第5章 过滤
第五章 过滤2
1.大阻力和小阻力配水系统分析 1.大阻力和小阻力配水系统分析
1和2两条水流线路水头损失组成: 两条水流线路水头损失组成: 水在配水系统内的水头损失h (1) 水在配水系统内的水头损失h1
式中:s1 配水系统内的水力阻抗; 式中:s1-配水系统内的水力阻抗; :s1滤池的反冲洗强度. q-滤池的反冲洗强度.
第五章 过滤
李卫华
（3） 快滤池运行的控制
（1）过滤方式
①
等速过滤
即在滤池的整个过滤周期内滤速不 变也即是 滤池流量保持不变（溢流堰控制进水、 滤池流量保持不变（溢流堰控制进水、滤速调 节器调节出水）。 节器调节出水）。 最常见的等速过滤如图5 所示。 最常见的等速过滤如图5-9所示。在等速过滤 状态，由于滤层逐渐被堵塞， 状态，由于滤层逐渐被堵塞，水头损失随过滤 时间逐渐增加，滤池中水位逐渐上升， 时间逐渐增加，滤池中水位逐渐上升，当水位 上升到最高允许水位时，过滤停止以待冲洗。 上升到最高允许水位时，过滤停止以待冲洗。 无阀滤池与虹吸滤池是典型的等速过滤滤池
③ 直接过滤 原水不经过沉淀而直接进入滤池的过滤称为“直接过滤” 原水不经过沉淀而直接进入滤池的过滤称为“直接过滤”。 直接过滤有两种方式： 直接过滤有两种方式：①原水加药后只经过混合就直接进入滤池 过滤，称为“接触过滤” 也可称为“直流过滤” 见图9 10中 过滤，称为“接触过滤”。也可称为“直流过滤”，见图9-10中 所示； （a）与（b）所示；②原水加药后经过混合和微絮凝池后进入滤池 过滤，称为“微絮凝过滤” 如图5 11中 所示。 过滤，称为“微絮凝过滤” ，如图5-11中（c）与（d）所示。
5.4.1 过滤水力学
1．过滤过程中水头损失变化
（1）清洁滤料层的水头损失 均质滤料可按卡曼-康采尼公式（Carman-Kozony） 均质滤料可按卡曼-康采尼公式（Carman-Kozony）公 式： ν (1 − m )2 1
第五章+凝胶过滤
分类
葡聚糖凝胶（Sephadex） 天然琼脂糖（Sepharose、Bio-gel A） 交联琼脂糖（Sepharose CL-） 聚丙烯酰胺凝胶（Bio-gel） 交联葡聚糖 双丙烯酰胺共聚凝胶（Sephacry1） 交联葡聚糖与葡聚糖共价结合的凝胶（Superdex
）
各 种 凝 胶 层 析 的 基 质
链将发生少许水解作用；在0.2mol/L NaOH 溶 液中（室温下）处理100小时，对其低流速和 多孔性没有明显影响； c. 清洁剂（如SDS）、6mol/L盐酸胍和8 mol/L 尿素溶液可作洗脱剂，高温（120℃）消毒（ pH= 7时）处理后，层析性质没明显变化。
Sephacryl 能用于分离蛋白质、核酸、多糖和 蛋白聚糖（Proteoglycans）。也可用于大的 病毒颗粒（直径 >300-400 nm）的分离。层 析时，用细颗粒凝胶分辨率高。
粗颗粒凝胶流速快，宜用小直径的层析柱，如操 作得当，可得到较满意的结果。
2．凝胶用量的计算
根据层析柱的体积和干凝胶的膨胀度，可计算 出所需干凝胶的用量：
干凝胶用量（g）=∏r2 h / 膨胀度（床体积/克干 胶）
用此法计算出的干凝胶用量还需增加 10%-20％ ，因为凝胶在处理过程中会有一部分损失。
不同类型凝胶的筛孔的大小不同
凝胶过滤基本原理
相对分子质量较大的物质由于直径大于凝胶网 孔被完全排阻在孔外，只能在凝胶颗粒外的空 间向下流动，因此流程较短，移动速度快，所 以首先流出。
相对分子质量较小的物质由于直径小于凝胶网 孔，可完全渗透进入凝胶颗粒的网孔，在向下 移动过程中，因此流程较长，移动速率慢，所 以最后流出。
不同型号的葡聚糖凝胶的交联度不同，膨胀 度、吸水量、筛孔的大小和分组范围有明显 的差异。
水质工程学——第5章 过滤
单层滤料
双层滤料
石英砂
滤 层 深 度 (cm)
石英砂
2
在一个过滤周期内，单 位体积滤层中的平均含 污量称为“滤层含污能 力”，单位g/cm3或 kg/m3。
无煤烟
表面过滤(surface filtration) 被截留的颗粒物聚集在过滤介质表面时，称表面过滤。 粗滤、微滤和膜滤都属于表面过滤，利用孔隙的筛除作用。
滤后水质较差，而后绿层顶部几厘米厚，由原来的松散 砂粒，变成一个发粘的滤层（滤膜），具有微生物的净 化作用。
清洗：慢滤池的运行周期较长, 一般在几个月或一年
以上。当滤料堵塞需要清洗时, 可采用人工方法进行。 用铲将表层25 ~30mm 厚度的滤层铲出清洗。
设计参数：
慢滤池的滤料多采用粒径为0.3 ~1.0mm的石英砂或普通河沙。 慢滤池内的滤料层厚度一般在0.65 ~1.50m之间, 不得小0.65m。 为保证慢滤池正常工作, 滤层上面应保持一定的作用水头, 一般在 0.1~0.5m。 慢滤池的水力负荷一般为0.1 ~0.3m/h。
损失将较小。
5. 直接过滤
原水加药后不经过沉淀，而直接进入滤池的过滤。 接触过滤 原水加药后只经过混合就直接进入滤池过滤 微絮凝过滤 原水加药后经过混合和微絮凝池后进入滤池过滤
直接过滤的特点
采用双层或三层滤料滤池。 采用聚合物为主混凝剂或助凝剂。 工艺简单，药剂用量少。
硫酸铝 原水 混合
聚合物 双层或三层滤料滤池 （a） 过滤出水
由于过滤情况很复杂，目前有不少计算公式，但与生产实际存在 差距。
通过实验Ht与t一般呈直线关系。（见图）
Hmax为水头损失增值为 最大时的过滤水头损失， 一般为1.5~2.0m。 T 为过滤周期。如果不出 现滤后水质恶化等情况，过滤 周期不仅决定于最大允许水头 损失、还与滤速有关。 设滤速 vˊ >v ，其清洁 砂 层水头损失为H0 ˊ 。一方面H0 ˊ> H0 ，同时单位时间内滤层 截留的杂质量较多，
第五章膜过滤法讲解
截留分子量： 微滤 0.02～10μm 透析 3000 Dalton～ 几万Dalton 超滤 50ｎｍ～10０ｎｍ或5000～50万Dalton 纳滤 200～1000Dalton或1nm 反渗透 200Dalton
10
概述
膜分离法与物质大小（直径）的关系
RO NF UF MF
F
11
5.1 膜材料 与膜的制造
23
截断曲线
得到的截留率与分子量之间的关系称为截断曲线。 质量好的膜应有陡直的截断曲线,可使不同分子量的溶质分离完全；
反之，斜坦的截断曲线会导致分离不完全。
24
影响截留率的因素
①分子形状：线状分子易透过，R线 < R球； ②吸附作用：溶质吸附于膜孔壁上，降低膜孔有效直径 ③浓差极化作用：高分子溶质在膜面沉积，使膜阻力， 较小分子溶质的截留率，分离性能。 ④温度/浓度，T C，使R，因为膜吸附作用； ⑤错流速度，R； ⑥pH、离子强度影响蛋白质分子构型，影响R。
15
聚砜膜的特点
• （1）温度范围广 • （2）pH 范围广 • （3）耐氯能力强 • （4）孔径范围宽
• （5 ) 操作压力低 • （6）适合作超滤膜
16
近年来开发的新型膜材料
① 复合膜； ② 无机多孔膜； ③ 纳米过滤膜。 ④ 功能高分子膜； ⑤ 聚氨基葡糖
17
膜材料 - 不同的膜分离技术
3
概述
人类认识到膜的功能源于1748年，然而用于为人类服 务是近几十年的事。1960年Loeb和Sourirajan制备 出第一张具有高透水性和高脱盐率的不对称膜，是膜 分离技术发展的一个里程碑。
4
概述
• 1925年以来，差不多每十年就有一项新 的膜过程在工业上得到应用
水质工程学各章习题(自己整理的)
第一章水质与水质标准填空题：1、水的循环包括：和。
2、按水中杂质的尺寸，可以将杂质分为、、三种。
3、含磷物质存在形式：、、；溶解性的磷：、、；悬浮性的磷：。
4、按处理程度污水处理分为：、、。
5、污水的最终出路：、、。
6、城市污水：包括以下四部分、、、。
7、污水复用分：、。
8、有直接毒害作用的无机物：、、、、、。
9、生活饮用水的水质指标可分为、、、四类。
10、通常采用、、、等水质指标来表示水质耗氧有机物的含量。
名词解释：1、合流制2、分流制3、 BOD4、 COD5、 TOC6、 TOD7、总残渣、总固体或叫蒸发残渣8、水体富营养化 ( eutrophication ) 的定义9、水环境容量 10、水体自净问答题：1、污水中含氮物质的分类及相互转换2、什么是水体自净？为什么说溶解氧是河流自净中最有力的生态因素之一？3、在研究水体污染问题时，为什么除毒物外，还要考虑溶解氧和生化需氧量这两个问题？在进行水体自净的计算时，关于溶解氧一般是以夏季水体中不低于 4mg/L为根据的，但在北方严寒地区，对于溶解氧的要求往往提高，这是什么原因？4、进行水体污染的调查，主要应采取哪些步骤？5、什么是水体富营养化？富营养化有哪些危害？6、 BOD 的缺点、意义？7、什么是“水华”现象？8、什么是“ 赤潮” 现象？9、氧垂曲线的意义，使用时应主意哪些问题？10、写出氧垂曲线的公式，并图示说明什么是氧垂点。
11、河水：最旱年最旱月平均时流量（保证率 95% ）（水速为0.25m/s），生化需氧量第二章水的处理方法概论填空题：1、水处理按技术原理可分为和两大类。
2、按对氧的需求不同，将生物处理过程分为和两大类。
3、按反应器内的物料的形态可以分为和两大类；按反应器的操作情况可将反应器分为和两大类。
4、列举水的物理化学处理方法：、、、、。
（举出 5 种即可）名词解释：>1、间歇式反应器 2 、活塞流反应器 3 、恒流搅拌反应器 4 、过滤5、吸附 6 、氧化与还原 7 、水的好氧处理 8 、水的厌氧处理9、停留时间 10 、停留时间分布函数 11 、水处理工艺流程问答题：1、水处理工艺流程选择的出发点有哪些？如何确定一个合适的水处理工艺流程？2、举例说明废水处理的物理法、化学法和生物法三者之间的主要区别。
环境工程学-第05章 过滤
第三节
二、 滤料层
2、滤料
(1) 滤料的要求
① 有足够的机械强度。
快滤池
(在冲洗过程中不因碰撞、摩擦而破碎)
② 有足够的化学稳定性。
(不溶于水，对废水中的化学成分足够稳定，不产生有害物质)
③ 具有一定的大小和级配。
（粒度适中，外形近乎球形，表面粗糙，带有棱角，能提供较大的比表面和孔 隙率，满足截留颗粒物的要求）
(1)冲洗水量过大的地方，部分滤层膨胀过甚，甚至会招致局
部承托层发生移动，滤料层和承托层混合，造成漏砂现象。 (2)冲洗水量过小的地方，部分滤层膨胀不足，滤料层中的杂
质冲洗不干净，逐渐胶结变大，形成“泥球”或“泥饼”。
第三节
2、配水系统的类型
（1）配水系统分类
快滤池
根据配水系统原理分为：
① 大阻力配水系统 ② 中阻力配水系统 ③ 小阻力配水系统
3、表面助冲加高速水流反冲洗。
第三节
六、冲洗废水的排出
快滤池
冲洗时，废水由冲洗排水槽两侧溢入槽内，各水槽内的废水汇
集到废水渠排出。
第三节
快滤池
七、冲洗水的供给
1、冲洗水的供给方式： A、冲洗水塔或冲洗水箱 B、冲洗水泵 2、冲洗水的水源： 滤池出水、自来水
第三节
八、滤池的运行方式
快滤池
当滤料粒径、形状、滤层级配和厚度及水温一定时，随着过滤 的进行，滤料层的孔隙率将逐渐减小。
塞，配水均匀性较好，强度高，耐 腐蚀。
第三节
（3）中阻力配水系统
二次配水的穿孔滤砖 用钢筋混凝土或陶瓷制成。每 平方米滤池面积上铺设 6 块。开孔 比为：上层 1.07 ％，下层0.7% ，属 中阻力配水系统。
快滤池
水质工程学习题08
水质工程学（上）例题、试探题、习题第1章水质与水质标准1.水中杂质按尺寸大小可分为几类？了解各类杂质要紧来源、特点及一样去除方式。
2.各类典型水质特点。
3.《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006) 分类指标。
第2章水的处置方式概论1.水的要紧物理化学处置方式。
2.反映器原理用于水处置有何作用和特点？3. 反映器的类型。
4.典型给水处置工艺流程。
第3章凝聚和絮凝例题1.设已知K＝×10-5，G＝30s-1。
通过絮凝后要求水中颗粒数量浓度减少3/4，即n0/n M=4，试按理想反映器作以下计算：1）采纳PF型反映器所需絮凝时刻为多少分钟？2）采纳CSTR反映器（如机械搅拌絮凝池）所需絮凝时刻为多少分钟？3）采纳4个CSTR型反映器串联所需絮凝时刻为多少分钟？解：1）将题中数据代入公式得：t＝ln4/×10-5×30)＝899s＝15min2）将题中数据代入公式得：t＝（4-1）/×10-5×30)＝1946s＝32min3）将题中数据代入公式得：t＝（41/4-1）/×10-5×30)＝269s总絮凝时刻T＝4t＝4×269＝1076s＝18min由此可知，推流型絮凝池的絮凝成效优于单个机械絮凝池，但采纳4个机械絮凝池串联时，絮凝成效接近推流型絮凝池。
2. 某地表水源的总碱度为L。
市售精制硫酸铝（含Al2O3约16％）投量为28mg/L。
试估算石灰（市售品纯度为50％）投量为多少mg/L。
解：投药量折合Al2O3为28mg/L×16％＝L，Al2O3分子量为102，故投药量相当于102= mmol/L，剩余碱度取 mmol/L，那么得：[CaO]=3×－+＝ mmol/LCaO分子量为56，那么市售石灰投量为：×56/=33 mg/L。
3. 某往复式隔板絮凝池设计流量为75000m3/d；絮凝时刻采纳20min；为配合平流沉淀池宽度和深度，絮凝池宽度22m，平均水深2.8m。
九年级化学第5章 基础实验6 粗盐的初步提纯
初中同步·化学(沪教)(遵义)
10.某化学兴趣小组的同学做粗盐(含有难溶性杂质)提纯实验,并用所得的精盐配制
50 g 5%的氯化钠溶液。
实验一:如图是同学们做粗盐提纯实验的操作示意图。
初中同步·化学(沪教)(遵义)
请回答下列问题: (1)操作③中玻璃棒的作用是 搅拌,加速溶解 (2)操作⑥中的错误是 未用玻璃棒引流 (3)粗盐提纯实验的操作顺序为 ①⑤②③⑥④ 计算产率。 (4)操作④中,当观察到 出现较多固体 时,停止加热。 实验二:用提纯得到的精盐配制了50 g 5%的氯化钠溶液。经检测,溶质质量分数偏 小,其原因可能有 ①②③ (填序号)。 。 。 (填操作序号)、称量精盐并
初中同步·化学(沪教)(遵义)
4.去除粗盐中的难溶性杂质要进行过滤和蒸发操作,这两步操作用到一种共同的
仪器,但作用完全不同,这种仪器是(
A.玻璃棒 C.蒸发皿 B.铁架台 D.烧杯
A )
5.粗盐初步提纯的操作步骤如图所示,相关说法错误的是( C A.溶解时玻璃棒用于搅拌 B.过滤时玻璃棒用于引流 C.蒸发至滤液被蒸干后再移去酒精灯 D.图中“操作1”是称量
AD (填字母)。
初中同步·化学(沪教)(遵义)
)
初中同步·化学(沪教)(遵义)
6.粗盐提纯实验的部分操作如图所示,其中不正确的是(
C )
7.关于粗盐提纯的下列说法正确的是(
C ) A.这个实验过程中必备的玻璃仪器有:烧杯、量筒、试管、玻璃棒、漏斗等 B.滤去不溶性杂质以后,将滤液移至烧杯内加热浓缩 C.当蒸发皿内出现较多量固体时,停止加热,利用余热将液体蒸干 D.将制得的晶体直接转移到托盘天平上进行称量
①氯化钠固体仍然不纯
②称量时砝码端忘垫质量相同的纸片 ③量取水时,仰视读数
第五章膜过滤法
（一）膜材料
• 天然材料：各种纤维素衍生物 • 人造材料：各种合成高聚物 • 特殊材料：复合膜，无机膜, 不锈钢膜，陶瓷膜
14
醋酸纤维特点：
• ①透过速度大 • ②截留盐的能力强 • ③易于制备 • ④来源丰富
• ⑤不耐温（30℃） • ⑥pH 范围窄，清洗困难 • ⑦与氯作用，寿命降低 • ⑧微生物侵袭 • ⑨适合作反渗透膜
40
3. 反渗透
利用反渗透膜选择性的只能通过溶剂（通常是水）而截留离子 物质性质，以膜两侧静压差为推动力，克服渗透压，使溶剂通 过反渗透膜实现对液体混合物进行分离的过程。 操作压差一般为1.5～10.5MPa，截留组分为小分子物质。
41
反渗透法
分离的溶剂分子往往很小，不能忽略渗透压的作用，为反渗透
• 透析：醋酸纤维、聚丙烯腈、聚酰胺、 • 微滤膜：硝酸/醋酸纤维，聚氟乙烯，聚丙烯， • 超滤膜：聚砜，硝酸纤维，醋酸纤维 • 反渗透膜：醋酸纤维素衍生物，聚酰胺 • 纳滤膜：聚电解质+聚酰胺、聚醚砜 • 电渗析：离子交换树脂 • 渗透蒸发：弹性态或玻璃态聚合物;聚丙稀腈、聚乙
烯醇、聚丙稀酰胺
18
5
概述
★膜分离的特点
• ①操作在常温下进行； • ②是物理过程，不需加入化学试剂； • ③不发生相变化（因而能耗较低）； • ④在很多情况下选择性较高； • ⑤浓缩和纯化可在一个步骤内完成； • ⑥设备易放大，可以分批或连续操作。 • 因而在生物产品的处理中占有重要地位
6
概 述 膜分离技术的重要性
39
微滤和超滤的分离机理
• 一般认为是简单的筛分过程， 大于膜表面毛细孔的分子被 截留，相反，较小的分子则 能透过膜。
• 毛细管流动模型：膜
第四-五章习题与答案
第四章沉淀
1、简述杂质颗粒在静水中的自由沉淀和拥挤沉 淀的沉淀过程。
答：自由沉淀 单个颗粒在无边际水体中沉淀，其下沉的过程颗粒互不干 扰，且不受器皿壁的干扰，下沉过程中颗粒的大小、形状、 密度保持不变，经过一段时间后，沉速也不变。 拥挤沉淀 当水中含有的凝聚性颗粒或非凝聚性颗粒的浓度增加到一 定值后，大量颗粒在有限水体中下沉时，被排斥的水便有 一定的上升速度，使颗粒所受的摩擦阻力增加，颗粒处于 相互干扰状态，此过程称为拥挤沉淀
负水头危害：
4、简述过滤水头损失变化过程，说明水质周期与压力 周期的关系，解释负水头现象及其危害和解决方法。
答：过滤时滤池水头损失变化过程如图书P1365－9 重力式滤池，滤池的过滤作用水头都已确定，滤池过滤时不论水头损失是 否达到最大值，都要耗费与作用水头相当的能量。所以充分利用作用水头， 增长过滤时间，实现使滤池水头损失达到 最大值的压力周期，在运行管理 上是经济的。如果滤池作用水头未被充分利用，由于滤池出水水质恶化而 提前结束过滤工作（水质周期），将是不经济的，因此，滤池的最优工作 条件是使水质周期等于压力周期。 当过滤进行到一定时刻滤层逐渐被堵塞时，从滤料表面到某一深度处的滤 层的水头损失超过该深度处的水深，形成真空，称该深度处就出现负水头 ①是增加滤层局部阻力，增加了水头损失； ②会导致空气释放出来，空气泡会穿过滤料层，上升到滤池表面，甚至把 煤粒这种轻质滤料带走。在冲洗时，空气更容易把 大量的滤料随水带走。 避免滤池中出现负水头的两个方法： 一是增加砂面上的水深；普通快滤层上面水层厚度一般采用1.5-2.0m 二是令滤池出口位置等于或高于滤层表面。
5、简述非凝聚颗粒、凝聚颗粒沉淀实验过程 答：1.非凝聚性颗粒的沉淀实验过程 非凝聚性颗粒在静水中的沉淀实验，用一个圆筒进行，如 图4-5所示。在圆筒水面h处开一个取样口，要求颗粒在在 水中均匀分布，浓度为C0；然后在分别在t1, 、 t2 、 …tn时 取样，分别测得浓度为C1 、 C2 、 …Cn,对应的沉速分别 为h/t1=u1、 h/t2=u2 、…h/tn=un 。设p1、p2、…pn 分别代表 C1/C0、C2/C0、…Cn/C0则1-pi表示所有速度大于等于ui的颗 粒所占的比例，pi代表沉速小于ui的颗粒所占的比例，见 下图，
第五章 深层过滤
第五章深层过滤过滤是去除悬浮物，特别是去除浓度比较低的悬浊液中微小颗粒的一种有效方法。
过滤时，含悬浮物的水流过具有一定孔隙率的过滤介质，水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而除去。
根据所采用的过滤介质不同，可将过滤分为下列几类。
（1）格筛过滤过滤介质为柳条或滤网，用以去除粗大的悬浮物，如杂草、破布、纤维、纸浆等，其典型设备有格栅、筛网和微滤机。
（2）微孔过滤采用成型滤材，如滤布、滤片、烧结滤管、蜂房滤芯等，也可在过滤介质上预先涂上一层助滤剂（如硅藻土）形成孔隙细小的滤饼，用以去除粒径细微的颗粒。
其定型的商品设备很多。
（3）膜过滤采用特别的半透膜作过滤介质在一定的推动力（如压力、电场力等）下进行过滤，由于滤膜孔隙极小且具选择性，可以除去水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。
其主要设备有反渗透、超过滤和电渗析等。
（4）深层过滤采用颗粒状滤料，如石英砂、无烟煤等。
由于滤料颗粒之间存在孔隙，原水穿过一定深度的油层，水中的悬浮物即被截留。
为区别于上述三类表面或浅层过滤过程，将这类过滤称之为深层过滤，简称过滤。
在给水处理中，常用过滤处理沉淀或澄清池出水，使滤后出水浑浊度满足用水要求。
在废水处理中，过滤常作为吸附、离子交换、膜分离法等的预处理手段，也作为生化处理后的深度处理，使滤后水达到回用的要求。
常用的深层过滤设备是各种类型滤池。
按过滤速度不同，有慢滤池（<0.4m/h）、快滤池（4～10m/h）和高速滤池（10～6Om/h）三种；按作用力不同，有重力滤池（水头为4～5m）和压力滤池（作用水头15～25m）两种；按过滤对水流方向分类，有下向流、上向流、双向流和任向流滤池四种；按滤料层组成分类，有单层滤料、双层滤料和多层滤料滤池三种。
普通快滤池是常用的过滤设备，也是研究其他滤池的基础。
因此本章主要讨论快滤池，其他类型过滤设备分述于有关章节。
第一节普通快滤池的构造图5-1为普通快滤池的透视与剖面示意图。
快滤池一般用钢筋混凝土建造，池内有排水槽、滤料层、垫料层和配水系统；池外有集中管廊，配有进水管、出水管、冲洗水管、冲洗水排出管等管道及附件。
第五章-凝胶过滤层析
第五章 凝胶过滤层析 第一节 概 述
凝胶过滤具有的优势 : （1）凝胶介质不带电荷，具有良好的稳定性，分离条件温 和，回收率高，重现性好； （2）通常情况下，溶液中存在各种离子、小分子、去污剂、 表面活性剂、蛋白变性剂等不会对分离产生影响，层析还能 在不同pH、温度下进行； （3）应用范围广，能分离的物质相对分子质量的覆盖面 宽，从几百到数百万，因此既适用于分子量较低的寡糖、寡 肽、聚核苷酸等生物小分子的分离，也适用于蛋白质、多糖、 核酸等大分子物质的纯化； （4）设备相对简单、易于操作、分离周期短、连续分离时 层析介质不需再生即可反复使用。
3
第五章 凝胶过滤层析 第二节 原 理
一、凝胶过滤的概念
不同的溶质因不同程度进入介质而在液相中停留的时间不同, 凝胶的孔径和溶质分子大小的关系决定了层析时该溶质在层 析柱中的保留时间，不同的物质因保留时间不同而分离.
4
第五章 凝胶过滤层析 第二节 原 理
凝胶色谱分离原理
5
第五章 凝胶过滤层析 第二节 原 理
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第五章 凝胶过滤层析 第二节 原 理
2.分子量低于分级范围下限的分子被称为全渗透分子，它们 完全进入凝胶颗粒网孔内部，洗脱时所受阻力最大，流程也 最长，最后从层析柱中被洗脱； 3.分子量在分级范围内的分子被称为部分渗透分子，它们依 据分子大小不同程度的进入凝胶颗粒内部的，是该凝胶介质 的有效分离对象。 如果两种物质分子量均大于凝胶介质分级范围的上限，或者 均小于分级范围下限，它们就无法通过层析而分离。
二、生物分子的相对分子质量、分子大小和形状
每一种特定的凝胶介质都有特定的分子量分级范围，分级范 围是凝胶介质的重要参数。 根据其分级范围，可以将溶质分子分为三类： 1.分子量大于分级范围上限的分子被称为全排阻分子，它们 完全被排阻在凝胶颗粒网孔外，从颗粒间隙中通过，所受阻 力最小，流程也最短，首先从层析柱中被洗脱下来；
第5篇过滤
第5章过滤一．填空题1.快滤池利用的滤料都是颗粒状材料。
滤料应知足的大体条件是、、。
2.悬浮颗粒在滤层孔隙水流中的迁移是由于、、、、五种大体作用。
3.过滤的目的是用来去除水中的，以取得浊度更低的水。
4.快滤池的冲洗方式有、和三种。
5.滤池的水质周期和压力周期除与滤层的厚度有关还与、、等因素有关。
（至少三种）6.快滤池的工作机理是、慢滤池的工作机理是。
二．选择题1.虹吸滤池一般采用（）配水系统，反冲洗水来自( ),因此（）不能生产。
与其类似的还有（）滤池。
A. 小阻力；其余各格滤后水；单格；移动罩滤池B. 大阻力；单设冲洗设备；单格；移动罩滤池C. 穿孔管大阻力；其余各格滤后水；多格；无阀滤池D. 小阻力；单设冲洗设备；2格以下；无阀滤池2.滤池型式的选择，应按照（）等因素，结合本地的条件，通过（）肯定。
A. 生产能力、施工本钱和工艺流程；实验B. 设计生产能力、进水水质和工艺流程的高程布置；技术经济比较C. 最大供水量、出水水质和地形；综合比较D. 设计生产能力；占地面积和平面布置；技术经济比较3.给水过滤中，（）会影响杂质在滤层中的散布规律。
A. 滤速、水流方向和滤料材质B. 冲洗次数、水流方向和滤层的组成C. 水流方向、滤速和滤层厚度D. 滤速、过滤水流方向和滤层组成4.快滤池应有下列管：（），其断面宜（）通过计算肯定。
A. 进水管、出水管、放空管、排水管；按如实验数据B. 清水管、放空管、排泥管、排水管；按照流速C. 进水管、出水管、冲洗水管、排水管；按照流速D. 清水管、出水管、冲洗水管、排泥管；按如实验数据5. （）过滤进程中有可能出现“负水头”现象。
A. 直接过滤B.变速过滤C. 外部过滤D.等速过滤6.水厂生产进程中投药自动控制主要包括（）自动控制；澄清池和沉淀池的自动控制内容是（）；滤池自动控制目前则主如果按照（）来控制滤池（）。
A. 混凝剂投加和加氯；排泥；滤层水头损失或规定冲洗周期；冲洗B. 氧化剂投加和加氯；水位；滤层水头损失或规定冲洗周期；出水量C. 混凝剂和助凝剂投加；水位；滤层厚度或规定滤速；出水量D. 混凝剂投加和加氯；加药；滤层水头损失或规定滤速；冲洗7.滤池应按正常情况下的滤速设计，并以检修情况下的（）校核。
第5章、过滤
二、滤料层截留杂质规律
1、截留过程 如图5－2所示，
水中颗粒被粘附在滤料表 面的同时，还存在着由于 水流对颗粒的剪切作用而 使颗粒从滤料表面上脱落 的趋势。粘附力和水流剪 力的大小，决定了颗粒粘 附和脱落的程度。
（2）均质滤料 均质滤料滤池沿深度方向不会出现水力分
级，滤料组成和平均粒径沿深度方向基本均匀 一致。保证滤料均匀的必要条件是反冲洗时滤 料不膨胀，一般采用气水反冲洗。
（3）纤维球滤料 采用纤维球滤料时，对于下层的滤料由于
受水压力而收缩，使粒径变小，形成天然反粒 度过滤。一般滤速v＝30～50m/h，常用于工 业水处理。
不是简单的机械筛滤过程。 欧、美专家认为：过滤机理主要有两个，
即迁移机理和粘附机理。
1、迁移机理
迁移机理指颗粒脱离水流流线接近或接触滤 料表面。这是一种物理力学作用，主要由以下 作用引起：
¾ 拦截：直径为d的颗粒，在d/2的范围内被滤料 拦截。
¾ 沉淀：颗粒较重时，在重力G作用下沉淀在滤料 表面。
¾ 保持滤速不变→水头损失逐渐增大→由此产生等速 过滤。
等速过滤和变速过滤是滤池的两种基本过滤 方式。
2、等速过滤
等速过滤指滤池过滤 时滤速保持不变，即滤池 流量保持不变。
等速过滤的滤池有 虹吸滤池和无阀滤池。在 等速过滤状态下，水头损 失随时间而逐渐增加，滤 池中水位逐渐上升，见图5 －4。当水位上升至最高允 许水位时，过滤停止以待 冲洗。
在过滤过程中，滤池内水位保持不变， 滤速随时间逐渐较小，但滤池进水总流量基本 不变，在每座滤池中实现恒水头减速过滤是不 可能的，只有在分格数很多的移动冲洗罩滤池 中有可能达到近似的恒水头减速过滤状态。
高中化学必修二 学习笔记 第5章 实验活动4 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
实验活动4用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子实验目的1．用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2＋、Mg2＋和SO2－4。
2．熟练掌握溶解、过滤、蒸发等操作，认识化学方法在物质分离和提纯中的重要作用。
实验药品粗盐、蒸馏水、0.1 mol·L－1氯化钡溶液(其作用是除去________________)、20%的氢氧化钠溶液(其作用是除去________)、饱和碳酸钠溶液(其作用是除去________、________)、6 mol·L－1盐酸、pH试纸。
实验步骤实验步骤实验操作①溶解用天平称取5.0 g粗盐，放入100 mL烧杯中，然后加入20 mL蒸馏水，用玻璃棒________，使粗盐充分溶解，得到粗盐水②沉淀向粗盐水中依次滴加过量的氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、饱和碳酸钠溶液，使______、________、________、________完全沉淀析出③过滤将烧杯静置后过滤，除去生成的沉淀和不溶性杂质，过滤中玻璃棒的作用是________，滤液呈________性④中和向滤液中滴加盐酸，用玻璃棒搅拌，直到________________，并用pH试纸检验，使滤液呈中性或微酸性⑤蒸发将滤液倒入蒸发皿中，用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断________。
当蒸发皿中出现________________时，停止加热。
利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。
冷却后，得到去除了杂质离子的精盐问题讨论1．本实验中加入试剂的顺序是什么？按照其他顺序加入试剂能否达到同样的目的？________________________________________________________________________2．在实验操作②中为什么依次加入的试剂都要略微过量？实验操作④中加入盐酸的目的是什么？________________________________________________________________________3．步骤③和步骤④的操作顺序能否颠倒？为什么？________________________________________________________________________4．粗盐水中加入氯化钡溶液使SO2－4沉淀而除去，如何检验SO2－4是否沉淀完全？________________________________________________________________________5．通过此次实验活动，你认为物质分离和提纯原则应该有哪些？________________________________________________________________________1．(2023·深圳高一期末)为了从粗食盐水中除去Ca2＋、Mg2＋、SO2－4等离子，以制得精盐水。
第五章过滤吸附
为了保证出水水质，控制制水能耗，过滤设备通常运行到一定程度 （①出水浊度到限值；②水头损失到限值），停运、实施反冲洗，清 除滤层中的污泥，恢复滤料过滤能力。 如机械过滤器：浊度允许值3mg/L,水头损失29.4Kpa 一般过滤设备出水浊度允许值与水头损失允许值是对应的，都与一定 工况下，所经历的过滤时间有关，只要出水浊度、水头损失、过滤时 间三个指标之一到达限值，过滤即停止。
按水流方向可分为下向流、上向流和双流，
按过滤工艺可分为澄清过滤（混凝、沉淀处理后进过 滤器）、接触过滤（混凝后直接进过滤器）
下面按工作压力不同分别介绍一些典型的设备。
一、压力式过滤器
在一定压力下进行过滤，通常用泵将水输入过滤器中。由 钢板制成的圆柱形密闭容器。 1、普通过滤器（单流式过滤器或机械过滤器） 单层滤料、下向流、滤料为：石英砂、无烟煤、活性炭等 2、双流式过滤器 由于普通式过滤器的下层滤料不能充分发挥截污作用，人 们设想出从上下同时进水。 进水分为两路：一路由上部进，另一路由下部进，从中间 出水。 3、双层滤料过滤器 上层为相对密度小、粒径大的滤料，下层为相对密度大、 粒径小的滤料。
三、影响吸附的因素
吸附剂本身、吸附质本身、环境条件 （一）吸附剂的结构 • 1.比表面积—比表面积越大越好，对大分子可能不利。 • 2.孔结构—细孔的分布—大、中（过渡）、微孔；大孔通 道，中孔吸附大分子，观察用于水处理并被饱和的活性炭 细孔分布与新鲜活性炭对比，微孔大量减少，此部分吸附 起支配作用。 • 3.表面化学性质—表面氧化物—酸、碱两类 –低温活化(<500)的碳可以生成表面酸性氧化物，水解 后可以放出H+，吸附碱金属氢氧化物 –高温活化（800-1000）的碳生成表面碱性氧化物，水 解后可放出OH-基团，吸附酸性物。
第五章 深层过滤
第五章深层过滤过滤是去除悬浮物，特别是去除浓度比较低的悬浊液中微小颗粒的一种有效方法。
过滤时，含悬浮物的水流过具有一定孔隙率的过滤介质，水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而除去。
根据所采用的过滤介质不同，可将过滤分为下列几类。
（1）格筛过滤过滤介质为柳条或滤网，用以去除粗大的悬浮物，如杂草、破布、纤维、纸浆等，其典型设备有格栅、筛网和微滤机。
（2）微孔过滤采用成型滤材，如滤布、滤片、烧结滤管、蜂房滤芯等，也可在过滤介质上预先涂上一层助滤剂（如硅藻土）形成孔隙细小的滤饼，用以去除粒径细微的颗粒。
其定型的商品设备很多。
（3）膜过滤采用特别的半透膜作过滤介质在一定的推动力（如压力、电场力等）下进行过滤，由于滤膜孔隙极小且具选择性，可以除去水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。
其主要设备有反渗透、超过滤和电渗析等。
（4）深层过滤采用颗粒状滤料，如石英砂、无烟煤等。
由于滤料颗粒之间存在孔隙，原水穿过一定深度的油层，水中的悬浮物即被截留。
为区别于上述三类表面或浅层过滤过程，将这类过滤称之为深层过滤，简称过滤。
在给水处理中，常用过滤处理沉淀或澄清池出水，使滤后出水浑浊度满足用水要求。
在废水处理中，过滤常作为吸附、离子交换、膜分离法等的预处理手段，也作为生化处理后的深度处理，使滤后水达到回用的要求。
常用的深层过滤设备是各种类型滤池。
按过滤速度不同，有慢滤池（<0.4m/h）、快滤池（4～10m/h）和高速滤池（10～6Om/h）三种；按作用力不同，有重力滤池（水头为4～5m）和压力滤池（作用水头15～25m）两种；按过滤对水流方向分类，有下向流、上向流、双向流和任向流滤池四种；按滤料层组成分类，有单层滤料、双层滤料和多层滤料滤池三种。
普通快滤池是常用的过滤设备，也是研究其他滤池的基础。
因此本章主要讨论快滤池，其他类型过滤设备分述于有关章节。
第一节普通快滤池的构造图5-1为普通快滤池的透视与剖面示意图。
快滤池一般用钢筋混凝土建造，池内有排水槽、滤料层、垫料层和配水系统；池外有集中管廊，配有进水管、出水管、冲洗水管、冲洗水排出管等管道及附件。
水处理工程=清华大学第五章过滤课件(第一篇)
H t H 0 H t
h h1 ht
v2 h2 2g
第五章
19
滤池总过滤水头损失H＝H0＋h＋△Ht H0：清洁滤层水头损失 h：配水系统、承托层及管路水头损失 △Ht：在时间t时的水头损失增值
ΔH t
h1: 配水系统水头损失
过滤周期 与滤速有关
1.5~2m
第五章
20
第2节 滤池的运行
第五章 23
4座滤池进水渠相通，在任 何时间水位基本上相等。
一座滤池冲 洗完毕
减速过滤（一组4座滤池） 一座滤池滤速的变化 如果一组滤池的滤池数很多，阶梯式下降折线将变为 近似连续下降曲线。 每一格滤池在反洗间隔之间，按等速过滤方式，水位 略有升高。 第五章
24
4
第2节 滤池的运行
等速与变速过滤的差别？ 在平均滤速相同的条件下，减速过滤的滤后水质较 好。而且在相同过滤周期内，过滤水头损失要小。 清洁时，过滤速度虽大，但孔隙也大，孔隙内的速 度并不太大，可将一些悬浮杂质带入下层滤料。而 当截留有杂质时，孔隙减少，滤速也减少，可防止 悬浮物穿透滤层。
第五章
45
第五章
46
第3节 滤池的基本构造
2．小阻力配水系统 减少配水系统阻抗S1 降低配水系统流速 增大配水空间 使孔眼处的压力接近
指孔口阻力较小
第3节 滤池的基本构造
中阻力配水（开孔 比：0.6%~0.8%）
小阻力配水系统 钢筋混凝土穿 孔滤板 钢筋混凝土穿孔板：板上铺设一层或两层尼龙网。
第五章 39
三层：18~20m/h
第3节 滤池的基本构造
三、配水系统
1. 配水系统的目的： 均匀分布反冲洗水 均匀收集过滤水 配水不均匀导致： (1) 部分区域水量小，冲洗不净 (2) 部分区域水量大，冲动垫层
第五章过滤
第五章过滤本章纲要了解：穿孔管大阻力配水系统设计钢筋混凝土穿孔（或裂缝）滤板穿孔滤板滤头无阀滤池熟悉：过滤水力学滤料和承托层小阻力配水系统冲洗废水的排除冲洗水的供给虹吸滤池移动罩滤池压力滤池把握：过滤机理（filtration mechanism）滤层内杂质散布规律滤层中的负水头现象冲洗强度、滤层膨胀度和冲洗时刻气、水反冲洗大阻力配水系统一般快滤池rapidfilterV型滤池本章摘要1.过滤机理颗粒迁移grain transference——目前只能定型描述，无法用定量估算，是物理力学作用拦截：颗粒尺寸较大时，处于流线中的颗粒直接碰着滤料表面；沉淀：颗粒沉速较大在重力作用下离开流线；四种作用惯性: 颗粒具有较大惯性离开流线与滤料表面接触；水动力：非球体颗粒由于在速度梯度下，会产生转动而离开流线与颗粒表面接触；颗粒粘附grainconglutination----是物理化学作用作用：范德华引力和静电力彼此作用下，和某些化学健和某些特殊的化学吸附力下，也会有絮凝颗粒的架桥作用。
粘附作用要紧决定于滤料和水中颗粒的表面物理化学性质。
例：未经脱稳的悬浮物颗粒过滤成效很差。
2.滤层内杂质散布规律滤层内杂质散布规律：上细下粗的滤层杂质散布。
过滤进程：颗粒粘附同时，存在间隙中水流剪力作用而致使颗粒从滤料表面上脱落趋势。
粘附力与水流剪力相对大小，决定了颗粒粘附和脱落的程度。
过滤初期，滤料较干净，孔隙率较大，孔隙流速较小，水流剪力较小，因此粘附作用占优势。
随着过滤时刻的延长，滤层中杂质慢慢增多，孔隙率慢慢减小，水流剪力慢慢增大，以至最后粘附上的颗粒将第一脱落下来，或被水流夹带的后续颗粒再也不有粘附现象，于是，悬浮颗粒便向基层推移，基层滤料截留作用渐次取得发挥。
往往基层滤料截留悬浮颗粒作用远未取得充分发挥时，过滤就得停止。
缘故是，滤料经反冲洗后，滤层因膨胀而分层，表层滤料粒径最小，粘附比表面积最大，截留悬浮颗粒量最多，而孔隙尺寸又最小，因此，过滤到一按时刻后，表层滤料间孔隙将慢慢被堵塞，乃至产生筛滤作用而形成泥膜，使过滤阻力剧增。
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第5章过滤一．填空题1.快滤池使用的滤料都是颗粒状材料。
滤料应满足的基本条件是、、。
2.悬浮颗粒在滤层孔隙水流中的迁移是由于、、、、五种基本作用。
3.过滤的目的是用来去除水中的，以获得浊度更低的水。
4.快滤池的冲洗方法有、和三种。
5.滤池的水质周期和压力周期除了与滤层的厚度有关还与、、等因素有关。
（至少三种）6.快滤池的工作机理是、慢滤池的工作机理是。
二．选择题1.虹吸滤池一般采用（）配水系统，反冲洗水来自( ),因此（）不能生产。
与其类似的还有（）滤池。
A. 小阻力；其余各格滤后水；单格；移动罩滤池B. 大阻力；单设冲洗设备；单格；移动罩滤池C. 穿孔管大阻力；其余各格滤后水；多格；无阀滤池D. 小阻力；单设冲洗设备；2格以下；无阀滤池2.滤池型式的选择，应根据（）等因素，结合当地的条件，通过（）确定。
A. 生产能力、施工成本和工艺流程；试验B. 设计生产能力、进水水质和工艺流程的高程布置；技术经济比较C. 最大供水量、出水水质和地形；综合比较D. 设计生产能力；占地面积和平面布置；技术经济比较3.给水过滤中，（）会影响杂质在滤层中的分布规律。
A. 滤速、水流方向和滤料材质B. 冲洗次数、水流方向和滤层的组成C. 水流方向、滤速和滤层厚度D. 滤速、过滤水流方向和滤层组成4.快滤池应有下列管：（），其断面宜（）通过计算确定。
A. 进水管、出水管、放空管、排水管；根据试验数据B. 清水管、放空管、排泥管、排水管；根据流速C. 进水管、出水管、冲洗水管、排水管；根据流速D. 清水管、出水管、冲洗水管、排泥管；根据试验数据5. （）过滤过程中有可能出现“负水头”现象。
A. 直接过滤B.变速过滤C. 外部过滤D.等速过滤6.水厂生产过程中投药自动控制主要包括（）自动控制；澄清池和沉淀池的自动控制内容是（）；滤池自动控制目前则主要是根据（）来控制滤池（）。
A. 混凝剂投加和加氯；排泥；滤层水头损失或规定冲洗周期；冲洗B. 氧化剂投加和加氯；水位；滤层水头损失或规定冲洗周期；出水量C. 混凝剂和助凝剂投加；水位；滤层厚度或规定滤速；出水量D. 混凝剂投加和加氯；加药；滤层水头损失或规定滤速；冲洗7.滤池应按正常情况下的滤速设计，并以检修情况下的（）校核。
A.反冲洗强度B.滤层膨胀率C.强制滤速D.单池面积8.滤池的工作周期，宜采用（）hA.8-12B.10-16C.10-18D.12-249.滤池的滤料粒径范围根据滤池类别及所选滤料种类不同分为：①d=0.5-1.2mm；②d=0.8-1.8mm；③d=0.8-1.6mm；④d=0.5-0.8mm.如果采用双层滤料过滤无烟煤滤料粒径应选（）。
A. ④B. ③C. ②D. ①10.快滤池宜采用大阻力或中阻力配水系统。
大阻力配水系统孔眼总面积与滤池面积之比为（）。
A. 1.0%-1.5%B. 1.5%-2.0%C. 0.20%-0.28%D.0.6%-0.8%11.中阻力配水系统孔眼总面积与滤池面积之比为（）。
A. 1.0%-1.5%B. 1.5%-2.0%C. 0.20%-0.28%D.0.6%-0.8%12.虹吸滤池、无阀滤池和移动罩滤池宜采用小阻力配水系统，其孔眼总面积与滤池面积之比为（）。
A. 1.0%-1.5%B. 1.5%-2.0%C. 0.20%-0.28%D.0.6%-0.8%13.当快滤池采用大阻力配水系统时，其承托层粒径级配分（）层。
A. 二B. 四C. 三D. 一14.大阻力配水系统应按冲洗流量设计，配水干管（渠）（）处的流速为1.0-1.5m/s。
A. 孔眼B. 末端C. 进口D. 出口15.三层滤料滤池宜采用（）配水系统。
A. 小阻力B. 中阻力或大阻力C. 中阻力D. 大阻力16.三层滤料滤池承托层除满足粒径要求外，其材料选择上小粒径宜选择（）及大粒径为砾石。
A. 重质矿石B. 石英砂C. 无烟煤D. 砾石17.滤池冲洗水的供给方式可采用冲洗（）或高位水箱。
A. 水池B. 水表C. 水泵D. 水塔18．滤池冲洗水的供给方式当采用冲洗水泵时，水泵的能力应按冲洗（）滤池考虑，并应有备用机组。
A. 一组B. 双格C. 全部D. 单格19. 滤池冲洗水的供给方式当采用冲洗水箱时，水箱有效容积应按单格滤池冲洗水量的（）倍计算。
A. 1.5B. 2C.2.5D. 320. 快滤池（）断面流速宜为2.0-2.5m/sA. 排空管B. 冲洗水管C. 溢流管D. 取样管21.当压力滤池的直径大于（）m 时，宜采用卧式。
A. 2B. 5C.3D. 422. 虹吸滤池的分格数，应按滤池（）在运行时，仍能满足一格滤池冲洗水量的要求确定。
A. 正常B. 交替C. 高负荷D. 低负荷23.移动罩滤池的设计过滤水头，可采用（）m ，堰顶宜做成可调节高低的形式。
移动罩滤池应设恒定过滤水位的装置。
A. 1.2-1.5B. 1.0-1.2C.0.8-1.0D. 1.5-1.8三．名词解释1.颗粒材料过滤2.反冲洗强度3.反粒度过滤4.均质滤料5.反冲洗强度6.当量粒径7.滤层的膨胀率e8.表面过滤9. 不均匀系数K10.水质周期，压力周期11.负水头12.微絮凝过滤四．简答题1.如何理解快滤池的定义，为什么快滤池的堵塞要比慢滤池快得多，怎样解决滤层的堵塞问题？2.试述快滤池的运行过程。
3.变速过滤与恒速过滤相比是否存在优势，为什么？4.气水反冲洗比单独水冲有哪些优势？5.滤池反冲洗配水系统的种类有哪些？各自有什么特点？6.何谓V型滤池？其主要特点是什么？7. 为什么无阀滤池通常采用2格或3格滤池合用1个冲洗水箱？合用冲洗水箱的滤池格数过多对反冲洗有何影响？8.影响过滤的因素有哪些？滤料混杂对过滤有何影响9.滤料承托层有何作用？粒径级配和厚度如何考虑？10.滤池反冲洗强度和滤层膨胀之间关系如何(用图示说明)？当滤层全部膨胀起来以后，反冲洗强度增大，水流通过滤层的水头损失是否同时增大？为什么？而水头损失保持不变。
11.什么叫“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？12.无阀滤池虹吸上升管中的水位变化是如何引起的？虹吸辅助管管口和出水堰口标高差表示什么？四．计算题 1、设滤池平面尺寸为5.4m（长）×4m（宽）。
滤层厚70cm。
冲洗强度q=14L/（s•m2），滤层膨胀度e =40%。
采用3条排水槽，槽长4m，中心距为1.8m。
求（1）标准排水槽断面尺寸；（2）排水槽顶距砂面高度；（3）较核排水槽在水平面上总面积是否符合设计要求。
2.已知滤池平面尺寸为7.5m×7.0m=52.5 m2.试设计大阻力配水系统？（冲洗强度采用q=14L/（s•m2））3.设有移动罩滤池一组规模为2500m3/d，反冲洗水率取5%，平均滤速采用10m/h，反冲洗强度采用15 L/（s•m2）计算移动罩滤池的主要尺寸。
4、净产水量24000 m3/d，设计滤速10m/s，冲洗强度采用15 L/（s•m2）计算虹吸滤池主要尺寸及虹吸管断面尺寸（设计参数自己选用）。
第5章过滤答案一．填空题1.足够的机械强度具有良好的化学稳定性具有用户要求的颗粒尺寸和粒度组成2.沉淀惯性截阻扩散水动力效应3.悬浮物4.高速水流反冲洗气水反冲洗表面助冲加高速水流反冲洗5.滤料粒径滤料性质滤速滤前水的悬浮物浓度对滤后水浊度的要求水中悬浮物的性质6.浊质颗粒在滤料表面上粘附的结果依靠在滤层表面生成的滤膜来截留水中的浊质二．选择题1.A2.B3.D4.C5.B6.A7.C8.D9.C.10.C 11.D 12.A.13.B 14.C.15.C.16.A. 17.C. 18．D 19.A. 20.B. 21.C 22.D 23.A.三．1.颗粒材料过滤是使水通过由颗粒材料构成的滤层，以截留水中悬浮物的方法。
2.当用水对滤层进行反冲洗时，经滤层单位面积上流过的反冲洗水流量，称为反冲洗强度。
3.理想的滤层构造应是沿过滤水流方向滤料的粒径由粗变细，从我国习惯上又被称为反粒度过滤。
4.均质滤料并非指滤料粒径完全相同，滤料粒径仍存在一定程度上的差别，而是指沿整个滤层深度方向的任一横断面上，滤料组成和平均粒径均匀一致。
5.当用水对滤层进行反冲洗时，经滤层单位面积上流过的反冲洗水流量，称为反冲洗强度。
6.滤料的当量粒径是指一假想的均匀滤料的粒径，这个均匀滤料的比表面积与实际的不均匀滤料的比表面积相等。
7.反冲洗时，滤层膨胀后所增加的厚度与膨胀前厚度之比。
8.表面过滤就是利用过滤介质上小孔的筛滤作用，将颗粒物截留在过滤介质的表面，从而使之由水中除去。
9.滤料有效粒径d80 与有效粒径d10的比值。
10.滤池由开始进入有效过滤期到出水浊度达到泄漏值，称为水质周期。
当悬浮物的水通过滤层作等速过滤时，随着澄清过滤过程的进行，滤层的水头损失逐渐增加，当增至最大值时，便需对滤层进行反冲洗。
这时滤池的过滤周期，称为压力周期。
11.在过滤过程中，当滤层截留了大量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。
12.滤池前设简易微絮凝池，原水加药混合后先经微絮凝池，形成粒径相近的微絮粒后即刻进入滤池过滤，这种过滤方式称为微絮凝过滤。
四．简答题1.（1）快滤池是相对于慢滤池而言的，水在慢滤池中的过滤速度一般为0.1-0.3m/h，在快滤池的滤速可达5-10m/h。
（2）由于快滤池的滤速要比慢滤池要高数十倍，这就意味着滤层截留浊质的速率要高数十倍，所以快滤池的堵塞要比慢滤池快得多。
（3）滤层堵塞后，需要将滤层中积存的浊质迅速排除，采用用水自下而上对滤层进行冲洗的方法。
将水均匀地分布于滤池底部，使其自下而上穿过滤层，当上升流速足够大时，就能使滤层中的滤料悬浮于上升水流之中，积存于滤料表面的浊质污泥在滤料相互碰撞摩擦及水流剪切力作用下迅速脱落下来，并被水流向上带走，进而排出池外。
2.快滤池的运行过程主要包括过滤和反冲洗两个过程，过滤时，由进水管向池内滤层上部引入滤前水，水由上向下经过滤层过滤，滤后水由下部配水系统汇集后，经出水管流出池外。
过滤持续进行到滤层被堵塞，停止进水和出水，由反冲洗管向池内送入反冲洗水，经配水系统均匀分配后，由下向上对滤层进行冲洗，冲洗后的废水溢流入上部排水槽，再经排水管引出池外排入废水渠道。
反冲洗结束后，停止供应反冲洗水并关闭排水阀，恢复进水和出水，重新开始过滤过程。
快滤池的运行就是通过过滤-反冲洗-过滤-反冲洗……反复进行的。
3.据研究，变速过滤与恒速过滤比较，产水量较大，过滤水质较好；（1）这可能是由于在过滤周期后期，变速过滤的滤速较低，因而在管道和部件中的水头损失较小，在作用水头相同的条件下，提供给滤层的可资利用的水头较大；（2）同样的，在过滤后期，恒速过滤出水浊度有所升高，而变速过滤由于滤速较低，因而出水水质较好。