普通快滤池的构造
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类别
滤料组成
滤速(m/h)
强制滤速(m/h)
粒径(mm)
不均匀系数K80
厚度(mm)
单层石英砂滤料
dmax＝1.2
dmin＝0.5
<2.0
700
8-10
10-14
双层滤料
无烟煤
dmax＝1.8
dmin＝0.8
石英砂
dmax＝1.2
dmin＝0.5
<2.0
<2.0
300-400
400
10-14
14-18
适应于面积小的滤池，其均匀性取决于开孔比
钢筋混凝土穿孔板：
板上铺设一层或两层尼龙网。
造价低，孔口不易堵，配水均匀性好，强度高，耐腐蚀
但尼龙网接缝应接好，有时可铺一层卵石。
穿孔滤砖：
开孔比，上层1.07％，下层0.7%
下层连通起配水渠的作用，上层不连通。钢筋混凝土或陶瓷制成。
由于滤砖整体性，反冲时不易上浮，所需承托层厚度不大，配水均匀性较好，但价格高。
粒径：假想球面直径
级配曲线：各种粒径的颗粒所占重量比例的累积曲线。
有效粒径和不均匀系数
d10和d80：分别通过滤料重量10％和80％的筛孔孔径
不均匀系数K80＝d80/d10
d10反映了产生水头损失的主要部分。
K80愈大，颗粒愈不均匀，孔隙率下降，含污能力降低，反冲洗强度不好确定。
最大与最小粒径：dmax, dmin
配水孔眼面积为滤池面积的1/500
开孔比小＝0.2－0.25%
特点：工作可靠、采用最广、冲洗干净
但冲洗水头要求高，需冲洗水箱或水泵
一般为穿孔管大阻力配水系统。
2．小阻力配水系统
减少配水系统阻抗S1增大配水空间配水系统流速降低使孔眼处的压力接近相应降低S2，增加开孔比1.0-1.5%。
特点：配水系统结构简单，冲洗水头小（2m左右）
普通快滤池
虹吸滤池
重力滤池
压力滤池
移动罩冲洗滤池
二、普通快滤池的构造
组成：集水渠
洗砂排水渠
滤料层
承托层
配水系统
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
三、过滤方式
1．变水头等速过滤
随着过滤进行，滤层孔隙率减少，水头损失的增加，滤池内水位自动上升，自由进流，以保持过滤速度不变。
S4：滤料层的阻力系数
q：冲洗强度(L/(s m2))
同样对于b点而言
Hx＝S1b(bqb)2+S2(bqb)2+S3(bqb)2+ S4(bqb)2＋流速水头
q最小/q最大0.95-------达到均匀
两种途径：1）增大孔眼出水水力阻抗
2）降低配水系统水力阻抗
二、配水系统类型
1．大阻力配水系统
使孔眼的水力阻力远远大于其它部分的水力阻力――增加孔眼流速（5－6m/s）
滤池组整体的总平均出水量是保持不变的。
四、滤层内杂质分布规律
滤料表层孔隙率较小。杂质主要截留在滤料表层。下部滤层的截污能力还未得到充分发挥，由于水头损失的提高，过滤就得停止，导致滤料层截污能力低。
五、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。
1）上向流
当流速太大时，表面应加格网或格栅。
通过设置出水流速调节器，
――普通快滤池
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，各池的水位和总水头损失相等，但滤速v不等，主要是因为截污量不同。干净滤料滤速大。
每座滤池的滤速是阶梯性的下降，但在每一阶梯段还是等速过滤，滤池内的水位有一定程度上升，待某一个滤池反冲洗重新投入运行时后，其它滤池的滤速下降一级，相应地滤池组的水位也突然下降一些。
配水系统的目的：均匀分布反冲洗水
均匀收集过滤水
配水不均匀会造成：1）部分区域水量小，冲洗不净
2）部分区域水量大，冲动垫层
配水不均匀原因：
a点的冲洗水头Hx：
Hx＝S1a(qaa)2+S2(aqa)2+S3(aqa)2+ S4(aqa)2＋流速水头
S1：配水系统的阻力系数
S2：孔眼出水的阻力系数
S3：承托层的阻力系数
超纯水设备|此信息来源于无锡瑞英丰水处理设备有限公司：
――――虹吸滤池、无阀滤池
水头损失与过滤时间的关系：
清洁水头损失H0
过滤任意时的水头损失H＝H0＋h＋Ht
h：配水系统、承托层及灌渠水头损失之和Ht：Fra bibliotek层的水头损失增值
Ht与时间的关系反映了滤层截留杂质与过滤时间的关系。可以直线关系来表示。
Hmax为最大过滤水头损失，一般为1.5–2.0 m
2．等水头等速过滤
工程上为方便，一般dmind10, dmaxd80
我国规范中，采用dmax, dmin, K80来控制滤料粒径分布。
滤料筛选方法
可以按要求设计d10和d80
3．滤料层规格
材质、粒径和厚度
粒径：小，比表面积大，有利于矾花的吸附但易堵塞
厚度：矾花穿透深度＋保护厚度
穿透深度与粒径、滤速及水的混凝效果有关
（大）（大）（高）（差）
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。
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
第2节快滤池
一、快滤池分类
一、慢滤池
滤速慢：V＝0.1-0.3 m/h
表面生长一层滤膜（1－2个星期后）
效果：浊度可降到0，可不消毒。
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。
二、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
缺点：反冲洗时膨胀受到限制
冲洗水流与过滤水流方向一致，冲洗效果不好，大量污泥需通过整个滤层才能排出，往往使污泥排除不净。
2）双向流
苏联发明的。此种过滤方式效果虽好，但滤池构造复杂。
3）双层或多层滤料
第3节滤料与承托层
一、滤料
1．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
2．粒状滤料的粒径与级配
机理：表层细砂层粒径为0.5mm，滤料孔隙率为80um，但进入滤池的颗粒尺寸大部分小于30um，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，主要由以下作用力引起：
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。
三层滤料
无烟煤
dmax＝1.6
dmin＝0.8
石英砂
dmax＝0.8
dmin＝0.5
重质矿石
dmax＝0.5
dmin＝0.25
<1.7
<1.5
<1.7
450
230
70
18-20
20-25
二、承托层
作用：阻挡滤料进入配水系统
均匀配水（反冲洗时）
主要配合大阻力配水系统而使用。
第4节配水系统与反冲洗
一、配水系统的不均匀性
滤料组成
滤速(m/h)
强制滤速(m/h)
粒径(mm)
不均匀系数K80
厚度(mm)
单层石英砂滤料
dmax＝1.2
dmin＝0.5
<2.0
700
8-10
10-14
双层滤料
无烟煤
dmax＝1.8
dmin＝0.8
石英砂
dmax＝1.2
dmin＝0.5
<2.0
<2.0
300-400
400
10-14
14-18
适应于面积小的滤池，其均匀性取决于开孔比
钢筋混凝土穿孔板：
板上铺设一层或两层尼龙网。
造价低，孔口不易堵，配水均匀性好，强度高，耐腐蚀
但尼龙网接缝应接好，有时可铺一层卵石。
穿孔滤砖：
开孔比，上层1.07％，下层0.7%
下层连通起配水渠的作用，上层不连通。钢筋混凝土或陶瓷制成。
由于滤砖整体性，反冲时不易上浮，所需承托层厚度不大，配水均匀性较好，但价格高。
粒径：假想球面直径
级配曲线：各种粒径的颗粒所占重量比例的累积曲线。
有效粒径和不均匀系数
d10和d80：分别通过滤料重量10％和80％的筛孔孔径
不均匀系数K80＝d80/d10
d10反映了产生水头损失的主要部分。
K80愈大，颗粒愈不均匀，孔隙率下降，含污能力降低，反冲洗强度不好确定。
最大与最小粒径：dmax, dmin
配水孔眼面积为滤池面积的1/500
开孔比小＝0.2－0.25%
特点：工作可靠、采用最广、冲洗干净
但冲洗水头要求高，需冲洗水箱或水泵
一般为穿孔管大阻力配水系统。
2．小阻力配水系统
减少配水系统阻抗S1增大配水空间配水系统流速降低使孔眼处的压力接近相应降低S2，增加开孔比1.0-1.5%。
特点：配水系统结构简单，冲洗水头小（2m左右）
普通快滤池
虹吸滤池
重力滤池
压力滤池
移动罩冲洗滤池
二、普通快滤池的构造
组成：集水渠
洗砂排水渠
滤料层
承托层
配水系统
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
三、过滤方式
1．变水头等速过滤
随着过滤进行，滤层孔隙率减少，水头损失的增加，滤池内水位自动上升，自由进流，以保持过滤速度不变。
S4：滤料层的阻力系数
q：冲洗强度(L/(s m2))
同样对于b点而言
Hx＝S1b(bqb)2+S2(bqb)2+S3(bqb)2+ S4(bqb)2＋流速水头
q最小/q最大0.95-------达到均匀
两种途径：1）增大孔眼出水水力阻抗
2）降低配水系统水力阻抗
二、配水系统类型
1．大阻力配水系统
使孔眼的水力阻力远远大于其它部分的水力阻力――增加孔眼流速（5－6m/s）
滤池组整体的总平均出水量是保持不变的。
四、滤层内杂质分布规律
滤料表层孔隙率较小。杂质主要截留在滤料表层。下部滤层的截污能力还未得到充分发挥，由于水头损失的提高，过滤就得停止，导致滤料层截污能力低。
五、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。
1）上向流
当流速太大时，表面应加格网或格栅。
通过设置出水流速调节器，
――普通快滤池
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，各池的水位和总水头损失相等，但滤速v不等，主要是因为截污量不同。干净滤料滤速大。
每座滤池的滤速是阶梯性的下降，但在每一阶梯段还是等速过滤，滤池内的水位有一定程度上升，待某一个滤池反冲洗重新投入运行时后，其它滤池的滤速下降一级，相应地滤池组的水位也突然下降一些。
配水系统的目的：均匀分布反冲洗水
均匀收集过滤水
配水不均匀会造成：1）部分区域水量小，冲洗不净
2）部分区域水量大，冲动垫层
配水不均匀原因：
a点的冲洗水头Hx：
Hx＝S1a(qaa)2+S2(aqa)2+S3(aqa)2+ S4(aqa)2＋流速水头
S1：配水系统的阻力系数
S2：孔眼出水的阻力系数
S3：承托层的阻力系数
超纯水设备|此信息来源于无锡瑞英丰水处理设备有限公司：
――――虹吸滤池、无阀滤池
水头损失与过滤时间的关系：
清洁水头损失H0
过滤任意时的水头损失H＝H0＋h＋Ht
h：配水系统、承托层及灌渠水头损失之和Ht：Fra bibliotek层的水头损失增值
Ht与时间的关系反映了滤层截留杂质与过滤时间的关系。可以直线关系来表示。
Hmax为最大过滤水头损失，一般为1.5–2.0 m
2．等水头等速过滤
工程上为方便，一般dmind10, dmaxd80
我国规范中，采用dmax, dmin, K80来控制滤料粒径分布。
滤料筛选方法
可以按要求设计d10和d80
3．滤料层规格
材质、粒径和厚度
粒径：小，比表面积大，有利于矾花的吸附但易堵塞
厚度：矾花穿透深度＋保护厚度
穿透深度与粒径、滤速及水的混凝效果有关
（大）（大）（高）（差）
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。
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
第2节快滤池
一、快滤池分类
一、慢滤池
滤速慢：V＝0.1-0.3 m/h
表面生长一层滤膜（1－2个星期后）
效果：浊度可降到0，可不消毒。
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。
二、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
缺点：反冲洗时膨胀受到限制
冲洗水流与过滤水流方向一致，冲洗效果不好，大量污泥需通过整个滤层才能排出，往往使污泥排除不净。
2）双向流
苏联发明的。此种过滤方式效果虽好，但滤池构造复杂。
3）双层或多层滤料
第3节滤料与承托层
一、滤料
1．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
2．粒状滤料的粒径与级配
机理：表层细砂层粒径为0.5mm，滤料孔隙率为80um，但进入滤池的颗粒尺寸大部分小于30um，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，主要由以下作用力引起：
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。
三层滤料
无烟煤
dmax＝1.6
dmin＝0.8
石英砂
dmax＝0.8
dmin＝0.5
重质矿石
dmax＝0.5
dmin＝0.25
<1.7
<1.5
<1.7
450
230
70
18-20
20-25
二、承托层
作用：阻挡滤料进入配水系统
均匀配水（反冲洗时）
主要配合大阻力配水系统而使用。
第4节配水系统与反冲洗
一、配水系统的不均匀性