水处理技讲义术-5

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两个基本参数
1.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/(m2 • h)或m/h。 2.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。从过滤开始到过滤结束称为过滤周 期。滤池的工作周期为12~24h。
3.4滤料与承托层
• 一、滤料 • 给水处理所用的滤料,必须符合以下要求: • 1. 机械强度,冲洗损失 • 2.化学稳定性,影响水质 • 3.具有颗粒级配,适当的空隙率 • 4.便于取材 • 石英砂是最广泛的滤料。在双层与多层滤料中,常
2)过滤中期,表面滤层空隙 率减少,水流剪力增大, 部分 颗粒被冲刷到滤层深处.
3)但是,下层滤料尚未充分发 挥时,过滤就得停止.压力过 大,或漏滤.
采用单水冲洗的石 英砂滤料滤池是典型的 水力分级滤料滤池,其 含污量随深度的变化见 右图
。双层滤池其含污量随 深度的变化见图右曲线 2。
多层滤料滤池接近理想滤料滤池,最常见为双层和三层滤
过滤所去除。 • 这表明,过滤绝不是仅仅的机械筛滤。
• 水中的颗粒为滤料所拦截,涉及到两个问 题:
• 1)水流中的颗粒如何与滤料颗粒相互碰 撞——颗粒的迁移机理
• 2)颗粒与滤料表面接触时如何粘附——粘 附机理
• 3)悬浮颗粒在滤料中的分布情况
• 1)迁移: • 沉淀、扩散、惯性、阻截和水动力。
图所示。在恒速过滤 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, 当水位上升到最高水 位时,过滤停止以待 冲洗。Hmax=1.52.0m
• 二、等速过滤中的水头变化 • Ht=H0+h+ΔHt
三、等水位变速过滤中的速度变化
如果将所有的滤池的进水渠相连接, 这样,所有的滤池的水位差将保持不 变,即水头损失不变,随着过滤的进 行,滤速将逐渐降低。
见下图,总体布置原则:颗粒大的在上面,小的在下面,密度小 的在上面,密度大的在下面.
无烟煤
无烟煤
均质滤料
石英沙
石榴石
石英沙
(a)
(b)
(c)
图 9-5 几种滤料组成示意
3.2过滤水力学
• 在过滤过程中,滤层中悬浮颗粒量不断增加, 必然导致过滤过程中水力条件的改变.
• 过滤水力学研究的就是过滤时,水流通过滤 层的水头损失变化、滤速的变化。
v——滤速 m0——滤料孔隙率 d0——滤料球体直径 L0——滤料孔隙率 Φ ——球度系数
过滤水头损失与滤速与孔隙率均有关,随着过滤的 进行,孔隙率变小,此时如果滤速不变,则水损 增加,如果水损不变,则滤速增大。引出两种过 滤方式:
等速变水头过滤
等水头变速过滤
• 二、等速过滤中的 水头变化
• 最常见的恒速过滤如
四、过滤过程中的负水头
负水头会导致空气释放出来,危害: ①是增加滤层局部阻力,增加了水头损失; ②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; 二是令滤池出口位置等于或高于滤层表面。
• 浑水就经进水总管1、支管2从浑水渠6进入 滤池。经过滤料层7、承托层8后,由配水 系统的配水支管理工作9汇集起来,再经配 水系统干管渠10、清水支管、清水总管12 流向清水池。
• 二、冲洗
• 冲洗时,关闭进水支管2与清水支管3阀门,开启 排水阀5与冲洗水支管4阀门。冲洗水即由冲洗水 总管11、支管4, 经配水系统的干管、支管、及支 管上的孔眼流出,由下而上穿过承托层及滤料层, 均匀地分布于滤池平面上。滤料层在由下而上均 匀分布的水流中,处于悬浮状态,从而得到清洗。 冲洗废水流入冲洗排水槽13,再经浑水渠6、排水 管和废水渠14,排放。
K80越接近于1,滤料越均匀,过滤和反冲洗效果 愈好。
类别 单层石英砂
滤料 双层滤料
三层滤料
粒径 (mm)
dmax=1.2 dmin=0.5 无烟煤
dmax=1.8 dmin=0.8 石英砂
dmax=1.2 dmin=0.5 无烟煤
dmax=1.6 dmin=0.8 石英砂
用的还有无烟煤、石榴石、金钢砂等。 • 一些轻质滤料:聚苯乙烯、陶粒
二、滤料的参数 1.比表面积
粒状滤料的比表面积可以表示为单位重量或体积 的滤料所具有的表面积,单位为cm2/g或cm2/ cm3。 2. 不均匀系数 粒径级配可以用滤料的有效粒径和不均匀系数表 示,关系如下:
d10,d80通过滤料重k 量80 10%、dd 818000 %的筛孔孔径
3.3过滤的工作过程
• 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.浑水渠; 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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 一、过滤:
• 过滤时,开启进水支管2、清水支管3的阀门。 关闭冲洗水支管4阀门与排水阀5。
• 1.清洁滤层的水头损失
• 过滤开始时,滤层是干净的,水流的水头 损失为“清洁滤层的水头损失”
• 对于砂滤池:滤速8-10m/h,水头损失约为 30-40cm。
一、清洁滤料层的水头损失 卡曼-康采尼公式(Carman-Kozony)公式:
h0——水头损h0 失18g0 •(1 m m 0 30)2(• 1d0)2l0

• 对于这几种力的大小,目前只能定性描述。
2)吸附:
范德华引力、静电力、以及某些化学键和某些特殊 的化学吸附力作用、絮凝颗粒间的架桥作用。
二、滤层内杂质的分布
滤层含污能力: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。
1)过滤初期,滤料干净,孔 隙率较大,水流剪力较小, 因而粘附作用占优势。颗 粒被截留在表面滤层.
水处理技术-5
精品
• 3.1过滤机理 • 3.2过滤水力学 • 3.3过滤的操作过程 • 3.4滤池的冲洗 • 3.5滤池的配水系统 • 3.6过滤构筑物与设备 • 3.7和过滤相关的一些处理工艺
3.1过滤机理
• 实验现象: • 以粒径0.5 mm的细砂作为滤料, 它们形成的
滤料颗粒之间的孔隙尺寸约为80um。 • 进水中的悬浮物尺寸大多小于30um,但仍为
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