滤料过滤速度对截留杂质的影响
隔膜压榨式压滤机的过滤速度与膜通量关系研究
隔膜压榨式压滤机的过滤速度与膜通量关系研究隔膜压榨式压滤机是一种常用于固液分离的设备，其过滤速度与膜通量之间的关系一直是研究的焦点之一。
在本文中，将对隔膜压榨式压滤机的过滤速度与膜通量之间的关系进行研究。
首先，需要了解隔膜压榨式压滤机的工作原理。
该设备主要由滤料、隔膜、桉板等组成。
当物料通过滤料层时，固体颗粒被截留在滤料上，而液体则通过滤料进入隔膜层。
随着悬浮物的积累，滤饼逐渐形成。
接下来，隔膜会被应用一定的压力，将液体从滤饼中挤出，产生所谓的“过滤压力”。
过滤压力越大，压滤机的过滤速度也就越快。
膜通量是指单位面积内每单位时间通过膜的溶质的质量或体积。
对于隔膜压榨式压滤机来说，通过隔膜的液体量与过滤面积之比即为膜通量。
膜通量的大小取决于过滤物料的性质、操作条件以及隔膜的特性等因素。
研究表明，过滤速度与膜通量呈正相关关系。
当膜通量增加时，过滤速度也会相应增加。
这是因为膜通量的增加意味着单位时间内通过膜的液体量增加，从而加快了过滤的速度。
在一定条件下，增大过滤压力可以进一步提高膜通量和过滤速度。
然而，需要注意的是，随着膜通量的增加，可能会导致一些问题的出现。
首先，过大的膜通量可能引起膜的堵塞，影响过滤效果。
其次，过大的过滤压力会导致膜层受力过大，增加膜的破损风险。
因此，在实际应用中，我们需要综合考虑过滤速度、膜通量和设备的稳定性，选择合适的操作条件。
除了过滤压力和膜通量之间的关系外，其他因素也会对隔膜压榨式压滤机的过滤速度产生影响。
例如，物料的浓度、温度、粒度以及滤料的孔径大小等都会对过滤速度产生一定的作用。
在实际操作中，我们可以针对不同的物料和要求，通过调控这些因素来达到最佳的过滤效果。
此外，膜的选择也是影响过滤速度和膜通量的重要因素之一。
不同材质和结构的膜具有不同的透过性和阻力特性，从而会对过滤速度产生影响。
因此，在选择隔膜压榨式压滤机时，我们需要根据具体的应用需求和物料特性来选择合适的膜材料和膜结构。
多介质过滤器跑滤料的原因和处理方法
多介质过滤器跑滤料的原因和处理方法《多介质过滤器跑滤料的原因和处理方法》过滤器是一种常用的水处理设备，可以有效去除水中的悬浮物和杂质。
在使用多介质过滤器时，可能会出现跑滤料的问题。
本文将探讨多介质过滤器跑滤料的原因和处理方法，帮助读者更好地理解并解决这一问题。
多介质过滤器常用于净水系统和工业废水处理等领域。
跑滤料是指介质在水流中被带走，使过滤器无法正常工作，造成水质下降甚至设备损坏。
以下是导致多介质过滤器跑滤料的几个主要因素：1. 水流速度过快：水流速度过快是导致多介质过滤器跑滤料的常见原因之一。
当水流速度过大时，介质之间的缝隙无法有效阻止滤料的流动，从而造成滤料跑走。
2. 过滤介质选择不当：过滤介质的选择直接影响到过滤器的过滤效果和稳定性。
如果选择的介质颗粒太小或过于不均匀，容易造成滤料堆积不稳定，进而影响过滤器的正常运行。
3. 水质问题：水质中的固体颗粒过多或颗粒大小相对较大，容易造成多介质过滤器跑滤料。
这些固体颗粒可能会堵塞介质之间的缝隙，使滤料无法稳定固定在介质床层中。
针对多介质过滤器跑滤料问题，我们可以采取以下处理方法：1. 调整水流速度：通过调整水流速度，使其在合理的范围内，避免过快的水流对介质产生较大的冲击力，从而减少跑滤料的可能性。
2. 选择合适的过滤介质：在选择过滤介质时，应根据实际情况选用适当的介质颗粒大小和均匀性，以确保介质床层的稳定性和过滤效果。
3. 预处理水质：对进入多介质过滤器的原水进行必要的预处理，包括悬浮物去除和物理或化学沉淀等方法，以减少固体颗粒的含量和大小，降低跑滤料的风险。
4. 定期维护保养：对多介质过滤器进行定期的维护保养，清洗滤料和介质床层，及时更换老化或磨损的介质颗粒，保证过滤器的正常运行和过滤效果。
总结起来，多介质过滤器跑滤料问题的发生是由于水流速度过快、过滤介质选择不当和水质问题等原因造成的。
针对这些问题，可以通过调整水流速度、选择合适的过滤介质、预处理水质以及定期维护保养的方法进行处理。
过滤器参数详细说明
过滤器是输送介质管道上不可缺少的一种装置，通常安装在减压阀、泄压阀、定水位阀或其它设备的进口端，用来消除介质中的杂质，以保护阀门及设备的正常使用。
当流体进入置有一定规格滤网的滤筒后，其杂质被阻挡，而清洁的滤液则由过滤器出口排出，当需要清洗时，只要将可拆卸的滤筒取出，处理后重新装入即可，因此，使用维护极为方便。
基本简介过滤器由简体、不锈钢滤网、排污部分、传动装置及电气控制部分组成。
过滤器工作时，待过滤的水由水口过滤器(15张)时入，流经滤网，通过出口进入用户所须的管道进行工艺循环，水中的颗粒杂技被截留在滤网内部。
如此不断的循环，被截留下来的颗粒越来越多，过滤速度越来越慢，而进口的污水仍源源不断地进入，滤孔会越来越小，由此在进、出口之间产生压力差，当大度差达到设定值时，差压变送器将电信号传送到控制器，控制系统启动驱动马达通过传动组件带动轴转动，同时排污口打开，由排污口排出，当滤网清洗完毕后，压差降到最小值，系统返回到初始过滤状，系统正常运行。
过滤器由壳体、多元滤芯、反冲洗机构、和差压控制器等部分组成。
壳体内的横隔板将其内腔分为上、下两腔，上腔内配有多个过滤芯，这样充分利用了过滤空间，显着缩小了过滤器的体积，下腔内安装有反冲洗吸盘。
工作时，浊液经入口进入过滤器下腔，又经隔板孔进入滤芯的内腔。
大于过滤芯缝隙的杂质被截留，净液穿过缝隙到达上腔，最后从出口送出。
过滤器采用高强度的楔形滤网，通过压差控制、定时控制自动清洗滤芯。
当过滤器内杂质积聚在滤芯表面引起进出口压差增大到设定值，或定时器达到预置时间时，电动控制箱发出信号，驱动反冲洗机构。
当反冲洗吸盘口与滤芯进口正对时，排污阀打开，此时系统泄压排水，吸盘与滤芯内侧出现一个相对压力低于滤芯外侧水压的负压区，迫使部分净循环水从滤芯外侧流入滤芯内侧，吸附在滤芯内内壁上的杂质微粒随水流进穣盘内并从排污阀排出。
特殊设计的滤网使得滤芯内部产生喷射效果，任何杂质都将被从光滑的内壁上冲走。
给水工程14-18章节课后习题
十四章：6、3种理想反应器的假定条件是什么？研究理想反应器对水处理设备的设计和操作有何作用。
答：3种理想反应器的假定条件如下1）完全混合间歇式反应器中的反应：不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出、且假定是在恒温下操作。
2）完全混合连续式反应器：反应器内物料完全均匀混合且与输出产物相同的假定，且是在恒温下操作。
3）推流型反应器：反应器内的物料仅以相同流速平行流动，而无扩散作用，这种流型唯一的质量传递就是平行流动的主流传递。
4）在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。
在化工生产过程中，反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛。
许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。
例如，氯化消毒池，除铁、除锰滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。
介绍反应器概念，目的就是提供一种分析研究水处理工艺设备的方法和思路。
7、为什么串联的CSTR型反应器比同体积的单个CSTR型反应器效果好？(8’)答：如果采用多个体积相等的CSTR型反应器串联使用，则第2只反应器的输入物料浓度即为第1只反应器的输出物料浓度，以此类推。
设为一级反应，每只反应器可写出如下公式：01C C =t k +11；12C C =t k +11；……1-n n C C =t k +11 所有公式左边和右边分别相乘：tk t k t k t k C C C C C C C C n n ++∙∙+∙+=∙∙-111111********* nt k C Cn ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=110 式中t 为单个反应器的反应时间。
总反应时间t n T =。
串联的反应器数愈多，所需反应时间愈短，理论上，当串联的反应器数∞→n 时，所需反应时间将趋近于CMB 型和PF 型的反应时间。
8、混合与返混合在概念上有何区别？返混合是如何造成的？答：CMB 和CSTR 反应器内的混合是两种不同的混合。
水厂过滤工艺原理及操作要点
水厂过滤工艺原理及操作要点一、过滤过滤是水通过滤料层截留水中杂质从而使水进一步变清的工艺过程，是给水处理工艺的一道重要工序。
作用：(1)去除沉淀后水中的剩余浊度。
(2)去除大量水中有机物、细菌、甚至病毒。
(3)为滤后水消毒创造有利条件。
二、过滤基本原理滤池滤料层去除悬浮物的过程分迁移和粘附两步骤。
“迁移”——就是水流所夹带的颗粒脱离水流流线，向滤料颗粒表面靠近的过程。
滤料颗粒的截留、重力沉降、扩散及水动力作用，使水流中的杂质颗粒脱离水流流线向滤料颗粒表面“迁移”。
“粘附”——就是当杂质颗粒与滤料颗粒表面接近时，依靠力的作用附于滤料颗粒表面的过程。
粘附作用，是一种物理化学作用，大小取决于滤粒和水中悬浮杂质颗粒的表面物理化学特性。
影响杂质在滤层中的分布规律的因素具有多样性和复杂性。
如进水水质、水温、滤速、滤料粒径、形状和级配、凝聚微粒强度等。
三、滤池分类(1)按滤速分有：慢滤池、快滤池。
(2)冲洗方式有虹吸、无阀、普通快速、活动冲洗盖、v型等。
(3)根据控制功能；无阀、单阀、双阀、四阀等。
(4)根据过滤层的结构，可分为单层、双层和三层。
(5)根据水力条件，有重力式和压力式。
四。
过滤器的操作模式(1)恒压过滤：整个过滤周期的水头保持不变。
对保证滤后水水质不利，调节水池大。
(2)恒速过滤：整个过滤周期总压降不变，调节流量不变，滤速不变。
(3)降速(变速)过滤：整个过滤周期滤速逐渐降低。
出水水质较稳定、水头较小。
5.评价过滤器运行的技术指标。
(1)滤速(过滤速度)(m/h):指过滤时砂面水位下降的速度，或过滤器单位面积的流量负荷，即每平方米过滤面积一小时过滤的水量(m3)。
设计过滤速度为8-12m/h(2)水头损失(m)：是指滤池过滤时滤层上面水位与滤后水在集水管出口处的高差。
用水柱高度(m)表示。
(3)过滤周期(工作周期)：从过滤开始到冲洗之前的过滤运行时间；也是滤池水头损失接近期终水头损失所需时间，或滤池两次冲洗间隔的实际时间。
反滤层工作原理
反滤层工作原理一、简介反滤层是一种用于水处理的重要装置，广泛应用于工业生产和家庭用水领域。
它通过物理和化学作用，有效去除水中的悬浮物、颗粒物、有机物和微生物等杂质，提高水质的纯净度和透明度。
本文将详细介绍反滤层的工作原理及其相关参数。
二、工作原理反滤层是一种多层结构的过滤介质，通常由石英砂、活性炭、陶瓷颗粒等组成。
其工作原理主要包括以下几个步骤：1. 预处理：水经过预处理设备，去除大颗粒物、泥沙等杂质，以减少对反滤层的污染。
2. 过滤：水从上至下通过反滤层，其中的悬浮物和颗粒物会被滤料截留在滤层中，从而净化水质。
滤料的粒径大小决定了过滤效果，通常按照从上到下由粗到细的顺序排列。
3. 吸附：活性炭作为反滤层中的一种重要组成部分，具有很强的吸附能力。
它能吸附水中的有机物、异味物质和部分重金属离子等，提高水质的口感和安全性。
4. 生物降解：反滤层中的陶瓷颗粒具有良好的生物降解性能，能够有效去除水中的微生物和细菌等有害物质。
5. 清洗与再生：随着时间的推移，反滤层会逐渐被污染，降低过滤效果。
因此，定期进行清洗和再生是必要的。
清洗过程通常包括反冲洗、化学清洗和高温蒸汽消毒等步骤，以恢复滤料的过滤性能。
三、关键参数在选择和使用反滤层时，需要考虑以下几个关键参数：1. 滤料种类和粒径：不同的水质和处理要求需要选择合适的滤料种类和粒径。
常用的滤料有石英砂、活性炭、陶瓷颗粒等。
2. 反滤层厚度：反滤层的厚度决定了其处理水量和过滤效果。
一般情况下，厚度越大，处理水量越大，但也会增加反滤层的阻力。
3. 过滤速度：过滤速度是指单位时间内通过反滤层的水量。
过高的过滤速度会导致滤料颗粒被冲刷走，影响过滤效果；过低的过滤速度则会降低处理水量。
4. 清洗周期：反滤层的清洗周期取决于水质和使用情况。
清洗周期过长会导致滤料堵塞，清洗周期过短则会增加维护成本。
5. 滤层床层高度：滤层床层高度决定了水在滤层中停留的时间，影响过滤效果。
石英砂活性炭过滤器设计常用参数
石英砂活性炭过滤器设计常用参数石英砂活性炭过滤器是一种常用的水处理设备，被广泛应用于工业、民用领域。
它通过使用石英砂和活性炭材料，能够有效去除水中的悬浮固体、有机物和一些重金属离子，提高水的质量。
下面将介绍石英砂活性炭过滤器的常用参数。
1.设计流量设计流量是指过滤器处理水的能力，单位一般为每小时（m³/h）或每天（m³/d）。
根据实际使用需求，可以根据水的日均使用量和需要处理的水质量来确定设计流量。
2.过滤面积过滤面积是指过滤器内部用于过滤水的表面积。
过滤面积的大小直接影响到过滤器的处理能力。
通常情况下，过滤面积与设计流量成正比，可以根据设计流量来确定过滤器的尺寸。
3.过滤器尺寸过滤器尺寸是指过滤器的外部尺寸，包括长度、宽度和高度。
过滤器尺寸的选择需要考虑到使用场所的空间限制以及过滤器的处理能力。
通常情况下，过滤器的长度和宽度可以根据设计流量和过滤面积来确定，而高度则根据实际空间来决定。
4.滤料层厚度滤料层厚度是指过滤器内部石英砂和活性炭的堆积层厚度。
滤料层厚度的选择需要根据水的污染程度和需要去除的物质来确定。
一般情况下，石英砂和活性炭的厚度比例为3:1，可以根据实际情况进行调整。
5.滤料粒径滤料粒径是指石英砂和活性炭颗粒的大小。
滤料粒径的选择需要综合考虑水的悬浮物和污染物的大小。
通常情况下，石英砂的粒径选择在0.5-1.2mm之间，活性炭的粒径选择在3-10mm之间。
6.过滤速度过滤速度是指水在过滤器中通过滤料的速度，一般以米/小时（m/h）来表示。
过滤速度的选择需要根据滤料的类型和水的污染程度来确定。
过滤速度过大会导致滤料颗粒杂质被带走，效果下降；过滤速度过小则会降低过滤器的处理能力，增加运行成本。
7.回洗方式8.运行压力运行压力是指过滤器在正常运行时所需的压力。
运行压力的选择需要根据过滤器的设计和实际使用条件来确定。
压力过高会造成设备损坏，压力过低则会降低过滤效果。
总之，石英砂活性炭过滤器设计常用参数有设计流量、过滤面积、过滤器尺寸、滤料层厚度、滤料粒径、过滤速度、回洗方式和运行压力。
实验五过滤实验
实验五过滤实验一、实验目的过滤是具有孔隙的过滤层截留水中杂质，从而使水得到澄清的工艺过程，砂滤是一种最主要的应用于生产实验的水处理工艺，不仅可以去除水中细小的悬浮颗粒杂质，而且能有效地去除水中的细菌、病毒及有机物。
本实验采用石英砂作为滤料，进行清水、原混水及经混凝后的混水的过滤实验及反冲洗实验。
希望达到以下目的：1.掌握清洁滤料层过滤时水头损失的变化规律及其计算方法；2.深化理解滤速对出水水质的影响；3.深入理解反冲洗强度与滤料层膨胀高度间的关系，掌握反冲洗方法。
4. 熟悉普通快滤池过滤、反冲洗的工作过程。
5. 加深对滤速、冲洗强度、滤层膨胀率、初滤水浊度的变化、冲洗强度与冲洗膨胀率关系以及滤速与清洁滤层水头损失关系的理解。
二、实验原理快速过滤池滤料层能截留粒径远比滤料孔隙小的水中杂质，主要通过接触絮凝作用，其次为筛滤作用和沉淀作用。
要想过滤出水水质好，除了滤料组成需符合要求外，沉淀前或滤前投加混凝剂也是必不可少的。
当过滤水头损失达到最大允许水头损失时，滤池需要进行冲洗。
少数情况下，虽然水头损失未达到最大允许值，但如果滤池出水浊度超过规定要求，也需进行冲洗。
冲洗强度需满足底部滤层恰好膨胀的要求。
根据运行经验，冲洗排水浊度降至10～20度以下可停止冲洗。
快滤池冲洗停止时，池中水杂质较多且未投药，故初滤水浊度较高。
滤池运行一段时间（约5～10 min或更长）后，出水浊度开始符合要求。
时间长短与原水浊度、出水浊度要求、药剂投放量、滤速、水温以及冲洗情况有关。
如初滤水历时短，初滤水浊度比要求的出水浊度高不了多少，或者说初滤水对滤池过滤周期出水平均浊度影响不大时，初滤水可以不排出。
为了保证滤池出水水质，常规过滤的滤池进水浊度不宜超过10～20度。
三、实验装置与设备1. 过滤装置（如图5-1所示） 1套2. 浊度仪 1台3. 200mL烧杯2个，取水样测浊度用。
4. 20mL量筒1个，秒表一块，5. 2米钢卷尺1个，温度计1个。
过滤的几种基本方式
过滤的几种基本方式水通过滤料床层时，其中的悬浮颗粒和胶体就被截留在滤料的表面和内部空隙中，这种通过粒状介质层分离不溶物的方法称为粒状介质过滤。
可用于活性炭吸附和离子交换等深度处理过程之前作为预处理，也可用于化学混凝和生化处理之后作为后处理过程。
一、原理过滤的机理通常认为有如下几种：1.阻力截留当原水自上而下流过粒状滤料层时，粒径较大的悬浮颗粒首先被截留在表层滤料的空隙中，从而使此层滤料间的空隙越来越小，截污能力随之变得越来越高，结果逐渐形成一层主要由被截留的固体颗粒构成的滤膜，并由它起主要的过滤作用。
筛选作用的强度主要取决于表层滤料的最小粒径和水中悬浮物的粒径，并与过滤速度有关。
悬浮物粒径愈大，表层滤料和滤速愈小，就容易形成表层筛滤膜，滤膜的截污能力也愈高。
2.重力沉降原水通过滤料层时，众多的滤料表面提供了巨大的沉降面积。
形成无数的小沉淀池，悬浮物极易在此沉降下来。
重力沉降的强度主要与滤料直径和过滤速度有关。
滤料愈小，沉降面积愈大;滤速愈小，则水流愈平稳，这些都有利于悬浮物的沉降。
3.接触絮凝由于滤料具有巨大的表面积，它与悬浮物之间有明显的物理吸附作用。
砂粒在水中常带有表面负电荷，能吸附带正电荷的铁、铝等胶体，从而在滤料表面形成带正电荷的薄膜，并进而吸附带负电荷的黏土和多种有机物等胶体，在砂粒上发生接触絮凝。
在大多数情况下，滤料表面对尚未凝聚的胶体还祈祷接触碰撞的媒介作用，促进其凝聚过程。
二、滤料有石英砂、无烟煤屑、大理石粒等。
除应考虑价廉易得外，还需考虑：(1)化学性质稳定;(2)机械强度足够;(3)粒度合适三、影响过滤的因素在过滤过程中的主要参数是滤速、过滤周期和滤池的截污能力。
1、滤速滤速v 的计算：V = Q / F , m/h式中：Q —滤池的出力，m3/h;F —滤池的过滤截面积，m2。
滤速不是水通过滤料间孔隙时的实际速度，而是假定滤料不占有空间时水通过滤池的假想速度，故也称为空池滤速。
思考题答案
1、为什么粒径小于滤层中孔隙尺寸的杂质颗粒会被滤层拦截下来答：颗粒较小时，布朗运动较剧烈，然后会扩散至滤粒表面而被拦截下来。
2、从滤层中杂质分布规律，分析改善快滤池的几种途径和滤池发展趋势。
答：使用双层滤料、三层滤料或混合滤料及均质滤料等滤层组成以改变上细下粗的滤层中杂质分布严重的不均匀现象，提高滤层含污能力。
发展趋势略5、什么叫“等速过滤”和“变速过滤”两者分别在什么情况下形成分析两种过滤方式的优缺点并指出哪几种滤池属“等速过滤”。
答：当滤池过滤速度保持不变，亦即滤池流量保持不变时，称“等速过滤”。
滤速随过滤时间而逐渐减小的过滤称“变速过滤”随着过滤时间的延长，滤层中截留的悬浮物量逐渐增多，滤层孔隙率逐渐减小，由公式可知道，当滤料粒径、形状、滤层级配和厚度以及水温已定时，如果孔隙率减小，则在水头损失保持不变的条件下，将引起滤速的减小；反之，当滤速保持不变的情况下，将引起水头损失的增加。
这样就产生了等速过滤和变速过滤两种基本过滤方式。
虹吸滤池和无阀滤池即属等速过滤的滤池。
移动罩滤池属变速过滤的滤池，普通快滤池可以设计成变速过滤也可设计成等速过滤6.什么叫“负水头”它对过滤和冲洗有何影响如何避免虑层中“负水头”的产生在过虑过程中,当虑层截留了大量的杂质以致砂面以下某一深度处的水头损失超过该处水深时,便出现负水头现象.负水头会导致溶解于水中的气体释放出来而形成气囊.气囊对过滤有破坏作用,一是减少有效过滤面积,使过滤时的水头损失及虑层中孔隙流速增加,严重时会影响虑后水质;二是气囊会穿过虑层上升,有可能把部分细虑料或轻质虑料带出,破坏虑层结构.反冲洗时,气囊更易将虑料带出虑池.避免出现负水头的方法是增加砂面上水深,或令虑池出口位置等于或高于虑层表面,虹吸虑池和无阀虑池所以不会出现负水头现象即是这个原因.7.什么叫虑料“有效粒径”和“不均匀系数”不均匀系数过大对过滤和反冲洗有何影响“均质虑料”的涵义是什么虑料的有效径粒是指通过虑料重量的筛孔孔径,不均匀系数表示虑料粒径级配.不均匀系数愈大,表示粗细尺寸相差愈大,颗粒愈不均匀,这对过滤和冲洗都很不利.因为不均匀系数较大时,过滤时虑层含污能力减小;反冲洗时,为满足粗颗粒膨胀要求,细颗粒可能被冲出虑池,若为满足细颗粒膨胀要求,粗颗粒将得不到很好清洗,如果径粒系数愈接近1,虑料愈均匀,过滤和反冲洗效果愈好,但虑料价格提高.10.虑池反冲洗强度和虑层膨胀度之间关系如何当虑层全部膨胀起来以后,反冲洗强度增大,水流通过虑层的水头损失是否同时增大为什么当冲洗流速超过mf以后,虑层中水头损失不变,但虑层膨胀起来.冲洗强度愈大,膨胀度愈大. 不会,因为当冲洗流速超过最小流态化冲洗流速mf时,增大冲洗流速只是使虑层膨胀度增大,而水头损失保持不变.12什么叫“最小流态化冲洗流速”当反冲洗流速小于最小流态化冲洗流速时，反冲洗时的滤层水头损失与反冲洗强度是否有关答：当滤料粒径、形状、密度、滤层厚度和空隙率以及水温等已知时，将式（17-11）和（17-13）绘成水头损失和冲洗流速关系图，得图17-13。
水质工程学_课后练习题
教学单元1 水质工程学概论课后思考题1.何为生物化学需氧量，何为化学需氧量，在水处理领域中如何应用，并请对两者进行对比分析。
在水温为20℃的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量，称为生物化学需氧量或生化需氧量，用BOD 表示。
在酸性条件下，将有机物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量，称为化学需氧量，用CODCr表示，一般简写为COD。
在实际工程中，一般用BOD5作为可生物降解有机物的综合浓度指标。
BOD5能直接反映可生物降解的有机物量；但BOD5作为有机物的浓度指标，也存在着一些缺点：①测定时间需5d，太长，难以及时指导生产实践；②如果污水中难生物降解的有机物浓度较高，BOD5测定的结果误差较大；③某些工业废水不含微生物生长所需的营养物质或者含有抑制微生物生长的有毒有害物质，影响测定结果。
COD能克服上述缺点，它能较精确地表示污水中有机物的含量，测定时间仅需数小时，且不受水质影响；但是它不能像那样BOD那样反映出微生物氧化有机物、直接地从卫生学角度阐明被污染的程度，此外，污水中存在的还原性物质（如硫化物）也需消耗氧，所以COD值也存在一定误差。
BOD5/COD的比值可作为污水是否适宜于生物处理的判别标准，其比比值越大，越容易被生物处理。
一般认为此比值大于0.3的污水，才适于采用生物处理。
2、污水中含氮物质的分类及相互转换？污水中含氮物质主要有四种：有机氮（O－N）、氨氮（NH3－N）、亚硝酸盐氮（NO－2－N）、硝酸盐氮（NO－3－N）。
四种含氮化合物的总量称为总氮。
污水中含氮物质的相互转换：有机氮很不稳定，容易在微生物的作用下，分解成其他三种。
3、什么是水体富营养化？富营养化有哪些危害？水体富营养化是指富含磷酸盐和某些形式的氮素的水，在光照和其他环境条件适宜的情况下，水中所含的这些营养物质足以使水体中的藻类过量生长，在随后的藻类死亡和随之而来的异养微生物的代谢活动中，水体中的溶解氧很可能被耗尽，造成水体质量恶化和水生态环境结构破坏的现象。
一、过滤的工艺原理 1、过滤： 污水通过一层或几层滤料层,其中的污染物被截留在滤料的表面和内部空隙
3、废水进行过滤处理的主要目的：
⑴用于化学混凝和生物处理后的最终处理，如去除二沉池未 曾去除的细小生物絮体或混凝沉淀池未曾去除的细小化学 絮体；
⑵提高SS、浊度、BOD、COD、磷、重金属、细菌和病 毒的去除率；
⑶用于活性炭吸附和离子交换等深度处理过程之前的预处 理，为后续处理工序创造良好的水质条件。
⑴滤速：
是衡量滤池处理能力的一个指标，常用的单位为m/h或m3/
（m2•h）。
定义：
单位时间内污水通过的滤料深度，也可以理解为单位面积
滤料，单位时间内能过滤的污水量。
计算：
vQ/ A
式中，Q为滤水量（m3/h）；A为滤池的过滤面积（m2）。
在滤池试运行或大修之后的投运之前，需要对滤速进行实 际测定，确定滤池的实际过水能力，以便于运行管理。
(二)快滤池的操作运行
1．过滤操作
徐徐开启进水阀，当水位升到排水槽上缘时，徐徐开启出 水阀，过滤开始。开始开启出水阀时要注意出水水质，待 达到设计指标时方可全部开启。对过滤过程的时间、出水 水质、水头损失等主要运行参数应作好原始记录。
2．冲洗操作
内容 需要冲洗的衡
量标准 冲洗前的准备
冲洗顺序
滤池恢复工作
表面性质，因此，颗粒表面性质是影响过滤效 率的重要因素。
二、滤池的构成 普通快滤池本身包括五部分：
滤料层 承托层 给水系统 排水系统 冲洗系统
1、滤料层
一般滤料选择应满足以下要求： （1）有足够的机械强度； （2）有较好的化学稳定性； （3）有适宜的级配； （4）滤料应具有足够的孔隙率和表面积； （5）滤料应不含有毒有害物质； （6）滤料应价廉，货源充足。
4.过滤效率的影响因素
（1）滤料的影响
浅层砂过滤器工作原理
浅层砂过滤器工作原理浅层砂过滤器通常由砂滤料层、粒状活性炭层和多媒体滤料层构成。
砂滤料层通常由细砂、中砂和粗砂组成，用于去除水中的悬浮颗粒、泥沙等大颗粒杂质。
粒状活性炭层则用于去除水中的有机物、异味、色素等有机化合物。
多媒体滤料层常由砂、煤炭等不同粒径的颗粒组成，用于提高过滤效果和延长滤料使用寿命。
1.进水：污水通过管道进入砂滤器，经过预处理后，经过进水管道均匀地分布在砂滤料层的上方。
2.过滤：当水经过砂滤料层时，大颗粒杂质被截留在砂滤料层中，使水得到初步过滤，去除大部分悬浮颗粒、泥沙等。
3.深度过滤：经过初步过滤后的水继续向下渗透，进入粒状活性炭层。
活性炭层具有较大的比表面积和强吸附性，能有效去除水中的有机物、异味、色素等有机污染物。
4.冲洗：随着过滤的进行，砂滤料层和活性炭层的颗粒会逐渐被污染，水的通过能力下降。
为了保持过滤效果，需要定期进行清洗操作。
冲洗通常采用反向冲洗法，将清洗水从下向上通过滤料层，冲走附着在滤料颗粒上的污物，使滤层得到再生。
5.出水：经过过滤和冲洗后的水进入出水管道，供应给下游的生活、工业用水系统。
然而，浅层砂过滤器也存在一些缺点。
首先，由于滤层空间较小，滤料堵塞的速度较快，需要定期进行清洗和维护。
其次，对于一些微小颗粒和微生物，浅层砂过滤器的去除效果相对较差，需要配合其他处理设备进行进一步处理。
最后，操作和维护成本较高，需要专业人员进行操作和维护。
综上所述，浅层砂过滤器通过物理、化学和生物的相互作用，将水中的杂质、悬浮颗粒和有机物去除，提高水质。
虽然存在一些缺点，但在水处理中仍然是一种常见有效的处理技术。
随着科学技术的不断进步，浅层砂过滤器在结构设计和运行模式上也会不断创新和改进，以提高处理效果和降低运营成本。
给水工程课后思考题答案15-19章
十四章：1、水中杂质按尺寸大小可分成几类了解各类杂质主要来源、特点及一般去除方法。
答：水中杂质按尺寸大小可分成三类：１）悬浮物和胶体杂质：悬浮物尺寸较大，易于在水中下沉或上浮。
但胶体颗粒尺寸很小，在水中长期静置也难下沉，水中所存在的胶体通常有粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。
有机高分子物质通常也属于胶体一类。
天然水中的胶体一般带有负电荷，有时也含有少量正电荷的金属氢氧化物胶体。
粒径大于０.1mm的泥砂去除较易，通常在水中很快下沉。
而粒径较小的悬浮物和胶体物质，须投加混凝剂方可去除。
２）溶解杂质，分为有机物和无机物两类。
它们与水所构成的均相体系，外观透明，属于真溶液。
但有的无机溶解物可使水产生色、臭、味。
无机溶解杂质主要的某些工业用水的去除对象，但有毒、有害无机溶解物也是生活饮用水的去除对象。
有机溶解物主要来源于水源污染，也有天然存在的。
3、了解《生活饮用水卫生标准》中各项指标的意义。
(7’)答：在《标准》中所列的水质项目可分成以下几类。
一类属于感官性状方面的要求，如不的水度、色度、臭和味以及肉眼可见物等。
第二类是对人体健康有益但不希望过量的化学物质。
第三类是对人体健康无益但一般情况下毒性也很低的物质。
第四类有毒物质。
第五类细菌学指标，目前仅列细菌总数、总大肠菌数和余氯三项。
4、反应器原理用于水处理有何作用和特点(7’)答：反应器是化工生产过程中的核心部分.在反应器中所进行的过程,既有化学反应过程,又有物理过程,影响因素复杂。
在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。
在化工生产过程中，反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛。
许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。
例如，不的氯化消毒池，除铁、除锰滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。
9、PF型和CMB型反应器为什么效果相同两者优缺点比较。
滤料粒度对过滤的影响
滤料粒度对过滤的影响在以地表水为水源的给水净化工程中，滤池是不可缺少的最重要的处理构筑物。
由于快滤池的滤速是慢滤池的几十倍到几百倍，在解决了清洗滤池的反冲洗技术后，快滤池目前已取代了慢滤池。
本文所谈及的内容限于快滤池。
和欧洲的情况相比，我国给水净化工程中所用的滤池滤层较薄、粒度较细。
我国设计规范有关滤料部分，单层滤料过滤只规定了石英砂，粒径范围dmin～dmax为0.5～1.2mm、层厚0.7m。
从本世纪六十年代起，法国和苏联就开展了粗滤料过滤技术研究。
其后法国开发了V 型滤池，通常石英砂滤料粒径范围dmin～dmax为0.9～1.35mm，也可扩至0.7～2.0mm、层厚在0.95～1.50m之间。
美国在八十年代则采用无烟煤滤料建成日处理水量216万3的洛杉矶水厂，有效粒径d(10)达1.5mm，均匀系数k(60)为1.5、层厚1.8m。
由美国人设计的巴西圣保罗水厂日处理量130万3，采用石英砂滤料，有效粒径d(10)为1.7mm、均匀系数k(60)达1.5、层厚1.8m。
中国目前滤池设计也有滤料粒度加大、滤层加厚的趋势。
例如九五年建成的北京第九水厂二期工程，日处理水量50万3，采用无烟煤滤料，有效粒径d10为1.10mm、均匀系数k(60)1.35、层厚1.5m。
滤料粒度的变化对滤池的过滤性能有何影响？滤料粒度和滤层厚度如何制约着滤池的过滤能力？如何从表象和微观去分析和认识？笔者谨以此文与大家共同探讨。
按唯象观点即不涉及机理，认为过滤是水中悬浮物被截留的过程，被截留的悬浮物充塞于滤料间的空隙。
滤层孔隙尺度以及孔隙率的大小，在同种滤料、相同反冲洗条件下，随滤料粒度的加大而增大。
即滤料粒度越粗，可容纳悬浮物的空间越大。
其表现为过滤能力增强，纳污能力增加，截污量增大。
同时，滤层孔隙越大，水中悬浮物越能被更深地输送至下一层滤层，在有足够保护厚度的条件下，悬浮物可以更多地被截留，使中下层滤层更好地发挥截留作用，滤池截污量增加。
污水处理中基本过滤原理介绍
污水处理中基本过滤原理介绍1、过滤机理过滤包含三个连续的机理：捕获、黏附和分离。
过滤机理取决于所要截留的颗粒和所用滤料的性质。
（1）捕获机理主要有两种类型：①机械过滤：其所截留的颗粒大于过滤器的孔眼尺寸或大于已沉积的颗粒之间的孔隙，这些已沉积的颗粒本身就形成一层滤料。
滤料的孔隙越小，这种现象就越发明显。
对于由较粗滤料组成的滤床，这种现象是无关紧要的；但在通过薄层支承介质（如滤网、滤袋等）的过滤中，它却至关重要。
②沉积在滤料上：悬浮颗粒随着液体的流线流动。
如果颗粒的尺寸小于滤料孔隙，则它们可能穿过滤料而不被截留。
但是，当颗粒沿着曲折的路线通过滤床时，会导致颗粒与滤料接触而被捕获。
这是深层过滤极为重要的机理。
（2）黏附机理低流速有利于颗粒黏附到滤料表面。
这种现象是由物理力（楔入力、内聚力等）和吸附力，主要是范德华力所造成的。
（3）分离机理作为上述两个机理的结果，由于滤料被已沉积的颗粒覆盖，致使滤料表面之间的孔隙减小，于是颗粒间的流速增大。
因而已经黏附到滤料上的截留颗粒将部分分离，被带至滤料深部（过滤峰前移），甚至随滤液带出（穿透现象）。
液体中的固体颗粒和絮凝程度不同的胶体颗粒具有不同的性质，其对上述三种机理的反应程度也有所不同。
因此，直接过滤未经处理、悬浮固体保持原始状态且电荷稳定的液体，与过滤经过混凝的液体之间有显著的差别。
2、滤料的堵塞与冲洗堵塞是指滤料的孔隙逐渐地被阻塞。
正如前文所述，滤池堵塞会引起水头损失的增大，如果滤池的进水压力维持恒定，滤液流量则会降低（减速过滤）。
因此，如果维持在恒定的流速下进行过滤，必须：①随着堵塞程度的增大提高滤池的过滤压力（如恒定滤速变水头过滤）；②或者维持过滤压力恒定，在滤池出口设置一个提供额外水头损失的调节系统，此调节系统的水头损失会随着滤料堵塞程度的增加而降低。
这种恒滤速阻塞值补偿的滤池在水处理领域中应用最为广泛。
堵塞速率取决于：①被截留的物质：液体中悬浮物越多，待去除物质黏附力越强，以及这些物质本身越容易受到（藻类、细菌）增殖的影响，堵塞速率随之也越大。
过滤效果整改措施
过滤效果整改措施标题：过滤效果整改措施引言概述：过滤效果是指在特定条件下，过滤设备对污染物的去除效率。
在工业生产和环境治理中，过滤效果的好坏直接影响着设备的运行效率和环境质量。
因此，针对过滤效果不理想的情况，需要采取相应的整改措施，以提高过滤效果，保障设备正常运行和环境质量。
一、优化过滤介质选择1.1 选择适合的过滤介质选择适合的过滤介质是提高过滤效果的关键。
根据不同的污染物特性和工艺要求，选择合适的过滤介质，如活性炭、陶瓷滤芯、纤维滤料等。
1.2 考虑过滤介质孔隙结构过滤介质的孔隙结构对过滤效果有重要影响。
合理设计孔隙结构，可以增加过滤面积，提高截留效率。
1.3 定期更换过滤介质过滤介质在使用过程中会逐渐饱和和堵塞，影响过滤效果。
定期更换过滤介质可以保持设备的正常运行和过滤效果。
二、优化过滤设备运行参数2.1 调整过滤速度过滤速度是影响过滤效果的重要参数之一。
适当调整过滤速度，可以提高过滤效果，避免过快或过慢导致的效果不佳。
2.2 控制进出口压差进出口压差是反映过滤设备运行状态的重要指标。
合理控制进出口压差，可以保持设备的稳定运行，提高过滤效果。
2.3 定期清洗设备设备长时间运行会导致积灰和杂质堆积，影响过滤效果。
定期清洗设备，保持设备的清洁状态，有利于提高过滤效果。
三、加强设备维护管理3.1 制定维护计划制定维护计划是保障设备正常运行的重要措施。
根据设备的特点和工艺要求，制定合理的维护计划，定期检查设备状态。
3.2 培训维护人员设备维护人员的技术水平直接影响设备的维护质量。
加强对维护人员的培训，提高其技术水平和维护意识，有利于保障设备的正常运行。
3.3 定期检测设备性能定期检测设备性能，发现问题及时处理。
通过定期检测，可以及时发现设备运行异常，采取相应的整改措施，保障设备的正常运行。
四、完善过滤设备设计4.1 合理设计过滤结构过滤结构的设计直接影响过滤效果。
合理设计过滤结构，增加过滤面积和过滤介质的利用率，提高过滤效果。
过滤与反冲洗实验
实验一过滤与反冲洗实验一、实验目的：1、了解过滤实验装置的组成与构造。
2、通过观察过滤及反冲洗现象，进一步了解过滤及反冲洗原理；加深对滤速、冲洗强度、滤层膨胀率、初滤水浊度的变化、冲洗强度与滤层膨胀率关系的理解。
3、掌握滤池主要技术参数的测定方法。
二、实验原理：1、过滤原理。
过滤一般是指以石英砂等颗粒状滤料截留水中悬浮杂质，从而使水得到澄清的工艺过程。
过滤是水中悬浮颗粒与滤料颗粒间黏附作用的结果。
黏附作用主要决定于滤料和水中颗粒的表面物理化学性质，当水中颗粒迁移到滤料表面上时，在范德华引力和静电引力以及某些化学键和特殊的化学吸附作用下，它们黏附到滤料颗粒的表面上。
此外，某些絮凝颗粒的架桥作用也同时存在。
经研究表明，过滤主要还是悬浮颗粒与滤料颗粒经过迁移和黏附两个过程来完成去除水中杂质的过程。
2、影响过滤的因素。
随着过滤时间的增加，滤层截留杂质的增多，滤层的水头损失也随之增大，其增长速度随滤速大小、滤料颗粒的大小和形状，过滤进水中悬浮物含量及截留杂质在垂直方向的分布而定。
在处理一定性质的水时，正确确定滤速，滤料颗粒的大小，进水水质，滤料及厚度之间的关系，具有重要的技术意义与经济意义，该关系可通过试验的方法来确定。
3、滤料层的反冲洗。
当水头损失达到一定程度，滤池产水量锐减，小于进水量或由于出水水质不符合要求（出水SS浓度超过限制时即滤床穿透）时，水位不断上升，升到最高允许水位时，滤池必须停止过滤，进行反冲洗。
反冲洗的目的是清除滤层中的污物，使滤池恢复过滤能力。
冲洗采用自下而上的水流进行。
反冲洗时，滤料层膨胀起来，截留于滤层的污物，在滤层孔隙中的水流剪力以及颗粒相互碰撞摩擦的作用下，从滤料表面脱落下来，然后被反冲洗水流带出滤池。
反冲洗效果主要取决于滤层孔隙水流剪力。
该剪力与冲洗流速和滤层膨胀率有关。
冲洗流速小，水流剪力小；而冲洗流速较大时，滤层膨胀度大，滤层孔隙中水流剪力又会降低，因此，冲洗流速应控制在适当范围。
滤料阻留法的原理
滤料阻留法的原理滤料阻留法是一种利用滤料对液体中杂质进行阻滞、捕捉和留存的技术方法。
其原理是利用滤料的孔隙和表面特性，将液体通过滤料，使液体中的固体颗粒被滤料截留，而使液体通过滤料的液体部分通过，从而达到分离液体和固体颗粒的目的。
滤料是一种具有一定孔隙结构和表面特性的材料，常见的滤料有滤纸、滤膜、滤布、滤网等。
滤料的孔隙和表面特性决定了其对不同颗粒物质的截留能力。
滤料的孔隙大小通常以孔径表示，较小的孔隙可以截留较小的颗粒，而较大的孔隙则可以容纳较大的颗粒。
滤料的表面特性也决定了其对颗粒物质的吸附能力，如果滤料具有亲水特性，则可以吸附并留存一些亲水性颗粒物质。
在进行滤料阻留法时，首先将需要处理的液体通过滤料，液体中的固体颗粒会被滤料截留下来，从而达到分离液体和固体的目的。
此时，滤料的孔隙将起到一个筛子的作用，只允许较小的分子通过，而截留较大的颗粒物质。
同时，滤料的表面特性会吸附一些具有特殊亲附性的颗粒，使其留在滤料表面，从而增加了过滤效果。
滤料阻留法在工业生产和实验室中应用广泛。
它可以用于固液分离、细菌滤除、颗粒物去除等领域。
在饮水处理中，滤料阻留法可以过滤掉水中的悬浮颗粒、细菌和有机物，从而提高水的清洁度和安全性。
在制药生产中，滤料阻留法可以过滤掉含有细菌和颗粒的原料液体，保证药品的纯度和质量。
在环境监测中，滤料阻留法可以过滤空气中的颗粒物，捕捉和留存有害物质，从而保护人体健康和环境安全。
滤料阻留法的效果受多个因素影响。
首先是滤料的选择，不同的滤料具有不同的孔隙结构和表面特性，选择合适的滤料可以提高过滤效果。
其次是液体的性质，液体的粘度、表面张力和浓度都会影响滤料的截留效果。
此外，滤料的压力也会影响滤料阻留法的效果，较高的压力可以增加液体通过滤料的速度，但也可能导致滤料破裂或堵塞。
总之，滤料阻留法通过利用滤料的孔隙和表面特性，将液体中的固体颗粒截留下来，达到分离固液的目的。
它是一种简单有效的分离技术，在不同领域有着广泛的应用。
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滤料过滤速度对截留杂质的影响
过滤速度过滤试验发现，过滤速度和过滤效果的关系是：过滤速度(v)越大，杂质穿透深度(Hp)越大，Hp正比于v1.56，Hp越大，说明杂质颗粒在滤料层中的分布越趋于均匀。
滤料层含污能力越高。
但在设计滤池时过滤速度不宜太大，因为过滤速度太大容易引起杂质穿透无烟煤滤料滤层，使出水水质恶化，不符合出水水质要求。
一般计算滤料层必需厚度的公式有H.E.Hadon公式和Kmann公式。
H.E.Hadon公式为: Lo=vhd3/B
上式中，Lo为滤料层厚度，m；v为过滤速度，m/s；h为过滤水头损失，m；d为无烟煤滤料粒径，mm；B为突破指数，若絮凝和预处理情况一般，则取1X10-3。
Kmann公式为:Lo=3√v
由此可见，Lo和v的关系密切，滤速过高将导致滤后水水质过早穿透，另外滤速过高也可能导致水头损失迅速增长，使滤池工作周期明显缩短。
根据经验，无烟煤滤料滤池的工作周期与v-1.5成正比。
国内曾有人进行过高滤速过滤试验研究，将过滤速度提高到30--50m/h，发现过滤效果不好，而且还需增大滤料层厚度才能符合出水水质，使滤池造价增大。
所以高滤速过滤直到目前还未用于生产中(对传统硬质滤料来说)，目前还是按照设计手册中规定的，单层滤料滤速为8-12m/h，双层滤料滤速为10-14m/h。