第1章 物理法污水處理設(shè)備2

1、第四節(jié) 過濾裝置n快濾池快濾池(掌握掌握)n其他類型濾池的設(shè)計與計算其他類型濾池的設(shè)計與計算(了解了解)n濾池的反沖洗濾池的反沖洗 (掌握掌握) 粒狀介質(zhì)過濾粒狀介質(zhì)過濾 過濾是使含懸浮物的廢水流過具有一定過濾是使含懸浮物的廢水流過具有一定孔隙率的孔隙率的過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)，水中的懸浮物被，水中的懸浮物被截留在介質(zhì)表面或內(nèi)部而除去。截留在介質(zhì)表面或內(nèi)部而除去。 根據(jù)所采用的過濾介質(zhì)不同，可將過濾根據(jù)所采用的過濾介質(zhì)不同，可將過濾分為下列四類：分為下列四類：格篩過濾格篩過濾(screen)微孔過濾微孔過濾(microfiltration)膜過濾膜過濾(membrane filtration)深層過

2、濾深層過濾(depth filtration)過濾過程的分類：過濾過程的分類：(1)(1)格篩過濾格篩過濾：過濾介質(zhì)為柵條或濾網(wǎng)，用：過濾介質(zhì)為柵條或濾網(wǎng)，用以去除粗大的懸浮物，如雜草、破布、以去除粗大的懸浮物，如雜草、破布、纖維、紙漿等。其典型設(shè)備有格柵、篩纖維、紙漿等。其典型設(shè)備有格柵、篩網(wǎng)和微濾機。網(wǎng)和微濾機。(2)(2)微孔過濾微孔過濾：采用成型濾材，如濾布、濾：采用成型濾材，如濾布、濾片、燒結(jié)濾管、蜂房濾芯等，也可在過片、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介質(zhì)上預(yù)先涂上一層助濾劑 ( (如硅藻如硅藻土土) )形成孔隙細(xì)小的濾餅，用以去除粒徑形成孔隙細(xì)小的濾餅，

3、用以去除粒徑細(xì)微的顆粒。定型的商品設(shè)備很多。細(xì)微的顆粒。定型的商品設(shè)備很多。過濾過程的分類：過濾過程的分類：(3)(3)膜過濾膜過濾：采用特別的半透膜作過濾介質(zhì)，：采用特別的半透膜作過濾介質(zhì)，在一定的推動力在一定的推動力(如壓力、電場力等如壓力、電場力等)下進下進行過濾，由于濾膜孔隙極小且具有選擇行過濾，由于濾膜孔隙極小且具有選擇性，可以除去水中細(xì)菌、病毒、有機物性，可以除去水中細(xì)菌、病毒、有機物和溶解性溶質(zhì)。主要設(shè)備有反滲透、超和溶解性溶質(zhì)。主要設(shè)備有反滲透、超過濾和電滲析等。過濾和電滲析等。過濾過程的分類：過濾過程的分類：(4)深層過濾深層過濾：采用顆粒狀濾料：采用顆粒狀濾料(granul

4、ar media)，如石英砂、無煙煤等。由于濾，如石英砂、無煙煤等。由于濾料顆粒之間存在孔隙，廢水穿過一定深料顆粒之間存在孔隙，廢水穿過一定深度的濾層，水中的懸浮物即被截留。為度的濾層，水中的懸浮物即被截留。為區(qū)別于上述三類表面或淺層過濾區(qū)別于上述三類表面或淺層過濾(precoat filtration)過程，這類過濾稱之為深層過過程，這類過濾稱之為深層過濾，簡稱過濾。濾，簡稱過濾。過濾在水處理中的作用：過濾在水處理中的作用： 在給水處理中，常用過濾處理沉淀或澄在給水處理中，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清池出水，使濾后出水渾濁度滿足用水要求；要求； 在廢水處理中，過濾

5、常作為吸附、離子在廢水處理中，過濾常作為吸附、離子交換、膜分離法等預(yù)處理手段交換、膜分離法等預(yù)處理手段； 作為生化處理后的深度處理，使濾后水作為生化處理后的深度處理，使濾后水達到回用的要求。達到回用的要求。4.1深層過濾的基本過程過濾過程分為過濾過程分為過濾過濾(filtration)和和反洗反洗(backwash)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

6、而除去。截留而除去。濾料濾料廢水廢水過濾水過濾水 到一定程度時過濾不到一定程度時過濾不能進行，需要進行反能進行，需要進行反洗。反洗是通過上升洗。反洗是通過上升水流的作用使濾料呈水流的作用使濾料呈懸浮狀態(tài)，濾料間的懸浮狀態(tài)，濾料間的孔隙變大，污染物隨孔隙變大，污染物隨水流帶走，反洗完成水流帶走，反洗完成后再進行過濾。所以后再進行過濾。所以深層過濾過程是間斷深層過濾過程是間斷進行的進行的。 濾料濾料反洗廢水反洗廢水反洗水入口反洗水入口4.2過濾機理 過濾的機理可分為過濾的機理可分為阻力截留阻力截留、重力沉降重力沉降和和接觸絮凝接觸絮凝三種三種(1)阻力截留阻力截留(staining) 當(dāng)廢水流過濾

7、料層時，粒徑較大的懸浮物顆粒首先當(dāng)廢水流過濾料層時，粒徑較大的懸浮物顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料間的被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料間的空隙越來越小，截污能力隨之變得越來越高?？障对絹碓叫?，截污能力隨之變得越來越高。 結(jié)果逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成的結(jié)果逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成的濾膜，并由它起主要的過濾作用。這種作用屬于阻濾膜，并由它起主要的過濾作用。這種作用屬于阻力截留或篩濾作用。力截留或篩濾作用。(2)重力沉降重力沉降(gravity settlement) 廢水通過濾料層時，眾多的濾料介質(zhì)表面提供廢水通過濾料層時，眾多的濾料介質(zhì)表面提

8、供了巨大的沉降面積。了巨大的沉降面積。 據(jù)估計，據(jù)估計，1m3粒徑為粒徑為0.5mm的濾料中就擁有的濾料中就擁有400m2不受水力沖刷而可供懸浮物沉降的有效不受水力沖刷而可供懸浮物沉降的有效面積，形成無數(shù)的小面積，形成無數(shù)的小“沉淀池沉淀池”，懸浮物極易，懸浮物極易在此沉降下來。在此沉降下來。 重力沉降強度主要取決于濾料直徑和過濾速度。重力沉降強度主要取決于濾料直徑和過濾速度。濾料越小，沉降面積越大；濾速越小則水流越濾料越小，沉降面積越大；濾速越小則水流越平穩(wěn)，這些都有利于懸浮物的沉降。平穩(wěn)，這些都有利于懸浮物的沉降。(3)接觸絮凝接觸絮凝(contact flocculation) 由于濾料

9、有較大的表面積，它與懸浮物之間有由于濾料有較大的表面積，它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。明顯的物理吸附作用。 砂粒在水中表面常帶有負(fù)電荷，能吸附帶有正砂粒在水中表面常帶有負(fù)電荷，能吸附帶有正電的鐵、鋁等膠體，從而在濾料表面形成帶正電的鐵、鋁等膠體，從而在濾料表面形成帶正電的薄膜，進而又吸附帶負(fù)電荷的粘土及多種電的薄膜，進而又吸附帶負(fù)電荷的粘土及多種有機膠體，在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。有機膠體，在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。 在大多數(shù)情況下，濾料表面對尚未凝聚的膠體在大多數(shù)情況下，濾料表面對尚未凝聚的膠體還能起到接觸碰撞的媒介作用，促進其凝聚過還能起到接觸碰撞的媒介作用，促進其凝聚過程。程。4.3過濾的

10、工藝過程過濾工藝包括過濾工藝包括過濾過濾和和反洗反洗兩個階段：兩個階段： 過濾過濾(filtration)：過濾即截留污染物；過濾即截留污染物； 反洗反洗(backwashing)：反洗即把污染物從濾料層反洗即把污染物從濾料層中沖走，使之恢復(fù)過濾能力。中沖走，使之恢復(fù)過濾能力。 過濾周期過濾周期(filter run)：從過濾開始到結(jié)束延續(xù)從過濾開始到結(jié)束延續(xù)的時間稱為過濾周期（或工作周期）。的時間稱為過濾周期（或工作周期）。 過濾循環(huán)過濾循環(huán)(filter cycle)：從過濾開始到反洗結(jié)束從過濾開始到反洗結(jié)束稱為一個過濾循環(huán)。稱為一個過濾循環(huán)。普通快速濾池構(gòu)造普通快速濾池構(gòu)造進水管，待進水

11、管，待過濾的水由過濾的水由此進入此進入集水渠，進集水渠，進水及收集反水及收集反洗水洗水過濾介質(zhì)，過濾介質(zhì)，水通過介質(zhì)水通過介質(zhì)得到過濾得到過濾底部配水系統(tǒng)，收底部配水系統(tǒng)，收集過濾后的水或均集過濾后的水或均勻分配反洗水勻分配反洗水墊層，支撐濾料和墊層，支撐濾料和均勻分配反洗水均勻分配反洗水清水管，過濾后的清水管，過濾后的水由此排出水由此排出反洗水收集槽，反洗水收集槽，反洗水由此排反洗水由此排出濾池出濾池反洗水管，反洗水管，反洗水由此反洗水由此進入進入反洗水收集反洗水收集槽，收集所槽，收集所有濾池的反有濾池的反洗水洗水快速濾池過濾過程示意圖快速濾池過濾過程示意圖反洗：反洗：F1、F2關(guān)，關(guān)，F(xiàn)3

12、、F4開開過濾：過濾：F1、F2開，開，F(xiàn)4、F3關(guān)關(guān)進進水水出出水水濾池反洗過程示意圖濾池反洗過程示意圖反洗：反洗：F1、F2關(guān)，關(guān)，F(xiàn)3、F4開開反洗水反洗水返回目錄4.4濾池類型按不同的方式濾池可分為不同的類型：按不同的方式濾池可分為不同的類型：按過濾速度按過濾速度高速濾池高速濾池(high filtration rate) ，速度為速度為1016 m3/（m2h）低速濾池低速濾池(low filtration rate)，速度小于速度小于4 m3/（m2h）中速濾池中速濾池(medium filtration rate) ，速度為速度為410 m3/（m2h）按推動力分按推動力分重力式

13、濾池（重力式濾池（gravity filter)， 其過濾壓力水頭為其過濾壓力水頭為45 m壓力濾池壓力濾池(pressure filter)，其過濾壓力水頭為其過濾壓力水頭為1520 m按過濾時的水按過濾時的水流方向分流方向分上向流上向流(up-flow)下向流下向流(down-flow)雙向流雙向流(bi-flow)L按濾層結(jié)構(gòu)分按濾層結(jié)構(gòu)分單層濾料濾池（單層濾料濾池（single media filter)雙層濾料濾池雙層濾料濾池(dual media filter三層濾料濾池三層濾料濾池(triple media filter) 下向流濾池能保證較高的下向流濾池能保證較高的濾速和反洗效

14、果；濾速和反洗效果； 水頭損失增加較快，工作水頭損失增加較快，工作周期較短；周期較短； 下層濾料難以發(fā)揮作用。下層濾料難以發(fā)揮作用。 原因是反洗后濾料會分層，原因是反洗后濾料會分層，細(xì)顆粒在上，粗顆粒在下，細(xì)顆粒在上，粗顆粒在下，上層很快堵塞，而下層不上層很快堵塞，而下層不起作用起作用。進水進水出水下向流濾池示意圖 整個濾料的納污能力得整個濾料的納污能力得到充分利用，過濾周期到充分利用，過濾周期也相應(yīng)延長。也相應(yīng)延長。 濾速不能太高否則會造濾速不能太高否則會造成濾料流失。成濾料流失。 上向流的另一個優(yōu)點是上向流的另一個優(yōu)點是可以用未經(jīng)過濾的水做可以用未經(jīng)過濾的水做為反洗水。為反洗水。出水進水進

15、水上向流濾池示意圖 保持了下向流和上保持了下向流和上向流濾池的優(yōu)點，向流濾池的優(yōu)點，又克服了濾料流失又克服了濾料流失的弊端。的弊端。 但雙向流濾池的下但雙向流濾池的下層濾料反洗困難。層濾料反洗困難。出水進水進水雙向流濾池示意圖4.5濾層結(jié)構(gòu) 單層濾池通常以石英砂單層濾池通常以石英砂(sand)做為濾料。做為濾料。 雙層濾池是在石英砂濾料的上面再放一層粒度比雙層濾池是在石英砂濾料的上面再放一層粒度比較粗的白煤較粗的白煤(anthracite)。 三層濾池是在雙層濾池的基礎(chǔ)上再在石英砂濾料三層濾池是在雙層濾池的基礎(chǔ)上再在石英砂濾料的下面放一層粒度更細(xì)、比重更大的濾料，一般的下面放一層粒度更細(xì)、比重

16、更大的濾料，一般用磁鐵礦用磁鐵礦(magnetite)。單層濾池的濾料層結(jié)構(gòu)單層濾池的濾料層結(jié)構(gòu)單層濾料層的剖面雙層濾料的結(jié)構(gòu)雙層濾料的結(jié)構(gòu)粗粒白煤細(xì)粒石英雙層濾料層的剖面三層濾料的結(jié)構(gòu)三層濾料的結(jié)構(gòu)粗粒粗粒白煤白煤更細(xì)更細(xì)的磁的磁鐵礦鐵礦細(xì)粒細(xì)粒石英石英三層濾料層的剖面4.6 對濾料和墊層的要求4.6.1對濾料的要求對濾料的要求(a)有足夠的機械強度；有足夠的機械強度；(b)有較好的化學(xué)穩(wěn)定性；有較好的化學(xué)穩(wěn)定性；(c)有適宜的有適宜的級配級配(grade)和足夠的和足夠的孔隙率孔隙率(voidage)。所謂級。所謂級配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)配就是濾料的粒徑范圍及在此

17、范圍內(nèi)各種粒徑的濾料數(shù)量比例量比例;(d)濾料的外形最好接近于球形，表面粗糙而有棱角。濾料的外形最好接近于球形，表面粗糙而有棱角。濾料的性能指標(biāo)有以下三項：(a)有效直徑有效直徑(effective size)和和不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)(uniformity coefficient)：濾料的規(guī)格常用有效直：濾料的規(guī)格常用有效直徑和不均勻系數(shù)表示。徑和不均勻系數(shù)表示。 有效直徑有效直徑是指能使是指能使10的濾料通過的篩孔直徑，的濾料通過的篩孔直徑，以以D10表示，單位是表示，單位是mm。同樣。同樣D80表示能使表示能使80的濾料通過的篩孔直徑。的濾料通過的篩孔直徑。 D80與與D10的比值就稱為濾

18、料的的比值就稱為濾料的不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)，以，以K80表示表示例如，例如，D100.6mm，D801.0mm，則：，則：K80 D80/D10 =1.0/0.61.67。 顯然，不均勻系數(shù)越大，濾料越不均勻，小顆顯然，不均勻系數(shù)越大，濾料越不均勻，小顆粒會填充于大顆粒的間隙內(nèi)，從而使濾料的空粒會填充于大顆粒的間隙內(nèi)，從而使濾料的空隙率和納污能力降低，水頭損失增大。隙率和納污能力降低，水頭損失增大。 因此不均勻系數(shù)以小為佳。但是不均勻系數(shù)越因此不均勻系數(shù)以小為佳。但是不均勻系數(shù)越小，加工費用也越高。綜合考慮，小，加工費用也越高。綜合考慮，一般一般K80控控制在制在1.651.80之間為宜。之間

19、為宜。8080101.01.670.6DKD濾料的性能指標(biāo)有以下三項：(b)濾料的納污能力濾料的納污能力：濾料層承納污染物的容量常：濾料層承納污染物的容量常用納污能力用納污能力(capacity of retaining pollutants)來來表示。表示。 其含義是在保證出水水質(zhì)的條件下，在過濾周其含義是在保證出水水質(zhì)的條件下，在過濾周期內(nèi)單位體積濾料中能截留的污物量，以期內(nèi)單位體積濾料中能截留的污物量，以kg/m3或或g/cm3表示。其大小與濾料的粒徑、形表示。其大小與濾料的粒徑、形狀等因素有關(guān)；狀等因素有關(guān)；濾料的性能指標(biāo)有以下三項：(c)濾料的濾料的空隙率空隙率和和比表面積比表面積：

20、 空隙率是指一定體積的濾層中，空隙所占體積空隙率是指一定體積的濾層中，空隙所占體積與總體積的比值。常用的石英砂和白煤濾料的與總體積的比值。常用的石英砂和白煤濾料的空隙率分別為空隙率分別為0.4和和0.5。 濾料的比表面積濾料的比表面積(specific surface)是指單位重量是指單位重量或單位體積的濾料所具有的表面積，用或單位體積的濾料所具有的表面積，用m2/g或或m2/cm3表示。表示。濾池類型濾池類型濾料規(guī)格濾料規(guī)格運行設(shè)計參數(shù)運行設(shè)計參數(shù)直徑直徑/mm濾層厚度濾層厚度/cm濾速濾速/m/h反洗強反洗強度度/L/s反洗時反洗時間間/min大濾料濾池大濾料濾池2 32001012 15

21、5 7粗濾料濾池粗濾料濾池1 2150 2007 10中濾料濾池中濾料濾池0.8 1.6100 1205 7細(xì)濾料濾池細(xì)濾料濾池0.4 1.21005大濾料濾池大濾料濾池（用于生物處（用于生物處理后）理后）1 2100 1505 712 155 7單層砂濾池的濾料規(guī)格及運行設(shè)計參數(shù)4.6.2墊料層墊料層作用：作用：墊料層墊料層(supporting grave layer)主要起承主要起承托濾料的作用，故亦稱承托層，一般配合大阻托濾料的作用，故亦稱承托層，一般配合大阻力配水系統(tǒng)使用。力配水系統(tǒng)使用。 由于濾料粒徑較小，而配水系統(tǒng)由于濾料粒徑較小，而配水系統(tǒng)(underdrain)的孔眼較大，為

22、了防止濾料隨過濾水流失，同的孔眼較大，為了防止濾料隨過濾水流失，同時也幫助均勻配水，在濾料與配水系統(tǒng)之間增時也幫助均勻配水，在濾料與配水系統(tǒng)之間增設(shè)一墊料層。設(shè)一墊料層。 如果配水系統(tǒng)的孔眼直徑很小，布水也很均勻，如果配水系統(tǒng)的孔眼直徑很小，布水也很均勻，墊料層可以減薄或省去。墊料層可以減薄或省去。4.6.2墊料層墊料層對墊層的要求：對墊層的要求： 要求墊料層不被反洗水沖動；要求墊料層不被反洗水沖動； 形成的孔隙均勻，使布水均勻形成的孔隙均勻，使布水均勻； 化學(xué)穩(wěn)定性好；化學(xué)穩(wěn)定性好； 機械強度高機械強度高。通常，墊料層采用天然卵石或碎石。通常，墊料層采用天然卵石或碎石。4.7配水系統(tǒng)配水系統(tǒng)

23、的作用：配水系統(tǒng)的作用： 均勻收集濾后水，所以，它又稱為排水系統(tǒng)；均勻收集濾后水，所以，它又稱為排水系統(tǒng)； 更重要的是均勻分配反沖洗水。更重要的是均勻分配反沖洗水。 配水系統(tǒng)的合理設(shè)計是濾池正常工作，保持濾配水系統(tǒng)的合理設(shè)計是濾池正常工作，保持濾料層穩(wěn)定的重要保證。料層穩(wěn)定的重要保證。37配水系統(tǒng)的類別配水系統(tǒng)的類別 大阻力配水系統(tǒng)大阻力配水系統(tǒng)和和小阻力配水系統(tǒng)小阻力配水系統(tǒng) 大阻力配水系統(tǒng)：大阻力配水系統(tǒng)：增大整個配水系統(tǒng)布水孔眼的阻增大整個配水系統(tǒng)布水孔眼的阻力，使反洗水在流向全池各部的水頭損失盡可能相力，使反洗水在流向全池各部的水頭損失盡可能相等，保證配水均勻。等，保證配水均勻。 小阻

24、力配水系統(tǒng)：小阻力配水系統(tǒng)：減小整個配水系統(tǒng)的總水頭損失，減小整個配水系統(tǒng)的總水頭損失，使距離不同引起的水頭損失的差異減小。使距離不同引起的水頭損失的差異減小。管式大阻力配水系統(tǒng)小阻力配水系統(tǒng)的濾頭4.8快濾池的運行管理4.8.1濾速變化及控制濾速變化及控制按照在過濾周期內(nèi)濾速的分布形態(tài)，濾池有兩種按照在過濾周期內(nèi)濾速的分布形態(tài)，濾池有兩種基本運行方式，即：基本運行方式，即：恒速過濾恒速過濾(constant rate):在整個過濾周期中過濾的在整個過濾周期中過濾的速度不變。速度不變。降速過濾降速過濾(declining rate)：在過濾周期中過濾速度在過濾周期中過濾速度是隨時間變化的，開始

25、時大，過濾結(jié)束時小。是隨時間變化的，開始時大，過濾結(jié)束時小。優(yōu)良濾池的指標(biāo)：優(yōu)良濾池的指標(biāo)： 優(yōu)良的濾池應(yīng)具備以下性能：優(yōu)良的濾池應(yīng)具備以下性能：(a)濾料納污能力大，過濾水頭損失小，工作周期濾料納污能力大，過濾水頭損失小，工作周期長；長；(b)出水水質(zhì)符合回用或外排的要求；出水水質(zhì)符合回用或外排的要求；(c)反洗耗水量少，效果好，反洗后濾料分層穩(wěn)定反洗耗水量少，效果好，反洗后濾料分層穩(wěn)定而不發(fā)生很大程度的濾料混雜而不發(fā)生很大程度的濾料混雜。4.8.2濾池反沖洗濾池反沖洗 濾池反沖洗的目的是清除截留在濾料孔隙中的濾池反沖洗的目的是清除截留在濾料孔隙中的懸浮物，恢復(fù)其過濾能力。懸浮物，恢復(fù)其過濾

26、能力。 一般濾池采用濾后水反沖洗，并輔以表面沖洗一般濾池采用濾后水反沖洗，并輔以表面沖洗（surface wash)或空氣沖洗或空氣沖洗(air scour)。反沖洗的指標(biāo)：反沖洗的指標(biāo)： 反沖洗的指標(biāo)有反沖洗的指標(biāo)有濾料的膨脹率濾料的膨脹率、反沖洗強度反沖洗強度、反沖洗時間反沖洗時間、反沖洗水頭反沖洗水頭、反沖洗水的供應(yīng)和反沖洗水的供應(yīng)和排除排除、空氣沖洗空氣沖洗和和表面沖洗表面沖洗等。等。(1)膨脹率（膨脹率（expanding rate):濾料層膨脹后與膨脹前濾料層膨脹后與膨脹前的厚度差與過濾時濾料的厚度之比，用百分?jǐn)?shù)表示。的厚度差與過濾時濾料的厚度之比，用百分?jǐn)?shù)表示。一般用符號一般用符

27、號e表示。表示。 反洗時的膨脹率要適當(dāng)反洗時的膨脹率要適當(dāng):膨脹率太低，水流剪切力膨脹率太低，水流剪切力?。慌蛎浡蔬^高，顆碰撞次數(shù)會減少，還會沖動墊小；膨脹率過高，顆碰撞次數(shù)會減少，還會沖動墊料層及流失濾料。料層及流失濾料。(2)反沖洗強度反沖洗強度(backwash flow rate)：單位時間內(nèi)單單位時間內(nèi)單位濾池面積所通過的反沖洗水量稱為反沖洗強度，位濾池面積所通過的反沖洗水量稱為反沖洗強度，通常用通常用q表示，它的單位是表示，它的單位是L/(m2s)。 反沖洗強度的大小與濾料的粒度、水的溫度、孔隙反沖洗強度的大小與濾料的粒度、水的溫度、孔隙率和要求的膨脹率有關(guān)?？捎迷囼灥姆椒ù_定。率

28、和要求的膨脹率有關(guān)?？捎迷囼灥姆椒ù_定。(3)反沖洗時間反沖洗時間(backwash time)：反沖洗時間依濾反沖洗時間依濾層污染程度而異，應(yīng)根據(jù)運行情況來確定。層污染程度而異，應(yīng)根據(jù)運行情況來確定。(4)反沖洗水頭反沖洗水頭(head)：反沖洗所需水頭等于濾層、反沖洗所需水頭等于濾層、墊層、配水系統(tǒng)及管路的水頭損失之和，并留墊層、配水系統(tǒng)及管路的水頭損失之和，并留有有1.5-2.0m的富余水頭。具體可根據(jù)有關(guān)流體的富余水頭。具體可根據(jù)有關(guān)流體力學(xué)的方法計算。力學(xué)的方法計算。(5)反沖洗水的供應(yīng)和排除：反沖洗水的供應(yīng)和排除：一般是用濾后水作為一般是用濾后水作為反沖洗用水。反沖洗水可用水塔或水

29、泵供給。反沖洗用水。反沖洗水可用水塔或水泵供給。反沖洗排出的污水反沖洗排出的污水(spent backwash water)應(yīng)及應(yīng)及時排除，通常返回處理系統(tǒng)的首端。時排除，通常返回處理系統(tǒng)的首端。(6)空氣沖洗空氣沖洗(air scour)：空氣沖洗是在濾料層和墊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，層之間加空氣管，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增加對顆粒的攪動，增加顆粒之間互相碰撞和摩擦的機會，加強反沖洗效果。強度據(jù)具體情況確擦的機會，加強反沖洗效果。強度據(jù)具體情況確定。定。(7)表面沖洗表面沖洗(surface wash)

30、：在過濾含有機物質(zhì)較在過濾含有機物質(zhì)較多的原水時，濾層表面往往生成由濾料顆粒、懸多的原水時，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，提高浮物和粘性物形成的泥球。為了破壞泥球，提高沖洗質(zhì)量，常用壓力水進行表面沖洗。沖洗質(zhì)量，常用壓力水進行表面沖洗。返回目錄4.9濾池常見故障及對策(1)氣阻氣阻(air blocking)：在過濾末期，局部濾層的在過濾末期，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)水頭損失可能大于該處實際的水壓力，即出現(xiàn)負(fù)水頭。此時部分濾層水中溶解的氣體將釋放負(fù)水頭。此時部分濾層水中溶解的氣體將釋放出來，積聚在孔隙中，阻礙水流通過，以致濾出來，

31、積聚在孔隙中，阻礙水流通過，以致濾水量顯著減少。反沖洗時氣泡會沖出濾層表面。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，也稱氣閉。這種現(xiàn)象稱為氣阻，也稱氣閉。(2)結(jié)泥球結(jié)泥球(mud ball)：濾層表面的顆粒較細(xì)，截留濾層表面的顆粒較細(xì)，截留的懸浮物較多。如果沖洗不干凈，則互相粘結(jié)成的懸浮物較多。如果沖洗不干凈，則互相粘結(jié)成球。造成布水不勻和再結(jié)泥球的惡性循環(huán)。這種球。造成布水不勻和再結(jié)泥球的惡性循環(huán)。這種污泥的主要成分是有機物，結(jié)球嚴(yán)重時會腐化發(fā)污泥的主要成分是有機物，結(jié)球嚴(yán)重時會腐化發(fā)臭。臭。 解決方法：解決方法：(a)翻池人工清洗，或徹底換濾料，同翻池人工清洗，或徹底

32、換濾料，同時檢查墊層是否有移動和配水系統(tǒng)是否有堵塞；時檢查墊層是否有移動和配水系統(tǒng)是否有堵塞；(b)濾池反沖洗后暫停使用，保持濾料上面水深濾池反沖洗后暫停使用，保持濾料上面水深20-30cm，然后加氯浸泡，然后加氯浸泡l2h。(3)跑砂和漏砂跑砂和漏砂(sand lost)：如果沖洗強度過大或如果沖洗強度過大或濾料級配不當(dāng)，反沖洗會沖走大量細(xì)濾料。如濾料級配不當(dāng)，反沖洗會沖走大量細(xì)濾料。如果沖洗水分布不勻，墊料層可能發(fā)生平移，進果沖洗水分布不勻，墊料層可能發(fā)生平移，進一步促使布水不勻，最后局部墊料層被沖走淘一步促使布水不勻，最后局部墊料層被沖走淘空，過濾時，濾料通過這些部位的配水系統(tǒng)漏空，過濾

33、時，濾料通過這些部位的配水系統(tǒng)漏失到清水池中。失到清水池中。(4)水生生物繁殖：水生生物繁殖：在水溫較高時，沉淀池出水中在水溫較高時，沉淀池出水中常含多種微生物，極易在濾池中繁殖。在快濾常含多種微生物，極易在濾池中繁殖。在快濾池中，生物繁殖是不利的，往往會使濾層堵塞。池中，生物繁殖是不利的，往往會使濾層堵塞。可在濾前加氯解決。可在濾前加氯解決。返回目錄4.10其它濾池簡介 無閥濾池?zé)o閥濾池 虹吸濾池虹吸濾池 移動罩濾池移動罩濾池 壓力濾池壓力濾池濾料濾料無無閥閥濾濾池池工工作作過過程程示示意意圖圖進水過過濾濾水水反洗廢水無無閥閥濾濾池池反反洗洗過過程程示示意意圖圖反洗時進反洗時進水仍在繼水仍在

34、繼續(xù)，但此續(xù)，但此時原水與時原水與反洗水一反洗水一起排出起排出53 由進水管送的水經(jīng)濾層過濾后，匯集到下部的集水室，再由設(shè)于濾池四個角的連通管向上流至沖洗水箱，當(dāng)沖洗水箱裝滿水后，凈水從出水管送入清水池。 隨著運行時間的延長，雜質(zhì)逐漸在濾層表面聚積，濾層中阻力增大，于是虹吸上升管內(nèi)的水面也逐漸上升，當(dāng)水面上升到虹吸輔助管管口時，水即從虹吸輔助管中急流而下，主虹吸管因空氣被抽氣管不斷抽走而形成負(fù)壓，虹吸上升管和虹吸下降管中的水面很快上升。當(dāng)這兩股上升的水面匯合后，便形成了虹吸，此時，濾池的反洗便開始了。 反洗時，過濾室內(nèi)的水被虹吸管吸走，沖洗水箱中的水通過連通管迅速倒流回濾層中，對濾層進行反沖洗

35、。沖洗下來的污泥雜質(zhì)通過虹吸管排至排水井中。 當(dāng)沖洗水箱的水位下降到虹吸破壞管的管口時，由于空氣進入虹吸管內(nèi)，虹吸作用被破壞，沖洗過程結(jié)束，濾池又進入下一個運行周期。 重力式無閥過濾器重力式無閥過濾器重重力力式式無無閥閥過過濾濾器器過濾過濾反洗反洗虹吸虹吸濾池濾池移動罩濾池壓力壓力濾池濾池60第五節(jié) 離心分離設(shè)備n離心分離設(shè)備的基本類型離心分離設(shè)備的基本類型(了解了解)n離心分離設(shè)備的工作原理離心分離設(shè)備的工作原理(了解了解)n離心分離設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)離心分離設(shè)備的基本結(jié)構(gòu) (了解了解)61 離心分離是在液相非均勻體系中，利用離心力來離心分離是在液相非均勻體系中，利用離心力來達到液液分離，液固分

36、離的方法，通稱為離心分達到液液分離，液固分離的方法，通稱為離心分離。分為離心沉降和離心過濾。離。分為離心沉降和離心過濾。 離心機是在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓中，藉慣性離心力的離心機是在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓中，藉慣性離心力的作用，過濾、澄清懸浮液，或?qū)煞N輕重不同、作用，過濾、澄清懸浮液，或?qū)煞N輕重不同、互不溶解的液體分離的設(shè)備。互不溶解的液體分離的設(shè)備。62一一.分類分類 按作用原理分類按作用原理分類 過濾式過濾式:(分離機分離機)：轉(zhuǎn)鼓壁上有孔并裝濾布：轉(zhuǎn)鼓壁上有孔并裝濾布(三足式三足式) 沉降式沉降式:(澄清機澄清機)：轉(zhuǎn)鼓壁上無孔無濾布，碟片式、管式：轉(zhuǎn)鼓壁上無孔無濾布，碟片式、管式 按離心分離因素分

37、類按離心分離因素分類 常速離心機，分離因素常速離心機，分離因素f小于小于3000 中速離心機，分離因素中速離心機，分離因素f 3000-50000 高速離心機，分離因素高速離心機，分離因素f大于大于50000 超高速離心機，分離因素超高速離心機，分離因素f大于大于20萬萬； 63二二. .離心力與轉(zhuǎn)鼓直徑和轉(zhuǎn)速的關(guān)系離心力與轉(zhuǎn)鼓直徑和轉(zhuǎn)速的關(guān)系重量為重量為M(kg)的物體旋轉(zhuǎn)時，當(dāng)其圓周速度為的物體旋轉(zhuǎn)時，當(dāng)其圓周速度為 ( m/s )，旋轉(zhuǎn)半徑為，旋轉(zhuǎn)半徑為R( m )，則產(chǎn)生的離心力為則產(chǎn)生的離心力為 式中式中 g 重力加速度，重力加速度，m/s；n轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)數(shù)，r/min； D旋轉(zhuǎn)直徑，旋

38、轉(zhuǎn)直徑，m。如果以旋轉(zhuǎn)角速度如果以旋轉(zhuǎn)角速度（弧度（弧度/秒）表示，并取旋轉(zhuǎn)加速度秒）表示，并取旋轉(zhuǎn)加速度 與重力加與重力加速度之比稱為速度之比稱為“離心分離因數(shù)離心分離因數(shù)”，以，以f 表示。則表示。則 222900RuRnfggR2222()6090R nMM uM R nFgRgR2RM增加，增加，F(xiàn)增加；增加； R增加，增加，F(xiàn)增加；增加； n增加，增加，F(xiàn)增加顯著增加顯著64 三三. .離心澄清機和離心分離機離心澄清機和離心分離機1.1.定義定義 離心澄清機定義：離心澄清機定義：藉離心沉降速度的不同將藉離心沉降速度的不同將懸浮液中的液、固相分開的離心機稱作離心懸浮液中的液、固相分開的

39、離心機稱作離心澄清機。澄清機。 離心分離機定義：離心分離機定義：藉離心沉降速度的不同將藉離心沉降速度的不同將輕重不同或互不溶解的兩種液體分開的離心輕重不同或互不溶解的兩種液體分開的離心機稱作離心分離機。機稱作離心分離機。65碟片式離心機碟片式離心機661.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)鼓：懸在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓：懸在轉(zhuǎn)鼓軸的頂端。鼓軸的頂端。 轉(zhuǎn)鼓芯：在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓芯：在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部，由鼓內(nèi)部，由50-80只形狀與尺只形狀與尺寸相同的碟片寸相同的碟片按一定間距疊按一定間距疊裝而成。裝而成。離心澄清機的結(jié)構(gòu)離心澄清機的結(jié)構(gòu) 672.原理原理 離心分離機機的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有數(shù)十只離心分離機機的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有數(shù)十只(50-80)形狀和尺寸相同的形狀和尺

40、寸相同的碟片碟片,碟片按一定間距碟片按一定間距(0.5-1.2mm)疊置起來組成碟片組，疊置起來組成碟片組，每只碟片在離開軸線一定距離的圓周上開有幾個對稱分布每只碟片在離開軸線一定距離的圓周上開有幾個對稱分布的圓孔，許多這樣的碟片疊置起來時，對應(yīng)的圓孔就形成的圓孔，許多這樣的碟片疊置起來時，對應(yīng)的圓孔就形成垂直的通道。兩種不同重度液體的混合液進入離心分離機垂直的通道。兩種不同重度液體的混合液進入離心分離機后，通過碟片上圓孔形成的垂直通道進入碟片間的隙道，后，通過碟片上圓孔形成的垂直通道進入碟片間的隙道，并被帶著高速旋轉(zhuǎn)，由于兩種不同重度液體的離心沉降速并被帶著高速旋轉(zhuǎn)，由于兩種不同重度液體的離心沉降速度的不同，重液的離心沉降速度大，就離開軸線向外運動，度的