第9章—快滤池

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快滤池
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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
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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。
0.25~0.5 10~15
2、垫层 厚度为0.7m，各种粒径分布如下： 粒径 (mm) 2~4 16~26 厚度 (mm) 100 100 粒径 (mm) 4~8 32~64 厚度 (mm) 100 100 粒径 (mm) 8~16 厚度 (mm) 100
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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 滤层厚度 /cm 200 150～ 200 100～ 120 100 100 ～ 150 滤速 /m/h 10 7～ 10 5～ 7 5 12 ～ 15 5～ 7 运行设计参数 反洗强 度/L/s 反洗时 间/min
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（五）反冲系统的设计 1、冲洗强度
滤 层 单水反冲 强度L/(m2· s) 水气反冲 强度L/(m2· s) 8～13 13～15 15～16 气水比 0.83:1~2:1 0.83:1~2:1 0.83:1~2:1 膨胀 冲洗时间 min 率%
石英砂滤料
双层滤料 三层滤料
12~15
13~16 16~17
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）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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过滤结束时的水位： 高于进水堰的水位， 过滤不能进行，开 始反洗。
变水位恒速过滤示意图
过滤开始时的水 位：出水堰高于 滤料的高度。
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2、优良滤池的指标
1）滤料纳污能力大，过滤水头损失小，工 作周期长； 2）出水水质符合回用或外排的要求； 3）反洗耗水量少，效果好，反洗后滤料分 层稳定而不发生很大程度的滤料混杂。
（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。
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按 过 滤 速 度
低速滤池：速度小于4 m3/（m2· h）
快滤池：速度为4－10 m3/（m2· h）
高速滤池：速度为10－60m3/（m2· h）
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 F1、F2开 F4、F3关
进 水
出 水
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滤池反洗过程示意图
（2）反洗 F1、F2关 F3、F4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。
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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。
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 （2.4～3.0m） ②滤后水水质恶化或达 滤料 到已设定的上限
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。
2、单池长宽比 当F<30m2时，长：宽＝1：1； 当F>30m2时，长：宽＝1.25：1-1.5：1。 3、滤池总高度：(3-3.5m) 池体超高 250~300 滤层上水深 1500~2000 滤层及承托层高 配水系统高度 1100~1200 100
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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0.7-0.8m，各种粒径含量如下： 粒径(mm) 含量% 粒径(mm) 0.5~0.8 含量% 70~75 粒径(mm) 0.8~1.2 含量% 15~20
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（二）过滤过程 分为过滤和反洗两个过程。
1、过滤
• 过滤过程是废水由 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，废水中的 悬浮物被这些孔隙 截留而除去。
废水
滤料
过滤水
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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。
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滤料
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高 效 速 纤 维 球 滤 料
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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
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3）跑砂和漏砂 如果冲洗强度过大或滤料级配不当， 反冲洗会冲走大量细滤料。如果冲洗水 分布不匀，垫料层可能发生平移，进一 步促使布水不匀，最后局部垫料层被冲 走淘空，过滤时，滤料通过这些部位的 配水系统漏失到清水池中。 解决方法： 检查配水系统，调整冲洗强度。
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4）水生生物繁殖 在水温较高时，沉淀池出水中常含多 种微生物，极易在滤池中繁殖。在快滤池 中，生物繁殖是不利的，往往会使滤层堵 塞。 解决方法： 可在滤前加氯解决。
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2）结泥球
滤层表面的颗粒较细，截留的悬浮物较多。 如果冲洗不干净，则互相粘结成球。造成布水 不匀和再结泥球的恶性循环。这种污泥的主要 成分是有机物，结球严重时会腐化发臭。 解决方法： （ 1 ）翻池人工清洗，或彻底换滤料，同时检查 垫层是否有移动，配水系统是否有堵塞。 （ 2 ）滤池反冲洗后暂停使用，保持滤料上面水 深20－30cm，然后加氯浸泡l2h。
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小阻力配水系统的滤头
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出水槽
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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
或
Q F q
v –––为过滤速度，应根据试验而定，
一般为5-10 m/h； q –––表面负荷，一般为5-10 m3/m2· h。
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（二）滤池个数及尺寸的确定
1、池体分格
面积(m2) 格数N <30 2 30~50 3 100 3或4 150 5或6 200 6或8 300 10或12
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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。
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）
1～ 2
5～7
12～ 15
5～ 7
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（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：1~1.5 m/s； 2)支管进口流速：1.5~2.5 m/s； 3)支管间距：200~300 mm； 4)支管直径：75~100 mm； 5)配水孔径：9~12 mm； 6)配水孔距：75~300 mm； 7)配水孔总面积：池面积的0.2~0.5%。
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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 等，保证配水 均匀。
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3、滤池常见故障及对策 1）气阻 在过滤末期，局部滤层的水头损失 可能大于该处实际的水压力，即出现负 水头。此时部分滤层水中溶解的气体将 释放出来，积聚在孔隙中，阻碍水流通 过，以致滤水量显著减少。反冲洗时气 泡会冲出滤层表面。这种现象称为气阻， 也称气闭。
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解决方法：
（1）保持滤层上足够的水深，消除负水头， （2）在配水系统末端设排气管，防止反冲洗 水中带入气体积聚在承托层或滤层中； （3）增大滤速，使滤层纳污均匀。
(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。
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(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。
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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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源自文库
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
过 滤
9.2 快滤池
---- 使含悬浮物的废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。 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
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(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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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 降速过滤
的速度不变。
在过滤周期中过滤速度是随 时间变化的，开始时大，结 束时小。
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1、恒速过滤的不同形式
• 恒速过滤又分为恒水位恒速过滤和变水位恒速 过滤两种： 1）恒水位恒速过滤 作用在滤池上的水头恒定，随滤层中的阻 力增加，由逐渐开大的出水阀门（手控或自控) 来补偿，使总阻力和出水量维持不变。 2）变水位恒速过滤 在每个滤池的进水端和出水阀后分别设进 水堰室和出水堰室，实现变水位恒速过滤。
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50 55
5~7
6~8 5~7
2、冲洗泵 1)工作流量：反冲强度×单格面积。 2)扬 程：提升高度＋7 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。