《水的過濾技術(shù)》PPT課件

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1、第九章過濾9.1過濾概述9.1.1慢濾池慢濾池是最早出現(xiàn)的用于水處理的過濾設(shè)備，能有效地去除水的色度、嗅和味，見9—1。由于慢濾池占地面積大、操作麻煩、寒冷季節(jié)時其表層容易冰凍，在城鎮(zhèn)水廠中使用的慢濾池逐漸被快濾池所代替。表9—1現(xiàn)代慢濾池的適用的進水條件與出水水質(zhì)適用的進水條件出水水質(zhì)細菌的去除效率顆粒物去除效率濁度10ntu以下；總大腸菌類10~1000個/100mL；藻類不太多；10000人以下的給水處理小于1.0ntu總大腸菌類<1個/100mL細菌總數(shù)99%能去除逗號弧菌(Vibriocomma)2.7~7?m99%7~12?m99.9%較大顆粒99%~99.9%9

2、.1.2快濾池1.構(gòu)造見圖9-12.工作過程由過濾與反沖洗兩部分組成。3.濾速濾速是指單位時間、單位過濾面積上的過濾水量，單位為m3/（m2?h）或m/h。4.工作周期從過濾開始到?jīng)_洗結(jié)束的一段時間稱為快濾池的工作周期。從過濾開始到過濾結(jié)束稱為過濾周期。濾池的工作周期為12~24h。9.2過濾理論9.2.1截留機理1．懸浮顆粒被截留的機理兩階段理論：由遷移與吸附組成。遷移：沉淀、擴散、慣性、阻截和水動力，見圖9-2。吸附：范德華引力、靜電力、以及某些化學鍵和某些特殊的化學吸附力作用、絮凝顆粒間的架橋作用。圖9-2懸浮顆粒的遷移過程2．吸附與剝離（1）Ives-Mints爭論I

3、ves：①附著于濾料之上的懸浮顆粒在過濾過程中絕對不剝離；②在過濾后期懸浮顆粒穿透濾層進入濾池出水是吸附效率降低的緣故。Mints：①吸附和剝離是過濾過程中同時存在的兩個相反的現(xiàn)象，且剝離量與含污量成正比；②剝離是懸浮顆粒穿透濾層進入濾池出水的原因。爭論至目前的結(jié)果是Mints理論已取得了優(yōu)勢。（2）附著力與水流剪力見圖9-3。9.2.2過濾水力學1．快濾池濾層的發(fā)展與利用濾層含污能力：單位體積濾層中的平均含污量稱為“濾層含污能力”，單位g/cm3或kg/m3。采用單水沖洗的石英砂濾料濾池是典型的水力分級濾料濾池，其含污量隨深度的變化見圖9-4多層濾料濾池接近理想濾料濾池，最

4、常見為雙層和三層濾見圖9-5。雙層濾池其含污量隨深度的變化見圖9-4曲線2。均質(zhì)濾料過濾目前在實際生產(chǎn)中已經(jīng)實現(xiàn)，如V型濾池。要實現(xiàn)均質(zhì)濾料過濾，反沖洗時濾料層不能膨脹。3．過濾過程中水頭損失變化（1）清潔濾料層的水頭損失卡曼-康采尼公式（Carman-Kozony）公式：（9-1）非均勻濾層按下式計算：（9-2）（2）過濾過程中的水頭損失變化過濾時濾池的總水頭損失為：（9-3）（3）負水頭現(xiàn)象當過濾進行到一定時刻時，從濾料表面到某一深度處的濾層的水頭損失超過該深度處的水深，該深度處就出現(xiàn)負水頭，見圖9-6。負水頭會導致空氣釋放出來，危害：①是增加濾層局部阻力，增加了水頭損失

5、；②空氣泡會穿過濾料層，上升到濾池表面，甚至把煤粒這種輕質(zhì)濾料帶走。在沖洗時，空氣更容易把大量的濾料隨水帶走。避免濾池中出現(xiàn)負水頭的兩個方法：一是增加砂面上的水深；二是令濾池出口位置等于或高于濾層表面。4過濾方式（1）恒速過濾最常見的恒速過濾如圖9-7所示。在恒速過濾狀態(tài)，由于濾層逐漸被堵塞，水頭損失隨過濾時間逐漸增加，濾池中水位逐漸上升，當水位上升到最高水位時，過濾停止以待沖洗。無閥濾池與虹吸濾池是典型的恒速過濾濾池。（2）遞降速過濾設(shè)四個濾池組成一個濾池組，假設(shè)：①進入濾池組的總流量不變；②每個池子的性能完全相同；③每個濾池恰好按它的編號順序進行沖洗。則濾池的水位與濾速變

6、化如圖9-9所示。移動沖洗罩濾池是典型的遞降速過濾濾池，當移動沖洗罩濾池的分格數(shù)很多時，這格濾池沖冼與下一格濾池沖洗的間隔時間很近，濾池水位變化不大，有可能達到近似的“等水位變速過濾”。5.直接過濾原水不經(jīng)過沉淀而直接進入濾池的過濾稱為“直接過濾”。直接過濾有兩種方式：①原水加藥后只經(jīng)過混合就直接進入濾池過濾，稱為“接觸過濾”。也可稱為“直流過濾”，見圖9-10中（a）與（b）所示；②原水加藥后經(jīng)過混合和微絮凝池后進入濾池過濾，稱為“微絮凝過濾”，如圖9-10中（c）與（d）所示。圖9-10直接過濾流程直接過濾的兩個特點：①采用雙層或三層濾料濾池；②采用聚合物為主混凝劑或助凝

7、劑。直接過濾要求：①原水濁度和色度較低且水質(zhì)變化小，常年原水濁度低于50度；②直接過濾中的濾速應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)決定，濁度偏高時應(yīng)采用較低濾速，當原水濁度在50度以上時，濾速一般在5m/h左右。9.3濾料與承托層9.3.1要求1.具有足夠的機械強度2.具有足夠的穩(wěn)定性3.能就地取材、價廉4.外形接近于球狀，表面比較粗糙而有棱角。9.3.2濾料性能參數(shù)1.比表面積粒狀濾料的比表面積可以表示為單位重量或體積的濾料所具有的表面積，單位為cm2/g或cm2/cm3。2.有效粒徑與不均勻系數(shù)粒徑級配可以用濾料的有效粒