水质工程学第5章过滤4PPT课件
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水质工程学(1)--过滤
与 1、拦截：颗粒尺寸较大时，处于流线中的颗粒会直接碰到滤
环
料表面产生拦截作用。
境 工 程
2、沉淀：颗粒沉速较大时，会在重力作用下脱离流线，产生 沉淀作用。
3、惯性：颗粒具有较大惯性时也可以脱离流线与滤料表面接 触，为惯性作用。
学 4、扩散：颗粒较小，布朗运动剧烈时会扩散至滤料表面，为
院 给
教
止。
研
室
23
水 可见，大量颗粒
资 被表面滤料所截留。
源 在过滤过程中，
与 滤层Байду номын сангаас悬浮颗粒截
环 留量随着过滤时间
境 和滤层深度而变化的规律，
工 程 学 院 给 排 水
以及由此而导致的水头损失 变化规律，与原水进水 水质、水温、 滤速、滤料粒径、形 状、悬浮物表面性质等 因素有关，影响因素非常复杂。
与 原因：表层滤料粒径最小，粘附表面积最大，截留
环
悬浮颗粒量最多，而空隙尺寸又最小，因而，过滤
境
到一定时间后，表层滤料间孔隙将逐渐被堵塞，甚
工
至产生筛滤作用而形成泥膜，使过滤阻力剧增。其
程
结果；1）在一定过滤水头下滤速剧减（或在一定
学 院 给 排 水
滤速下水头损失达到极限值）；2）或者因滤层表 面受力不均匀而使泥膜产生裂缝时，大量水流将自 裂缝中流出，以致悬浮杂质穿出滤层而使出水水质 恶化。当上述两种情况之一出现时，过滤将被迫停
工
如石英砂；由于两种滤料的比重差，在一定的反冲洗
程 学 院
强度下，轻质滤料仍在上层，重质滤料仍在下层，构 成双层滤料滤池，虽然每层滤料粒径仍由上而下递增， 但就整个滤层而言上层滤料平均粒径大于下层平均粒 径。
给 排
《水质工程学》课件
水资源管理的概念和 方法
水资源管理旨在有效利用和保 护水资源，采用科学规划和综 合管理。
水质工程实践案例
水质工程应用案例
通过介绍实际应用案例，展示水 质工程学在解决问题中的作用。
城市污水处理例
介绍城市污水处理系统的设计与 运营，解决城市污染问题。
饮用水安全保障案例
分享保障饮用水安全的成功案例 和可行性措施。
《水质工程学》PPT课件
水质工程学是研究水的物理化学性质、污染与处理、水质分析与监测、饮用 水标准与水资源管理等方面的学科。本课程将深入探讨水质工程学的各个方 面。
课程概述
水质工程学的定义
水质工程学是研究水的物理 化学性质、污染与处理等方 面的学科。
水质工程学的应用范围
水质工程学应用于饮用水安 全、污水处理、水资源保护 等领域。
总结与展望
1 水质工程的意义
水质工程学对于保护环境、促进可持续发展具有重要意义。
2 未来发展方向
水质工程学将面临新的挑战和机遇，需要持续创新和发展。
3 自我提高和学习建议
鼓励学习者积极参与实践和研究，不断提升自身的水质工程技能。
水质工程学的历史概述
水质工程学起源于古代文明， 经历了技术发展和研究进展。
水的物理化学性质
1 水的组成
水分子由氧原子和氢原子组成，化学式为 H2O。
2 电离、酸碱度和 pH 值
水分子可以电离形成氢离子和氢氧根离子， 影响酸碱度和 pH 值。
3 溶解度
水可以溶解许多物质，溶解度受温度、压力 和物质特性影响。
常见的水处理技术
常见的水处理技术包括混凝、 絮凝、过滤、消毒等。
污水处理技术
污水处理技术包括生物处理、 化学处理和物理处理等。
水质工程学第5章过滤4详解
2）滤速变化：见图
提高过滤效率的途径
1、反粒度过滤 2、上向流过滤
3、采用双层或多层滤料
滤料与承托层
一、滤料 二、承托层
滤料
1、滤料的选择 2、级配与粒径 3、滤料层规格
滤料的选择
——具有足够的机械强度 ——具有化学稳定性 ——具有一定的吸附面积 ——具有一定的级配和孔隙率
——能就地取材、价格便宜
地下水除铁、锰(曝气氧化，产生铁、 锰的沉淀物之后)
——污水二级处理之后: 去除悬浮、胶体 物质
滤池的类型及主要特点
慢砂滤池(slow sand filter) 滤料尺寸 0.15~0.35mm 滤 速 0.03~0.1 mm/s 工作周期 几周至数月
净化机理 ① 机械隔滤(滤膜、孔隙小) ② 滤膜中的生化作用
清洗方式 刮除表层滤料
特点 出水水质好，生产效率低，仅在表 层几厘米滤层中纳污。
滤池的类型及主要特点
快(砂)滤池(rapid (sand) filter) 滤料尺度 0.5~2.0 mm 滤 速 1.5~3.0 mm/s 工作周期 十几小时至几天
清洗方式 反冲洗 净化机理 机械隔滤、沉淀作用、接触凝 聚（主要）
V——滤料层体积（cm3）
γ——滤料比重（g/cm3）
滤料层规格
滤料层厚度：一般60~70cm 滤料级配：通常K80≤2
孔隙率：一般石英砂滤料的孔隙率在0.42 左右
承托层
1、作用 ——支撑滤料 ——防止滤料流失 ——均匀布水 2、组成 通常采用天然卵石，厚度约40cm
滤池的反冲洗
一、反冲洗 二、配水系统 三、冲洗废水的排除 四、冲洗水的供给
定义
水处理中的过滤是用具有孔洞的粒状滤料 层截留水中杂质，使水澄清的工艺过程
提高过滤效率的途径
1、反粒度过滤 2、上向流过滤
3、采用双层或多层滤料
滤料与承托层
一、滤料 二、承托层
滤料
1、滤料的选择 2、级配与粒径 3、滤料层规格
滤料的选择
——具有足够的机械强度 ——具有化学稳定性 ——具有一定的吸附面积 ——具有一定的级配和孔隙率
——能就地取材、价格便宜
地下水除铁、锰(曝气氧化，产生铁、 锰的沉淀物之后)
——污水二级处理之后: 去除悬浮、胶体 物质
滤池的类型及主要特点
慢砂滤池(slow sand filter) 滤料尺寸 0.15~0.35mm 滤 速 0.03~0.1 mm/s 工作周期 几周至数月
净化机理 ① 机械隔滤(滤膜、孔隙小) ② 滤膜中的生化作用
清洗方式 刮除表层滤料
特点 出水水质好，生产效率低，仅在表 层几厘米滤层中纳污。
滤池的类型及主要特点
快(砂)滤池(rapid (sand) filter) 滤料尺度 0.5~2.0 mm 滤 速 1.5~3.0 mm/s 工作周期 十几小时至几天
清洗方式 反冲洗 净化机理 机械隔滤、沉淀作用、接触凝 聚（主要）
V——滤料层体积（cm3）
γ——滤料比重（g/cm3）
滤料层规格
滤料层厚度：一般60~70cm 滤料级配：通常K80≤2
孔隙率：一般石英砂滤料的孔隙率在0.42 左右
承托层
1、作用 ——支撑滤料 ——防止滤料流失 ——均匀布水 2、组成 通常采用天然卵石，厚度约40cm
滤池的反冲洗
一、反冲洗 二、配水系统 三、冲洗废水的排除 四、冲洗水的供给
定义
水处理中的过滤是用具有孔洞的粒状滤料 层截留水中杂质，使水澄清的工艺过程
水质工程学——第5章 过滤
滤层含污量（g/cm3） 1
单层滤料
双层滤料
石英砂
滤 层 深 度 (cm)
石英砂
2
在一个过滤周期内，单 位体积滤层中的平均含 污量称为“滤层含污能 力”，单位g/cm3或 kg/m3。
无煤烟
表面过滤(surface filtration) 被截留的颗粒物聚集在过滤介质表面时，称表面过滤。 粗滤、微滤和膜滤都属于表面过滤，利用孔隙的筛除作用。
滤后水质较差，而后绿层顶部几厘米厚，由原来的松散 砂粒，变成一个发粘的滤层（滤膜），具有微生物的净 化作用。
清洗：慢滤池的运行周期较长, 一般在几个月或一年
以上。当滤料堵塞需要清洗时, 可采用人工方法进行。 用铲将表层25 ~30mm 厚度的滤层铲出清洗。
设计参数：
慢滤池的滤料多采用粒径为0.3 ~1.0mm的石英砂或普通河沙。 慢滤池内的滤料层厚度一般在0.65 ~1.50m之间, 不得小0.65m。 为保证慢滤池正常工作, 滤层上面应保持一定的作用水头, 一般在 0.1~0.5m。 慢滤池的水力负荷一般为0.1 ~0.3m/h。
损失将较小。
5. 直接过滤
原水加药后不经过沉淀，而直接进入滤池的过滤。 接触过滤 原水加药后只经过混合就直接进入滤池过滤 微絮凝过滤 原水加药后经过混合和微絮凝池后进入滤池过滤
直接过滤的特点
采用双层或三层滤料滤池。 采用聚合物为主混凝剂或助凝剂。 工艺简单，药剂用量少。
硫酸铝 原水 混合
聚合物 双层或三层滤料滤池 （a） 过滤出水
由于过滤情况很复杂，目前有不少计算公式，但与生产实际存在 差距。
通过实验Ht与t一般呈直线关系。（见图）
Hmax为水头损失增值为 最大时的过滤水头损失， 一般为1.5~2.0m。 T 为过滤周期。如果不出 现滤后水质恶化等情况，过滤 周期不仅决定于最大允许水头 损失、还与滤速有关。 设滤速 vˊ >v ，其清洁 砂 层水头损失为H0 ˊ 。一方面H0 ˊ> H0 ，同时单位时间内滤层 截留的杂质量较多，
单层滤料
双层滤料
石英砂
滤 层 深 度 (cm)
石英砂
2
在一个过滤周期内，单 位体积滤层中的平均含 污量称为“滤层含污能 力”，单位g/cm3或 kg/m3。
无煤烟
表面过滤(surface filtration) 被截留的颗粒物聚集在过滤介质表面时，称表面过滤。 粗滤、微滤和膜滤都属于表面过滤，利用孔隙的筛除作用。
滤后水质较差，而后绿层顶部几厘米厚，由原来的松散 砂粒，变成一个发粘的滤层（滤膜），具有微生物的净 化作用。
清洗：慢滤池的运行周期较长, 一般在几个月或一年
以上。当滤料堵塞需要清洗时, 可采用人工方法进行。 用铲将表层25 ~30mm 厚度的滤层铲出清洗。
设计参数：
慢滤池的滤料多采用粒径为0.3 ~1.0mm的石英砂或普通河沙。 慢滤池内的滤料层厚度一般在0.65 ~1.50m之间, 不得小0.65m。 为保证慢滤池正常工作, 滤层上面应保持一定的作用水头, 一般在 0.1~0.5m。 慢滤池的水力负荷一般为0.1 ~0.3m/h。
损失将较小。
5. 直接过滤
原水加药后不经过沉淀，而直接进入滤池的过滤。 接触过滤 原水加药后只经过混合就直接进入滤池过滤 微絮凝过滤 原水加药后经过混合和微絮凝池后进入滤池过滤
直接过滤的特点
采用双层或三层滤料滤池。 采用聚合物为主混凝剂或助凝剂。 工艺简单，药剂用量少。
硫酸铝 原水 混合
聚合物 双层或三层滤料滤池 （a） 过滤出水
由于过滤情况很复杂，目前有不少计算公式，但与生产实际存在 差距。
通过实验Ht与t一般呈直线关系。（见图）
Hmax为水头损失增值为 最大时的过滤水头损失， 一般为1.5~2.0m。 T 为过滤周期。如果不出 现滤后水质恶化等情况，过滤 周期不仅决定于最大允许水头 损失、还与滤速有关。 设滤速 vˊ >v ，其清洁 砂 层水头损失为H0 ˊ 。一方面H0 ˊ> H0 ，同时单位时间内滤层 截留的杂质量较多，
水质工程学(全套557页PPT课件)
空间分布不均 81％的水资源分布在长江流域及其以南
年内及年际变化大 60－80％降水集中在夏季，7，8，9月 年际变化差3－6倍（大时）
给水处理存在的问题 1、取水过程
地表水（泥沙、藻类）和地下水（井） 2、输配水过程 防止二次污染、输水损耗（水的安全、管道安全） 3、水体生态环境的破坏
点污染污水排放量大、污染物成分复杂，水体自净能 力不足（水的良性循环、清洁生产）； 面污染比较分散，收集治理麻烦（科学施肥撒药、节 水灌溉，提高水的利用系数。例如：改进灌溉方式） 4、污水的处理再利用
水量短缺是水量达不到人们的需求而造成的水短缺。
历史上的天府泽国，目前基本上都处于程度不同的缺 水状态，一些地区出现了水乡无水喝的尴尬局面，水 资源危机给江南水乡社会经济的发展带来了严峻的挑 战。在著名的国际商贸城市义乌，市区有时每周正常 供水仅9小时，人均水资源拥有量仅为全国平均水平 的1／4。据称，在义乌有两样商品最好卖，即水桶和 水泵。
1.3 饮用水与健康
水质不良可引发多种疾病，严重时威胁人的生命。世 界卫生组织认为，80％的成人疾病和50％的儿童死亡 都与饮用水水质不良有关。
1.3.1 水生物对人体健康的影响
影响较大：细菌、病毒、致病原生物。 此外还有藻类、真菌、寄生虫、蠕虫等。
1.3.2 水中的化学物质对人体健康的影响
包括：微量元素及其他无机物、有机物、放射性物质、 消毒剂及消毒副产物的影响。
• 通常将在20℃，历时20天生化需氧量以BOD20表示。为 缩短检测时间，常以20℃，5天生化需氧量BOD5作为常 用有机物的水质指标，一般BOD5约为BOD20的70%左右。
★ 化学需氧量（COD）
• 定义：化学氧化剂氧化有机物时所需的氧量，单位mg/L。 重铬酸钾（CODCr或COD)
年内及年际变化大 60－80％降水集中在夏季，7，8，9月 年际变化差3－6倍（大时）
给水处理存在的问题 1、取水过程
地表水（泥沙、藻类）和地下水（井） 2、输配水过程 防止二次污染、输水损耗（水的安全、管道安全） 3、水体生态环境的破坏
点污染污水排放量大、污染物成分复杂，水体自净能 力不足（水的良性循环、清洁生产）； 面污染比较分散，收集治理麻烦（科学施肥撒药、节 水灌溉，提高水的利用系数。例如：改进灌溉方式） 4、污水的处理再利用
水量短缺是水量达不到人们的需求而造成的水短缺。
历史上的天府泽国，目前基本上都处于程度不同的缺 水状态，一些地区出现了水乡无水喝的尴尬局面，水 资源危机给江南水乡社会经济的发展带来了严峻的挑 战。在著名的国际商贸城市义乌，市区有时每周正常 供水仅9小时，人均水资源拥有量仅为全国平均水平 的1／4。据称，在义乌有两样商品最好卖，即水桶和 水泵。
1.3 饮用水与健康
水质不良可引发多种疾病，严重时威胁人的生命。世 界卫生组织认为，80％的成人疾病和50％的儿童死亡 都与饮用水水质不良有关。
1.3.1 水生物对人体健康的影响
影响较大：细菌、病毒、致病原生物。 此外还有藻类、真菌、寄生虫、蠕虫等。
1.3.2 水中的化学物质对人体健康的影响
包括：微量元素及其他无机物、有机物、放射性物质、 消毒剂及消毒副产物的影响。
• 通常将在20℃，历时20天生化需氧量以BOD20表示。为 缩短检测时间，常以20℃，5天生化需氧量BOD5作为常 用有机物的水质指标，一般BOD5约为BOD20的70%左右。
★ 化学需氧量（COD）
• 定义：化学氧化剂氧化有机物时所需的氧量，单位mg/L。 重铬酸钾（CODCr或COD)
水质工程学课件：过滤
m 1 G
V
式中，G ——烘干后的滤料, g；
——滤料的密度，g/cm3；
V ——滤料层的堆积体积，cm3。
2.滤料的表面积
5.3 快滤池的运行 一、出水水质的一般状况
滤后水水质在过滤周期开始时一般较差，如果周 期延长足够的时间，在过滤末期水质也会下降。
重视初滤水：
二、滤层内杂质分布规律
1.杂质分布规律： 2.滤层的含污能力：在一个过滤周期内，如果按 整个滤层计，单位体积滤料中的平均含污量，单位 g/cm3、kg/m3。
二、滤料粒径级配
滤料粒径级配：滤料中各种粒径颗粒所占的重 量比例。
1.表示方法：
（1）有效粒径和不均匀系数；
（2）最大粒径、最小粒径和不均匀系数。
常用的数据见表5-2。
类别 单层石英砂
滤料 双层滤料
三层滤料
粒径 （mm）
dmax=1.2 dmin=0.5
无烟煤
dmax=1.8 dmin=0.8
石英砂
<1.7
70
滤速 （m/h）
8~10
强制滤速 （m/h）
10~14
10~14
14~18
18~20
20~25
2.滤料筛选方法
例：筛分试验记录见表5-3.
表5-3 筛分试验记录
筛孔 （mm）
2.362 1.651 0.991 0.589 0.246 0.208 筛底盘 合计
留在筛上的砂量
质量
（g）
%
0.8
10000人以下的给水 处理
小于1.0ntu 总大肠菌类<1个
/100mL
细菌总数99% 能去除逗号弧菌
(Vibrio comma)
V
式中，G ——烘干后的滤料, g；
——滤料的密度，g/cm3；
V ——滤料层的堆积体积，cm3。
2.滤料的表面积
5.3 快滤池的运行 一、出水水质的一般状况
滤后水水质在过滤周期开始时一般较差，如果周 期延长足够的时间，在过滤末期水质也会下降。
重视初滤水：
二、滤层内杂质分布规律
1.杂质分布规律： 2.滤层的含污能力：在一个过滤周期内，如果按 整个滤层计，单位体积滤料中的平均含污量，单位 g/cm3、kg/m3。
二、滤料粒径级配
滤料粒径级配：滤料中各种粒径颗粒所占的重 量比例。
1.表示方法：
（1）有效粒径和不均匀系数；
（2）最大粒径、最小粒径和不均匀系数。
常用的数据见表5-2。
类别 单层石英砂
滤料 双层滤料
三层滤料
粒径 （mm）
dmax=1.2 dmin=0.5
无烟煤
dmax=1.8 dmin=0.8
石英砂
<1.7
70
滤速 （m/h）
8~10
强制滤速 （m/h）
10~14
10~14
14~18
18~20
20~25
2.滤料筛选方法
例：筛分试验记录见表5-3.
表5-3 筛分试验记录
筛孔 （mm）
2.362 1.651 0.991 0.589 0.246 0.208 筛底盘 合计
留在筛上的砂量
质量
（g）
%
0.8
10000人以下的给水 处理
小于1.0ntu 总大肠菌类<1个
/100mL
细菌总数99% 能去除逗号弧菌
(Vibrio comma)
水处理工程=清华大学第五章过滤课件(第一篇)
H t H 0 H t
h h1 ht
v2 h2 2g
第五章
19
滤池总过滤水头损失H＝H0＋h＋△Ht H0：清洁滤层水头损失 h：配水系统、承托层及管路水头损失 △Ht：在时间t时的水头损失增值
ΔH t
h1: 配水系统水头损失
过滤周期 与滤速有关
1.5~2m
第五章
20
第2节 滤池的运行
第五章 23
4座滤池进水渠相通，在任 何时间水位基本上相等。
一座滤池冲 洗完毕
减速过滤（一组4座滤池） 一座滤池滤速的变化 如果一组滤池的滤池数很多，阶梯式下降折线将变为 近似连续下降曲线。 每一格滤池在反洗间隔之间，按等速过滤方式，水位 略有升高。 第五章
24
4
第2节 滤池的运行
等速与变速过滤的差别？ 在平均滤速相同的条件下，减速过滤的滤后水质较 好。而且在相同过滤周期内，过滤水头损失要小。 清洁时，过滤速度虽大，但孔隙也大，孔隙内的速 度并不太大，可将一些悬浮杂质带入下层滤料。而 当截留有杂质时，孔隙减少，滤速也减少，可防止 悬浮物穿透滤层。
第五章
45
第五章
46
第3节 滤池的基本构造
2．小阻力配水系统 减少配水系统阻抗S1 降低配水系统流速 增大配水空间 使孔眼处的压力接近
指孔口阻力较小
第3节 滤池的基本构造
中阻力配水（开孔 比：0.6%~0.8%）
小阻力配水系统 钢筋混凝土穿 孔滤板 钢筋混凝土穿孔板：板上铺设一层或两层尼龙网。
第五章 39
三层：18~20m/h
第3节 滤池的基本构造
三、配水系统
1. 配水系统的目的： 均匀分布反冲洗水 均匀收集过滤水 配水不均匀导致： (1) 部分区域水量小，冲洗不净 (2) 部分区域水量大，冲动垫层
《水质工程学》课件
水质工程学未来发展趋势
智能化与自动化
利用物联网、大数据和人工智能等技术，实现水质工程处理的智能化 和自动化，提高处理效率和稳定性。
生态化与可持续性
发展生态化水质处理技术，降低能耗和资源消耗，实现可持续性发展 。
多功能化与综合化
开发多功能的处理技术和设备，满足不同水质处理需求，实现综合化 发展。
定制化与个性化
03
消毒工艺流程
04
膜分离工艺流程
03
水质工程学基本技术
混凝技术
总结词
通过向水中投加混凝剂，使水中的悬浮物和胶体物质脱稳，形成大颗粒絮状物，然后通过沉淀或过滤将其去除。
详细描述
混凝技术是水质工程学中的一项基本技术，主要应用于给水处理和废水处理领域。通过向水中投加混凝剂，如铝 盐、铁盐等，使水中的悬浮物和胶体物质脱稳，形成大颗粒絮状物。这些絮状物可以很容易地通过沉淀或过滤被 去除，从而使水质得到改善。
全。
工业废水处理工程实践
工业废水特点
成分复杂、污染物浓度高、水质波动大等。
处理工艺选择
根据废水性质和排放标准，选择合适的物理 、化学、生物处理工艺。
废水处理目标
降低污染物浓度、实现达标排放、资源化利 用等。
运行管理
建立完善的运行管理制度，确保废水处理设 施正常运行和污染物达标排放。
城市污水处理工程实践
重要性
随着全球水资源日益紧缺，水质 工程学在水资源保护、水污染控 制以及人类健康保障等方面发挥 着至关重要的作用。
水质工程学的历史与发展
历史
水质工程学的发展可以追溯到古代的 净水技术，如中国和印度等国的净水 方法。随着工业革命和城市化进程的 加速，水污染问题日益严重，推动了 水质工程学的快速发展。
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级配与粒径
1）粒径：假想的包围滤料颗粒的球体直径。
2）级配：不同粒径滤料所占的比例，常通过 筛分实验来确定滤料的级配。
3）级配表示方法
——有效直径d10：通过滤料重量10%的筛孔 孔径
——不均匀系数K80：
K80
d80 d10
（4-43）
级配与粒径
4）孔隙率m：
m 1 G
V
（4-44）
式中：G——滤料干重（g）
①筛滤和机械截留 ②布朗运动 ③重力沉 降 ④惯性碰撞 ⑤流动接触
——悬浮固体在滤料表面的附着 ①机械附着 ②凝聚作用 ③化学作用
主要机理: 接触凝聚
滤层截留杂质的规律
1、杂质截留过程 2、杂质在滤层中的分布 3、影响滤层中杂质分布的主要因素
杂质截留过程
接触凝聚附着──与絮凝体的表面特性、吸附 强度有关。过滤开始时，由于孔隙大、流速 小，杂质主要集中在表层
水力冲刷脱落──由于流速作用。随着杂质 积累、阻塞孔隙，流速增大，使部分颗粒被 冲刷、脱落，杂质向下推移，下层滤层的作 用逐渐发挥。
由于表层颗粒细(水力筛分的结果)，比表 面积大，截留杂质多，所以整个滤层的截留 作用尚未完全发挥，过滤过程就将结束。
杂质在滤层中的分布
① 滤料粒径下大上小，孔隙也下大上小，造 成表层滤料截留杂质多。由于表层滤料筛滤 的结果，堵塞严重，有时形成滤膜，使过滤 阻力剧增(图4-3-2)。
定义
水处理中的过滤是用具有孔洞的粒状滤料 层截留水中杂质，使水澄清的工艺过程
作用
降低水的浊度，去除悬浮和脱稳的胶体颗 粒物(包括菌、病毒，有机物等)
设置位置
——给水处理中，设在沉淀(澄清)之后，进 一步降低浊度(20° ≤5°，达到饮用水对浊 度的要求)
——直接过滤: 低浊度水(投药混合之后， 对颗粒尺度要求不高)
e L L0 100% L0
3）冲洗历时
（4-45）
配水系统
1、作用 ——反冲洗时均匀布水 ——过滤时均匀集水 2、配水与反冲洗的关系 若配水不均匀会降低反冲洗效果：1）形成泥 球；2）承托层松动，造成漏砂现象
配水系统
3、反冲洗时滤池的阻抗分析 由滤池结构可知，反冲洗水头应克服下述阻 力：
配水系统阻力 S1 孔眼局部损失 S2 承托层阻力 S3 滤料层阻力 S4 流速水头 S5
3）过滤过程中水头损失的增加 试验证明：a. 水头损失与过滤时间成正比 （见图）
b. 滤速v1>v2时，ho1>ho2，tgα1> tgα2， T1<T2。说明水头损失h与滤速直接相关。 4）滤层中水头损失的分布（见图）
变速过滤中滤速的变化
1）变速过滤：随过滤时间的增加，滤速逐渐 减小的过滤称为变速过滤。变速过滤中过滤 水头基本保持不变，普通快滤池属于此类型。
过滤
4.3.1 过滤的净化原理 4.3.2 滤料与承托层 4.3.3 滤池的反冲洗 4.3.4 快滤池的设计 4.3.5 其它形式的滤池
过滤的净化原理
一、概述 二、快滤池的构造与工作过程 三、过滤的净化机理 四、滤层截留杂质的规律 五、过滤过程中滤层阻力的变化 六、提高过滤效率的途径
概述
1、定义 2、作用 3、设置位置 4、滤池的类型及主要特点
② 当受力不均时，造成裂缝，局部阻力突然 减小，杂质穿透(图4-3-2)，水质恶化。
③ 杂质在滤层中的分布（见图4-3-3）
影响滤层杂质分布的主要因素
① 滤速 ② 滤料粒径与级配 ③ 滤料层的组成
“水力筛分现象”：滤料层经过高速水流 反冲洗后，出现滤料上细下粗的分层现象称 为水力筛分。
过滤过程中滤层阻力的变化
1、等速过滤中阻力的变化 2、变速过滤中滤速的变化
等速过滤中阻力的变化
1）等速过滤：过滤过程中，过滤的流量或 滤速始终保持不变。
无阀滤池与虹吸滤池属于等速过滤。
2）清洁滤层的水头损失：过滤开始阶段的 水头损失，可用柏耐克-柯士南公式计算：
h0
5 g
(1 m)2 m3
l
v
6d
2
（4-42）
等速过滤中阻力的变化
2）滤速变化：见图
提高过滤效率的途径
1、反粒度过滤 2、上向流过滤
3、采用双层或多层滤料
滤料与承托层
一、滤料 二、承托层
滤料
1、滤料的选择 2、级配与粒径 3、滤料层规格
滤料的选择
——具有足够的机械强度 ——具有化学稳定性 ——具有一定的吸附面积 ——具有一定的级配和孔隙率
——能就地取材、价格便宜
V——滤料层体积（cm3）
γ——滤料比重（g/cm3）
滤料层规格
滤料层厚度：一般60~70cm 滤料级配：通常K80≤2
孔隙率：一般石英砂滤料的孔隙率在0.42 左右
承托层
1、作用 ——支撑滤料 ——防度约40cm
滤池的反冲洗
一、反冲洗 二、配水系统 三、冲洗废水的排除 四、冲洗水的供给
清洗方式 刮除表层滤料
特点 出水水质好，生产效率低，仅在表 层几厘米滤层中纳污。
滤池的类型及主要特点
快(砂)滤池(rapid (sand) filter) 滤料尺度 0.5~2.0 mm 滤 速 1.5~3.0 mm/s 工作周期 十几小时至几天
清洗方式 反冲洗 净化机理 机械隔滤、沉淀作用、接触凝 聚（主要）
地下水除铁、锰(曝气氧化，产生铁、 锰的沉淀物之后)
——污水二级处理之后: 去除悬浮、胶体 物质
滤池的类型及主要特点
慢砂滤池(slow sand filter) 滤料尺寸 0.15~0.35mm 滤 速 0.03~0.1 mm/s 工作周期 几周至数月
净化机理 ① 机械隔滤(滤膜、孔隙小) ② 滤膜中的生化作用
反冲洗
1、冲洗目的： 恢复滤池的工作能力 2、冲洗方法
1）反冲洗：水流自下而上冲洗，与过滤方 向相反
2）反冲洗+表面冲洗 3）反冲洗+空气助冲
3、影响滤池冲洗效果的因素
反冲洗
1）冲洗强度q：单位面积滤层上通过的反冲 洗水量（l/s.m2）
2）滤层膨胀率e：滤层经反冲洗膨胀后所增 加的厚度与膨胀前厚度之比，可用下式表示：
快滤池的构造及工作过程
1、构造：常为钢筋混凝土池子，包括进、出 水渠、洗砂排水槽、滤料层、承托层、配水 系统等几个部分；管廊内主要是浑水进水、 清水出水、初滤水、冲洗来水、冲洗排水等 几种管道及相应的控制阀门
2、工作过程：包括过滤与反冲洗两个过程 （见图）
过滤的净化原理
两个过程: ——悬浮颗粒向滤料表面迁移