过滤(给水工程)

1）定义：
过滤是使含悬浮物的原水流过具有一定孔隙率的过滤介 质，水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而除去的过 程。
2）分类：形式分为：表面过滤和深层过滤
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
2过滤形式
2.1表面过滤 表面过滤器进行滤饼过滤：在滤饼过滤中，固 体颗粒以滤饼形式沉积在比较薄的过滤介质的进 液面上。
超高、缓冲区的设置。
（3）进、出水区结构及尺寸； 配水：平流式沉淀池的配水可采用进水挡板或进水穿孔墙等； 出水：一般采用三角堰； 集水：平流式沉淀池的集水采用多重集水渠； 水力计算；
（4）工艺装备 输砂泵（机械排泥）、砂水分离器、刮渣设备、行车等。
本章小结
沉淀原理 沉淀影响因素 沉淀试验 浅池沉淀原理及应用
过滤
第一节 过滤概述 第二节 过滤理论 第三节 滤料和承托层 第四节 滤池冲洗 第五节 常见滤池
过滤流程
悬浮液
过滤介质
压力降
滤出液
过滤流程示意图
为了获得通过过滤介质的液流，应在过滤 介质的两面保持一定的压力降（推动力）
推动力有下述四种类型： 重力 真空度 压力 离心力
1 定义和分类
过滤是使悬浮液通过能截留固体颗粒的并具有渗透性的介 质来完成固—液分离的过程,是固液分离的一种形式。
② 当分为n层时
每层处理的水量为 1 Q n
，当A一定时，u
1 n
u0
∴(1 – p0)×100%↑，
p0 u dp ↑ 0 u0
∴ET↑
等于n p0 u dp
0 u0
③ 实际应用中，考虑排泥的要求，将隔板以45~60° 角度倾斜。
按水流方向不同，可分为： 异向流、 同向流、 横向流（侧向流）。
② 沉淀区长度L2=v·t v≤5mm/s t取1.5~2.0h
③ 沉淀区宽度B2=A/L2 L2/b=4~5 （不满足长宽比要求时，应分为n格，当采用机械 刮泥时，b还应与刮泥机的衍架宽度相对应）
（2）结构尺寸
集泥斗所需容积、结构。
结合单格宽、集泥斗壁倾角，确定砂斗上、下底宽a、a2和 高使设计的集泥斗容积等于或不小于所需集泥斗容积。
粗滤：格栅、筛网等，截留水中较粗的悬浮（漂浮）固体 微滤：截留水中0.1-100um的悬浮固体，如一般采用的微滤机
筛网尺寸在15-65um之间 膜滤：人工膜为过滤介质，推动力为压力差和电位差。
UF、RO、NF、MF、ED（电渗析）
2.2深层过滤
深层过滤器的深层过滤：在深层过滤中，固 体颗粒是沉积在过滤介质的内部，在过滤介 质表面上是不希望有滤饼沉积的。
室中设有排气管，将原水 中带入的空气排出，减少 对泥水分离的干扰，泥渣 便靠重力自然下沉，清液 由集水槽和出水管流出池 外。
设计举例
设计内容
（1）工艺尺寸 （2）结构尺寸 （3）进出水区 （4）工艺装备
平流式沉淀池示意图
主要设计内容 （1）工艺尺寸（平流式沉淀池）
①
沉降区表面积：
A
Q q
wenku.baidu.com
Q u
去除物：粒径细微的颗粒。 定型的商品设备很多。
(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。
（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。
过滤的工艺过程
1）过滤工艺包括过滤和反洗两个阶段： 过滤：即截留污染物； 反洗：即把污染物从滤料层中冲走，使之恢
复过滤能力。 过滤周期：从过滤开始到结束延续的时间
（又称工作周期）。 过滤循环：从过滤开始到反洗结束称为一个
过滤循环。
4）过滤过程分为过滤和反洗两个过程。
（1）过滤
浓度均匀稳定的工作条件已成为所有澄清池共同特点。
根据泥渣与原水接触方式的不同，澄清池可分为两大 类：
悬浮泥渣型，它的泥渣悬浮状态通过上升水流的能量在 池内形成的，当水流从下往上通过泥渣层时，截留水 中夹带的小絮体，主要形式有悬浮澄清池、脉冲澄清 池等；
泥渣循环型，即让泥渣在竖直方向上不断循环，通过该 循环运动捕集水中的微小絮粒,并在分离区加以分离， 主要形式有机械加速澄清池和水力循环加速澄清池。
斜板（管）沉淀池:斜板沉淀池
出水槽
h4 h3 h2 h1 H
进水槽 污泥斗
斜板
斜板沉淀池示意图
出水槽
h4 h3 h2 h1 H
进水槽 污泥斗
斜板
1－进水管； 2－配水槽； 3－斜板； 4－集水槽； 5－出水落水斗； 6－污泥斗； 7－排泥管
出水槽
h4 h3 h2 h1 H
进水槽
污泥斗
澄清池
澄清池是能够同时实现混凝剂与原水的混合、反应和 絮体沉降三种功能的设备。它利用的是接触凝聚原理， 即为了强化混凝过程，在池中让已经生成的絮凝体悬 浮在水中成为悬浮泥渣层(接触凝聚区)，当投加混凝剂 的水通过它时，原水中新生成的微絮粒被迅速吸附在 悬浮泥渣上，从而能够达到良好的去除效果。所以澄 清池的关键部分是接触凝聚区。保持泥渣处于悬浮、
斜板（管）沉淀池
浅层沉降原理 斜板（管）沉淀池 设计举例
斜板（管）沉淀池：浅层沉降原理
①
p0 u
ET (1 p0 )
0
u0
dp 100%
Q ，当A一定时，u0 ，从而使u≥u0所占百分率(1 – p0)×100%↓，
p0
0
u u0
dp↓，∴ET↓
反之，若要ET ， 则要以减小处理能力为代价。
在原水处理中，应用最广泛的机械加速澄清池。
原水从进水管进入环形配水三角槽,混凝剂通过投药管加在 配水三角槽中，再一起流入混合室，进行水与药剂和回流 污泥的混合。由于涡轮的提升作用，混合后的泥不被提升 到反应室，继续进行混凝反应,并溢流到导流室。导流室中 有导流板，使原水平稳地沿伞形罩进入分离室，分离
粒状材料过滤：可去除几十微米到胶体 级的污染颗粒。
最常用的一种过滤形式
(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。 (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，