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的表面和内部空隙中,从

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(1)过滤
F1、F2开 F4、F3关 进 水
出 水
滤池反洗过程示意图
(2)反洗 F1、F2关
F3、F4开
反 洗 水
虹吸滤池 冲洗 过滤
虹吸滤池构造和工作示意图
虹吸滤池的过滤过程
废水由进水槽1流入滤池上部的配水槽2,经进水虹吸管3 流入单个滤池的进水槽4,再经过进水堰5和布水管6流入 单个滤池上方。继而经过滤层7和配水系统8而流入集水槽 9,再经出水管10流入出水井11,通过控制堰12流入清水 出水管流出滤池。
脱落机理 截留和附着于滤料上的悬浮物受到高速反冲洗水流的冲 刷而脱落的过程。 影响反冲洗效果的因素: 冲洗强度和时间
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
d. 沉淀 e. 布朗运动
f. 水力作用
吸附机理 由上述迁移过程而与滤料接触的悬浮颗粒,附着在滤 料表面上不再脱离,就是附着过程。
引起颗粒附着的因素: a. 接触絮凝 b. 静电引力 c. 吸附 d. 分子引力
附着过程在过滤中是最主要的,可以将过滤工艺描述为: ①上层附着; ②上层附着颗粒的下层迁移; ③进行反冲洗。
移动罩滤池施工中
移动罩滤池运行中
特点
移动冲洗罩滤池结构简单,节省大型阀门和冲洗水箱、水泵,但
增加了移动罩及机电设备,维修较为复杂,适用于水量较大的水 处理。
纤维球过滤器
特点
纤维球滤料滤床具有滤速高、截泥量大、工作周期长
的优点,缺点是价格较高、反冲洗困难。
三、滤池的工艺控制
1、滤速与处理量的控制 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:
单层滤料层的剖面
双层滤料的结构
双层滤料层的剖面
粗粒 无烟 煤 细粒 石英
三层滤料的结构
三层滤料层的剖面 粗粒 白煤 细粒 石英
更细 的磁 铁矿
3.按照水流过滤层的方向:
上向滤池:
下向流滤池:
双向流滤池:
4.按照控制进、出水方式 普通快滤池 虹吸滤池 移动罩滤池
5.按照作用水头 重力式滤池 压力式滤池
磁铁矿滤料
石英砂滤料
无烟煤滤料
石榴石滤料
锰砂滤料
合金滤料
陶粒滤料
核桃壳滤料
焦碳滤料
瓷砂滤料
纤维束滤料
石英砂滤料 泡沫塑料珠滤料
果壳活性炭滤料
纤维球滤料
2、承托层 也称为垫料层,一般铺设在滤料底部,由大颗粒材料组成。 1.承托层的作用: A.防止滤料进入底部配水系统造成滤料流失; B.保证反冲洗水的配水均匀。
“丰” 字 状
穿孔管大阻力配水系统 特点:配水均匀、工作可靠、基建费用低采用最广、冲洗干净。 但冲洗水头要求高,需冲洗水箱或水泵,动力消耗大 。
小阻力配水系统 特点:反冲洗水头小,结构简 单,但配水均匀性较差,常应 用于面积较小的滤池,如虹吸 滤池和压力式无阀滤池等。
滤池穿孔滤砖
三、滤池的种类 1.按照滤速的大小 慢滤池:过滤速度一般在0.1~0.2m/h之间。 快滤池:快滤池的过滤速度一般在5m/h之上。 注意:滤速不是指污水在滤料间的流速,是指单位时间内污水 通过的滤料深度,也可以理解为单位表面积滤料,单位 时间内能过滤的污水量。 常用的单位为m/h或m3/(m2•h)。
滤池
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 表面和内部空隙中,从而实现固液分离的方法。 2、机理: ⑴ 迁移机理 ⑵ 吸附机理 ⑶ 脱落机理
迁移机理 悬浮颗粒脱离流线而与滤料接触的过程就是迁移过程。 影响颗粒迁移的原因: a. 筛滤 b. 拦截
c. 惯性
四、滤池的运行操作 (一)快滤池投产前的准备
1、检查所有管道和闸阀是否完好,各管口标高是否符合设计要 求,特别是排水槽上缘是否水平。 2、对滤料最好是在放入前进行严格的检查,确保其粒径和级配 与设计相符,初次铺设的滤料应比设计厚度增加5cm左右。 3、清除滤池内的杂物,保持滤料平整,然后按“操作运行”的 “过滤操作”要求放水检查,排除滤料内的空气。 4、待放水检查结束后,对滤料进行连续冲洗,直至清洁为止, 冲洗方法按“操作运行”的冲洗操作进行。 5、当滤料用于净化饮用水时还必需对滤料进行消毒处理。
(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.按照滤料的分层结构:
单层滤料滤池:单层滤池通常以石英砂做为滤料。图 单层粗砂深层滤床 单层滤料不分层滤床
双层滤料滤池:双层滤池是在石英砂滤料上面再放一 层粒度比较粗的无烟煤。图 三层滤料滤池:三层滤池是在双层滤池基础上再在石 英砂滤料下面放一层粒度更细、比重
更大的滤料,一般用磁铁矿。图
单层滤池的滤料层结构
①滤速:滤速越大,工作周期越短。
②温度:温度越低,工作周期越短。冬季短,夏季长。
3、冲洗强度及冲洗历时控制
⑴冲洗强度:
①冲洗强度太小,滤料膨胀不起来,起不到冲洗效果; ②冲洗强度太大,将表层细滤料冲走,并且浪费冲洗
水。
⑵冲洗历时的影响: ①冲洗历时太短,冲洗不彻底; ②历时太长,则浪费冲洗水,而且缩短工作周期。
级配----滤料的粒径范围以及在此范围内各种粒径的数 量之比例。 (粒径的大小和均匀程度) ①粒径的大小要满足过滤要求 ② 滤料粒径尽量均匀 粒径范围:滤料中最小颗粒的粒径与最大颗粒粒径之 间的范围。 不均匀系数K80:通过滤料样品重量80%的筛孔孔 径与通过同一样品重量10%的筛 孔孔径之比。
d 80 K 80 d10
f.表面性质 悬浮物的絮凝特性、动电位等主要取决于 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。
特点
•利用虹吸原理进水和排水――节省了阀门 、等控制设备 •小阻力配水系统――不用冲洗水泵或水箱,可用滤池本身的出水 冲洗 •易于自动化控制 •池深大,冲洗效果不够理想,单池面积不宜大 •适用于中小水厂,造价比普快滤池低20-30%
重力式无阀滤池
重力式无阀滤池构造和工作示意图
重力式无阀过滤器
以运行调度。 计算:
Q v A
式中,A为滤池的过滤面积;v为所确定的最佳流速(m/h)
2、工作周期的控制
⑴定义 从开始过滤到需要冲洗所持续的时间,即滤池的工作时间。 ⑵判断滤池是否需要冲洗的方法 ①水头损失增至最高允许值时,应进行反冲洗; ②出水水质最低允许值时,应立即冲洗; ③根据经验,定时冲洗。 ⑶影响工作周期的因素:滤速和温度
虹吸滤池的反冲洗过程
破坏进水虹吸3的真空,中断进水,则配水槽2的水不再进 入滤池,池内水位开始下降,当降速显著变慢时,就可以 开始反冲洗。利用真空控制系统14抽出虹吸管15中的空气, 使它形成虹吸,并把滤池内的存水通过冲洗虹吸管15抽到 池中心的下部,再由冲洗排水管16排走。此时滤池内水位 降低,当池内水位下降至低于集水槽9的水位时,冲洗工 作就正式开始了。清水由集水槽反向流入池内,对滤料进 行反冲洗。反冲洗的流程与普通快滤池相似。反冲洗废水 经冲洗排水槽及大虹吸管15排走。当滤料冲洗干净够,破 坏冲洗虹吸管15的真空,冲洗立即停止,然后,再启动虹 吸管3,滤池又可以重新进行过滤。
(2)悬浮物的影响
a.粒度 b.形状 c.密度 d.浓度 e.温度 粒度越大,越易通过筛滤去除。 角形颗粒因比表面积大,其去除效率比球形颗 粒高。 颗粒密度主要通过沉淀、惯性及布朗运动机理
影响过滤效率。
过滤效率随原水浓度升高而降低。 温度影响密度及粘度,进而通过沉淀和附着机
理影响过滤效率。降低温度对过滤不利。
可以通过试运行确定最佳冲洗强度及历时:
①在设计值内,选择一个冲洗强度,在完成一个工作周期后, 按照该强度进行冲洗。在冲洗过程中,观察和测定冲洗水的 浊度。 ②冲洗开始后2min,如果冲洗水的浊度无明显升高,说明冲洗 强度不够,应增大冲洗强度。冲洗强度应该逐渐增加,直至 冲洗开始后2min内,出现浊度剧增。此时,冲洗强度为最佳 冲洗强度。 ③按照最佳冲洗强度进行冲洗,从冲洗开始到冲洗水浊度不再 降低的时间,即为合理的冲洗时间。
⑶最佳滤速:一定条件下的滤池,滤速存在最佳值。 ①最佳滤速的测定: 开始时,滤池低滤速运行,此时出水水质可能较好。然后 逐渐提高滤速,出水水质也逐渐降低。当出水水质接近或等于 要求的水质时,即为最佳滤速。 ②影响最佳滤速的因素 A.入流污水的水质; B.滤料的粒径与级配。
⑷处理量
确定出最佳滤速后,即可得到滤池的最佳污水处理量,用
重力式无阀过滤器
特点
• 运行全部自动化――节省了阀门 • 工作稳定可靠、结构简单 • 滤池滤料完全封闭,装卸及检修不方便 • 滤后出水水位高,总体高程布置不便 • 浪费清水 • 适用于小水厂,造价比普快滤池低30-50%
压力滤池
压力滤池构造示意图
特点
压力滤池耗费钢材多,投资较大,但因占地少,又有定型产品,
进水管,待过滤 的水由此进入
普通快速滤池构造
反洗水收集槽, 收集反洗水
滤层,水通过 介质得到过滤
废水槽,排放 反洗废水
垫层,支撑滤料和 均匀分配反洗水 反洗水管,反 洗水由此进入
清水管,过滤后 的水由此排出
底部配水系统,收集过滤 后的水或均匀分配反洗水
排水槽
工作中的排水槽
过滤
反冲洗
快滤池过滤过程示意图ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
v Q/ 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。
⑵滤速的测定 ①将滤池液位控制在正常液位之上少许(如5cm)。 ②迅速关闭进水阀,待液依降至正常液位时,立即按下秒表计 时,记录下降一定深度所需的时间。 ③重复以上过程3~4次。 ④计算滤速。
理,为后续处理工序创造良好的水质条件。
4.过滤效率的影响因素 (1)滤料的影响 a.粒度 b.形状 粒度越小,过滤效率越高,但水头损失也增加越快。 孔隙率相同时,角形滤料的过滤效率高。 滤床越厚,滤液越清,操作周期越长。
c.孔隙率
d.厚度 e.表面性质 滤料表面不带电荷或者带有与悬浮颗粒表面电 荷相反的电荷有利于悬浮颗粒在其表面上吸附和接触凝聚。
2.承托层的材料应该具备的条件: A.在最大强度的反冲洗时,不能松动; B.孔隙要尽量均匀,以便配水均匀。
常用的承托材料主要是天然卵石或碎石等。
承托层材料的粒径,取决于滤料的粒径及反冲洗配水形式。 一般情况下承托层材料的最小粒径不小于滤料的最大粒径。 承托层组成
鹅卵石
3、冲洗系统 ⑴冲洗方法:①反冲洗:是冲洗的主要方法。 ②反冲洗加表面冲洗; ③反冲洗辅以空气冲洗。 ⑵配水系统:要保证冲洗效果,必须保证配水均匀。 配水系统的作用:保证反洗水能均匀地分布在整个滤池断面上。 常用配水系统有大阻力配水和小阻力配水。 ⑶反冲洗水:一般采用滤池正常工作时的出水。 ①供水方式:泵式供水和高位水箱供水。 ②用量:一般占过滤处理水量的 3 ~ 6%,具体取 决于出水水质及滤料等因素。
可缩短建设周期,且运转管理方便,因而在工业中采用较广。
移动罩滤池
移动罩滤池构造示意图
移动罩滤池的工作过程
原水从进水管1进入,水流自上而下经过各格滤层过滤, 滤后水通过底部集水区5,由出水虹吸管6和出水上堰口8 流入出水管9。 冲洗时,桁车12带动冲洗罩10移到滤格上方定位,然后 使罩体紧贴在滤格四周的隔墙上,达到密封不漏水的要求, 即可用虹吸或水泵抽吸的方法,使该滤格进入反冲洗阶段。 反冲洗水来自个滤格的过滤水。而冲洗排水通过覆盖于格 间上部的细长形排水罩收集后,经中央排水泵排出池外。
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