自来水水处理技术 5.pptVIP

3.水的过滤处理 3.1过滤机理 3.2过滤水力学 3.3过滤的操作过程 3.4滤池的冲洗 3.5滤池的配水系统 3.6过滤构筑物与设备 3.7和过滤相关的一些处理工艺 3.1过滤机理 实验现象: 以粒径0.5 mm的细砂作为滤料, 它们形成的滤料颗粒之间的孔隙尺寸约为80um。 进水中的悬浮物尺寸大多小于30um,但仍为过滤所去除。 这表明，过滤绝不是仅仅的机械筛滤。 水中的颗粒为滤料所拦截，涉及到两个问题： 1）水流中的颗粒如何与滤料颗粒相互碰撞——颗粒的迁移机理 2）颗粒与滤料表面接触时如何粘附——粘附机理 3）悬浮颗粒在滤料中的分布情况 1)迁移： 沉淀、扩散、惯性、阻截和水动力。 对于这几种力的大小，目前只能定性描述。 2)吸附： 范德华引力、静电力、以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用、絮凝颗粒间的架桥作用。 二、滤层内杂质的分布 滤层含污能力：单位体积滤层中的平均含污量称为“滤层含污能力”，单位g/cm3或kg/m3。 采用单水冲洗的石英砂滤料滤池是典型的水力分级滤料滤池，其含污量随深度的变化见右图 。双层滤池其含污量随深度的变化见图右曲线2。 3.２过滤水力学 在过滤过程中,滤层中悬浮颗粒量不断增加,必然导致过滤过程中水力条件的改变. 过滤水力学研究的就是过滤时,水流通过滤层的水头损失变化、滤速的变化。 1.清洁滤层的水头损失 过滤开始时，滤层是干净的，水流的水头损失为“清洁滤层的水头损失” 对于砂滤池：滤速8-10m/h，水头损失约为30-40cm。 一、清洁滤料层的水头损失 卡曼-康采尼公式（Carman-Kozony）公式： h0——水头损失 v——滤速 m0——滤料孔隙率 d0——滤料球体直径 L0——滤料孔隙率 Φ ——球度系数 过滤水头损失与滤速与孔隙率均有关，随着过滤的进行，孔隙率变小，此时如果滤速不变，则水损增加，如果水损不变，则滤速增大。引出两种过滤方式： 等速变水头过滤 等水头变速过滤 二、等速过滤中的水头变化 最常见的恒速过滤如图所示。在恒速过滤状态，由于滤层逐渐被堵塞，水头损失随过滤时间逐渐增加，滤池中水位逐渐上升，当水位上升到最高水位时，过滤停止以待冲洗。Hmax=1.5-2.0m 负水头会导致空气释放出来，危害： ①是增加滤层局部阻力，增加了水头损失； ②空气泡会穿过滤料层，上升到滤池表面，甚至把 煤粒这种轻质滤料带走。在冲洗时，空气更容易把 大量的滤料随水带走。 避免滤池中出现负水头的两个方法： 一是增加砂面上的水深； 二是令滤池出口位置等于或高于滤层表面。 3.3过滤的工作过程 1.进水总管;2.进水支管;3.清水支管;4.冲洗水支管;5.排水阀;6.浑水渠; 7.滤料层;8承托层; 9配水支管;10配水干管;11.冲洗水总管;12.清水总管;13.冲洗排水槽;14.废水渠 一、过滤: 过滤时,开启进水支管2、清水支管3的阀门。关闭冲洗水支管4阀门与排水阀5。 浑水就经进水总管1、支管2从浑水渠6进入滤池。经过滤料层7、承托层8后，由配水系统的配水支管理工作9汇集起来，再经配水系统干管渠10、清水支管、清水总管12流向清水池。 二、冲洗 冲洗时，关闭进水支管2与清水支管3阀门，开启排水阀5与冲洗水支管4阀门。冲洗水即由冲洗水总管11、支管4, 经配水系统的干管、支管、及支管上的孔眼流出，由下而上穿过承托层及滤料层，均匀地分布于滤池平面上。滤料层在由下而上均匀分布的水流中，处于悬浮状态，从而得到清洗。冲洗废水流入冲洗排水槽13,再经浑水渠6、排水管和废水渠14，排放。 两个基本参数 1.滤速 滤速是指单位时间、单位过滤面积上的过滤水量，单位为m3/（m2 ? h）或m/h。 2.工作周期 从过滤开始到冲洗结束的一段时间称为快滤池的工作周期。从过滤开始到过滤结束称为过滤周期。滤池的工作周期为12~24h。 3.4滤料与承托层 一、滤料 给水处理所用的滤料，必须符合以下要求： 1. 机械强度，冲洗损失 2.化学稳定性，影响水质 3.具有颗粒级配，适当的空隙率 4.便于取材 石英砂是最广泛的滤料。在双层与多层滤料中，常用的还有无烟煤、石榴石、金钢砂等。 一些轻质滤料：聚苯乙烯、陶粒 二、滤料的参数 1.比表面积 粒状滤料的比表面积可以表示为单位重量或体积的滤料所具有的表面积，单位为cm2/g或cm2/ cm3。 2. 不均匀系数 粒径级配可以用滤料的有效粒径和不均匀系数表示，关系如下： d10，d80通过滤料重量10%、80%的筛孔孔径 K80越接近于1，滤料越均匀，过滤和反冲洗效果