第七章-过滤
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4.滤池工作1～6个月后，被淤泥堵塞，需人工将表面1～2cm砂刮出来清洗， 再重新铺装。
优缺点： 优点：水质好，能去除细菌、病毒，分别达98～99%，
可直接饮用。
缺点：生产效率太低，占地面积大。 如生产量为2000m3/h的水厂，需占滤池面积2000/0.2＝ 10000㎡=1公顷。
慢滤池砂的清洗很费时间，很费人工，劳动强度大。
滤膜 砂粒径0.3～1mm
卵石粒径1～32mm 集水系统 图7--1
超高0.3m 1.2～1.5
0.8Leabharlann Baidu1.2 0.5～0.6 0.4～0.5
慢滤池是最早出现的用于水处理的过滤设备，能有效地 去除水的色度、嗅和味，见7-1。由于慢滤池占地面积大、 操作麻烦、寒冷季节时其表层容易冰冻，在城镇水厂中使用 的慢滤池逐渐被快滤池所代替。
分类
1 按滤速：慢滤池和快滤池 2 按滤料层结构：单层、双层和多层滤料 3 按水流流经滤层的方向：上向流、下向流等 4 按阀门配置：四阀滤池（普通快滤池）、双阀滤池、
无阀滤池、虹吸滤池、单阀滤池 5 按滤池运行方式：间歇式和连续式 6 按过滤驱动力：重力式和压力式
滤池的分类：
普通快滤池
慢滤池 双层或三层滤料滤池
2.7~7m 99% 7~12m99.9% 较大颗粒
99%~99.9%
工作条件
1.出水浊度可接近于0NTU，而且能很好的去除细菌、臭味、色度，水质很 好，可直接饮用。
2.过滤速度慢：v=0.1～0.3m/h
3.在滤料表面几厘米砂层中形成发粘的滤膜，这滤膜是一些藻类和原生动植 物繁殖的结果，形成滤膜大约需要1～2week。
根据滤速的不同分为:
接触滤池
快滤池 重力式无阀滤池
虹吸滤池
移动罩滤池
V型滤池
7.2 慢滤池和快滤池
一 慢滤池
于1826年在英国伦敦首先建立，亦名英国滤池。 构造如图：
慢滤池进水浊度宜小于20NTU。 慢滤池滤料宜采用石英砂, 滤 层厚度800～1200mm。 慢滤池滤料表面以上水深宜为 1.2～1.5m。 过滤速度慢：v=0.1～0.3m/h
此外，滤料应尽量就地取材，货源充足，价廉。
2 种类： 在单层滤料中，目前常用的滤料是石英砂；在双层、多层滤料中常用的 还有无烟煤、石榴石、钛铁矿、磁铁矿、金刚砂等。 活性炭滤池中，使用粒状活性炭； 硅藻土滤池中，用硅藻土； 轻质滤料（聚苯乙烯塑料珠、陶粒等） 双层和多层滤料效果较好，但无烟煤、磁铁矿、石榴石等滤料来源和加 工尚有一定困难，价格比较贵。
若原水浊度较低，一般在150mg/l以下时，并且未受工业废水 的严重污染，可以直接过滤，亦可以加药混凝后，直接进入滤池 进行过滤，这通常称为接触滤池。
过滤是不可缺少的水处理工艺过程，它是保证生活饮用水卫生 安全的必要措施，也是活性炭过滤除臭除味、离子交换处理工业 给水的前处理。 2 过滤能去除水中有机物、细菌、病毒等，去除率大约为70～80 ％以上。 3 残留于滤后水中的细菌、病毒、有机物，失去浑浊度（物质）的 保护或依存而大部分呈裸露状态，为消毒杀菌创造了条件。
2 工作过程
（1）过滤过程：
（2）反冲洗过程：
快滤池的工作周期：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。一般12～24小时，它直接关系到滤池的实际工作时 间和冲洗水量的消耗。
过滤周期：从过滤开始到过滤结束。
如何提高滤速和延长工作周期，一直是过滤技术研究的一个重要课题。
7.3 颗粒滤料和承托层
二 快滤池
经历60年后于1884年被提出，其特点有：
1) 原水必须加混凝剂，经混凝处理之后过滤才能有效地去除浑浊度。
2) 去除浊度不是靠筛除颗粒作用，而是靠接触絮凝作用。因为过滤时， 在砂粒孔隙内的水流都是层流状态，而层流产生速度梯度，会使微小的 矾花不断旋转，亦使矾花跨过流线向砂粒表面运动，当矾花接触砂粒时， 如果彼此间有足够的吸力，就被吸附去除了，而加混凝剂，压缩双电层 作用就为加强颗粒间的范德华引力创造了条件。构造如下图：
1
6
13
2
10
7
11
5
8
4
9
12 14
3
图 6-3 普通快滤池构造剖视图（箭头表示冲洗水流方向）
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-浑水阀；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
表7-1 现代慢滤池的适用的进水条件与出水水质
适用的进水条件
出水水质
细菌的去除效率 颗粒物去除效率
浊度10ntu以下； 总大肠菌类 10~1000个 /100mL；
藻类不太多；
10000人以下的给 水处理
小于1.0ntu 总大肠菌类<1个
/100mL
细菌总数99% 能去除逗号弧菌
(Vibrio comma)
一 滤料 1 要求
1)具有足够的机械强度，以防止冲洗时，滤料产生严重磨损和破碎现象。 2)具有足够的化学稳定性，以免滤料与水产生化学反应而恶化水质，尤 其不能含有对人体健康和生产有害的物质。 3)具有一定的颗粒粒度级配和适当的孔隙率，尤其外形近于球形的颗粒 孔隙率大，表面比较粗糙者，其比表面积较大。
3 滤料性能参数
1) 滤料的比表面积
单位体积滤层中滤料的表面积称为滤料的比表面积。对于粒径不相 等的非均匀滤料，可以看作是由许多粒径相同的均匀滤料所组成。 单位为cm2/g或cm2/ cm3。
a
ai • Pi
第 七 章 过滤
以普通快滤池的过滤和反冲洗 为重点，讲授过滤理论和反冲洗理 论。其它则介绍其工艺特点。
7.1 过滤概述
过滤：混凝、沉淀之后进一步降低水中的杂质，达到生活饮用水
标准的工艺过程。因为混凝沉淀之后水中浊度约为10NTU，含有
微小的絮凝颗粒（即2～30µm的颗粒）需要进一步去除。
功能： 1 进一步去除水中的悬浮颗粒。
1 构造
进水系统、过滤系统、集水系统、反洗系统
H滤层＝0.7～0.8m;
d=0.5～1.2mm
K80=d80/d10=2.0左右； H水深=1.5～2.0m
进水浊度一般在10NTU左右，出水可达饮用水标准。
V滤速＝8～12m/h（滤池的产水量用滤速表示）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。
优缺点： 优点：水质好，能去除细菌、病毒，分别达98～99%，
可直接饮用。
缺点：生产效率太低，占地面积大。 如生产量为2000m3/h的水厂，需占滤池面积2000/0.2＝ 10000㎡=1公顷。
慢滤池砂的清洗很费时间，很费人工，劳动强度大。
滤膜 砂粒径0.3～1mm
卵石粒径1～32mm 集水系统 图7--1
超高0.3m 1.2～1.5
0.8Leabharlann Baidu1.2 0.5～0.6 0.4～0.5
慢滤池是最早出现的用于水处理的过滤设备，能有效地 去除水的色度、嗅和味，见7-1。由于慢滤池占地面积大、 操作麻烦、寒冷季节时其表层容易冰冻，在城镇水厂中使用 的慢滤池逐渐被快滤池所代替。
分类
1 按滤速：慢滤池和快滤池 2 按滤料层结构：单层、双层和多层滤料 3 按水流流经滤层的方向：上向流、下向流等 4 按阀门配置：四阀滤池（普通快滤池）、双阀滤池、
无阀滤池、虹吸滤池、单阀滤池 5 按滤池运行方式：间歇式和连续式 6 按过滤驱动力：重力式和压力式
滤池的分类：
普通快滤池
慢滤池 双层或三层滤料滤池
2.7~7m 99% 7~12m99.9% 较大颗粒
99%~99.9%
工作条件
1.出水浊度可接近于0NTU，而且能很好的去除细菌、臭味、色度，水质很 好，可直接饮用。
2.过滤速度慢：v=0.1～0.3m/h
3.在滤料表面几厘米砂层中形成发粘的滤膜，这滤膜是一些藻类和原生动植 物繁殖的结果，形成滤膜大约需要1～2week。
根据滤速的不同分为:
接触滤池
快滤池 重力式无阀滤池
虹吸滤池
移动罩滤池
V型滤池
7.2 慢滤池和快滤池
一 慢滤池
于1826年在英国伦敦首先建立，亦名英国滤池。 构造如图：
慢滤池进水浊度宜小于20NTU。 慢滤池滤料宜采用石英砂, 滤 层厚度800～1200mm。 慢滤池滤料表面以上水深宜为 1.2～1.5m。 过滤速度慢：v=0.1～0.3m/h
此外，滤料应尽量就地取材，货源充足，价廉。
2 种类： 在单层滤料中，目前常用的滤料是石英砂；在双层、多层滤料中常用的 还有无烟煤、石榴石、钛铁矿、磁铁矿、金刚砂等。 活性炭滤池中，使用粒状活性炭； 硅藻土滤池中，用硅藻土； 轻质滤料（聚苯乙烯塑料珠、陶粒等） 双层和多层滤料效果较好，但无烟煤、磁铁矿、石榴石等滤料来源和加 工尚有一定困难，价格比较贵。
若原水浊度较低，一般在150mg/l以下时，并且未受工业废水 的严重污染，可以直接过滤，亦可以加药混凝后，直接进入滤池 进行过滤，这通常称为接触滤池。
过滤是不可缺少的水处理工艺过程，它是保证生活饮用水卫生 安全的必要措施，也是活性炭过滤除臭除味、离子交换处理工业 给水的前处理。 2 过滤能去除水中有机物、细菌、病毒等，去除率大约为70～80 ％以上。 3 残留于滤后水中的细菌、病毒、有机物，失去浑浊度（物质）的 保护或依存而大部分呈裸露状态，为消毒杀菌创造了条件。
2 工作过程
（1）过滤过程：
（2）反冲洗过程：
快滤池的工作周期：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。一般12～24小时，它直接关系到滤池的实际工作时 间和冲洗水量的消耗。
过滤周期：从过滤开始到过滤结束。
如何提高滤速和延长工作周期，一直是过滤技术研究的一个重要课题。
7.3 颗粒滤料和承托层
二 快滤池
经历60年后于1884年被提出，其特点有：
1) 原水必须加混凝剂，经混凝处理之后过滤才能有效地去除浑浊度。
2) 去除浊度不是靠筛除颗粒作用，而是靠接触絮凝作用。因为过滤时， 在砂粒孔隙内的水流都是层流状态，而层流产生速度梯度，会使微小的 矾花不断旋转，亦使矾花跨过流线向砂粒表面运动，当矾花接触砂粒时， 如果彼此间有足够的吸力，就被吸附去除了，而加混凝剂，压缩双电层 作用就为加强颗粒间的范德华引力创造了条件。构造如下图：
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图 6-3 普通快滤池构造剖视图（箭头表示冲洗水流方向）
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-浑水阀；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
表7-1 现代慢滤池的适用的进水条件与出水水质
适用的进水条件
出水水质
细菌的去除效率 颗粒物去除效率
浊度10ntu以下； 总大肠菌类 10~1000个 /100mL；
藻类不太多；
10000人以下的给 水处理
小于1.0ntu 总大肠菌类<1个
/100mL
细菌总数99% 能去除逗号弧菌
(Vibrio comma)
一 滤料 1 要求
1)具有足够的机械强度，以防止冲洗时，滤料产生严重磨损和破碎现象。 2)具有足够的化学稳定性，以免滤料与水产生化学反应而恶化水质，尤 其不能含有对人体健康和生产有害的物质。 3)具有一定的颗粒粒度级配和适当的孔隙率，尤其外形近于球形的颗粒 孔隙率大，表面比较粗糙者，其比表面积较大。
3 滤料性能参数
1) 滤料的比表面积
单位体积滤层中滤料的表面积称为滤料的比表面积。对于粒径不相 等的非均匀滤料，可以看作是由许多粒径相同的均匀滤料所组成。 单位为cm2/g或cm2/ cm3。
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ai • Pi
第 七 章 过滤
以普通快滤池的过滤和反冲洗 为重点，讲授过滤理论和反冲洗理 论。其它则介绍其工艺特点。
7.1 过滤概述
过滤：混凝、沉淀之后进一步降低水中的杂质，达到生活饮用水
标准的工艺过程。因为混凝沉淀之后水中浊度约为10NTU，含有
微小的絮凝颗粒（即2～30µm的颗粒）需要进一步去除。
功能： 1 进一步去除水中的悬浮颗粒。
1 构造
进水系统、过滤系统、集水系统、反洗系统
H滤层＝0.7～0.8m;
d=0.5～1.2mm
K80=d80/d10=2.0左右； H水深=1.5～2.0m
进水浊度一般在10NTU左右，出水可达饮用水标准。
V滤速＝8～12m/h（滤池的产水量用滤速表示）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。