第四章 水的过滤技术
水处理过滤技术
国内快滤池一般采用d10=0.5～0.6mm，K80=2.0～2.2 的滤料；
国外则倾向于选用稍大的d10和较小的d80。
第三节
快滤池
第三节
快滤池
双层及多层滤料级配：
第三节
快滤池
三、承托层 作用：防止滤料从配水系统中流失； 反冲时均匀配水。 （1）单层滤料或双层滤料池，采用大阻力 配水系统由天然卵石或碎石组成。
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，满足截留悬浮物的要求。）
④ 价廉，易得。
第三节
(2)滤料的种类
快滤池
A、提高滤料颗粒的均匀性，即减小K80 ，增大d10 。 B、由单层滤料改为多层滤料； C、改变水流方向（上下双向过滤）。
出水
石英砂 石英砂
出水
无烟煤 石英砂
无烟煤 石英砂 磁铁矿
承托层 进水
承托层 进水
承托层 出水
承托层 出水
a.上向流过滤
b.双向流过滤
c.双层滤料
d.三层滤料
第二节
过滤理论
为了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，出现了双层滤料、三层滤料 或均质滤料等，见图。
第二节
过滤理论
实际工作时，往往是下层滤料截留悬浮颗粒 作用远未得到充分发挥时，过滤就得停止。
原因：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， 因而，过滤到一定时间后，表层滤料间孔隙将逐渐被堵塞，甚至产 生筛滤作用而形成泥膜，使过滤阻力剧增。导致结果: (1)在一定过滤水头下滤速减小（或在一定滤速下水头损失达到 极限值）; (2)或者因滤层表面受力不均匀而使泥膜产生裂缝时，大量水流 将自裂缝中流出，以致悬浮杂质穿过滤层而使出水水质恶化。 当上述两种情况之一出现时，过滤将被迫停止。
水过滤实验知识点总结
水过滤实验知识点总结水是人类生活中不可或缺的重要资源，然而现代工业和人类活动对水资源的污染却日益严重，因此如何有效地进行水过滤成为了当今社会亟待解决的问题之一。
水过滤实验作为研究水处理技术的重要手段之一，具有重要的科学意义和应用价值。
在进行水过滤实验时，需要深入了解水过滤的基本原理、常用的水过滤方法、实验步骤和实验技术等知识点，本文将对这些知识点进行总结并进行详细讨论。
一、水过滤的基本原理水过滤是通过物理、化学或生物等手段将水中的杂质和微生物分离和去除，从而使水质得到改善。
水过滤的基本原理主要包括几种基本方式：1. 物理过滤：物理过滤是通过一些物理性的分离手段，如滤网、滤纸、滤膜等，将水中的悬浮颗粒物和大分子有机物截留下来，从而实现水质的净化。
物理过滤的原理是利用各种微孔和孔隙的大小区别，使水和杂质分离。
常用的物理过滤方法有压力过滤、重力过滤、离心过滤等。
2. 化学过滤：化学过滤是通过化学反应将水中的杂质转化为可沉淀的沉淀物或溶解物，然后通过过滤的方式将其分离出去，从而实现水的净化。
化学过滤的原理是利用不同化学物质的相互作用性质，将水中的杂质进行转化和分离。
常用的化学过滤方法有氧化法、还原法、吸附法等。
3. 生物过滤：生物过滤是通过微生物的活性代谢作用将水中的有机物和微生物去除，从而实现水的净化。
生物过滤的原理是利用微生物的吸附、生长和解分解功能，将水中的有机物和微生物去除。
常用的生物过滤方法有生物滤池法、生物滤料法等。
以上几种水过滤的基本原理是水处理工程中常用的方法，不同的水质和处理目标需要采用不同的过滤手段和方法。
二、常用的水过滤方法根据水过滤的基本原理，常见的水过滤方法包括几种类型：1. 机械过滤：机械过滤是利用物理力将水中的悬浮颗粒物和大分子有机物截留下来。
常见的机械过滤方法有滤网过滤、滤膜过滤等。
2. 捕集过滤：捕集过滤是通过化学反应将水中的杂质转化为可沉淀的沉淀物或溶解物，然后通过过滤的方式将其分离出去。
饮用水净化技术：过滤
• 压力式无阀滤池 • 原水采用泵前加药后，直接由水泵自上而下进入压力滤池。
过滤后的清水借助水泵压力经集水系统压入水塔内冲洗水箱， 冲洗水箱贮满后，溢流入调节水箱从出水管流出配送给用户。
压力式无阀滤池示意图
1－水泵；2－药剂；3－调节水箱；4 －冲洗水箱；5－虹吸上升管；6-虹 吸下降管；7－虹吸辅助管；8－抽气 管；9-虹吸破坏管；10－压力滤池； 11－出水管
水渠进入池内。经排水槽由上而下通过滤层、承托层，由配 水支管收集，再经配水干管，清水支管、清水总管流出池外。
• （2）滤料与承托层 • 滤料要求
①足够的机械强度 ②较高的化学稳定性 ③适当的颗粒级配
• 承托层：设置在滤料层和配水系统之间的砾石层。 • 承托层的作用：一方面能均匀集水，并防止滤料进入
配水系统；另一方面在反冲洗时能均匀布水。
• （3）配水系统 • 作用：收集滤后水；在于使冲洗水均匀
分布在整个滤池平面上。
• 小阻力配水系统：不采用穿孔管，而是
底部有较大的配水空间，其上铺设阻力 较小的格栅、滤板、滤头等。
• 大阻力配水系统：带有干管(渠)和穿孔
支管的“丰”字形配水系统
• 重力式无阀滤池 • 虹吸现象
饮用水净化技术
过滤
• 水的过滤处理：让原水通过具有孔隙的粒状滤料层，
利用滤料与杂质间吸附，筛滤、沉淀等作用，截留水 中的细微杂质，使水得到澄清。
• 过滤的机理 • ①机械筛滤作用 • ②接触凝聚作用 • ③吸附作用 • ④微生物的作用
• 2.3.2 普通快滤池 • （1）结构与工作原理
• 过滤过程：经沉淀或澄清后的水由进水总管、进水支管、浑
• 其他滤池
• 其他
水质工程学：第四章 水的过滤技术
子过筛后，将筛子上的砂全部倒掉，再将卡在筛孔中的那部
分砂振动掉下来，如此重复进行，可得到同一粒径的滤料。
从这些振动下来的砂粒中取出几粒，按以下公式可求出其等
体积球体直径：
d0
3
6G •n•
式中， G —— n个颗粒的总重量, g；
—— 颗粒密度, g/cm3。
第三节 滤池的基本构造
2. 滤料粒径级配
实际滤层是非均匀滤料，计算非均匀滤层水头损失，可分成 若干层，则各层水头损失之和为整个滤层的总水头损失。
➢ 设粒径为di的滤料重量占全部滤料重量之比为pi，则清洁 滤层总水头损失为：
h0
n i 1
hi
180
g
• (1 m0 )2 m03
(1
)2
l0
n i 1
( pi
/ di2 )
(3) 过滤过程中的水头损失变化 过滤时滤池的总水头损失为：
设计要求： d10=0.55mm, K80=2.0, 则d80=1.1mm
3． 滤料层规格
滤速：单层： 8~10m/h
材质、粒径和厚度
双层： 10~14m/h
粒径：小，比表面积大，有利于矾花吸附但易堵塞
三层： 18~20m/h
厚度：矾花穿透深度＋保护厚度
滤速：流量/面积；
穿透深度与粒径、 滤速及水的混凝效果有关 强制滤速：一个或2个滤池停产时其余
H H1 H2 H3 H4
2. 过滤过程中水头损失
洗砂排水槽
滤层 垫层 Ht h1 ht
H=H0+△Ht+h
假设：水位和滤速不变 H： 滤池总水头 Ht: 滤料层水头损失 h1: 配水系统水头损失 ht: 控制阀水头损失 v2/2g:流速水头 h2: 剩余水头 H0： 清洁滤料水头损失 △ Ht：在时间t时的水头 损失增殖 h：配水系统、承托 层及管路水头损失
水的过滤的方法和过程
水的过滤的方法和过程水的过滤是一种常见且重要的处理方式，它可以去除水中的杂质、污染物和微生物，提高水的质量。
本文将介绍水的过滤的方法和过程。
水的过滤方法多种多样，常见的包括物理过滤、化学过滤和生物过滤等。
物理过滤是利用各种过滤介质对水进行筛选，去除悬浮物和大颗粒污染物。
化学过滤则是通过添加适当的化学药剂来吸附、沉淀或中和水中的污染物。
生物过滤则是利用生物活性物质或微生物来去除水中的有机物和微生物。
物理过滤是最常见的过滤方法之一。
常用的物理过滤介质包括石英砂、活性炭、陶瓷、纤维膜等。
石英砂可以通过筛网的方式去除水中的大颗粒物质，如泥沙和悬浮物。
活性炭则可以吸附水中的有机物和异味物质，提高水的口感和质量。
陶瓷和纤维膜则可以通过微孔的方式过滤水中的微生物和微小颗粒物质。
化学过滤是一种常见的水处理方式。
在水处理过程中，常用的化学药剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁、活性炭等。
聚合氯化铝可以中和水中的碱性物质和重金属离子，减少水的硬度。
聚合硫酸铁则可以沉淀水中的悬浮物和有机物。
活性炭则可以吸附水中的有机物和异味物质，提高水的口感和质量。
生物过滤是一种利用生物活性物质或微生物来去除水中污染物的方法。
常见的生物过滤方式包括生活污水处理中的生物滤池和自然湿地的净化作用。
生物滤池通过微生物的附着生长和代谢作用，将水中的有机物和氮、磷等营养物质转化为无机物，从而净化水质。
自然湿地则通过湿地植物和微生物的共同作用，去除水中的有机物和营养物质。
水的过滤过程一般包括预处理、过滤和后处理三个阶段。
预处理阶段主要是对水进行初步处理，去除大颗粒物质和悬浮物。
过滤阶段是最主要的处理过程，通过过滤介质对水进行筛选和吸附，去除水中的杂质和污染物。
后处理阶段则是对过滤后的水进行进一步处理，消除残余的污染物和杂质，确保水的质量达到标准。
水的过滤是一种重要的水处理方式，可以去除水中的杂质、污染物和微生物，提高水的质量。
物理过滤、化学过滤和生物过滤是常见的过滤方法，通过不同的机制和过程去除水中的不同污染物。
水的过滤处理ppt课件
学习情境1.4 水的过滤处理
应用： 给水处理中保证净化水质不可缺少的重要
环节 污水处理 活性炭吸附和离子交换等深度处理之前作
用预处理 化学混凝和生化处理之后作为后处理
1.4.1 水的过滤处理
慢滤池：截留作用、微生物分解作用 优点：出水水质好 缺点：流速低；滤膜形成期过滤出水水质
不能保证；生产效率低；占地面积大。
1.4.1.1 过滤过程
过滤机理 1. 阻力截留 悬浮物粒径越大，表层滤料和滤速越小，
就越容易形成表层筛滤膜，滤膜的截污能 力也越高。 2. 重力沉降 众多的滤料表面提供了巨大的沉降面积。 滤料越小，沉降面积越大；滤速越小，则 水流越平稳，这些都有利于悬浮物的沉降。
1.4.1.1 过滤过程
1.4.1.1 过滤过程
石英砂滤料粒径通常0.5~1.2mm，滤层厚 度一般70cm左右。按自上而下的方向，粒 径大致由细到粗依次排列。水流自上而下 通过滤料层。
1.4.1.1 过滤过程
过程三阶段： 颗粒迁移，颗粒脱离水流流线向滤料颗粒
表面靠近； 颗粒黏附，物理-化学作用，悬浮颗粒黏附
在滤料表面； 颗粒剥落
废水渠 起端水面低于排水槽底20cm。 2）排水槽的槽口高度保持水平一致 3）排水槽总平面及一般小于25%的滤池面
积，避免影响反冲洗上升水流。 4）相邻两槽中心距一般为1.5m~2.0m，间
距过大影响排水的均匀性。
1.4.3 水的反冲洗
3. 冲洗废水的排除 反冲洗排水槽顶距未膨胀滤料表
学习情境1.4 水的过滤处理
过滤的作用 过滤一般用在混凝、沉淀或澄清等处理之后，
用于进一步去除水中的细小悬浮颗粒，降低浊 度。 水中有机物、细菌乃至病毒等更小的粒子由于 吸附作用也随着水的浊度降低而被部分去除。 残存在滤后水中的剩余细菌、病毒等，由于失 去悬浮物的保护或依附而呈裸露状态，也容易 被消毒剂杀死。 超滤、纳滤等新技术，还可以直接将细菌、病 毒、大分子物质等过滤掉。
第四章过滤技术
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四、过滤装置 目前生产中经常采用高位静压过滤装置、减压过滤装置、 加压过滤装置三种形式 一、 高位静压过滤装置 此种装置适用于生产量不大、缺少加压或减压设备的情况 ，特别在有楼房时，药液在楼上配液，通过管道在楼下进 行灌封。这一方法压力稳定，质量好，但过滤速度慢。
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Байду номын сангаас
二、
减压过滤装置
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第四章 过滤技术
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过滤器在医药工业上的用途 • 水和气体的纯化 • 去微粒 • 去细菌
• 分子分离及产品的浓缩
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• 过滤除菌工艺
• 除去对热不稳定的药品溶液或气体中的细菌
与杂质
• 过滤后物料中大于0.2μm的微生物出现概率 ＜10－6
• 应用范围
• 可最终灭菌药品的工艺过程
此装置适用于各种滤器，设备要求简单，但压力不够稳定， 操作不当易造成滤层松动，影响过滤质量。
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三、加压过滤装置
在目前生产中多采用加压过滤，主要因为此装置压力稳定、滤 速快、质量好、产量高。加压过滤系统全部保持正压，若滤过 过程中因故停止操作，对滤层影响较小，同时外界空气不易漏 入滤过系统，但此系统需要有离心泵、压滤器等耐压设备
疏水性：用于气体过滤达到无菌，大通量，耐高温，耐
强酸、碱，化学适应性广，用于气体过滤时， 能达到100%0.02um以上各种噬菌体、细菌及微粒； 改良亲水性：用于液体过滤达到无菌，过滤精度可达 0.02um，化学适用性广，耐强酸、碱）。
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PTFE滤膜精度： 0.2um、0.45um、1.0um、2.0um、5.0um。 PTFE使用形式：棒状或折叠式，O型圈材料是硅橡胶、氟橡 胶。 （c）尼龙滤膜： 尼龙滤膜为亲水性（只能过滤液体，不能过滤气
水过滤原理
水过滤原理
水过滤原理是指通过物理或化学方式将水中的杂质、污染物、微生物等有害物质去除，从而得到清洁、安全的水。
常见的水过滤方法有以下几种：
1. 筛选过滤：这是最简单的水过滤方式，利用孔径较小的滤网或滤纸将大颗粒的悬浮物和杂质拦截下来，使水变得清澈透明。
这种方法常用于家庭滤水器或一次性饮水机上。
2. 活性炭吸附：利用活性炭的孔隙结构和吸附性能可以去除水中的有机物质、异味和颜色。
活性炭吸附能力强大，可以去除水中的余氯、农药残留等。
3. 离子交换：通过离子交换树脂来去除水中的重金属离子，如铅、汞、铬等。
离子交换树脂能够吸附掉水中的有害离子，并释放出对水质有益的离子，如钠、钙、镁等。
4. 紫外线消毒：利用紫外线的破坏作用来杀灭水中的细菌、病毒和其他微生物。
经过紫外线照射后的水质能够达到消毒效果，但并不改变水中其他杂质的浓度。
5. 反渗透：反渗透是一种高效的水过滤方式，通过反渗透膜将水中的离子、微生物、有机物质等拦截下来，实现物质的分离。
这种方法常用于制取纯净水或海水淡化处理。
以上是常见的水过滤原理及其方法，选择适合的过滤方式需要考虑水源的不同污染特点、使用场景和经济成本等因素。
化学水过滤知识点总结
化学水过滤知识点总结水是生命之源，是人类生活中不可或缺的物质。
然而，随着工业化和城市化的发展，水资源的污染问题日益严重，给人类的生活和健康带来了严重的威胁。
因此，水过滤技术显得尤为重要。
本文将通过对化学水过滤知识点的总结，系统地介绍水过滤技术的原理、方法和应用，为人们了解水过滤技术提供参考。
一、水的污染问题1. 水污染的来源水污染主要来源于工业废水、生活污水、农业化肥农药和生产废渣等，其中工业废水和农业污染是主要的污染源。
2. 水污染的危害水污染会影响人类的生活饮用水和农业灌溉水资源，引起严重的环境问题和健康危害，如各种水生动植物死亡、土壤退化和人类患病等。
二、水过滤技术的原理1. 物理过滤物理过滤是利用不同孔径的过滤材料对水进行过滤，将水中的杂质和颗粒物截留下来。
常用的物理过滤材料有沙子、活性炭、陶瓷等。
2. 化学过滤化学过滤是利用化学方法对水中的有机物、无机盐和微生物进行处理，使水变得清洁、卫生和可饮用。
常用的化学过滤方法有氯气杀菌、氧化还原、絮凝沉淀等。
三、水过滤技术的方法1. 活性炭过滤活性炭具有大的比表面积和强大的吸附能力，可以吸附水中的有机物、异味和重金属离子等。
因此，活性炭过滤是一种常用的水处理方法。
2. 逆渗透过滤逆渗透是一种通过半透膜的高压力作用，让水中的溶质和溶剂分离的技术。
逆渗透过滤可以有效地去除水中的盐、细菌、微生物和有机质等有害物质。
3. 紫外线消毒紫外线消毒是利用紫外线照射来杀灭水中的微生物和细菌，从而实现水的消毒和净化。
紫外线消毒是一种快速高效的水处理方法，对水质没有任何影响。
四、水过滤技术的应用1. 家庭饮用水过滤家庭饮用水过滤主要是通过家用滤水壶、净水器、超滤器和紫外线消毒等装置，对自来水中的杂质、有害物质和微生物进行过滤和杀菌，确保家庭饮用水的卫生和安全。
2. 工业废水处理工业废水中含有大量的有机物和重金属离子等有害物质，需要通过化学和物理过滤技术进行处理，达到环保排放标准，减少对环境的污染。
第四章 给水处理系统控制技术
反冲洗开始有下列方式判断； (1)滤后水浊度监控。 (2)滤池水头损失监控。 (3)定时控制。
反冲洗结束有下列方式判断：
(1)反冲洗水浊度监控。 (2)定时控制。
二、虹吸滤池的远行控制实例
反冲洗时
过滤时
自动控制方式以水力控制为主时，存在以下不足之处：
(1)滤池在反冲洗前的待滤水(池内水深约1.5m)要被排水虹吸 排掉； (2)反冲洗时，要等滤池水位下降至进水虹吸的破坏管露出水 面，进水虹吸才能被破坏，这段时间内的进水也要被排掉； (3)经常会出现两格或两格以上的滤池同时进行冲洗，造成反 冲洗水量不足．使冲洗强度不够，不但浪费待滤水，而且 容易使滤料结板，缩短滤池使用周期； (4)冲洗时间不好调节，时间控制精度也不够，容易造成过冲 洗或欠冲洗。
1
图4.5 余浊与流动电流的相关性
4 流动电流混凝控制工艺系统的组成与特点
该系统主要由检测、控制、执行三大部分组成。
原水 混合 后续处理工艺 出水
检测 执行 混凝剂 投加装置 流动电流检测器 水样排放
控制中心 （微机）
记录仪
控制
图4.6 流动电流混凝控制系统图
特点：
(1)单因子控制——流动电流参数。 (2)小滞后系统。投药到取样的时间差一般只有几十秒，至多 1—2min。 (3)中间参数控制。决定混凝剂投量的最终指标是水处理效果， 一般以沉淀水浊度为代表。流动电流设定值是通过相关关 系间接反映了浊度要求，流动电流因子也就成为一个中间 控制参数。
六、絮体影像混凝投药控制技术
原理：沉淀池浊度与原水混凝后形成的絮体特征和沉淀情 况有关，絮体形成得越好，沉淀越充分，沉淀水浊度越低。 絮体的大小、形状可反映在絮体图像上，通过分析絮体的 图像，可以得到一个与沉淀水浊度相关性很好的参量，用 它作为目标值来控制混凝剂投加量可缩短滞后时间。
水的过滤的方法和过程
水的过滤的方法和过程水的过滤是一种常见的处理水质的方法，它可以去除水中的杂质和污染物，使水变得更加清洁和可饮用。
本文将介绍水的过滤方法和过程，并探讨不同的过滤技术。
一、概述水的过滤是通过物理或化学的方法，将水中的固体颗粒、悬浮物、有机物和微生物等杂质分离出去，从而提高水的质量。
常见的水的过滤方法包括筛选、沉淀、过滤、吸附、离子交换等。
二、筛选筛选是最简单、最常见的水的过滤方法之一。
它利用筛子、滤网或滤纸等具有一定孔径的材料，将水中的较大颗粒物截留下来，使水变得清澈。
筛选方法适用于去除较大颗粒的悬浮物，如沙子、泥土等。
然而，筛选不能去除溶解在水中的微量物质和细菌等微生物。
三、沉淀沉淀是一种利用重力将悬浮物沉降下来的过滤方法。
通过让水静置一段时间，或者使用沉淀剂如铝盐、铁盐等，可以使悬浮物沉淀到底部。
然后将上清液抽取出来，即可实现对悬浮物的去除。
沉淀方法适用于去除较大的颗粒物和浑浊物，但对于微小颗粒和胶体物质效果较差。
四、过滤过滤是一种利用过滤介质将水中的悬浮物和颗粒物截留下来的过滤方法。
常见的过滤介质有石英砂、活性炭、陶瓷、滤纸等。
过滤可以分为表面过滤和深层过滤两种。
表面过滤是通过介质表面的层层过滤，将较大的颗粒物截留下来，而深层过滤则是通过介质内部的孔隙和通道，将较小的颗粒物截留下来。
过滤方法适用于去除颗粒物、悬浮物、微生物等，但对于溶解物质的去除效果较差。
五、吸附吸附是一种利用吸附剂将水中的溶解物质吸附附着的过滤方法。
常见的吸附剂有活性炭、树脂等。
吸附剂具有很大的比表面积和一定的吸附能力，可以吸附水中的有机物、重金属等污染物质。
吸附方法适用于去除有机物、重金属等溶解物质，但对微生物的去除效果较差。
六、离子交换离子交换是一种利用离子交换树脂去除水中离子的过滤方法。
离子交换树脂具有特定的离子选择性，可以选择性地吸附和释放水中的离子。
通过将水通过离子交换树脂床层，可以去除水中的阳离子和阴离子，从而提高水的纯净度。
水的过滤的方法和过程
水的过滤的方法和过程水的过滤方法和过程随着环境污染的日益严重，水的过滤变得尤为重要。
水的过滤是指将水中的杂质、污染物和微生物等去除，从而使水变得更加纯净、清澈、安全和可饮用。
目前，常见的水的过滤方法主要包括物理过滤、化学过滤和生物过滤三种方式。
一、物理过滤物理过滤是利用物理性能的差异进行分离和去除水中的杂质和污染物。
常用的物理过滤方法有筛网过滤、沉淀过滤和膜过滤。
1. 筛网过滤筛网过滤是利用筛网的孔径大小来去除水中的大颗粒杂质和悬浮物。
一般来说，筛网的孔径越小，去除的杂质和悬浮物就越多。
筛网过滤可以广泛应用于家用净水器、饮水机等设备中。
2. 沉淀过滤沉淀过滤是利用杂质和污染物在水中的比重差异将其分离。
常见的沉淀过滤方法有沉淀池过滤和沉淀槽过滤。
通过设置合理的沉淀时间和沉淀槽的设计，可以有效去除水中的悬浮物、泥沙和颗粒状污染物。
3. 膜过滤膜过滤是利用过滤膜的微孔和孔径选择性来分离和去除水中的杂质和污染物。
常见的膜过滤方法有微滤、超滤和反渗透等。
微滤膜可以去除水中的细菌、大颗粒悬浮物等；超滤膜可以去除水中的胶体、微生物和有机物等；反渗透膜可以去除水中的溶解性固体、重金属和无机盐等。
膜过滤技术广泛应用于水处理、海水淡化和饮用水生产等领域。
二、化学过滤化学过滤是利用化学反应来去除水中的污染物和有害物质。
常见的化学过滤方法有吸附、离子交换和氧化还原等。
1. 吸附吸附是通过物质表面与污染物之间的相互作用力将污染物吸附在材料表面，从而达到去除的目的。
常用的吸附剂有活性炭、沸石和硅胶等。
2. 离子交换离子交换是利用离子交换树脂的特性，将水中的杂质和离子与树脂表面上的离子进行交换，达到去除杂质和离子的目的。
离子交换常用于软化水和去除水中的重金属离子等。
3. 氧化还原氧化还原是利用氧化剂和还原剂对水中的有机物和无机物进行氧化或还原反应，从而降低水中污染物的浓度。
常用的氧化剂有臭氧、氯和高锰酸钾等；常用的还原剂有亚硫酸盐和亚硝酸盐等。
水过滤的原理
水过滤的原理水是生命之源，对人类来说，干净的饮用水至关重要。
然而，随着工业化和城市化的发展，水污染问题日益严重，因此水过滤技术变得越来越重要。
水过滤的原理主要是通过物理、化学或生物的方法，将水中的杂质和污染物去除，从而达到净化水质的目的。
物理过滤是最简单、最常见的过滤方法之一。
物理过滤器通常由多层不同孔径的滤网组成，通过不同大小的孔径来过滤水中的杂质。
当水通过滤网时，较大的杂质会被拦截在滤网表面，而较小的杂质则会通过较小的孔径被拦截。
这种方法适用于去除水中的悬浮颗粒、泥沙、藻类等较大的杂质。
化学过滤则是利用化学反应将水中的污染物转化成无害的物质。
常见的化学过滤方法包括活性炭吸附、氯气消毒等。
活性炭是一种具有高度孔隙结构的吸附剂，它能够吸附水中的有机物质、异味物质和重金属离子等。
氯气消毒则是通过将氯气溶解在水中，生成次氯酸等活性氯物质，从而杀灭水中的细菌、病毒和其他微生物。
生物过滤是利用生物体（如微生物、植物）来去除水中的有害物质。
生物过滤器通常由一层或多层生物膜组成，这些生物膜上生长着大量的微生物，它们能够降解水中的有机物质、氨氮、硝酸盐等。
生物过滤技术在污水处理和自然水体修复中得到广泛应用。
除了以上三种主要的过滤方法外，还有一些新型的水过滤技术不断涌现，如超滤、反渗透、电渗析等。
超滤是利用微孔膜将水中的微生物、胶体、蛋白质等截留在膜表面，从而实现水的分离和净化。
反渗透则是利用高压将水通过半透膜，从而去除水中的盐分、重金属离子等。
电渗析则是利用电场作用将水中的离子物质迁移至异极或同极，从而实现水的离子分离和净化。
总的来说，水过滤的原理是多种技术相结合，通过物理、化学和生物的方法去除水中的杂质和污染物，从而获得干净、健康的饮用水。
随着科技的不断进步，水过滤技术也在不断创新和完善，为人类提供更加安全、可靠的饮用水资源。
希望通过不懈的努力，我们能够解决水污染问题，让每个人都能够享受到清洁的水资源。
固液分离技术过滤
转鼓回转轴功率
搅拌器功率 过滤机总功率
P1 (1.2~1.5)
A 10
P 2(1 .0~1 .3 )P 1
P(P 1P 2)
第四章 过滤
4.3.3 圆盘真空过滤机
它属于连续式过滤设备，由数个过滤圆盘组成。可以过滤密度小，不易沉淀的料浆。
4.3.3.1圆盘真空过滤机的特点 1）结构紧凑、占地面积小、单位过滤面积造价低； 2）真空度损失少，耗电少； 3）可以不设搅拌装置； 4）更换滤布方便； 5）侧面过滤，过滤效果好； 6）滤饼洗涤困难，甚至不能洗涤； 7）滤饼厚度不均，含湿量高； 8）滤布易堵，难再生，卸饼困难。 4.3.3.2 圆盘真空过滤机的分类 按料浆性质可分为普通型和耐酸型。
真空系统压力损失小，过滤能力 大；滤饼易于卸出；滤布不易堵 塞，寿命长。 但要求真空源容量大，造价高。
第四章 过滤
C 预涂层式转鼓真空过滤机
其原理是：在过滤之前，先在滤布上形成助滤剂层，然后进行过滤。预涂 层材料一般为硅藻土做助滤剂。
在工作过程中，转鼓先被形成一层厚度50～100mm的预涂层，然后进行 正式过滤，卸料时预涂层厚度也会被刮掉0.05～0.2mm。过滤始终在新鲜 的预涂层上进行。当预涂层剩10～15mm时，应停止过滤，重新形成预涂 层。
第四章 过滤
A 刮刀卸料式转鼓真空过滤机
第四章 过滤
B 折带卸料式转鼓真空过滤机 它是借助于行走的滤布卸除滤饼， 滤布不仅起过滤介质作用，而且也 起运载滤饼的作用。
特点：滤饼不用压缩空气吹脱，滤 饼不会返回料浆槽，可利用蒸汽吹 和水洗等方法使滤布再生，滤饼容 易卸除，含湿量低；但结构较复杂， 滤布容易磨损，滤布可能跑偏。结 滤布 构见图4-7。
普通型用于中性或碱性料浆，还可细分为一般普通型和带蒸汽罩普通型。 耐酸型适用于酸性或腐蚀性料浆的过滤，一般有色冶炼厂都是耐酸型的圆 盘真空过滤机。
水过滤技术
水过滤技术一个关于饮用水的新的话题正在被越来越多人议论，这就是有关ＲＯ反渗透技术在日常生活中的应用。
ＲＯ反渗透技术是美国联邦政府和美国太空总署为解决宇宙飞船中宇航员的饮用水和载水问题花费巨资历经多年研发的一项成果，被誉为２０世纪六大高科技之一。
目前，ＲＯ反渗透技术的拥有者——浦净集团（ＰｕｒｅＧｅｎＧｒｏｕｐ）本着“让宇航员才能饮用的水进入寻常百姓家庭”的美好愿望，大力发展“ＲＯ反渗透技术”在民用饮用水市场的应用。
三常见水处理技术随着人类物质生活的提高,环境污染的程度也日趋严重,特别是对水的污染尤为严重,为了人类的健康,而产生了净化水的概念,最原始的水处理方法是通过沉淀的方法,是混浊的水变清,但这只能除去水中的泥沙等肉眼能见大颗粒,而对看不见的有害菌束手无策,进而人们用消毒剂来杀死有害菌,与此同时却伴随着杀死的有害菌转化为致癌有机物的危险,为了适合家庭日常生活需要,而产生了水处理机。
第一代水处理机是家用活性炭净水器,其作用主要是通过活性炭吸附水中的污染物,其缺点是用久了会失效,且有效期很短。
接着第二代水处理机超滤膜水处理机应运而生, 它可除去大的分子和分子团,但不能除去小分子细菌及金属离子.之后又产生了第三代水处理机包括矿物质水处理机,反渗透水处理机以及杀菌型水处理机,其中矿物质水处理机是在水中加矿物质,这种方法固然能使人体获得相应的矿物质,当矿物质浓度过高并不是好事,而且所加的矿物质并不都是人体需要的,其次,他不能除去污染物.反渗透水处理机是把水中所有的杂质,不管好坏全部除去,它的优点是能保留一部分溶解氧,但它同时除去了人体必需的矿物质,且需带电泵工作,使用进口膜,所以,价格昂贵,不能满足普通市民的需要,还有就是杀菌型水处理机,其可使用漂白粉,也可用强氧化剂,譬如,臭氧,它可在几十分之一秒内杀死细菌,能在水中储存一个星期之久,但一个星期之后,宣告无效,水照样会被污染且有效期内水容易致癌.另外,用紫外线杀菌也有些效果,但易造成细菌病变,还可加能杀死细菌的化合物如:I.Ag.Cu的化合物,但留下了一个后遗症容易致癌的重金属离子.由此得出这些水处理机的效果并不理想.纳滤膜水处理机是以纳滤膜为主要部件,结构略为疏松,类似反渗透膜的水处理机,纳滤膜是荷电膜,能进行电性吸附,对电性高的F离子等,能部分去除,并具有纳密级孔径,大分子不能通过,游离态的水分子部分通过,NaCl部分透过,钙离子,镁离子更少部分能通过.囊括了以上水处理机的优点,且避免了二次污染.可建立一种健康的饮水方式.纳滤膜饮用水处理通过絮凝、沉降、砂滤和加氯消毒等来除去水中的悬浊物和细菌，而对各种溶解性化学物质的脱除作用很低。
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滤料的当量直径
n
de
i 1
pi d i1 d i2
式中，de ——滤料层的当量粒径，mm pi ——截留在筛孔和筛子之间的滤料重量占滤料总重量 的百分数； d1 、d2为上下筛网的孔尺寸。
滤料颗粒的形状示意
滤料层的孔隙率
滤料层的孔隙率指整个滤层中孔隙总体积与整个滤层的 堆积体积之比。 测定方法：取一定量的滤料，在105Co下烘干称重，并 用比重瓶测出其密度。然后放入过滤筒中，用清水过滤一段 时间后，量出滤层体积，则孔隙率为
m 1
G V
式中，G ——烘干后的滤料, g； ——滤料的密度，g/cm3；
污量不同， 滤速v不等。 干净滤料滤速大。 •整个系统平均滤速不变。
•每个滤池滤速逐渐降低。
•分隔数很多时，可以近似达到“等水头等速过滤”
▲
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
过滤时滤池的总水头损失为：
H
H1
H2
H3
H4
2. 过滤过程中水头损失
H=H0+△Ht+h
假设：水位和滤速不变 H： 滤池总水头
洗砂排水槽
Ht: 滤料层水头损失
h1: 配水系统水头损失
滤层 垫层 ht: 控制阀水头损失 v2/2g:流速水头 h2: 剩余水头 H0： 清洁滤料水头损失 △ Ht：在时间t时的水头 损失增殖
(1)均匀滤层计算 卡曼-康采尼公式（Carman-Kozony）公式：
h0
180
(1
m 0 )2 m
3 0
g
(
1
d0
)2
0
h0——清洁滤料层的水头损失 m0——滤料空隙率 d0——与滤料体积相同的球体直径 0——滤料层厚度 ——滤速
ϕ——滤料颗粒球度系数 —— 运动粘滞系数
(2) 非均匀滤层按下式计算：
滤料 悬浮颗粒
流线
1—沉淀
2—扩散
3—惯性
4—阻截
5—水动力
悬浮颗粒的迁移过程
第一节
过滤概述
应用： •给水处理 原水→混凝沉淀/澄清→过滤 原水→微絮凝→过滤（微絮凝过滤） 原水→加药→过滤（接触过滤） •废水处理 原水→生物处理→过滤 原水→生物处理→混凝沉淀→过滤 直接过滤
第二节
滤池的运行
一、滤池的工作过程 二、滤池的工作周期 三、滤池的水头损失 四、滤池的过滤方式
普通快滤池构造剖视图
普通快滤池构造剖面图
滤料照片
二、 滤池的工作周期
当滤池的水头损失 达到最大允许值 （1.5-2.0m）时， 则停止过滤，对滤 池进行冲洗。
从过滤开始到冲洗 结束的一段时间称 为滤池的工作周 期。
三、 滤池的水头损失 1. 清洁滤层水头损失
预测水通过滤层所产生的水头损失是过滤水力学的一项最基本内容， 但由于缺乏滤层孔隙率在过滤过程中随时间及高度变化的可靠理论， 目前只能计算清洁滤层的水头损失。
(2) 筛分方法
见图，d10=0.4mm，d80=1.34mm，因此 k80=1.34/0.4=3.37，此河沙不均匀系数较大。 根据设计要求：d10=0.55mm，k80=2.0，则 d80=1.1mm，按此要求筛选滤料。 大粒径（d>1.54）颗粒约筛除13.0 %，小粒径（d<0.44） 颗粒约筛除19.0 %。
本章主要内容以颗粒滤料过滤为主：
● 由于滤料颗粒之间存在孔隙，原水穿过一定深度的滤层，
水中的悬浮物即被截留。为区别于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。
● 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。
2.变水头等速过滤
当滤池过滤速度保持不变，即滤 池流量保持不变时，随着过滤进行， 滤层孔隙率减少， 水头损失增 加，滤池内水位自动上 升，自由进流，以保持 过滤速度不变。
-------虹吸滤池
无阀滤池
3．等水头变速过滤
•如果过滤水头始终保持不变，滤速必然要降低。
－－移动罩滤池
•多格滤池进水渠连通，各池水位相等， 但由于各池截
第三节 滤池的基本构造
一、快滤池的构成 二、滤料层
三、配水系统
四、承托层 五、反冲洗排水系统
第三节 滤池的基本构造
一、快滤池的构成 滤料层 承托层 配水系统 冲洗集水槽 集水渠 管廊
进水
出水
第三节 滤池的基本构造
二、滤料与承托层 1．滤料的种类 石英砂、无烟煤、大理石、 石榴 石、 白云石、聚苯乙烯发泡塑料、纤维球滤料 (1) 要求 具有足够的机械强度 ；具有足够的稳定性 ； 能就地取材、价廉 外形接近于球状，表面比较粗糙而有棱角。
五、滤料层内 杂质分布规律
六、提高滤池截污能力的途径
第二节
滤池的运行
一、滤池的工作过程:过滤过程和反冲洗过程交替进行
普通快滤池的构组成： 集水渠 进水 洗砂排水渠 滤料层 承托层 配水系统 出水 管廊：浑水进水管 清水出水管 初滤水 冲洗来水 冲洗排水 四大阀门（至少） 过滤过程：最大过滤水头 损失1.5－2m 工作周期：过滤开始－冲 洗结束＝12－24h
实际滤层是非均匀滤料，计算非均匀滤层水头损失，可分成若 干均匀层，则各层水头损失之和为整个滤层的总水头损失。
设粒径为di的滤料重量占全部滤料重量之比为pi，则清洁 滤层总水头损失为：
n
h0
i 1
hi
(1 m0 ) 2 1 2 180 ( ) l0 3 g m0
n i 1
( pi / d i2 )
(3) 过滤过程中的水头损失变化
d0
3
6G n
式中， G —— n个颗粒的总重量, g； —— 颗粒密度, g/cm3。
滤速：单层： 8~10m/h 2． 滤料层规格 双层： 10~14m/h 材质、粒径和厚度 三层： 18~20m/h 粒径：小，比表面积大，有利于矾花吸附但易堵塞 滤速：流量/面积； 厚度：矾花穿透深度＋保护厚度 强制滤速：一个或2个滤池停产时其余 穿透深度与粒径、 滤速及水的混凝效果有关 滤池超过正常负荷下的滤速
1.上向流 2.双向流
3.双层或多层滤池
密度较小、 粒径较大
无烟煤 石英砂
无烟煤 石英砂 重质矿石
密度较大、 粒径较小 （石榴石）
双层
密度较大、 粒径较小
三层
4. 均质滤料
思考题
(1) 滤池的过滤过程包括哪两个环节？ (2) 滤池的工作周期如何确定？受什么因素影响？ (3) 滤池有几种过滤方式？ 如何实现？各有什么特点？ (4) 什么是滤料层含污能力？ 如何改善？
0.44 100 1.54 (％) 100 80 60 60 40 20 40 20 10
通过筛孔砂量 (％)
80
0 0.2 0.4 0.55 0.6 0.8 1.0 1.1 1.2 1.34 1.4 筛孔孔径（mm） 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
(3)同一粒径砂
精确取用同一粒径滤料的方法：将滤料样品倾入某一筛 子过筛后，将筛子上的砂全部倒掉，再将卡在筛孔中的那部 分砂振动掉下来，如此重复进行，可得到同一粒径的滤料。 从这些振动下来的砂粒中取出几粒，按以下公式可求出其等 体积球体直径：
滤膜
•效果： 浊度可降到0，可不消毒。
第一节
过滤概述
慢滤池作用机理： •微生物吞食细菌 •微生物分泌出起凝聚作用的酶 •藻类产生氧气，起氧化作用 。 •但生产效率低， 1~3月后堵塞，需刮掉滤膜， 重新补砂。
第一节
过滤概述
三、快滤池及其机理
● 条件：滤速大于10 m/h 必须先投加混凝剂 ● 作用：去除浊度，浊度<5度，同时可去除一部分细菌、病毒 ● 机理：表层细砂层粒径为0.5mm，孔隙尺寸为80μm，但进入滤池的颗粒 尺寸大部分小于30μm，但仍能被去除。 不光是简单的机械筛滤，还有接触粘附的作用。主要有两个过程：迁移和粘附 迁移：是颗粒脱离流线接近滤料的过程，主要作用力有：拦截、沉淀、 惯 性、 扩散、水动力（非球形颗粒在速度梯度作用下发生转动）对于这几 种力的大小，目前只能定性描述。 粘附：物理－化学作用力（范德华引力、静电力、以及一些特殊化学力） 但表层滤料的筛分作用也不能排除，特别是在过滤后期，当滤层中的孔 隙尺寸逐渐减少时。
度并不太大，可将一些悬浮滤速也减少，可防止 悬浮物穿透滤层。
五、滤料层内杂质分布规律
•反洗后由于水力筛分，粒 径顺过滤方向由小变大。
•滤料表层孔隙率较小。 •杂质主要截留在滤料表层。 •下部滤层截污能力未得到
充分发挥 。
六、提高滤池截污能力的途径 改进方向： 提高滤层含污能力，延长过滤周期
Ht
h1
ht
h：配水系统、承托 层及管路水头损失
四、滤池的过滤方式
1．等水头等速
过滤
通过设置出水流速 调节器⇒普通快滤池
随着过滤进行，滤层内截留的杂质量逐渐增加，在等速过滤 状态下，水头损失随时间逐渐增加，滤池内的水位自然会逐 渐上升，但是为了维持在等水头状态下的等速过滤，需要在 出口处设置滤速控制阀，以调节滤速和水位恒定。
(2) 滤料性能参数