滤料粒度对过滤的影响(一).

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水处理过滤技术

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。

什么叫滤料的不均匀系数-其大小对过滤有什么影响

什么叫滤料的不均匀系数-其大小对过滤有什么影响

什么叫滤料的不均匀系数?其大小对过滤有什么影响?
滤料的不均匀系数是指80%滤料(按质量计)能通过的筛孔孔径(d80),与10%滤料能通过的筛孔孔径(d10)之比。

滤料不均匀系数用K80表示,即:K80=d80/d10。

滤料颗粒如果不均匀,有两大影响:一是使反洗操作困难,因为反洗强度太大,会带出细小的滤料,造成滤料的流失;而反洗强度太小又不能松动下部大粒滤砂,长期下去易造成滤层“结块”;二是会使过滤情况恶化。

因为滤料颗粒大小不均匀,就意味着有细小滤料颗粒。

这些细小颗粒会集中在滤层表面,结果会使过滤下来的污物堆积在滤层表面,使水头损失增加比较快,过滤周期变短。

慢滤池或快滤池用砂选用的不均匀系数有所区别。

不均匀系数一般要求<2.0,在1.8~2.0比较合适。

废水处理工程课后习题答案

废水处理工程课后习题答案
存在的问题有:以物理吸附为主,但由于有表面氧化物存在,使其具有一定的化学选择 性吸附,所以不适用于选择性高的污水处理。活性炭的吸附性能受活化温度和再生方法的影 响很大,因此活化过程需严格控制。
7.4穿透曲线是当废水连续通过吸附剂层时, 记录出水浓度,将出水浓度随时间变化作图得 到的曲线。
吸附床的设计运行方式的选择,很大程度上取决于穿透曲线,由穿透曲线法可以了解床 层吸附负荷的分布,穿透点和耗竭点。穿透曲线越陡,表明吸附速度越快。对单床吸附系统, 由穿透曲线可知,当床层达到穿透点时,必须停止进水,进行再生;对多床串联系统,当床 层达到耗竭点时,也需进行再生。
3.3答:混凝剂分为:无机盐混凝剂、有机高分子类混凝剂、微生物絮凝剂。常用混凝剂有:
硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺(PAM)等。
硫酸铝作用过程及机理:
三价金属铝在水中的存在形式是带六个结晶水的Al (H20)6•。当pH值小于4时,这种水
合离子是水中存在的主要形态,如果pH值升高,水合离子就产生结合水的水解,生成各种
电解凝聚:用于处理废水中的有机或无机胶体。
电解浮上:在阴极和阳极产生02和H2,这些微气泡表面积很大,在上升过程中易黏附 携带废水中的胶体微粒、浮化油等共同浮上。利用电解凝聚和浮上可以处理多重含有机物、 重金属废水。
第七章习题
7.3优点有:具有巨大的比表面积和特别发达的微孔,因此吸附能力强,吸附容量大。粒状 炭、工艺简单、操作方便,具有稳定的化学性质,可以耐强酸、强碱,能经受水浸、高温、 咼压作用,不易破碎。
第一章习题
1.5BODt为t时日消耗的溶解氧量,L表示t时日水中剩余的BOD
-1
解:已知BOD5=200mg/L,k=0.15d-1
由式BOD5=La-L= La(1-10-k1t)(1-4)

常用水处理滤料的不同作用和功能分析

常用水处理滤料的不同作用和功能分析

常用水处理滤料的不同作用和功能分析1.活性炭净水活性炭普通为柱状颗粒,比外表积大,微孔兴旺,机械强度高,吸附速度快,净化度高,不易脱粉,使用寿命长。

净水 活性炭可广泛用于化工、电子、医药、印染、食品及生活用水、 工业用水、溶液过滤、吸附净化、除杂,也可用于工业废水深度 净化。

可有效除去臭味、氯、箴及多种重金属离子等有害物质和 脱色。

净水系列活性炭选用优质果壳椰子壳为原料,采用先进的生产工艺精制加工而成,产品具有孔隙结构兴旺,强度高,杂质含量低,颗粒度适当,阻力小,易于再生等优点。

对水质净化有极好的效果,它非但能除去异臭异味,提高水的清纯度。

对水中各种杂质如氯、酚、神、铅、氤化物、农药等有害物质也有很高的 去除率。

可广泛用于装填各类大、中、小型净水器。

也合用于糖类,清凉饮料的脱色和精制,以及室内外空气的净化,特殊是加 载了特殊成份的活性炭对室内有害气体如氨、甲醛等,具有更好 的净化效能。

铁的钝化(预防红铁锈生成而发生红水)、水的还原化、去除二氧化硅与粘合物(微生物集合体)等各种效果。

电气石与水反响, 就能处理连化学洗剂和化学物质都很难处理的问题。

3)缩小水份子束:水份子(H20)并非单独存在,其份子会相互结合,形成份子束。

份子束较小的水能去除氯或者不纯物,滋味佳, 而且能够提高身体的渗透力。

4)放射远红外线(4、14微米的成长光线)远红外线能够渗透到 身体深层部位,温暖细胞,促进血液循环,使新陈代谢顺畅。

电 气石远红外线发射力将近100%,数值较其他矿物高。

5)含有有效微量矿物质。

13.镁粒纳米金属镁(小份子团):产生负离子,把水瞬间负离子化; 放射远红外线使水活化,使水份子团变小,渗透力.扩散力.蠕动 力.溶解力.代谢力都强于其他水,通过细胞,促进新陈代谢,排除 有害酸性代谢物,抗人体衰老,可提高自身的免疫力;含有丰富的 矿物质和人体所需要微量元素水处理行业:可用于水处理方面,改善负电位及大份子团变小分 子团。

细砂比例对均匀级配石英砂滤料过滤性能的影响研究

细砂比例对均匀级配石英砂滤料过滤性能的影响研究

细砂比例对均匀级配石英砂滤料过滤性能的影响研究发布时间:2022-07-18T07:45:02.418Z 来源:《城镇建设》2022年第5期(上)作者:杨永升[导读] 作为常规水处理工艺的重要组成部分,过滤效果的改善有助于提高出水水质。

杨永升******************摘要:作为常规水处理工艺的重要组成部分,过滤效果的改善有助于提高出水水质。

现代过滤理论一般认为,在快滤池过滤过程中,滤料对水中悬浮物的截留能力与其表面特性和所提供的颗粒表面积有关。

石英砂是目前国内水厂使用的主要滤料之一。

近年来,石英砂粒度对过滤水质量影响的研究逐渐引起了国内学者的关注。

本文主要分析细砂比例对均匀级配石英砂滤料过滤性能的影响。

关键词:均匀级配滤料;石英砂;细砂比例;颗粒性质;过滤性能引言为了满足设计标准,净水厂所用石英砂滤料的粒径范围为0.5 ~ 1.2 mm,在此粒径范围内,对不同粒径的石英砂滤料进行了中试研究。

通过对比浊度、氨氮、有机物、无脊椎动物含量、水头损失等指标,探讨细砂滤料的过滤效果,旨在为净水厂升级改造提供技术参考。

1、材料与方法1.1中试系统与水质中试试验系统建立在西安市某地表水厂,系统进水为水厂地表原水进水。

包括供水系统、砂滤系统、反冲洗系统。

供水系统包括混合反应池,网格絮凝池,斜管沉淀池,加药系统。

原水经过絮凝沉淀以控制砂滤系统的进水浊度。

砂滤系统由2根平行有机玻璃滤柱(1#、2#)组成,内径100mm,总高2.7m。

滤柱由上到下依次为水头变化区、滤层、承托层和配水配气室。

其中配水配气室高度150mm,承托层厚度150mm,由粒径为8~15mm的卵石构成。

石英砂滤层厚度110cm,沙面上方设1个取样口,滤层表面以下10、30、50、70、90、110cm深度共设置6个取水样口。

1.2实验方法细砂比例对均匀级配滤料除浊性能的影响在两根中试滤柱中分别加入A与B两种不同级配参数和细砂比例的均匀级配滤料,这里的细砂特指<0.9mm和0.9-1.0mm粒径范围的滤料。

滤料级配名词解释

滤料级配名词解释

滤料级配名词解释
滤料级配是指不同粒径的滤料按照一定的比例混合,以实现最佳的过滤效果。

这种比例通常是根据过滤器的设计要求和滤料的特性来决定的。

滤料级配的合理与否直接影响到过滤器的过滤效果和寿命。

在滤料级配中,滤料的粒径是指颗粒的大小,通常用毫米或微米来表示。

滤料的粒径范围通常是根据过滤器的设计要求和滤料的特性来决定的。

一般来说,滤料的粒径范围越窄,过滤器的过滤效果越好,但滤料的阻力也会相应增大。

滤料的级配是指不同粒径的滤料按照一定的比例混合。

这种比例通常是根据过滤器的设计要求和滤料的特性来决定的。

一般来说,滤料的级配应该满足以下要求:
1. 滤料的粒径应该与过滤器的设计要求相匹配。

如果过滤器的设计要求比较高,那么滤料的粒径应该比较小,反之则应该比较大。

2. 滤料的不同粒径之间应该有合适的比例关系。

这种比例关系应该使得滤料在过滤过程中能够充分发挥作用,提高过滤效率。

3. 滤料的级配应该能够满足过滤器的反冲洗要求。

反冲洗是过滤器的一种重要功能,可以清除滤料中的杂质和污染物,恢复过滤器的性能。

如果滤料的级配不合理,反冲洗效果可能会受到影响,导致过滤器的性能下降。

综上所述,滤料级配是指不同粒径的滤料按照一定的比例混合,以实现最佳的过滤效果。

这种比例应该根据过滤器的设计要求和滤料的特性来决定,以满足过滤效率和反冲洗要求。

不同粒径的均质石英砂过滤性能研究

不同粒径的均质石英砂过滤性能研究

不同粒径的均质石英砂过滤性能研究杨长生(成都航空职业技术学院,四川成都610021) 收稿日期作者简介杨长生(31),男,四川省武胜县人,硕士,工程师,从事建筑设备安装工程教学与研究。

摘 要:采用两种不同粒径的均质石英砂滤料进行直接过滤,在单位面积滤层滤料表面积相等的条件下进行过滤性能比较,试验结果表明单位面积滤层滤料颗粒表面积相等时,滤后水浊度相同,粗石英砂的过滤水头损失小于细石英砂的过滤水头损失,因此,用单位面积滤层滤料表面积来衡量对滤池滤料的要求比L/d指标更合理。

关键词:直接过滤 滤料颗粒表面积 均质石英砂滤料 过滤性能 中图分类号:TU57+811 文献标识码:B 文章编号:1671-4024(2008)04-47-03 1 实验构思现代过滤理论研究认为,在快滤池中,悬浮颗粒的去除,主要是由颗粒与滤料之间以及颗粒与颗粒之间的吸附(粘附)作用而被去除的。

这就涉及到两个方面的问题:第一是被水挟带的悬浮颗粒如何脱离水流流线向滤料表面靠近的颗粒迁移机理。

第二是当悬浮颗粒与滤料表面接触时,依靠哪些力的作用使得它们粘附在滤料表面上,这就是颗粒的粘附机理,在这一机理中,要保证过滤出水水质,就必须保证滤层滤料具有一定的表面积,为悬浮颗粒被吸附在滤料表面提供足够的吸附空间,以便悬浮颗粒有效地被吸附在滤料表面。

直接过滤是混凝与过滤过程有机结合而形成的新的单元处理过程,原水在滤前预处理中,仍然依靠压缩双电层、电性中和作用以及吸附架桥、表面络合作用,使原水中悬浮物质脱稳或凝聚成具有良好过滤性能的微絮体,当带脱稳胶体的水流通过滤料表面时,脱稳的胶体与宏观的滤料表面接触从水中分离出去,相当于微观颗粒与宏观滤料间的絮凝,当宏观滤料所提供的表面积越大,脱稳的胶体与宏观的滤料表面接触的机率越大,这种微观颗粒与宏观滤料间的总体絮凝效果越好,出水水质越好。

由此可见,在过滤过程中整个滤层滤料表面积的大小对滤出水水质的影响很大。

化学水处理-双膜法培训资料

化学水处理-双膜法培训资料

制水工艺超滤+反渗透+混床生产水池自清洗过滤器超滤装置反渗透装置高压泵脱碳器中间水箱保安过滤器混床阻垢剂加药装置除盐水箱酸、碱再生清洗装置氯化法、氯碱项目、锅炉制水指标:序号项目指标备注1 电导率≤10μS/cm 25℃2 SIO2 ≤80μg/l3 硬度≈04 产水量600t/h 25℃5 送水压力0.6MPa6 PH 7.5-8.5水处理的预处理预处理的目的是使原水经过初步的处理,主要是去除水中各种悬浮物、胶体,以达到后续水处理设备的进水要求。

例如采用反渗透的除盐工艺预处理应做到如下要求:防止膜表面上污染,即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵膜元件水流通道。

防止膜表面上结垢。

反渗透装置运行中,由于水的浓缩,有难溶盐如 CaCO3 、CaSO4、 BaSO4 、SrSO4 、CaF2等沉积在膜表面上,因此要防止这些难溶盐生成。

确保膜免受机械和化学损伤,以使膜具有良好的性能和足够长的使用寿命。

目前常用的预处理工艺主要有:混凝沉淀、氧化杀菌、多介质过滤、活性炭过滤或超滤、离子交换软化或加药阻垢、温度与 pH 值的调节、还原剂处理、保安过滤。

特殊的预处理工艺还需降低水中金属离子的含量(如铁、锰、铜等)、微生物杀菌、去除二氧化硅等。

下面介绍几种常用的预处理技术。

一、水的过滤处理过滤设备称为滤池或滤床,装填粒状滤料的钢制设备称为过滤器,滤层由一定厚度的滤料构成。

滤料有粒状、粉状、纤维状多种,常用粒状滤料有石英砂、无烟煤、活性炭、磁铁矿、石榴石、陶瓷、塑料球等。

过滤工艺主要有过滤和反洗两个过程。

目前在国内常用的过滤设备是让水经过一定大小、形状的颗粒物,水中的悬浮物、胶体等杂质被这些颗粒物质截留下来,再通过反洗将颗粒上的杂质冲洗带出过滤器以恢复其工作能力。

过滤在过滤器里,不同粒径的滤料由上到下、由大而小依次排列(当然多介质过滤器里是不同材料的滤料,通常是石英砂、无烟煤、锰砂等)。

当水从上流经滤料时,水中部分的固体悬浮物进入上层滤料形成的微小孔眼,受到吸附和机械截留作用被滤料的表层所截留。

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滤料粒度对过滤的影响(一)摘要:针对近年国内新建水厂滤池多采用粗粒径滤料、滤层加厚的趋势,本文结合试验研究与生产实际,从唯象观点与机理分析,阐述了快滤池滤料粒径的粒度对过滤性能的影响,以及由此产生的滤料厚度与滤料粒径比值(L/d)的概念,说明了L/d值是快滤池设计中保证过滤效能和水质的关键因素。

关键词:蒯滤池滤料粒径产水量水质在以地表水为水源的给水净化工程中,滤池是不可缺少的最重要的处理构筑物。

由于快滤池的滤速是慢滤池的几十倍到几百倍,在解决了清洗滤池的反冲洗技术后,快滤池目前已取代了慢滤池。

本文所谈及的内容限于快滤池。

和欧洲的情况相比,我国给水净化工程中所用的滤池滤层较薄、粒度较细。

我国设计规范有关滤料部分,单层滤料过滤只规定了石英砂,粒径范围dmin~dmax为0.5~1.2mm、层厚0.7m。

从本世纪六十年代起,法国和苏联就开展了粗滤料过滤技术研究。

其后法国开发了V型滤池,通常石英砂滤料粒径范围dmin~dmax为0.9~1.35mm,也可扩至0.7~2.0mm、层厚在0.95~1.50m之间。

美国在八十年代则采用无烟煤滤料建成日处理水量216万3的洛杉矶水厂,有效粒径d(10)达1.5mm,均匀系数k(60)为1.5、层厚1.8m。

由美国人设计的巴西圣保罗水厂日处理量130万3,采用石英砂滤料,有效粒径d(10)为1.7mm、均匀系数k(60)达1.5、层厚1.8m。

中国目前滤池设计也有滤料粒度加大、滤层加厚的趋势。

例如九五年建成的北京第九水厂二期工程,日处理水量50万3,采用无烟煤滤料,有效粒径d10为1.10mm、均匀系数k(60)1.35、层厚1.5m。

滤料粒度的变化对滤池的过滤性能有何影响?滤料粒度和滤层厚度如何制约着滤池的过滤能力?如何从表象和微观去分析和认识?笔者谨以此文与大家共同探讨。

按唯象观点即不涉及机理,认为过滤是水中悬浮物被截留的过程,被截留的悬浮物充塞于滤料间的空隙。

滤层孔隙尺度以及孔隙率的大小,在同种滤料、相同反冲洗条件下,随滤料粒度的加大而增大。

即滤料粒度越粗,可容纳悬浮物的空间越大。

其表现为过滤能力增强,纳污能力增加,截污量增大。

同时,滤层孔隙越大,水中悬浮物越能被更深地输送至下一层滤层,在有足够保护厚度的条件下,悬浮物可以更多地被截留,使中下层滤层更好地发挥截留作用,滤池截污量增加。

下列表1是一组无烟煤滤料不同粒径过滤能力比较的试验数据。

无烟煤滤料不同粒径过滤能力比较试验表1组别序号有效粒径mm滤速 m/h进水浊度 NTU出水浊度 NTU截留浊度 NTU周期产水量m3/m2过滤能力指数比值 A11.10100.630.170.464602111∶1.1521.33100.630.190.44550242B31.101010.200.219.9922021971∶1.2641.481010.200.259.952802786表中“过滤能力指数”为:过滤进出水浊度差即截留浊度与周期产水量的乘积(实为截污能力)。

A组试验表明,有效粒径1.33mm 滤料的截污能力比1.10mm滤料高出15%;B 组试验表明,有效粒径1.48mm滤料的截污能力比1.10mm滤料高出26%。

表2所列为表1中A组两种滤料试验周期终止时滤层内不同深度处水头损失值及其所占总水头损失的百分比。

过滤周期终止时水头损失表2试验总水头不同滤层深cm处水头损失cm/占总水头损失百分比%序号损失cm20406080100120140150120382/4068/3427/139/4.56/34/24/23/1.5220068/3456/2845/2315/7.56/34/24/23/1.5从表2可以看出,有效粒径d(10)=1.10mm滤料的过滤周期终水头损失中层厚20cm以上的表层产生的水头损失占总水头损失的40%、40cm以上的水头损失占74%;有效粒径d(10)=1.33mm滤料的过滤周期终水头损失中层厚20cm以上的表层产生的水头损失占总水头损失的34%、40cm以上的水头损失占62%;而40cm至80cm层厚的水头损失占总水头损失的比例,d(10)=1.10mm 滤料为17.5%、d(10)=1.33mm滤料为30.5%。

显而易见,d(10)=1.33mm滤料过滤过程中悬浮物被更深地携至中层,更多地发挥了中层滤料的截污作用,因而纳污能力强、过滤周期相应加长、产水量加大。

从力学特性讲,滤料截留悬浮物依靠的是颗粒间的范德华力、库仑力和表面张力。

这些力使悬浮物迁移并被吸附。

但同时,过滤水流在滤层中的流动与滤料颗粒间的水流剪力则具有使被截留吸附在滤料颗粒表面的悬浮物剥落的可能,并同时产生附加水头,即产生水头损失。

滤料粒度增大,空隙尺度加大,空隙空间增加,过水通道尺度大,过滤水流阻力减弱,水头损失增量将得以延缓,其结果达到特定终止水头损失的过滤周期得以延长,产水量得到增加。

日本学者藤田贤二通过研究导出的公式↑〔1〕清晰地表明了粒度、空隙度和水头损失之间的关系:H=K(LVμ/ρgψ2d2)(1-ε)2/ε 3 (1)H——过滤水头损失 K——系数L——滤料层厚度 V——滤速ρ——水密度 g——重力加速度ψ——滤料球形度 d——滤料粒径ε——滤层空隙度μ——水的动力粘度虽然这个公式主要是定性地表示滤料特征与初始水头的关系,但已清楚地描述了滤料粒径大小、空隙度大小对过滤过程的影响,即滤料粒径增加、水头损失减小、过滤周期势必延长、产水量增加。

随着滤料粒径的加大,虽然能更多地发挥下层滤料的截留作用,但同时也对穿透深度带来影响,即在其它条件等同时,粒径越粗穿透深度也越大。

汉森(Hanzen)认为,经絮凝后弱的絮体穿透深度与滤料粒径的三次方成正比,强的絮体穿透深度与滤料粒径的二次方成正比。

斯坦雷(Stanley)则用下述公式〔2〕表述滤料粒径与穿透深度的关系:K=(hd2.46u1.56)/1 (2)K——常数 u——滤速d——有效粒径 h——水头损失l——穿透深度上式表明,穿透深度与滤料粒径的2.46次方成正比。

由此引发出两个问题。

其一,相同厚度的滤层,在一定范围内,滤料粒径越粗,由于穿透深度越大,出水浊度将不如粒径较细的滤料。

表1所示试验数据证明了这一点。

序1和序2试验中,有效粒径1.33mm的截留浊度为044NTU,而有效粒径1.10mm的截留浊度为0.46NTU,进水浊度相同而有效粒径1.33mm的滤料过滤出水浊度较有效粒径1.10mm高出0.02NTU。

序3和序4的试验结果同样表明粗粒径滤料过滤出水浊度较细滤料高。

其二是,前述滤料粒径越粗滤层截污能力越强、过滤周期产水量越大的观点应是建立在满足一定出水水质(浊度)要求的前提之上的。

如果一味地用出水水质做比较,在其它条件相同的情况下,粒径细的滤料出水浊度总要比粒径粗的滤料出水浊度低。

这一点在实际工程中颇为重要,即为达到预期的水质要求,应尽量选用合宜的粗粒径滤料。

从严格的理论上讲,滤料所具有的对悬浮物的截留能力来自滤料所提供的表面积。

慢滤池的过滤能力主要地来自滤料的筛除作用,而快滤池的过滤能力来自滤料颗粒表面的吸附作用,这是快滤池与慢滤池过滤机理最根本的不同之处。

在过滤过程中滤料所提供的颗粒表面积越大,对水中悬浮物的附着力越强。

为要达到一定的预期的水质要求,滤料所提供的表面积应表现为:单位面积滤层所提供的表面积必须满足某一最低量值以上的要求,其数学表达式〔3〕为:S=〔6(1-ε)/ψ〕·(L/d)(3)S——滤料表面积ε——滤层空隙度ψ——滤料球形度 L——滤层厚度d——滤料粒径从上式可以清晰地看出,随着滤料粒径加大、孔隙度加大,所提供的表面积变小。

滤层表面积减小的结果必然会降低过滤能力。

这反映出滤料粒度加大对过滤效果带来的负作用。

同时这个式子也清楚地表明,在滤料球形度一定也即滤料种类一定的情况下,能够抵消粒度变化负面影响的只有滤层厚度、即L。

这样,式中的L/d成为关键因素,它决定了滤料所能提供的表面积的大小也就决定了过滤性能。

由此引伸出L/d的概念。

从技术角度讲,L/d值越大越好。

而综合经济因素,工程中应以最小L/d值满足提供最低量值的滤料表面积达到预期的过滤出水水质要求。

在实践中,选用优良的颗粒级配与合宜的滤层厚度正是保证过滤效果的关键。

因此,L/d受到滤池设计人员的日益重视。

中国《城市供水行业2000年技术进步发展规划》提出:“为保证水质滤层深度与粒径比应大于800。

”在其子课题《改善过滤效能》中指出:“运用L/Dm≥800判别式判断分析滤池滤料级配的合理性或比较其优越性。

”这里的Dm 为滤料的几何平均粒径。

美国《Intergrated Design of Water Treatment Facilities》一书指出:“普通单层砂滤池或双层滤料滤池L/d≥1000;1.5mm≤d≥1.0mm的单层滤料滤池L/d≥1250。

”这里的d为有效粒径。

有关粒径d的取值出现了两种,一是有效粒径、一是几何平均粒径。

那么,L/d中的d采用哪一种取值更为适宜?有效粒径d(10)是Hanzen根据滤料的使用经验首先提出的〔4〕,并被后人广泛应用。

他发现,只要d(10)值不变,任何级配情况下滤层对水流的阻力几乎都是一样的。

因而在研究过滤水头损失、穿透深度等过滤性能时采用d(10)是合理的。

但是如前所述,快滤池的过滤能力从理论上讲是由滤料颗粒表面的吸附作用决定的,而吸附作用的大小取决于滤料颗粒的表面积。

显然,由于几何平均粒径dg是滤料颗粒表面积的科学表征,因此L/d中的d应当用几何平均粒径dg。

当所用滤料的均匀系数很小时,例如K(60)<1.5情况下,笔者认为可以用平均粒径da替代几何平均粒径dg。

笔者参与的无烟煤均质滤层过滤试验研究所用滤料的数据如表3。

无烟煤滤料均质滤层过滤试验L/d数据库表3L/d d L mm有效粒径mm平均粒径mm1.481.331.101.831.651.36150010141128136481990911031100743/ 1000601/ 809本表所示与表1、表2为同一项试验,其进出水水质如表1所列。

全部滤后出水浊度均在0.5NTU以下,平均出水浊度不足0.3NTU。

北京市第九水厂二期工程(日处理量50万3)过滤工艺采用无烟煤均质滤层过滤技术,1995年投产,1996年进行生产性测定,结果如表4。

北京市第九水厂二期工程滤池生产运行测定结果表4 序日期原水浊度NTU进水浊度NTU出水浊度NTU周期h产水量m3/m2最高最低平均最高最低平均最高最低平均平均平均16.24-6.281.290.600.841.150.510.680.230.060.1448.030227.31-8.45.001.653.303.301.102.040.230.030.1138.029738.21-8.2497.010.837.810.44.607.440.690.090.2636.0258生产性测定结果表明,滤池过滤性能良好,滤出水水质好,周期长,周期产水量大。

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