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1、學(xué)習情境1.4水的過濾處理過濾過濾是固液分離的一種有效手段。含懸浮固體的水流經(jīng)過濾介質(zhì),粒徑大于過濾介質(zhì)孔徑的固體顆粒就被截留下來。學(xué)習情境1.4水的過濾處理過濾的作用過濾一般用在混凝、沉淀或澄清等處理之后,用于進一步去除水中的細小懸浮顆粒,降低濁度。水中有機物、細菌乃至病毒等更小的粒子由于吸附作用也隨著水的濁度降低而被部分去除。殘存在濾后水中的剩余細菌、病毒等,由于失去懸浮物的保護或依附而呈裸露狀態(tài),也容易被消毒劑殺死。超濾、納濾等新技術(shù),還可以直接將細菌、病毒、大分子物質(zhì)等過濾掉。學(xué)習情境1.4水的過濾處理應(yīng)用:給水處理中保
2、證凈化水質(zhì)不可缺少的重要環(huán)節(jié)污水處理活性炭吸附和離子交換等深度處理之前作用預(yù)處理化學(xué)混凝和生化處理之后作為后處理1.4.1水的過濾處理慢濾池:截留作用、微生物分解作用優(yōu)點:出水水質(zhì)好缺點:流速低;濾膜形成期過濾出水水質(zhì)不能保證;生產(chǎn)效率低;占地面積大。1.4.1.1過濾過程石英砂濾料粒徑通常0.5~1.2mm,濾層厚度一般70cm左右。按自上而下的方向,粒徑大致由細到粗依次排列。水流自上而下通過濾料層。1.4.1.1過濾過程過程三階段:顆粒遷移,顆粒脫離水流流線向濾料顆粒表面靠近;顆粒黏附,物理-化學(xué)作用,懸浮顆粒黏附在濾料表面
3、;顆粒剝落1.4.1.1過濾過程過濾機理1.阻力截留懸浮物粒徑越大,表層濾料和濾速越小,就越容易形成表層篩濾膜,濾膜的截污能力也越高。2.重力沉降眾多的濾料表面提供了巨大的沉降面積。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。1.4.1.1過濾過程過濾機理3.接觸絮凝濾料巨大的比表面積:吸附砂粒帶有電荷:吸附膠體粒徑較大懸浮顆粒以阻力截留為主;細微懸浮物,以發(fā)生在濾料深層的重力沉降和接觸絮凝為主。1.4.1.2濾料層含污能力表層濾料間的孔隙逐漸被堵塞,形成“泥膜”,致使過濾阻力劇增。在一定過濾水頭下
4、,濾速急劇減小,產(chǎn)水效率下降;在一定濾速下水頭損失達到極限值,無法滿足過濾水頭要求;由于濾層表面受力不均勻而使“泥膜”產(chǎn)水裂縫,大量水流自裂縫流出,水中雜質(zhì)顆粒穿透濾層使出水水質(zhì)惡化。1.4.1.2濾料層含污能力濾料層能容納雜質(zhì)的多少及分布規(guī)律受進水水質(zhì)、水溫、濾速、濾料粒徑級配、濾料形狀,以及水中顆粒的凝聚程度等許多因素影響。單位體積濾層中所截留的雜質(zhì)量,稱為濾層截污量。一個過濾周期內(nèi),整個濾層單位體積濾料中的平均含污量,稱為“濾層含污能力”,以g/cm3或kg/cm3計。圖中曲線與坐標軸包圍的面積除以濾層總厚度即為濾層含污能
5、力。濾層厚度一定時,面積越大,濾層含污能力越大。1.4.1.2濾料層含污能力為提高整個濾層的含污能力,最好采用“反粒度”過濾方法。即順水流方向,粒徑由大到小。實現(xiàn)途徑1.改變水流方向,上向流、雙向流。2.改變?yōu)V料層組成,雙層濾料濾池、三層濾料濾池及均勻級配濾料濾池。1.4.2水的過濾處理技術(shù)1.4.2.1普通快濾池組成與工作過程組成:池體、濾料、配水系統(tǒng)與承托層、反沖洗裝置工作過程:過濾、沖洗交替進行1.4.2水的過濾處理技術(shù)(視頻)1.4.2.2濾料濾料的主要作用是作為載體提供黏附水中細小懸浮物所需的面積。(1)足夠的機械強度
6、(2)足夠的化學(xué)穩(wěn)定性(3)具有一定的顆粒級配和適當?shù)目紫堵剩?)外形接近球形,表面比較粗糙而有棱角。(5)就地取材,貨源充足,價格低廉。石榴石無煙煤磁鐵礦金剛砂聚苯乙烯和陶粒1.濾料粒徑級配有效粒徑(d10):濾料經(jīng)篩分后,小于總質(zhì)量10%的濾料顆粒粒徑。不均勻系數(shù)(k80):濾料經(jīng)篩分后,小于總質(zhì)量80%的濾料顆粒粒徑與有效粒徑之比。K80越大,說明粗細濾料顆粒尺寸相差越大,顆粒越不均勻;K80越接近1,濾料越均勻。1.濾料粒徑級配通常過濾工況下,要求濾料粒徑適中、不均勻系數(shù)盡量小。粒徑大——空隙大——細小雜質(zhì)穿透濾料層(反
7、洗難充分松動濾料)粒徑過小——空隙效——增加水流阻力(反洗時容易沖出濾池)2.濾料篩分以石英砂濾料為例,取某砂樣300g,洗凈后于105攝氏度恒溫箱中烘干,待冷卻后秤取100g,放于一組篩子過篩,篩后稱出留在各個篩子上的砂量,填入表1.11,并計算出通過相應(yīng)篩子的砂量,然后以篩孔孔徑為橫坐標,通過篩孔砂量為縱坐標,繪出篩分曲線。3.濾料孔隙率的測定濾料層孔隙率是指濾料層中的孔隙所占的體積與濾料層總體積之比,用m表示。測定方法為:取一定量的濾料,在105攝氏度下烘干、稱重,并用比重瓶測出其密度,然后放入過濾筒中,用清水過濾一段時間
8、后,量出濾層體積,按G:濾料質(zhì)量V:濾料層體積孔隙率越大,濾層的含污能力越高,工作周期就越長??紫堵逝c顆粒形狀、粒徑、均勻程度以及濾料層的壓實程度等有關(guān)。濾料使用一段時間以后,由于碰撞、摩擦和磨蝕等造成孔隙率減小,需及時更換。1.4.2.3配水系統(tǒng)與承托層作用: