快滤池

17
滤料
18
高 效 速 纤 维 球 滤 料
19
3 、滤池类型
单层滤料滤池：单层滤池通常以石英砂 做为滤料。图 按滤 层结 构分 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白煤。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
石英砂滤料 双层滤料 三层滤料
2 、冲洗泵 1 ) 工作流量：反冲强度×单格面积。 2 ) 扬 程：提升高度＋7m 。
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3 、反冲洗排水槽
2x 1.5x
2x
δ
反冲洗槽结构图
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x
构 上口要求尽量水平，误差小于±2 m m 。两 端可以水平，也可使起始端深度为出口端的 一半。 2 ）尺寸计算 ① 单个排水槽的排水量
1 qab x= 2 4570v ′
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④ 槽顶距滤料层表面高度
H 0 = ε m L0 + 2.5 x + δ + 0.07
e ––– 滤层最大膨胀率，% ； m L ––– 滤层厚度，m ； 0 d––– 槽底厚度，m 。
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4 、集 水 渠 集水渠与冲洗排水槽出口底面的距离：
Qq hk = 1.73 2 gb
2 面积( m ) < 3 0 3 0 ~ 5 0 1 0 0
1 5 0
2 0 0
3 0 0
格数N
2
3
3 或4 5 或6 6 或8 1 0 或1 2
2 、单池长宽比
2 当F < 3 0 m 时，长：宽＝1 ：1 ； 2 当F > 3 0 m 时，长：宽＝1 . 2 5 ：1 1 . 5 ：1 。
3 、滤池总高度：( 3 3 . 5 m ) 池体超高 2 5 0 ~ 3 0 0 滤层上水深 1 5 0 0 ~ 2 0 0 0 滤层及承托层高 1 1 0 0 ~ 1 2 0 0 配水系统高 度 1 0 0
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( 二）承托层 1 、作用： （1 ）主要起承托滤料的作用，亦称垫料层。 （2 ）防止滤料随过滤水流失。 滤料粒径较小，而配水系统的孔眼较 大，因此可防止滤料流失； （3 ）使配水均匀。 如果配水系统的孔眼直径很小，布水 也很均匀，承托层可以减薄或省去。
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2 、对垫层的要求： （1 ）要求垫料层不能被反洗水冲动； （2 ）形成的孔隙均匀，使布水均匀； （3 ）化学稳定性好； （4 ）机械强度高。 通常，垫料层采用天然卵石或碎石。
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运行设计参数 反洗强 度/L/s 反洗时 间/min
大滤料滤池 粗滤料滤池 中滤料滤池 细滤料滤池 大滤料滤池
（用于生物处 理后）
12 ～ 15
5～ 7
（四）配水系统 1、排管式配水系统的结构
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2 、配水管设计参数
1 ) 主管进口流速：1 ~ 1 . 5m / s ； 2 ) 支管进口流速：1 . 5 ~ 2 . 5m / s ； 3 ) 支管间距：2 0 0 ~ 3 0 0m m ； 4 ) 支管直径：7 5 ~ 1 0 0m m ； 5 ) 配水孔径：9 ~ 1 2m m ； 6 ) 配水孔距：7 5 ~ 3 0 0m m ； 7 ) 配水孔总面积：池面积的0 . 2 ~ 0 . 5 % 。
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（五）反冲系统的设计 1 、冲洗强度
滤 层 单水反冲 水气反冲 2 2 强度L / ( m ·s ) 强度L / ( m ·s ) 1 2 ~ 1 5 1 3 ~ 1 6 1 6 ~ 1 7 8 ～1 3 1 3 ～1 5 1 5 ～1 6 气水比 0 . 8 3 : 1 ~ 2 : 1 0 . 8 3 : 1 ~ 2 : 1 0 . 8 3 : 1 ~ 2 : 1 膨胀 冲洗时间 率% m i n 4 5 5 0 5 5 5 ~ 7 6 ~ 8 5 ~ 7
（4 ）深层过滤
过滤介质：颗粒状滤料，如石英砂、无烟煤等。 去除物：水中的悬浮物。 为区别于上述三类表面或浅层过滤过程，这 类过滤称之为深层过滤，简称过滤。
3
按 过 滤 速 度
3 2 / （m ·h ） 低速滤池：速度小于4m
3 2 －1 0m / （m ·h ） 快滤池：速度为4
3 2 0 －6 0 m / （m ·h ） 高速滤池：速度为1
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小阻力配水系统的滤头
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出水槽
30
出水槽运行过程
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三、快滤池的池体设计
（一）总面积及滤速
Q F= v
β
Q F= q
v–––为过滤速度，应根据试验而定，
一般为5 1 0m / h ； 3 2 q–––表面负荷，一般为5 1 0m / m ·h 。
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（二）滤池个数及尺寸的确定 1 、池体分格
4
快滤池
5
一、概述 二、普通快速滤池构造 三、快滤池的池体设计 四、快滤池的运行管理 五、其它滤池简介
6
一、概述
• （一）快滤池在水处理中的作用： • 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、 膜分离法等预处理手段； • 作为生化处理后的深度处理，使滤后水达到回 用的要求。 • 常用过滤设备：快滤池。
过滤
过 滤
使含悬浮物的废水流过具有一定孔隙率 的过滤介质 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 下列四类： 格筛过滤 微孔过滤 膜过滤 深层过滤
1
( 1 ) 格筛过滤
过滤介质：栅条或滤网， 去除物：粗大的悬浮物，如杂草、破布、 纤维、纸浆等。 设备：格栅、筛网和微滤机。
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( 三) 配水系统 1 、配水系统的作用： （1 ）均匀收集滤后水，又称为排水系统； （2 ）均匀分配反冲洗水。 2 、分类 （1 ）大阻力配水系统； （2 ）小阻力配水系统。
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管式大阻力配水系统
大阻力配水系 统指尽可能增 大配水系统中 布水孔眼的阻 力，使反冲洗 水在流向全池 各部位的水头 损失尽可能相Q ––– 为集水渠的流量，常以实际流量乘以 q
3 / s ； 1 . 5 的安全系数，m 2 g––– 为重力加速度，m / s ； 0 . 4 b––– 为集水渠宽度，b = 0 . 9 Q 。 q ，m
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– 设计调试应注意 ( 1 ) 要注意清水池体积的设计，单滤池过滤和多 滤池过滤不同； ( 2 ) 布水板的强度应考虑反冲时的水压； ( 3 ) 要先试反冲后再定集水槽堰板的高度； ( 4 ) 可加入压缩空气反冲效果更好； ( 5 ) 长时间停水时关闭出水阀，以防滤层结块。 ( 6 ) 如用纤维球做过滤介质要防止其被冲走。
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单层滤池的滤料层结构
单层滤料层的剖面
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双层滤料的结构
双层滤料层的剖面
粗粒 白煤
细粒 石英
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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
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单滤料滤池和多层滤池的比较
单层细滤料滤池： 多数的固体被截留在砂床表面的几英寸，滤床的 整个深度没有充分的利用。 适用于给水和一些清洁的工业污水处理。 双层滤料滤池： 固体可以进入滤层的深处，比单层细滤料滤池的 水头损失小。 适于在给水和污水过滤处理中使用。 三层滤料滤池： 初始清洁水头损失和固体截留率较高，过滤周期 短，滤后水水质最优。
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（三）滤层设计
不同废水适用的粒径分布不同，以下的适用化学沉 淀后的废水过滤。 1 、石英砂层 厚度为0 . 7 0 . 8 m ，各种粒径含量如下： 粒径( m m ) 含量% 粒径( m m ) 含量% 粒径( m m ) 含量% 0 . 2 5 ~ 0 . 5 1 0 ~ 1 5 0 . 5 ~ 0 . 8 7 0 ~ 7 5 0 . 8 ~ 1 . 2 1 5 ~ 2 0 2 、垫层 厚度为0 . 7 m ，各种粒径分布如下： 粒径 ( m m ) 2 ~ 4 1 6 ~ 2 6 厚度 ( m m ) 1 0 0 1 0 0 粒径 ( m m ) 4 ~ 8 3 2 ~ 6 4 厚度 ( m m ) 1 0 0 1 0 0 粒径 ( m m ) 8 ~ 1 6 厚度 ( m m ) 1 0 0
反洗水入口 ③达到最大时间的限制 （一般3 ～4 天）
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2 ）滤池反冲洗的目的和方式 （1 ）目的：是清除截留在滤料孔隙中的悬 浮物，恢复其过滤能力。 （2 ）方式： 滤后水反冲洗 空气冲洗 表面冲洗 一般滤池是采用滤后水反冲洗，并辅以 表面冲洗或空气冲洗。
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（1 ）反冲洗水的供应和排除：一般是用滤后水作 为反冲洗用水。反冲洗水可用水塔或水泵供给。 反冲洗排出的污水应及时排除，通常返回处理 系统的首端。 （2 ）空气冲洗：空气冲洗是在滤料层和垫层之间 加空气管，在反冲洗的同时鼓入压力空气，增 加对颗粒的搅动，增加颗粒之间互相碰撞和摩 擦的机会，加强反冲洗效果。 （3 ）表面冲洗：在过滤含有机物质较多的原水时， 滤层表面往往生成由滤料颗粒、悬浮物和粘性 物形成的泥球。为了破坏泥球，提高冲洗质量， 常用压力水进行表面冲洗。
11
二、普通快速滤池构造
普通快滤池本身包括五部分： 滤料层 承托层 配水系统 集水渠 洗砂排水槽
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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， 反洗水由此排 出滤池
反洗水收集槽， 收集所有滤池 的反洗水
过滤介质， 水通过介质 得到过滤
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
1 ）结
Q = q a b c
2 q––– 冲洗强度，L / ( m ·s ) ； a––– 两槽中心距，一般为1 . 5 ~ 2 . 2 m ； b––– 槽长度，一般不大于6m 。
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② 槽底为三角形断面的出口端尺寸
1 x= 2
qab 1000 v ′
v ‘ ––– 冲洗排水槽出口处的流速，
一般取0 . 6m / s 。 ③ 槽底为半圆形断面的出口端尺寸
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单层砂滤池的滤料规格及运行设计参数
滤料规格 滤池类型 直径 /mm 2～ 3 1～ 2 0.8～ 1.6 0.4～ 1.2 1～ 2 滤层厚度 /cm 200 150～ 200 100～ 120 100 100 ～ 150 滤速 /m/h 10 7～ 10 5～ 7 5 5～7 12～ 15 5～ 7
( 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， 去除物：粒径细微的颗粒。 定型的商品设备很多。
2
( 3 ) 膜过滤
过滤介质：特别的半透膜。在一定的推动力( 如 压力、电场力等) 下进行过滤， 去除物：水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。 主要设备：反渗透、超过滤和电渗析等。
就是滤料的粒径范围及在此范围内各 种粒径的滤料数量比例。
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1 、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 ）有适宜的级配和足够的空隙率。 （4 ）滤料的外形最好接近于球形，表面粗糙而 有棱角； （5 ）滤料应价廉，货源充足。 2 、几种常见的滤料 （1 ）天然滤料：石英砂和无烟煤 （2 ）人工滤料：纤维球和聚苯乙烯泡沫珠
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（二）过滤过程 分为过滤和反洗两个过程。 1、过滤
• 过滤过程是原水由 上到下通过一定厚 度的由一定粒度的 粒状介质组成的床 层，由于粒状介质 之间存在大小不同 的孔隙，原水中的 悬浮物被这些孔隙 截留而除去。
原水
滤料
过滤水
8
2 、反冲洗
• 到一定程度时过滤 不能进行，需要进 行反洗。反洗是通 过上升水流的作用 使滤料呈悬浮状态， 滤料间的孔隙变大， 污染物随水流带走， 反洗完成后再进行 过滤。所以过滤过 程是间断进行的。 1 ） 滤池 反冲 洗的判 断 指标 反洗废水 ①整个滤池的水头损失 超过允许值或规定值 （2 . 4 ～3 . 0 m ） ②滤后水水质恶化或达 滤料 到已设定的上限
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四、快滤池的运行管理
（一）分类 按照在过滤周期内滤速的分布形态， 滤池有两种基本运行方式。 恒速过滤 在整个过滤周期中过滤
清水管，过滤后 的水由此排出
集水渠，进水 及收集反洗水
底部配水系统，收集过滤 后的水或均匀分配反洗水
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快滤池过滤过程示意图
（1 ）过滤 F 1 、F 2 开 F 4 、F 3 关
进 水
出 水
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滤池反洗过程示意图
（2 ）反洗 F 1 、F 2 关 F 3 、F 4 开
反 洗 水
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（一）滤料层 滤料的种类，性质，形状和级配等是 决定滤层截留杂质能力的重要因素。