘附力和水流剪力相对大小，决定了颗粒粘附和脱落的程度颗粒粘附和脱落的程度。第三节第三节 快滤池快滤池一、滤池的构造一、滤池的构造 1 1、进水系统、进水系统 2 2、承托垫层、承托垫层 3 3、滤料层、滤料层 4 4、出水系统、出水系统 5 5、反洗系统、反洗系统 6 6、排污系统、排污系统第三节第三节 快滤池快滤池第三节第三节 快滤池快滤池二、滤料层滤料层

12、1 1、滤料层的作用、滤料层的作用 滤料层是滤池的核心部分。滤料层是滤池的核心部分。提供滤料接触吸附的提供滤料接触吸附的表面积表面积及颗粒物储存的及颗粒物储存的空间和容积空间和容积。2 2、滤料、滤料 3 3、污染物在滤层中的分布规律、污染物在滤层中的分布规律 4 4、滤层的含污能力、滤层的含污能力 5 5、不同滤池中滤料层的结构、不同滤池中滤料层的结构 第三节第三节 快滤池快滤池二、滤料层滤料层 2 2、滤料、滤料 (1)(1)滤料的要求滤料的要求 有足够的有足够的机械强度机械强度。(在冲洗过程中不因碰撞、摩擦而破碎在冲洗过程中不因碰撞、摩擦而破碎)有足够的有足够的化学稳定性化学稳定性。(不

13、溶于水，对废水中的化学成分足够稳定，不产生有害物质不溶于水，对废水中的化学成分足够稳定，不产生有害物质)具有一定的具有一定的大小和级配大小和级配。（粒度适中，外形近乎球形，表面粗糙，带有棱角，能提供较大的比表面和孔（粒度适中，外形近乎球形，表面粗糙，带有棱角，能提供较大的比表面和孔隙率，满足截留颗粒物的要求）隙率，满足截留颗粒物的要求）价廉，易得价廉，易得。第三节第三节 快滤池快滤池 (2)(2)滤料的种类滤料的种类 石英砂石英砂 无烟煤粒无烟煤粒 石榴石粒石榴石粒 磁铁矿粒磁铁矿粒 白云石粒白云石粒 花岗岩粒花岗岩粒 聚苯乙烯发泡塑料球聚苯乙烯发泡塑料球 纤维滤料纤维滤料 硅藻土硅藻土第三节

14、第三节 快滤池快滤池 (3)(3)滤料的粒径和级配滤料的粒径和级配 滤料的粒径和级配应适应颗粒物的大小和去除效率的要求。滤料的粒径和级配应适应颗粒物的大小和去除效率的要求。粒径粒径：表示颗粒的大小。表示颗粒的大小。通常指能把滤料颗粒包围在内的一个假想的球体的直径。通常指能把滤料颗粒包围在内的一个假想的球体的直径。级配：级配：是滤料各种粒径颗粒所占的重量比例。是滤料各种粒径颗粒所占的重量比例。第三节第三节 快滤池快滤池 滤料粒径的表示方法：滤料粒径的表示方法：A A、d d1010、d d8080和和K K8080；d d1010 ：通过：通过10%10%滤料质量的筛孔直径。表示小颗粒的代表滤料

15、质量的筛孔直径。表示小颗粒的代表粒径粒径。d d8080 ：通过：通过80%80%滤料质量的筛孔直径。表示粗颗粒的代表滤料质量的筛孔直径。表示粗颗粒的代表粒径粒径。K K8080 ：滤料不均匀系数：滤料不均匀系数，K K8080=d=d8080/d/d10 10 。反映颗粒大小的差别。反映颗粒大小的差别程度。程度。K K8080越大说明粗细颗粒尺寸相差越大，滤料直径越不均匀，对过越大说明粗细颗粒尺寸相差越大，滤料直径越不均匀，对过滤和反冲洗都不利。（滤和反冲洗都不利。（体现体现：降低滤料层的孔隙率；：降低滤料层的孔隙率；降低其含污能降低其含污能力；增加过滤时的阻力。）力；增加过滤时的阻力。）B

16、 B、dmaxdmax、dmindmin和和K K8080 C C、平均粒径、平均粒径d d5050 D D、当量直径、当量直径dede第三节第三节 快滤池快滤池iidpde1式中：式中：p pi i两筛目间滤料重量百分率；两筛目间滤料重量百分率；d di i两筛目粒径的几何平均值。两筛目粒径的几何平均值。级配的表示方法：级配的表示方法：是滤料各种粒径颗粒所占的重量比例。是滤料各种粒径颗粒所占的重量比例。可通过筛分试验求得。筛分试验可通过筛分试验求得。筛分试验 级配曲线。级配曲线。级配曲线的应用级配曲线的应用:可以确定滤料的有效粒径和不均匀系数。可以确定滤料的有效粒径和不均匀系数。国内：快滤池

17、一般采用国内：快滤池一般采用d d1010=0.5=0.50.6mm0.6mm，K K8080=2.0=2.02.22.2的滤料；的滤料；国外：倾向于选用稍大的国外：倾向于选用稍大的d d1010和较小的和较小的d d8080。第三节第三节 快滤池快滤池 3 3、污染物在滤层中的分布规律、污染物在滤层中的分布规律 过滤初期，过滤初期，滤料较干净，孔隙率较大，孔滤料较干净，孔隙率较大，孔隙流速较小，水流剪力隙流速较小，水流剪力F Fa1a1较小，因而粘附作用较小，因而粘附作用占优势。占优势。随着过滤时间的延长，随着过滤时间的延长，滤层中杂质逐渐增滤层中杂质逐渐增多，孔隙率逐渐减小，水流剪力逐渐增

18、大，以多，孔隙率逐渐减小，水流剪力逐渐增大，以至最后粘附上的颗粒至最后粘附上的颗粒（如图中颗粒（如图中颗粒3 3）将首先将首先脱落下来，或者被水流挟带的后续颗粒不再有脱落下来，或者被水流挟带的后续颗粒不再有粘附现象，于是悬浮颗粒便向下层推移，下层粘附现象，于是悬浮颗粒便向下层推移，下层滤料截留作用渐次得到发挥。滤料截留作用渐次得到发挥。第三节第三节 快滤池快滤池 实际工作时，往往是下层滤料截留悬浮颗粒作用远未得到充分发挥时，过滤就得停止。原因：滤料经反冲洗后，滤层因膨胀而分层，表层滤料粒径最小，原因：滤料经反冲洗后，滤层因膨胀而分层，表层滤料粒径最小，粘附比表面积最大，截留悬浮颗粒量最多，而孔

19、隙尺寸又最小，因而，粘附比表面积最大，截留悬浮颗粒量最多，而孔隙尺寸又最小，因而，过滤到一定时间后，表层滤料间过滤到一定时间后，表层滤料间孔隙将逐渐被堵塞孔隙将逐渐被堵塞，甚至产生筛滤作用，甚至产生筛滤作用而而形成泥膜形成泥膜，使过滤阻力剧增。，使过滤阻力剧增。导致结果导致结果:(1)(1)在一定过滤水头下滤速减小（或在一定滤速下水头损失达到极在一定过滤水头下滤速减小（或在一定滤速下水头损失达到极限值）限值）;(2)(2)或者或者因滤层表面受力不均匀而使泥膜产生裂缝时，大量水流将因滤层表面受力不均匀而使泥膜产生裂缝时，大量水流将自裂缝中流出，以致悬浮杂质穿过滤层而使出水水质恶化。自裂缝中流出，

20、以致悬浮杂质穿过滤层而使出水水质恶化。当上述两种情况之一出现时，过滤将被迫停止。当上述两种情况之一出现时，过滤将被迫停止。第三节第三节 快滤池快滤池4 4、滤池的含污能力、滤池的含污能力 根据污染物在滤层中的分布规律可知，当过滤周期结束后，滤层根据污染物在滤层中的分布规律可知，当过滤周期结束后，滤层中所截留的悬浮颗粒量在滤层深度方向变化很大。中所截留的悬浮颗粒量在滤层深度方向变化很大。滤层含污量：滤层含污量：指单位体积滤层中所截留的杂质量。指单位体积滤层中所截留的杂质量。滤层含污能力：滤层含污能力：在一个过滤周期内，如果按整个滤层计，单位在一个过滤周期内，如果按整个滤层计，单位体积滤料中的平均

21、含污量称为体积滤料中的平均含污量称为“滤层含污能力滤层含污能力”，单位以，单位以g/cmg/cm3 3或或kg/cmkg/cm3 3计。计。如何提高滤层含污能力？如何提高滤层含污能力？第三节第三节 快滤池快滤池 提高提高滤池含污能力滤池含污能力的途径：的途径：A A、提高滤料颗粒的均匀性，即减小、提高滤料颗粒的均匀性，即减小K K8080 ，增大，增大d d1010 。B B、由单层滤料改为多层滤料；、由单层滤料改为多层滤料；为了改变上细下粗的滤层中杂质分布严重的不均匀现象，为了改变上细下粗的滤层中杂质分布严重的不均匀现象，提高滤层含污提高滤层含污能力，能力，出现了双层滤料、三层滤料或均质滤料

22、等。出现了双层滤料、三层滤料或均质滤料等。第三节第三节 快滤池快滤池 提高提高滤池含污能力滤池含污能力的途径：的途径：A A、提高滤料颗粒的均匀性，即减小、提高滤料颗粒的均匀性，即减小K K8080 ，增大，增大d d1010 。B B、由单层滤料改为多层滤料；、由单层滤料改为多层滤料；C C、改变水流方向（上下双向过滤）。、改变水流方向（上下双向过滤）。进水出水承托层石英砂a.上向流过滤b.双向流过滤承托层石英砂进水出水c.双层滤料承托层石英砂出水d.三层滤料无烟煤承托层石英砂出水无烟煤磁铁矿第三节第三节 快滤池快滤池 5 5、不同滤池中滤料层的结构、不同滤池中滤料层的结构 第三节第三节 快

23、滤池快滤池三、承托层三、承托层 作用：作用：防止滤料从配水系统中流失；防止滤料从配水系统中流失；反冲时均匀配水。反冲时均匀配水。（1 1）单层滤料或双层滤料池，）单层滤料或双层滤料池，采用大阻力配水系统由天然卵石或采用大阻力配水系统由天然卵石或碎石组成。碎石组成。表表 第三节第三节 快滤池快滤池 （2 2）三层滤料滤池）三层滤料滤池 由于下层滤料粒径小而重量大，承托层必须与之相适应。即上由于下层滤料粒径小而重量大，承托层必须与之相适应。即上层采用重质矿石，以免反冲洗时承托层移动。层采用重质矿石，以免反冲洗时承托层移动。第三节第三节 快滤池快滤池 四、配水系统四、配水系统 1 1、配水系统的作用

24、、配水系统的作用 （配水均匀性对冲洗效果影响很大）（配水均匀性对冲洗效果影响很大）配水系统的作用配水系统的作用:(1)(1)均匀收集过滤后水；均匀收集过滤后水；(2)(2)使冲洗水在整个滤池面积上均匀分布。使冲洗水在整个滤池面积上均匀分布。配水不均匀的影响配水不均匀的影响:(1)(1)冲洗水量过大的地方，部分滤层膨胀过甚，甚至会招致局冲洗水量过大的地方，部分滤层膨胀过甚，甚至会招致局部承托层发生移动，滤料层和承托层混合，造成漏砂现象。部承托层发生移动，滤料层和承托层混合，造成漏砂现象。(2)(2)冲洗水量过小的地方，部分滤层膨胀不足，滤料层中的杂冲洗水量过小的地方，部分滤层膨胀不足，滤料层中的

25、杂质冲洗不干净，逐渐胶结变大，形成质冲洗不干净，逐渐胶结变大，形成“泥球泥球”或或“泥饼泥饼”。第三节第三节 快滤池快滤池2 2、配水系统的类型、配水系统的类型 （1 1）配水系统原理）配水系统原理 由上式可见，要使配水均匀，可采取以下方式：由上式可见，要使配水均匀，可采取以下方式：人为增大孔口阻力系数人为增大孔口阻力系数S S1 1，即减小孔口面积；，即减小孔口面积；（大阻力配水）（大阻力配水）减小干管和支管流速减小干管和支管流速v v1 1、v v2 2，减小右式根号中的第二项的影，减小右式根号中的第二项的影响。响。（小阻力配水）（小阻力配水）第三节第三节 快滤池快滤池gSSQSSSSQa

26、b212221/212/21/212 2、配水系统的类型、配水系统的类型 （2 2）配水系统分类）配水系统分类 根据配水系统原理分为：根据配水系统原理分为：大阻力配水系统大阻力配水系统 中阻力配水系统中阻力配水系统 小阻力配水系统小阻力配水系统第三节第三节 快滤池快滤池 实际上，配水系统孔口阻力由大到小应是递减的，由于孔口阻力实际上，配水系统孔口阻力由大到小应是递减的，由于孔口阻力与孔口总面积或开孔比成反比，故与孔口总面积或开孔比成反比，故开孔比开孔比a a越大（开孔面积越大），越大（开孔面积越大），孔口阻力越小。孔口阻力越小。阻力大小只是相对的含义，并无严格划分的科学依据。阻力大小只是相对的

27、含义，并无严格划分的科学依据。一般把水一般把水头头H HW W只需要只需要1-1.5m1-1.5m以下的配水系统成为以下的配水系统成为小阻力配水系统小阻力配水系统，这种系统靠，这种系统靠滤池本身的水位，就足以提供所需要的水头。滤池本身的水位，就足以提供所需要的水头。大阻力配水系统大阻力配水系统的冲洗的冲洗水头水头H HW W 则高得多，需要专设反冲洗设备。则高得多，需要专设反冲洗设备。一般规定：一般规定：（开孔比（开孔比a a ）a=0.20a=0.200.250.25为为大阻力配水大阻力配水，采用穿孔管系，采用穿孔管系 a=0.60a=0.600.800.80为为中阻力配水中阻力配水 a=1

28、.0a=1.01.51.5 为为小阻力配水小阻力配水，采用穿孔滤板、滤砖和滤头等，采用穿孔滤板、滤砖和滤头等 第三节第三节 快滤池快滤池（1 1）大阻力配水系统大阻力配水系统 快滤池中常用的是快滤池中常用的是“穿孔管大穿孔管大阻力配水系统阻力配水系统”，见图。，见图。结构：结构：中间是一根干管（干中间是一根干管（干渠），干管两侧接出若干根相互平渠），干管两侧接出若干根相互平行的支管。支管下方开两排小孔，行的支管。支管下方开两排小孔，与中心线成与中心线成4545角交错排列。角交错排列。特点：特点：孔口小、孔口阻力大。孔口小、孔口阻力大。冲洗时，水流自干管起端进入后，流入各支管，由支管孔口流出，再

29、经承托层和滤料层流入排水槽。第三节第三节 快滤池快滤池 图图第三节第三节 快滤池快滤池大阻力配水系统大阻力配水系统 结构结构 大阻力配水系统设计要求大阻力配水系统设计要求：A A、单池面积一般不宜大于、单池面积一般不宜大于100m100m2 2 。B B、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。C C、支管中心间距约、支管中心间距约 0.2-0.3m0.2-0.3m，支管长度与直径之比一般不大，支管长度与直径之比一般不大于于6060；D D、开孔

30、比为、开孔比为0.2%0.2%0.25%0.25%。（开孔比：孔口总面积与滤池面积之比）（开孔比：孔口总面积与滤池面积之比）E E、孔口直径取、孔口直径取9 912mm12mm。当干管直径大于。当干管直径大于300mm300mm时，干管顶部时，干管顶部也应开孔布水，并在孔口上方设置挡板。也应开孔布水，并在孔口上方设置挡板。第三节第三节 快滤池快滤池 大阻力配水系统优缺点大阻力配水系统优缺点:优点：优点：配水均匀性较好。配水均匀性较好。缺点：缺点：结构较复杂；结构较复杂；孔口水头损太人，冲洗时动力消耗大；孔口水头损太人，冲洗时动力消耗大；管道易结垢，增加检修困难。管道易结垢，增加检修困难。对冲洗

31、水头有限的虹吸滤池和无阀滤池，大阻力配水系统不能对冲洗水头有限的虹吸滤池和无阀滤池，大阻力配水系统不能采用。采用。第三节第三节 快滤池快滤池（2 2）小阻力配水系统）小阻力配水系统 穿孔（或缝隙）滤板穿孔（或缝隙）滤板 基本原理：基本原理：减小干管和支管进口流速同样减小干管和支管进口流速同样可使布水趋于均匀可使布水趋于均匀。可以减小孔口。可以减小孔口阻力系数以减小孔口水头损失。阻力系数以减小孔口水头损失。“小阻力小阻力”一词的涵义，即指一词的涵义，即指配水系统中孔口阻力较小，这是相配水系统中孔口阻力较小，这是相对于对于“大阻力大阻力”而言的。而言的。第三节第三节 快滤池快滤池（2 2）小阻力配

32、水系统）小阻力配水系统钢筋混凝土穿孔（或缝隙）滤板钢筋混凝土穿孔（或缝隙）滤板 在钢筋混凝土板上开圆孔或在钢筋混凝土板上开圆孔或条式缝隙。板上铺设一层或两层条式缝隙。板上铺设一层或两层尼龙网。尼龙网。特点：特点：造价较低，孔口不易堵造价较低，孔口不易堵塞，配水均匀性较好，强度高，耐塞，配水均匀性较好，强度高，耐腐蚀。腐蚀。第三节第三节 快滤池快滤池（3 3）中阻力配水系统）中阻力配水系统 二次配水的穿孔滤砖二次配水的穿孔滤砖 用钢筋混凝土或陶瓷制成。每用钢筋混凝土或陶瓷制成。每平方米滤池面积上铺设平方米滤池面积上铺设6 6块。开孔块。开孔比为：上层比为：上层1.071.07，下层，下层0.7%

33、0.7%，属，属中阻力配水系统。中阻力配水系统。特点：特点：滤砖构造分上下滤砖构造分上下2 2层连成整体。铺设时，各砖的下层相互连层连成整体。铺设时，各砖的下层相互连通，起到配水渠的作用；上层各砖单独配水，用板分隔互不相通。实通，起到配水渠的作用；上层各砖单独配水，用板分隔互不相通。实际上是将滤池分成象一块滤砖大小的许多小格。上层配水孔均匀布置，际上是将滤池分成象一块滤砖大小的许多小格。上层配水孔均匀布置，水流阻力基本接近，保证了滤池的均匀冲洗。水流阻力基本接近，保证了滤池的均匀冲洗。二次配水穿孔滤砖配水均匀性较好，但价格较高。二次配水穿孔滤砖配水均匀性较好，但价格较高。第三节第三节 快滤池快

34、滤池 图图 第三节第三节 快滤池快滤池（3 3）中阻力配水系统）中阻力配水系统（4 4）滤头）滤头 滤头由具有缝隙的滤帽和滤柄（具有滤头由具有缝隙的滤帽和滤柄（具有外螺纹的直管）组成。外螺纹的直管）组成。短柄滤头短柄滤头用于单独用于单独水冲滤池，水冲滤池，长柄滤头长柄滤头用于气水反冲洗滤池。用于气水反冲洗滤池。对于穿孔滤板对于穿孔滤板，可在，可在滤板滤板上安装滤头。上安装滤头。第三节第三节 快滤池快滤池五、滤池的冲洗五、滤池的冲洗 （一）冲洗目的：（一）冲洗目的：清除滤层中所截留的污物，使滤池恢复过滤能力。清除滤层中所截留的污物，使滤池恢复过滤能力。（二）冲洗原理：（二）冲洗原理：水流自下而上

35、通过滤层，并使滤层膨胀达到一定程度，靠水水流自下而上通过滤层，并使滤层膨胀达到一定程度，靠水流的剪切力和滤料颗粒间的碰撞、摩擦使积累在滤料层中的杂质剥落流的剪切力和滤料颗粒间的碰撞、摩擦使积累在滤料层中的杂质剥落下来，随反冲水流出滤池。下来，随反冲水流出滤池。（三）快滤池冲洗方法：（三）快滤池冲洗方法：1 1、高速水流反冲洗；、高速水流反冲洗；2 2、气、水反冲洗；、气、水反冲洗；3 3、表面助冲加高速水流反冲洗。、表面助冲加高速水流反冲洗。第三节第三节 快滤池快滤池（四）几个术语：（四）几个术语：1 1、冲洗强度冲洗强度：以：以cm/scm/s计的反冲洗流速，换算成单位面积滤层所通过的冲计的

36、反冲洗流速，换算成单位面积滤层所通过的冲洗流量，称洗流量，称“冲洗强度冲洗强度”，以，以L/(smL/(sm2 2)计。计。1cm/s=10 L/(sm1cm/s=10 L/(sm2 2)。2 2、滤层膨胀度滤层膨胀度：反冲洗时，滤层膨胀后所增加的厚度与膨胀前厚度之：反冲洗时，滤层膨胀后所增加的厚度与膨胀前厚度之比，称滤层膨胀度。比，称滤层膨胀度。3 3、冲洗时间冲洗时间：当冲洗强度或滤层膨胀度符合要求，但若冲洗时间不足：当冲洗强度或滤层膨胀度符合要求，但若冲洗时间不足时，也不能充分地清洗掉包裹在滤料表面上的污泥。时，也不能充分地清洗掉包裹在滤料表面上的污泥。第三节第三节 快滤池快滤池在实际应

37、用中，冲洗强度、滤层膨胀度和冲洗时间根据滤料层不同按下表确定。在实际应用中，冲洗强度、滤层膨胀度和冲洗时间根据滤料层不同按下表确定。六、冲洗废水的排出六、冲洗废水的排出 冲洗时，废水由冲洗排水槽两侧溢入槽内，各水槽内的废水汇集冲洗时，废水由冲洗排水槽两侧溢入槽内，各水槽内的废水汇集到废水渠排出。到废水渠排出。第三节第三节 快滤池快滤池七、冲洗水的供给七、冲洗水的供给 1 1、冲洗水的供给方式：、冲洗水的供给方式：A A、冲洗水塔或冲洗水箱、冲洗水塔或冲洗水箱 B B、冲洗水泵、冲洗水泵 2 2、冲洗水的水源：、冲洗水的水源：滤池出水、自来水滤池出水、自来水第三节第三节 快滤池快滤池八、滤池的运

38、行方式八、滤池的运行方式 当滤料粒径、形状、滤层级配和厚度及水温一定时，随着过滤当滤料粒径、形状、滤层级配和厚度及水温一定时，随着过滤的进行，滤料层的孔隙率将逐渐减小。的进行，滤料层的孔隙率将逐渐减小。若过滤时使水头损失保持不变，将引起滤速的减小。反之，若若过滤时使水头损失保持不变，将引起滤速的减小。反之，若滤速保持不变时，将引起水头损失的增加。滤速保持不变时，将引起水头损失的增加。由此产生两种基本过滤方式：由此产生两种基本过滤方式：（1 1）等速过滤）等速过滤 （2 2）变速过滤）变速过滤第三节第三节 快滤池快滤池 (一一)等速过滤等速过滤 在过滤过程中滤速保持不变，也在过滤过程中滤速保持不

39、变，也即滤池流量保持不变。即滤池流量保持不变。如：虹吸滤池和无阀滤池。如：虹吸滤池和无阀滤池。在等速过滤的情况下，水头损失在等速过滤的情况下，水头损失随时间而逐渐增加，滤池中水位逐渐随时间而逐渐增加，滤池中水位逐渐上升，见图示。当水位上升至最高允上升，见图示。当水位上升至最高允许水位时，过滤停止以待冲洗。许水位时，过滤停止以待冲洗。第三节第三节 快滤池快滤池 (二二)变速过滤变速过滤 滤速随时间逐渐减小的过滤速随时间逐渐减小的过滤。又称滤。又称减速过滤减速过滤。如：如：移动罩滤池移动罩滤池 在过滤时，如在过滤时，如过滤水头始过滤水头始终保持不变终保持不变，而滤层孔隙率逐，而滤层孔隙率逐渐减小，

40、必然使滤速减小。渐减小，必然使滤速减小。“等水头变速过滤等水头变速过滤”第三节第三节 快滤池快滤池 结论：结论：过滤过程中滤层阻力系数的变化情况：过滤过程中滤层阻力系数的变化情况：在等速过滤中是水头损失逐渐增加；在等速过滤中是水头损失逐渐增加；在变速过滤中是滤速逐渐减小。在变速过滤中是滤速逐渐减小。滤层孔隙流速变化情况：滤层孔隙流速变化情况：等速过滤实际上孔隙中水流速度逐渐增加；等速过滤实际上孔隙中水流速度逐渐增加；变速过滤孔隙中水流速度相对较为稳定。变速过滤孔隙中水流速度相对较为稳定。第三节第三节 快滤池快滤池 九、影响过滤效率的因素：九、影响过滤效率的因素：过滤是滤料和悬浮物的相互作用，悬

41、浮物的分离效率受这两方过滤是滤料和悬浮物的相互作用，悬浮物的分离效率受这两方面因素影响。面因素影响。（1 1）滤料的影响）滤料的影响 粒度、形状、表面性质、空隙率粒度、形状、表面性质、空隙率 （2 2）滤池结构的影响）滤池结构的影响 滤料层结构、配水系统滤料层结构、配水系统 （2 2）悬浮物的影响）悬浮物的影响 粒度、形状、密度、浓度、表面性质、水温粒度、形状、密度、浓度、表面性质、水温第三节第三节 快滤池快滤池 十、常见滤池、常见滤池 1 1、重力式无阀滤池、重力式无阀滤池 2 2、虹吸滤池、虹吸滤池 3 3、移动罩滤池、移动罩滤池 4 4、V V型滤池型滤池 5 5、压力滤池、压力滤池第三

42、节第三节 快滤池快滤池 1 1、重力式无阀滤池、重力式无阀滤池 第三节第三节 快滤池快滤池2 2、虹吸滤池、虹吸滤池 第三节第三节 快滤池快滤池3 3、移动罩滤池、移动罩滤池 第三节第三节 快滤池快滤池4 4、V V型滤池型滤池 第三节第三节 快滤池快滤池5 5、压力滤池、压力滤池第三节第三节 快滤池快滤池 十一、滤池的设计十一、滤池的设计 (一一)滤速及过滤面积的确定滤速及过滤面积的确定 1、滤速v的确定 滤速分正常工作滤速和强制滤速。一般滤速是指正常工作条件下的滤速，确定滤速应综合考虑水质、滤料、过滤面积、投资、运行管理等因素。按设计规定：单层滤料滤速为v=812m/h；双层滤料为v=12

43、16m/h；三层滤料为v=3040m/h。实际设计时，当水质较差时，使滤池留有一定的生产潜力时，滤速选取的应低一些。2、过滤面积的确定 F=Q/v Q设计流量。第三节第三节 快滤池快滤池 (二二)滤池个数及尺寸的确定滤池个数及尺寸的确定 1 1、滤池的个数、滤池的个数 综合考虑因素：运行管理、投资。一般不少于综合考虑因素：运行管理、投资。一般不少于2 2个。个。2 2、滤池尺寸、滤池尺寸 池型：正方形或矩形（长池型：正方形或矩形（长宽宽=1.25-1.5:1=1.25-1.5:1）池高：池高：H=hH=h1 1+h+h2 2+h+h3 3+h+h4 4；h h1 1-超高，超高，0.25-0.

44、3m0.25-0.3m；h h2 2-滤池上水深，滤池上水深，1.5-2.0m1.5-2.0m；h h3 3-滤层厚度；滤层厚度；h h4 4-承托层厚度；承托层厚度；见前表见前表。第三节第三节 快滤池快滤池(三三)管廊布置管廊布置 集中布置滤池的管渠、配件及阀门的场所称为管廊。管廊中的管道一般集中布置滤池的管渠、配件及阀门的场所称为管廊。管廊中的管道一般用金属材料。也可用钢筋混凝土渠道。管廊布置应力求紧凑、简捷；要留有用金属材料。也可用钢筋混凝土渠道。管廊布置应力求紧凑、简捷；要留有设备及管配件安装、维修的必要空间；要有良好的防水、排水及通风、照明设备及管配件安装、维修的必要空间；要有良好的

45、防水、排水及通风、照明设备；要便于与滤池操作室联系。设计中，往往根据具体情况提出几种布置设备；要便于与滤池操作室联系。设计中，往往根据具体情况提出几种布置方案经比较后决定。方案经比较后决定。(四四)管渠设计流速管渠设计流速 进水管（渠）进水管（渠）0.8-1.2m/s0.8-1.2m/s 清水管（渠）清水管（渠）1.0-1.5m/s1.0-1.5m/s 冲洗水管（渠）冲洗水管（渠）2.0-2.5m/s2.0-2.5m/s 排水管（渠）排水管（渠）1.0-1.5m/s1.0-1.5m/s(五五)注意事项注意事项第三节第三节 快滤池快滤池第四节第四节 其它滤池其它滤池（1 1）机械过滤设备）机械过

46、滤设备 琥珀琥珀RodiscRodisc和西门子和西门子Disk FilterDisk Filter开发的盘式过滤器开发的盘式过滤器 美国美国Aqua DiskAqua Disk公司和浦华控股有限公司纤维转盘过滤器公司和浦华控股有限公司纤维转盘过滤器（2 2）活性砂滤池）活性砂滤池（3 3）滤料滤池）滤料滤池 彗星滤料滤池（彗星滤料滤池（D D型滤池）型滤池）（4 4）反硝化滤池（生物滤池）反硝化滤池（生物滤池）STSSTS公司反硝化滤池公司反硝化滤池（5 5）活性炭过滤）活性炭过滤第四节第四节 其它滤池其它滤池第四节第四节 其它滤池其它滤池习题：习题：1 1、过滤的基本原理是什么？、过滤的基本原理是什么？2 2、简述滤池反冲洗配水系统的种类，它们各自的工、简述滤池反冲洗配水系统的种类，它们各自的工作原理、特点与适用范围是什么？作原理、特点与适用范围是什么？思考题：思考题：3 3、滤池冲反洗配水系统的作用是什么？为什么配水、滤池冲反洗配水系统的作用是什么？为什么配水的不均匀性是绝对的？如何才能达到配水的相对均匀性？的不均匀性是绝对的？如何才能达到配水的相对均匀性？4 4、影响滤池冲洗效果的因素有哪些？、影响滤池冲洗效果的因素有哪些？习题及思考题习题及思考题