水处理的过滤工艺和技术

水处理的过滤工艺和技术

(一)过滤运行程序

(1)过滤运行顺序。过滤设备运行是由过滤、反洗和正洗(指反洗结束后，在投人运行时将初滤水排放)三个步骤组成一个周期。当粒状滤料工作到截留一定量泥渣时(此时运行阻力也必然增高)，为了恢复它的过滤能力，需要将滤层进行清洗(通常由水冲洗和空气擦洗两部分组成)。第二步是按与过滤运行相同的方法通水，只是将浊度不合格的出水排走，这称为正洗，待正洗至出水合格时，便可投人过滤运行(根据具体状况而定，一般可省略正洗)。过滤效果，通常由出水水质，也就是水中残留浊度(悬浮物)的多少和运行周期两个方面来评价。

(2)进过滤器(滤池)水质要求悬浮物小于10-20mg/L。

(3)过滤器的运行监控项目主要有:

1)水头损失(进、出水压差不大于30-500a).

2)出水质量(悬浮物小于2mg/L)。

3)自动反洗时的起始状态与运行周期(不小于8h).。

4)滤速(流量)。

5)反洗强度、反洗持续时间等，监控仪表主要有进口流量计、出口浊度仪、进出口压力表(或压差仪)等。

(二)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/ (平方米·h>或m/h。水流

通过滤层的真流速应该是水在滤料的颗粒与颗粒之间孔隙中的流速。然而，这样的流速无法求得，因为在同一滤层中，不同颗粒间孔隙的大小不是不均匀的，水流在各个孔道中的流速木会相同，所以能做到的只是估算某一滤层中真流速的平均值。现常用滤速是根据过滤器中没有滤料假设条件算出来的，其计算式为

υ=Q/F

式中υ一滤速，m/h;

Q一过滤器的出力，m³/h；

F一，过滤器的过滤截面，㎡。

过滤器的滤速不宜过慢或过快。滤速I意味着单位过滤面积的出力小，因此，为了达到一定的出力，必须增大过滤面积。这样不仅要增加投资，而且使设备变得庞大。滤速太快会使出水水质下降，运行时的水头脚失加大，过滤周期缩短。

最大允许滤速主要取决于滤料的粒径，粒径越小，允许的滤速越小。滤速对滤池运行的影响见图2-25。过滤器(池）滤速的选用见表2-14.

(三)反冲洗

当压力式滤器进出口间压差增加3~6mH20 (30,60kPa), 重力式滤器压差增加1. 4mH2 O (14kPa)时，滤池需要先反洗，然后正洗过滤器以除去沉积物。目前滤池反冲洗方法主要有三种，一是单纯用水反冲洗;另一种是用水反冲洗并辅以表面冲洗;最后一种是气水反冲洗。气水反冲洗作为去除滤池中滤料层的污泥，采用长柄滤头作为布气装置，随着粗粒均匀粒径深床滤池的应用，气水反冲洗技术得到完善。气水反冲洗有三种运行方式:

(1)先单独用气冲，然后再用水单独冲洗。

(2)先用气水同时冲洗，然后再用水单独冲洗。

(3)先用气冲，然后气水同时冲洗，最后再单独用水冲洗。

关于气水v 1效果，分析认为吸附在滤料上的污泥分为两种，一种是滤料直接吸着而不易脱落的污泥，称作一次污垄3V- tA-另一种是积滞在沙粒间隙中的污泥，比一次污泥易于去除，称作二次污泥。在反冲洗时去除二次污泥主要是由水流剪切力来完成，而去除一次污泥必须依靠颗粒间的摩擦碰撞作用。冲洗效果优于单独气洗阶段。此阶段杂质从滤料层去除。气水反冲洗最后一个阶段是水漂洗(正洗)阶段，其作用为:①将从滤层中去除的杂质排出，用清水层置换废水层;②将残留在滤床中的空气排出。正洗阶段时间根据出水水质状况而定。运行实践表明，第三种运行方式冲洗效果较好。

反冲洗时，单位面积滤层所通过反冲洗用的水和空气的流量称为反洗强度，单位为L/ (m2·s)，也可直接采用流速(m/h)计算水和空气的流量。反洗强度与石英砂滤层膨胀度关系见图2-26。实际运行中，滤层膨胀度维持在40%左右已满足反洗效果。

为了防止操作时反洗流量过大，造成滤层紊乱、滤料流失，可在反洗排水管上安装调节锥或浮球控制阀限制并保持反洗流量稳定，见图2-27。反洗排水的沟(管)流速选取1-l. 5m/s，排水的沟坡度采用1%~2%。

(四)工作周期

从过滤开始到冲洗结束的一段时间称为滤池的运行工作周期。通常根据运行中允许水头损失与滤层的截污能力来确定工作周期T (h);为了保证滤池正常运行，操作中可根据具体情况规定时间(如8^-12h左右)或规定滤池进出口压力差超过0. 03MPa反冲洗一次。滤池的运行周期与悬浮物含量关系见图2-280。