净水厂工艺改造中的小阻力配水系统承托层探讨
水处理过滤技术
国内快滤池一般采用d10=0.5～0.6mm，K80=2.0～2.2 的滤料；
国外则倾向于选用稍大的d10和较小的d80。
第三节
快滤池
第三节
快滤池
双层及多层滤料级配：
第三节
快滤池
三、承托层 作用：防止滤料从配水系统中流失； 反冲时均匀配水。 （1）单层滤料或双层滤料池，采用大阻力 配水系统由天然卵石或碎石组成。
快滤池
(在冲洗过程中不因碰撞、摩擦而破碎。)
② 有足够的化学稳定性。
(不溶于水，对废水中的化学成分足够稳定，不产生有害 物质。)
③ 具有一定的大小和级配。
（粒度适中，外形近乎球形，表面粗糙，带有棱角，能提 供较大的比表面和孔隙率，满足截留悬浮物的要求。）
④ 价廉，易得。
第三节
(2)滤料的种类
快滤池
A、提高滤料颗粒的均匀性，即减小K80 ，增大d10 。 B、由单层滤料改为多层滤料； C、改变水流方向（上下双向过滤）。
出水
石英砂 石英砂
出水
无烟煤 石英砂
无烟煤 石英砂 磁铁矿
承托层 进水
承托层 进水
承托层 出水
承托层 出水
a.上向流过滤
b.双向流过滤
c.双层滤料
d.三层滤料
第二节
过滤理论
为了改变上细下粗的滤层中杂质分布严重的不均匀 现象，提高滤层含污能力，出现了双层滤料、三层滤料 或均质滤料等，见图。
第二节
过滤理论
实际工作时，往往是下层滤料截留悬浮颗粒 作用远未得到充分发挥时，过滤就得停止。
原因：滤料经反冲洗后，滤层因膨胀而分层，表层滤料粒径最 小，粘附比表面积最大，截留悬浮颗粒量最多，而孔隙尺寸又最小， 因而，过滤到一定时间后，表层滤料间孔隙将逐渐被堵塞，甚至产 生筛滤作用而形成泥膜，使过滤阻力剧增。导致结果: (1)在一定过滤水头下滤速减小（或在一定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，以致悬浮杂质穿过滤层而使出水水质恶化。 当上述两种情况之一出现时，过滤将被迫停止。
《水处理技术及原理》第6章-过滤
滤池穿孔滤砖
28
复合气水反冲洗配水滤砖
29
4.3 反冲洗
第
恢复过滤能力
4
1．反冲洗方式
节
1) 高速水流反冲洗: 30-36 m/h
配
2) 气、水反冲洗
水
气冲强度：10－20 L/m2 s
系
水冲强度：3－4L/m2 s
统
3) 表面辅冲加高速水流反冲洗
与
反
冲
洗
30
冲洗强度 膨胀度
L/(s m2)
24
4.2 配水系统类型
第
2．小阻力配水系统
减少配水系统阻抗S1
4
降低配水系统流速
节
增大配水空间
配
使孔眼处的压力接近
水
相应降低S2，增加开孔比1.0-1.5%
系
统
与
特点：配水系统结构简单，冲洗水头小（2m左右）
反
适应于面积小的滤池
冲
洗
25
钢筋混凝土穿孔板：板上铺设一层或两层 尼龙网。
26
穿孔滤砖：开孔比，上层1.07％，下层0.7%
第 2
节
快 滤 池
9
2.2 普通快滤池的工作过程与周期
第 工作过程 2
节
快 滤 池
10
2.3 过滤方式-变水头等速过滤
第
2
随着过滤进行，滤层孔隙率
节
减少，水头损失增加，滤池
内水位自动上升，自由进流，
以保持过滤速度不变。
快
滤
-------虹吸滤池
池
无阀滤池
11
2.3 过滤方式-等水头等速过滤
第
通过设置出水流速调节器 ：普通快滤池
现有水厂普通快滤池技术升级改造方案探讨
现有水厂普通快滤池技术升级改造方案探讨摘要：水厂作为各地区居民生产生活用水的加工工厂，担负着重要的水源净化和加工责任。
文章简述了水厂普通快滤池的概况，针对水厂滤池的普遍运行状况进行了分析，指出了当前水厂水处理过程中存在的问题，并以此为依据列举出了普通快滤池的改造方案。
关键词：水厂滤池；普通快滤池；改造方案中图分类号：TU991文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）09-0075-03水厂供给地所有居民的人生安全与水厂运营安全息息相关。
所以要对水厂的水质进行严格监控，以确保广大人民群众的生命安全。
滤池作为水厂水源净化处理工艺的最后把关，主要是通过粒状滤料层拦截住残留在水中的浮游物和杂质等，并有效过滤水中的有机物和细菌，其处理效果的好坏会直接影响出厂水质的优劣。
目前，如何改造完善水厂的快滤池技术已经成为了水厂关注的焦点问题之一。
1水厂普通快滤池的概况1.1新滤池的设计要点和参数一般来说，水厂中的滤池数量要达到2个以上，在滤池数量2～5的时候采用单行排练的方式建造滤池。
在数量超出5个的情况下，采用双行排列法。
当滤池面积超出50平米的时候，要在滤池管廊中建造中央集水渠。
在对新滤池的总体规划中，要保证将每个新滤池的实际面积控制在100m2以内，工作周期一般都介于12～24小时之间。
1.2在新滤池设计中应注意的问题在普通快滤池的建造设计中，有许多问题需要留意。
快滤池配水系统的干管底部应该配置有排气管，滤池的底部也要设置有排空管。
一般情况下，滤池闸阀的开启和关闭装置都通过电力或水力运行，一旦出现阀门直径小于3厘米的情况，则可以临时采用手动操作，帮助闸阀能够正常开合，不影响整体的滤水进度。
还应该在每个滤池中安装上水头损失计和取样工具，在各个密封渠道中设置入孔，方便日后的维护和检修。
1.3新滤池的优缺点分析单层滤料具有池深浅、运行经验丰富等优点，但是它的阀门数量较多，还需要配备专业的冲洗设备。
双层滤料相较于单层滤料来说，滤速较快含污力是单层滤料的两倍左右，且工作周期长、成本较低。
水厂虹吸滤池的改造
( 第3册) —— 城镇给水[ M] ．北京：中国 建筑工业出 版社。2000． [ 2] 严煦 世，范瑾初 ．给水工程 ( 第4版) [ M] ． 北京：中国 建筑工业出版社，199 9．
改造后， 每年节约的生产用 水量约91．25× l o' m3。
w 万方数据
网 y ( 上接第47页) t 滤池改造前，滤后水的浊度为0．8 NTU左右， 水 i 改造后，滤后水浊度基本保持在0．5 NTU以下。 c ②反冲洗 周期延长，时 间缩短，反冲洗 强度均 镇 a 匀，用水量减少，如表1所示。
表1 改造前后滤池的反冲洗参数对比
n Tab．1 Compa r i s on 0f i mr a me t e mbef or e an d 城 i att er r econst r uct i on
松园 水厂于1989年投 产，设计 供水能 力为6 × 104 m3／d。原水取自北江河，属Ⅱ类水质。水厂的水 处理工艺流程见图1。
虹吸滤池为单边虹吸滤池，其结构与给排水标 准图集中虹吸滤池标准图( $773) 不完全相同。松 园水 厂有3座滤池 ，每座 有8个滤格 ，单格尺 寸为4 mx4．7 m×4 m。滤池采用滤砖配水、卵石垫层、常 规石英砂滤料层，为单水反冲洗形式。
[ 3] 广州市自来水公司．净水工艺[ z] ．广州，1991．
③反 冲洗效果显 著
反冲洗时 ，高强度的水 力从滤头四周直 接反冲 在滤料中，使整池滤层同时膨胀，均匀摩擦，有效排
国 c 聚 ． E巫 嗵 冲洗周期缩短，耗水量增大，不利于水厂的节能降
. 耗。提高 滤池反冲洗质量对 水厂的制水和节 水至关 中 w 邀 一 型一 重要，因此，滤池配水系统的改造是改善反冲洗效果 w 的一项有效措施。 w 1水厂概况
水质工程学(上)答案
14章4．反应器原理用于水处理有何作用和特点?答:作用:推动了水处理工艺发展;特点：在化工生产中，反应器都只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛，许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至纯物理过程等。
例：沉淀池。
5。
试举出3种质量传递机理的实例。
答：质量传递包括主流传递、分子扩散传递、紊流扩散传递。
1、主流传递:在平流池中，物质将随水流作水平迁移.物质在水平方向的浓度变化，是由主流迁移和化学引起的。
2、分子扩散传递：在静止或作层流运动的液体中，存在浓度梯度的话,高浓度区内的组分总是向低浓度区迁移，最终趋于平均分布状态,浓度梯度消失。
如平流池等.3、紊流扩散传递:在绝大多数情况下，水流往往处于紊流状态。
水处理构筑物中绝大部分都是紊流扩散。
6.（1）完全混合间歇式反应器(CMB）不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出,且假定是在恒温下操作（2）完全混合连续式反应器（CSTR) 反应物投入反应器后,经搅拌立即与反应器内的料液达到完全均匀混合，输出的产物其浓度和成分与反应器内的物料相同（3)推流型反应器（PF）反应器内的物料仅以相同流速平行流动，而无扩散作用,这种流型唯一的质量传递就是平行流动的主流传递答：在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展.在化工生产过程中,反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛。
许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等.例如，氯化消毒池，除铁、除锰滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。
介绍反应器概念，目的就是提供一种分析研究水处理工艺设备的方法和思路。
7。
为什么串联的CSTR型反应器比同容积的单个CSTR型反应器效果好？答:因为使用多个体积相等的CSTR型反应器串联，则第二只反应器的输入物料浓度即为第一只反应器的输出物料浓度，串联的反应器数愈多，所需反应时间愈短,理论上,当串联的反应器数N趋近无穷时,所需反应时间将趋近于CMB型和PF型的反应时间.8.混合与返混在概念上有什么区别？返混是如何造成的?答：区别是：返混又称逆向混合.广义地说，泛指不同时间进入系统的物料之间的混合,包括物料逆流动方向的流动。
净水厂工艺
净水厂工艺工艺部分一沉淀水厂净水工艺，有常规工艺和先进工艺之分：常规工艺：沉淀→过滤；1效果稳定，操作管理方便等特点，并且对异重流有不错的抵抗能力。
但也有缺点，比如占地面积大。
【所谓异重流是指进入较静而具有密度差异的水体的一股水流。
异重流重于池内水体者，将下沉并以较高的流速沿着底部绕道前行；异重流轻于水体者，将沿水面径流至出水口。
密度的差别可能由于水温，所含盐分或悬浮固体量的不同所造成。
若池内水平流速相当高，异重流将和池中水流汇合，影响流态甚微。
这样的沉淀池具有稳定的流态。
若异重流在整个池内保持者，则具有不稳定的流态，这不利于絮凝体的下沉。
】（2）竖流式沉淀池竖流式沉淀池其异重流比较严重，冬季在气温变化大时易泛池。
该类型池于50年代从苏联引进，到了60年代已基本上不再建了。
现在要做的话要往自动化方向年代到80源水中加入较多的凝聚剂，并适当降低负荷，经过一定时间运转后，逐步形成。
从泥渣充分利用的角度而言，平流式沉淀池单纯为了颗粒的沉降，池底沉泥还具有相当的接触絮凝活性未被利用。
澄清池则充分利用了活性泥渣的絮凝作用。
澄清池形式很多，基本上可分为两大类：（1）泥渣悬浮型澄清池，包括悬浮澄清池，脉冲澄清池等。
（2）泥渣循环型澄清池，包括机械搅拌澄清池，水力循环澄清等。
到90年代，澄清池的发展已逐渐不能满足现代水厂的发展要求。
一方面，它操作过于复杂，而且很多操作又不能用自动化机械代替。
这就使得池子的运行效果要受到一定的人为因素的影响。
另一方面，澄清池在电耗上要比其他类型的池高。
澄清池池高在8~9米，而平流式沉淀池池高仅在3~4米，这无形中就提高了澄清池就冲洗得不干净，这些不干净的滤料，逐渐会胶结起来，长大成团。
形成“泥球”或“泥饼”。
“泥球”和“泥饼”又进一步影响冲洗的效果，将会影响过滤的水质，甚至被迫将整个砂层运出滤池进行清洗。
另一个现象是在冲洗水量大的地方，流速很大，会使承托层发生冲动，引起滤料和承托层混合现象，使砂子漏入过滤水中，产生“走砂”现象。
简答论述题题库
简答论述题题库论述题1：饮用水水质要满足的条件以及按照国家标准主要控制的水质指标有哪些。
试根据不同的水源及其水质特点有针对性地写出8种不同的饮用水处理厂处理工艺流程并分析其合理性。
2：设计给水厂时，有时需要做小型实验来确定设计参数，常用的有混凝实验与沉淀柱实验，请画图说明六联搅拌器混凝实验以及自由沉淀柱实验和絮凝性沉淀柱实验。
3：何谓同向高温高压和异向高温高压，两者的汇聚速率（或相撞速率）与那些因素有关？根据反应器原理，什么形式的高温高压池效果较好？各图画出来两种相同的折板高温高压池和隔板高温高压池体图并表明折板高温高压池混凝效果为什么强于隔板高温高压池？4：影响混凝效果的主要因素有哪几种，这些因素是如何影响混凝效果的？何谓混凝剂“最佳剂量”，如何确定最佳剂量并实施自动控制？5：图画出来平流式沉淀池的结构分区示意图，表明平流式沉淀池损坏为什么必须使用穿孔隔墙，水为什么往往使用水支渠？影响平流式沉淀池结晶效果的主要因素存有哪些，沉淀池横向分格有何促进作用？6：简要叙述书中所列4种澄清池的构造、基本原理和主要特点7：为什么粒径大于滤层中孔隙尺寸的杂质颗粒可以被慢滤池的滤层攻击下来，图画出来滤层中杂质原产规律，分析提升慢滤池清淤能力的几种途径，表明什么叫做“正数水头”，它对过滤器和冲洗有何影响，如何防止滤层中“正数水头”产生？8：以普通快滤池为例，说明滤池的结构，分析滤料承托层有何作用，粒径级配和厚度如何考虑；大阻力配水系统和小阻力配水系统的涵义是什么，说明其基本原理和优缺点？滤池反冲洗强度和滤层膨胀度之间关系如何？当滤层全部膨胀起来以后，反冲洗强度增大，水流通过滤层的水头损失是否同时增大？9：综合旁述普通慢滤池、无阀滤池、移动舱盖滤池、v型滤池的主要优缺点和适用于条件。
10：综合旁述目前水的消毒方法、机理及其优缺点。
简答题库一：水质1、水中杂质按尺寸大小可以分为几类？直观表明其通常除去方法2、什么就是水质标准，为确保人体身心健康，饮用水水质建议存有哪些？3、图画出来常规的以未受到污染的地表水为水源的排灌处置工艺流程4、详述胶体的动力学平衡和涌入平衡5、画体图表明不责水性胶体的双电层模型6、画体图表明dlvo理论模型7、水中胶体混凝的机理存有哪些？8、什么就是叔采哈代法则？9、写下10种常用的混凝剂10、什么是助凝剂，写出常用的6种助凝剂11、什么就是异向高温高压，相撞速率影响因素存有哪些？12、什么就是同向高温高压，相撞速率影响因素存有哪些？13、低温如何影响混凝效果，有何应付方法14、水中悬浮物浓度低如何影响混凝效果，有何应对方法15、简述沉淀的原理与分类16、什么就是颗粒的民主自由结晶，写下颗粒民主自由结晶的stokes公式17、直观分析低浊度水的挤迫结晶过程18、简述如何通过沉淀柱实验得到离散颗粒自由沉淀去除效率19、画图表明理想沉淀池的工作状况以及理想沉淀池的基本假设20、沉淀池的型式存有哪些21、根据斜板沉淀池的构造，可以把其分为哪几类，分别写出每类斜板沉淀池设计流量的计算公式。
水厂过滤处理构筑物选择
水厂过滤处理构筑物选择净水处理中过滤的主要作用是通过过滤介质的表面或滤层截留水体中悬浮固体和其他杂质。
对于大多数地表水处理来说，过滤是消毒工艺前的关键性处理手段，对保证出水水质具有重要作用。
在粒状滤料滤池中，水流通过滤料空隙，絮体、粘土、藻类、细菌、病毒以及其他胶体颗粒被截留在滤料表面。
滤料截留悬浮物质可通过多种途径，现今一般认为过滤过程包括输送、附着和脱离3个阶段。
悬浮颗粒向滤料表面的输送可在下述作用下发生：直接截留、布朗运动引起的扩散、范德华力引起的吸引、颗粒惯性、重力沉淀和流体效应；当悬浮颗粒因上述作用被输送到固液界面时，如果固液界面和悬浮颗粒的表面性质能满足附着条件，悬浮颗粒就会被捕捉；当输送和附着过程进行到一定时间后，滤料被沉淀或吸附的颗粒覆盖，滤料间空隙减小，通过滤层的流速加大，截流的沉积物可能部分分离，被带入滤料深部，甚至可能随滤后水排出。
当滤层堵塞到一定程度后，就需要冲洗，以恢复滤层的清洁。
根据滤速的不同，过滤可分为慢速过滤和快速过滤，其中前者在国内较少采用。
目前常用的快滤池有普通快滤池、虹吸滤池、均质滤料滤池（V型滤池）和翻板滤池。
1. 普通快滤池是应用历史最久和采用较广泛的一种滤池，又称四阀滤池。
滤料可采用单层或双层，冲洗采用单水反冲的滤层膨胀冲洗。
滤池单池面积小于100 m2，一般在20～50 m2，适用于大、中、小型水厂，滤前水浊度小于10NTU。
普通快滤池运行稳定可靠，滤料价格便宜，出水水质较好。
缺点是：阀门多，操作麻烦，检修工作量大。
2. 虹吸滤池采用真空系统控制进、排水虹吸管，以代替进、排水阀门，采用小阻力配水系统，滤料一般采用石英砂，过滤方式为变水头恒速过滤，利用滤池本身的出水及其水头进行冲洗。
单池面积不宜过大，适用于大中型水厂，滤前浊度小于10NTU。
虹吸滤池不需大型阀门，不设单独的冲洗水泵或冲洗水箱，可以通过控制虹吸管实现水力自动控制，易于自动化操作。
缺点是：土建结构复杂，池深较大，冲洗效果不易控制，出水水质较差。