第四章 过滤
(2) 筛分方法
见图，d10=0.4mm，d80=1.34mm，因此 k80=1.34/0.4=3.37，此河沙不均匀系数较大。 根据设计要求：d10=0.55mm，k80=2.0，则 d80=1.1mm，按此要求筛选滤料。 大粒径（d>1.54）颗粒约筛除13.0 %，小粒径（d<0.44） 颗粒约筛除19.0 %。
第二节
滤池的运行
一、滤池的工作过程:过滤过程和反冲洗过程交替进行
普通快滤池的构组成： 集水渠 进水 洗砂排水渠 滤料层 承托层 配水系统 出水 管廊：浑水进水管 清水出水管 初滤水 冲洗来水 冲洗排水 四大阀门（至少） 过滤过程：最大过滤水头 损失1.5－2m 工作周期：过滤开始－冲 洗结束＝12－24h
第一节
过滤概述
一、什么是过滤 二、慢滤池及其机理 三、快滤池及其机理
第一节
过滤概述
一、什么是过滤 过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层 截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清 的工艺过程。 相应的处理构筑物称为滤池。
第一节
过滤概述
二、慢滤池及其机理 •滤速慢v＝ 0.1~0.3 m/h •表面生长一层滤膜（1~2个星期后） •效果： 浊度可降到0，可不消毒。
球度系数与形状系数
球度系数
Φ
同体积球体表面积 Φ= 颗粒实际表面积
滤料颗粒的形状系数为：
1 α = Φ
表4-1列出了常见的滤料形状与其球度系数和形状系数，滤 料颗粒的形状示意见图。
表4-1
序号 1 2 3 4 5
滤料颗粒的形状及其球度系数、形状系数、孔隙率
形状描述 圆球形 圆 形 已磨蚀的 带锐角的 有角的 球度系数 1.0 0.98 0.94 0.81 0.78 形状系数 1.00 1.02 1.06 1.23 1.28 孔隙率 0.38 0.38 0.39 0.40 0.43
普通快滤池构造剖视图
普通快滤池构造剖面图
滤料照片
二、 滤池的工作周期
当滤池的水头损失 达到最大允许值 （1.5-2.0m）时， 则停止过滤，对滤 池进行冲洗。
从过滤开始到冲洗 结束的一段时间称 为滤池的工作周 期。
三、 滤池的水头损失 1. 清洁滤层水头损失
预测水通过滤层所产生的水头损失是过滤水力学的一项最基本内容， 但由于缺乏滤层孔隙率在过滤过程中随时间及高度变化的可靠理论， 目前只能计算清洁滤层的水头损失。 (1)均匀滤层计算 卡曼-康采尼公式（Carman-Kozony）公式：
无烟煤 石英砂 重质矿石
密度较大、 粒径较小 （石榴石）
双层
密度较大、 粒径较小
三层
4. 均质滤料
思考题 (1) 滤池的过滤过程包括哪两个环节？ (2) 滤池的工作周期如何确定？受什么因素影响？ (3) 滤池有几种过滤方式？ 如何实现？各有什么特点？ (4) 什么是滤料层含污能力？ 如何改善？
第三节 滤池的基本构造
设粒径为di的滤料重量占全部滤料重量之比为pi，则清洁 滤层总水头损失为：
n (1 − m0 ) 2 1 2 180 h0 = • h i = 3 ( ) l0υ × ∑ ( pi / di2 ) ∑=i 1 ϕ g m0 i 1 n
ν
(3) 过滤过程中的水头损失变化 过滤时滤池的总水头损失为：
H = H1 + H 2 + H 3 + H 4
滤料颗粒的形状示意
滤料层的孔隙率
滤料层的孔隙率指整个滤层中孔隙总体积与整个滤层的 堆积体积之比。 测定方法：取一定量的滤料，在105Co下烘干称重，并 用比重瓶测出其密度。然后放入过滤筒中，用清水过滤一段 时间后，量出滤层体积，则孔隙率为
G m = 1− ρV
式中， G ——烘干后的滤料, g； ρ ——滤料的密度，g/cm3；
(1 − m 0 ) 2 1 h0 = 180 • ( ) 2 l 0υ 3 ϕ • d0 g m0
h 0 ——清洁滤料层的水头损失
ⱱ—— 运动粘滞系数
ν
m 0 ——滤料空隙率 d 0 ——与滤料体积相同的球体直径 l 0 ——滤料层厚度 v——滤速
ϕ——滤料颗粒球度系数
(2) 非均匀滤层按下式计算： 实际滤层是非均匀滤料，计算非均匀滤层水头损失，可分成 若干层，则各层水头损失之和为整个滤层的总水头损失。
本章主要内容以颗粒滤料过滤为主：
● 由于滤料颗粒之间存在孔隙，原水穿过一定深度的滤层，
水中的悬浮物即被截留。为区别于表面或浅层过滤过程， 将这类过滤称之为深层过滤，简称过滤。
● 常用的深层过滤设备是各种类型滤池。 ◆按过滤速度不同，有慢滤池（<0.4m/h）、快滤池
（4～10m/h）和高速滤池（10～6Om/h）三种； ◆按作用力不同，有重力滤池（水头为4～5m）和压力 滤池（作用水头15～25m）两种； ◆按过滤对水流方向分类，有下向流、上向流、双向流 和任向流滤池四种； ◆按滤料层组成分类，有单层滤料、双层滤料和多层滤 料滤池三种。
4 座滤池进水渠相 通， 在任何时间水 位基本上相等。
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。
▲
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。
第四章
过滤
第1节 过滤概述 第2节 滤池的运行 第3节 滤池的基本构造 第4节 滤池的发展
广义的过滤概念
过滤介质不同，过滤分类也不同。 （1）格筛过滤：过滤介质为柳条或滤网，用以去除粗大的悬 浮物，如杂草、破布、纤维、纸浆等，其典型设备有格栅、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，用以去除粒径细微的颗粒。其定型 的商品设备很多。 （3）膜过滤：采用特别的半透膜作过滤介质在一定的推动力 （如压力、电场力等）下进行过滤，由于滤膜孔隙极小且具选 择性，可以除去水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。其主 要设备有反渗透、超过滤和电渗析等。 （4）深层过滤：采用颗粒状滤料，如石英砂、无烟煤等。
滤料 悬浮颗粒
流线
1—沉淀
2—扩散
3—惯性
4—阻截
5—水动力
悬浮颗粒的迁移过程
第一节
过滤概述
应用： •给水处理 原水→混凝沉淀/澄清→过滤 原水→微絮凝→过滤（微絮凝过滤） 原水→加药→过滤（接触过滤） •废水处理 原水→生物处理→过滤 原水→生物处理→混凝沉淀→过滤 直接过滤
第二节
滤池的运行
一、滤池的工作过程 二、滤池的工作周期 三、滤池的水头损失 四、滤池的过滤方式 五、滤料层内 杂质分布规律 六、提高滤池截污能力的途径
(2) 滤料性能参数
比表面积 粒状滤料的比表面积可以表示为单位重量或体积的滤料 所具有的表面积，单位为cm2/g或cm2/ cm3。 有效粒径与不均匀系数 粒径级配可以用滤料的有效粒径和不均匀系数表示，关 系如下： d 80
k 80 =
通常用一套不同孔径的筛子进行筛分而来。 d10有效 粒径，是通过滤料重量的10%的筛孔直径，使滤料中 细颗粒尺寸； d80时至通过滤料重量的80%的筛孔直径， 是较粗颗粒。K80为滤料级配指标——不均匀系数。 K80越大，滤料粒径约不均匀，对过滤和反冲很不利。 一般要求：d10=0.5-0.7mm， K80≤2， 或dmin~dmax=0.5~1.2mm
四、滤池的过滤方式
1．等水头等速 过滤
通过设置出水流速 调节器⇒普通快滤池
2.变水头等速过滤
当滤池过滤速度保持不变，即滤 池流量保持不变时，随着过滤进行， 滤层孔隙率减少， 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。 -------虹吸滤池 无阀滤池
3．等水头变速过滤 •如果过滤水头始终保持不变，滤速必然要降低。 －－移动罩滤池 •多格滤池进水渠连通，各池水位相等， 但由于各池截 污量不同， 滤速v不等。 干净滤料滤速大。 •整个系统平均滤速不变。 •每个滤池滤速逐渐降低。 •分隔数很多时，可以近似达到“等水头变速过滤”
最大与最小粒径： dmax, dmin工程上为方便，一般dmin≈d10, dmax≈d80 我国规范中，采用 dmax, dmin, K80来控制滤料粒径分布。
d 10
滤料的当量直径
de = ∑
i =1 n
pi d i1 + d i 2
式中， d e ——滤料层的当量粒径，mm p i ——截留在筛孔和筛子之间的滤料重量占滤料总重量 的百分数； d 1 、d 2 为上下筛网的孔尺寸。
0.44 100 1.54 (％) 100 80 60 60 40 20 40 20 10
通过筛孔砂量 (％)
80
0 0.2 0.4 0.55 0.6 0.8 1.0 1.1 1.2 1.34 1.4 筛孔孔径（mm） 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
(3)同一粒径砂
精确取用同一粒径滤料的方法：将滤料样品倾入某一筛 子过筛后，将筛子上的砂全部倒掉，再将卡在筛孔中的那部 分砂振动掉下来，如此重复进行，可得到同一粒径的滤料。 从这些振动下来的砂粒中取出几粒，按以下公式可求出其等 体积球体直径：
一、快滤池的构成 二、滤料层 三、配水系统 四、承托层 五、反冲洗排水系统
第三节 滤池的基本构造
一、快滤池的构成 滤料层 承托层 配水系统 冲洗集水槽 集水渠 管廊
进水
出水
第三节 滤池的基本构造
二、滤料与承托层 1．滤料的种类 石英砂、无烟煤、大理石、 石榴 石、 白云石、聚苯乙烯发泡塑料、纤维球滤料 (1) 要求 具有足够的机械强度 ；具有足够的稳定性 ； 能就地取材、价廉 外形接近于球状，表面比较粗糙而有棱角。
过滤程序理论
第四章过滤(Filtration)一、前言（一）定义:过滤(filtration)：将固体与液体的混合液通过仅可让液体通透的材料而使固体与液体分离的单元操作。
在过滤操作中将作业的材料分Array成：滤泥(feed slurry)：过滤前的固体与液体的混合物。
滤液(filtrate)：过滤出的清净液体。
滤材(filter medium)：可让液体通透而阻止固体部份流出的介质。
滤块(filter cake)：过滤时在滤材上所形成的含少量液体的固体。
（二）过滤的分类过滤依照作业机构分成：1.滤块过滤(cake filtration)：滤液内固体量超过1-2%，过滤时在滤材上产生滤块，由滤块阻止固体通过，且滤块为主要的过滤阻力。
此类机械称为表面过滤机(surface filters)。
2.澄清过滤(clarification)或称深层过滤(deep bed filtration)：滤液内固体量低不易形成滤块，靠滤材阻止固体通过，常见的有深层过滤器(depth filters)，如沙滤(sand filters)等。
3.微过滤(microfiltration，ultrafiltration，reverse osmosis)：靠孔隙及细小的特殊材质的滤膜，阻隔细微颗粒如细菌或大分子通过。
分子透过滤膜时为溶入与溶出的扩散现象，故归类在质量传递操作讨论。
微过滤滤泥的流动方向常与滤液的流动方向垂直，已降低滤块的形成与阻力，故又称为交错流过滤(cross-flow filtration)。
过滤时液体必须藉由某种驱动力而流动过滤块，过滤器可依照使用驱动力的不同分成。
1.重力过滤器(gravity filters)；2.加压过滤器(pressure filters)；3.真空过滤器(vacuum filters)；4.离心过滤器(centrifugal filters)。
(三)过滤的应用过滤普遍的用于用水与废水的处理，也是液体食品加工前处理前处理与精制中所不可或缺的。
过滤经典例题
第四章 流体通过颗粒层的流动典型例题1. 有一板框过滤机，恒压下过滤某种悬浮液，过滤1h 后，得到滤液60m 3,然后用5m 3的清水（物性与滤液相近）进行洗涤，拆装时间为20min ，已测得V e =4m 3,试求：(1) 过滤末速率为多少m 3滤液/h ?(2) 洗涤时间为多少h ?(3) 该机生产能力为多少m 3滤液/h ?解：（1）已知33360m ,20min,4m ,5m e W V V V τ====2222622322602604m 4080h 14080m ()31.875h 2()2(604)e eE e V VV KA V VV KA dV KA d V V τττ+=++⨯⨯∴===∴===+⨯+ (2) 315m ()()7.970.63h h 47.97()W W E W W V dV dV dV d d d ττττ==∴=== (3) 360m 30.6h 2010.6360W D V Q τττ===++++滤液2. 某板框过滤机在恒压下操作，过滤阶段的时间为2h ，已知第1h 过滤得8m 3滤液，滤饼不可压缩，滤布阻力可忽略，试求：（1） 第2h 可得多少滤液？（2） 过滤2h 后用2m 3清水（粘度与滤液相近），在同样压力下对滤饼进行横穿洗涤，求洗涤时间；（3） 若滤液量不变，仅将过滤压差提高1倍，问过滤时间为多少？（4） 若过滤时间不变，仅将过滤压差提高1倍，问滤液量为多少？解：（1）22V KA τ=将318m V = 11h τ=代入上式，得 642=KA 所以32188 3.31m V V V ∆=-===(2) 由过滤基本方程22()e dV KA d V V τ=+ 由题知0e V = 328 3.3111.31m V =+= 代入得232364() 2.83m /h 2211.311 2.83()()0.71m /h 442 2.83h 0.71()E W E W W W dV KA d V dV dV d d V dV d τττττ===⨯====== （3）s =0 212=∆∆p p ∵K p ∝∆ ∴ 21212=∆∆=p p K K ∵222211K A K A ττ= ∴121221h 2（）ττ===K K （4）2)(12212==K K V V ，32111.3115.99m V ===3. 用一板框过滤机，对某种悬浮液进行恒压过滤，过滤时间为20min,得到滤液20m 3,滤饼不洗涤，拆装时间为15min,滤饼不可压缩，介质阻力可忽略不计。
24.水质工程学 I —过滤 §4-4 滤池冲洗(2)(ppt文档)
V—冲洗流速 cm/s 。
6
将滤层膨胀度公式e代入上式：
v
( m0 e) 1 e
v………………….. 1
⑦
当砂粒粒径为0.5～1.2mm时，在常温情况下，值为4～3，
粒径小则值大，反之亦然。
按⑦知：增大v只增大e，而与h无关。
（三）冲洗强度的确定和非均匀滤料膨胀度的计算（p332）
11
三、配水系统
功能： ⑴ 过滤时收集过滤水； ⑵ 反冲洗时均匀分配反冲洗水。
设计主要是满足反冲洗时的要求，也能同时满足了过滤水的 收集，配水系统分为“大阻力”“小阻力”两种，还有中阻力 配水系统。
12
END
13
4
每一个q都对应一个膨胀率，可作一个膨胀曲线，在适用范围内基本 是一条直线。
将公式②代入公式①整理后可得冲洗流速和膨胀后滤层孔隙率关系。
1.75 (0 )g
1
d0
1 m3
v2
150 v (0 )g
(
1
d
0
)2
1 m m3
1
…
④
由④式可知，当滤料粒径、
e
形状、密度和水温已知时，冲
1.非均匀滤料冲洗强度
2.非均匀滤料膨胀度计算
7
二、气、水反冲洗
优点：
• 1.提高冲洗效果，节省冲洗水量。 2.冲洗时滤层可不膨胀或轻微膨胀，冲洗后滤层不产生或不
明显产生上细下粗现象。可保持原来滤层结构从而提高滤层含污 能力。
缺点：（与高速反冲洗相比）
• 1.增加气冲设备，（鼓风机或空气压缩机和储气罐） 2.池子结构和冲洗操作也较复杂。
第四章 空气过滤除菌
3. 介质过滤除菌法
过滤除菌法是让含菌空气通过过滤介质，以阻截 空气中所含微生物，而取得无菌空气的方法。
通过过滤除菌处理的空气可达到无菌，并有足够 的压力和适宜的温度以供好氧培养过程之用。
该法广泛应用，是获得大量无菌空气的常规方法， 在生产中使用最多。
按过滤机 制的不同
绝对过滤
利用微孔滤膜，其孔隙
第四章空气除菌
一 空气净化的方法 二 空气的过滤除菌原理和介质 三 空气净化的流程 四 附属设备
氧气
气态物质的混合物 氮气 惰性气体
二氧化碳
空气（即大气）
水蒸气
悬浮在空气中的灰尘
构成地壳的无机物质颗粒 烟灰
植物花粉
种类繁多的细菌和其他微生物
空气中常见微生物种类及大小
微生物
宽/μm
长/μm
产气杆菌
小于0.5甚至0.1μm，将空气中的细菌滤除，
从而获得无菌空气。
深层介质过滤
由多种介质组成过滤
层，滤层较深，空隙较大，靠静电、扩散、
惯性和阻截作用等将细菌截留在滤层中，从
而获得无菌空气。
二 空气的深层过滤除菌原理和介质
1. 空气的过滤除菌原理
① 布朗扩散截留作用 ② 拦截截留作用 ③ 惯性撞击截留作用 ④ 重力沉降作用 ⑤ 静电吸引作用
孔板——铁丝网——麻布——棉花— —麻布——活性炭——麻布——棉 花——麻布——铁丝网——孔板
金属丝网和麻布的作用是使
空气均匀进入棉花滤层。 在充填介质区间的过滤器圆筒
外部有装夹套，作用为在消毒时
对过滤介质加热，要十分小心控 制，温度过高容易使棉花焦化而 局部丧失过滤效率，甚至有烧焦 着火的危险。 空气一般从下部圆筒切线方向 通入，从上部圆筒排出，出口不 宜安装在顶盖，以免检修时拆装 管道困难。
第四章过滤技术
19: 46
四、过滤装置 目前生产中经常采用高位静压过滤装置、减压过滤装置、 加压过滤装置三种形式 一、 高位静压过滤装置 此种装置适用于生产量不大、缺少加压或减压设备的情况 ，特别在有楼房时，药液在楼上配液，通过管道在楼下进 行灌封。这一方法压力稳定，质量好，但过滤速度慢。
19: 46
Байду номын сангаас
二、
减压过滤装置
19: 46
19: 46
第四章 过滤技术
19:46
过滤器在医药工业上的用途 • 水和气体的纯化 • 去微粒 • 去细菌
• 分子分离及产品的浓缩
19:46
• 过滤除菌工艺
• 除去对热不稳定的药品溶液或气体中的细菌
与杂质
• 过滤后物料中大于0.2μm的微生物出现概率 ＜10－6
• 应用范围
• 可最终灭菌药品的工艺过程
此装置适用于各种滤器，设备要求简单，但压力不够稳定， 操作不当易造成滤层松动，影响过滤质量。
19: 46
三、加压过滤装置
在目前生产中多采用加压过滤，主要因为此装置压力稳定、滤 速快、质量好、产量高。加压过滤系统全部保持正压，若滤过 过程中因故停止操作，对滤层影响较小，同时外界空气不易漏 入滤过系统，但此系统需要有离心泵、压滤器等耐压设备
疏水性：用于气体过滤达到无菌，大通量，耐高温，耐
强酸、碱，化学适应性广，用于气体过滤时， 能达到100%0.02um以上各种噬菌体、细菌及微粒； 改良亲水性：用于液体过滤达到无菌，过滤精度可达 0.02um，化学适用性广，耐强酸、碱）。
19: 46
PTFE滤膜精度： 0.2um、0.45um、1.0um、2.0um、5.0um。 PTFE使用形式：棒状或折叠式，O型圈材料是硅橡胶、氟橡 胶。 （c）尼龙滤膜： 尼龙滤膜为亲水性（只能过滤液体，不能过滤气
水质工程学教案14第四章过滤4-4滤料冲洗下4-5普通快滤池
课程名称：《水质工程学I》第周，第14 讲次摘要授课题目（章、节）§4—4滤料冲洗（下）§4-5普通快滤池（自学）【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。
【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】§4-5普通快滤池1、四阀滤池：过滤进、出阀；反冲洗进、出阀。
2、双阀滤池：阀造价高；启闭需设备；为减少阀，将过滤进水、反冲排水改为虹吸或鸭嘴阀（习惯上称双阀滤池）。
一、单池面积和滤池深度：单池面积：是由总水量和滤池个数决定的，池个数多，冲洗效果好，运行灵活，强制滤速低，但造价高，操作管理较麻烦。
应做技术经济比较，但不能少于2个。
池形一般为方形或矩形，与造价有关，可作经济技术比较定。
池深：保护高：0.25～0.3m滤层表面以上水深：1.5～2.0m（可由反冲膨胀率、滤层厚、排水槽高确定）滤层厚度：实验和经验。
承托层厚度：实验和经验。
滤池总深在3.0～3.5m。
单层滤池深度小；双层滤池深度大。
二、管廊布置：1、管廊：集中布置管渠、阀门及配件的场所。
2、管材：金属：铸铁、钢管注意：压力变化。
钢筋砼3、内部布置要求：①紧凑、简捷。
②便于安装维修（单轨小车等）有场地空间（设备进出）。
③要有防水、排水、通风、照明。
④便于与滤池操作室联系。
4、与滤池的相对位置：①滤池单排布置：管廊位于滤池的一侧，内布有全部四种管渠适用滤池数少于五个情况。
②滤池双排布量：中间设管廊（一条管廊）缺点：通风、采光不好，但紧凑不方便检修。
现在常用：反冲排水，和过滤进水为虹吸式。
三、管渠设计流速：进水管（渠）：0.8～1.2m/s清水管（渠）：1.0～1.5m/s冲洗水管（渠）：2.0～2.5m/s排水管（渠）：1.0～1.5m/s若水量以后有可能增大采用低值。
四、设计中的注意事项：1、滤池底部应设排空管，入口处设栅罩。
池底坡度约为0.005，坡向排空管。
29.水质工程学 I —过滤 §4-7无阀滤池(1)(ppt文档)
按平均水头计算, 应控制在要求范围内,K=1.5 ～ 2.0.
水箱高H不要过大, Hmin - hL不能过小,即Hmin不能过小,为减小 H,两个以上滤池合用一个冲洗水箱就可以减小H。 如相差过大，可按Hmax求出qmax、emax进行核算。
三、冲洗水箱
重力式无阀滤池冲洗水箱与滤池整体浇注，位于上部。水箱容 积按冲洗一次所需水量确定。
抽
气
当压力水大量流进辅助
管
管并在三通处形成高真
空和高流速，从而大量
辅 助
管
挟气，虹吸很快形成。
●A
为防止进水管与上升管连接处 A 点产生负压，影响虹吸的正常 工作，进水管上一般设U型管，使之形成水封，设计中常把存水 弯底部中心标高至于排水井底标高处。
• 二、虹吸管计算及反冲强度的变化
初步选定管径，算出原水头损失h，当h接近Ha时，所选管径适 合，否则重新计算，总水头损失为： h=h1+h2+h3+h4+h5+h6 h1—连通渠水头损失； h2—小阻力配水系统水
2.冲洗完全自动化，操作方便，减少人力，工作稳定可靠； 缺点：1.滤池结构较复杂；
2.滤池处于封闭结构中，检修进出困难； 3.冲洗水箱位于滤池上部，出水标高较高，滤池总高度较 大，水厂总体高程有困难。 4.滤后水在表面，宜受污染。
强制冲洗设备是在辅助
管与抽气管相连接的三
强制抽气管
通上部接一根压力水管，
V—冲洗水箱容积m3；
V 0.06qFt q—冲洗强度L/m2S； f—单位面积m2； t—冲洗历时（分）（一般取4~6分）。
END
水质工程学Ⅰ
第四章 过 滤
§4-7 无 阀 滤 池(1) 主讲：张朝升 教授
31.水质工程学 I —过滤 §4-8移动罩滤池,§4-9其它滤池(1)(ppt文档)
6-出水虹吸中心管；7-出水虹吸管钟罩；图 98-2-7出移水动堰罩滤；池 9-出水管；10-冲洗罩； 11-排水虹吸管；
12-桁车；1-进1水3管-；浮2-筒穿孔；配水墙14；-3针-消力形栅阀； 4；-小阻1力5配-水抽系统气的配管水；孔；5-1配6水-系排统的水配渠水室；
3
6-出水虹吸中心管；7-出水虹吸管钟罩； 8-出水堰； 9-出水管；10-冲洗罩； 11-排水虹吸管；
7
8
§4-9 其它滤池
一、V型滤池 （一）构造及工作原理 1.构造
5
6
7
8
5
B
10
9
65
7
进
B-B剖面
反冲洗真空管
水
总
3
滤板
图 9-28 1V8型滤池构造简图 8
渠
A
A 1 2
1-进水气动隔膜阀； 2-方孔； 3-堰口； 146-侧孔； 5-V型槽； 6-小孔； 7-排水渠； 9-配水方孔； 10-配气方孔；11-底部空间； 12-水封井； 13-出水堰； 14-清水渠；
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冲洗过程： ① 启动鼓风机，打开进气阀，空气经气、水分配渠的上
部小孔均匀进入滤池底部，由长柄滤头喷出，将滤料表面杂 质擦洗下来并悬浮于水中。由V型槽小孔继续扫洗，将杂质 推向中央排水渠。
② 启动冲洗水泵、打开冲洗水阀，此时空气和水同时进 入气、水分配渠，再经方孔和小孔和长柄滤头均匀进入滤池， 使滤料进一步冲洗，同时横向冲洗继续。
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反冲洗时，首先要关闭进水阀，但两侧方孔常开，故仍有一部分
水继续进入V型槽，并经槽底小孔进入滤池。而后开启排水阀，
将池面水从排水槽中排出至滤池水面与V型槽顶相平。冲洗操作
第四章、过滤-1
第四章、过滤第一节、概述水处理中的过滤一般是指借助网状材料或粒状介质截留水中杂质，使水获得澄清的过程。
通过网状材料的过滤称表面过滤；通过粒状介质的过滤称深层过滤。
在这里我们主要介绍深层过滤。
一、过滤功能过滤工艺的主要目的是去除水中悬浮物质，但由于不少细菌和病毒依附于悬浮物质，因而过滤工艺对去除细菌和病毒也有明显作用。
由于过滤是给水常规处理中除消毒外的最终处理工艺，因此对确保供水水质具有重要作用。
1、进一步去除经过沉淀或澄清后的水中的细小杂质、有机物、细菌和病毒等。
2、当原水浊度较低时，可直接过滤去除水中的悬浮杂质。
二、滤池分类完成过滤工艺的处理构筑物称滤池。
早期应用的滤池．其过滤速度极慢，称为慢滤池（滤速v＝0.1～0.3m/h）。
随着冲洗方式的改进，过滤速度明显提高，目前应用的滤池绝大多数均为快滤池（滤速v＝8～10m/h）。
1、滤池可按不同方式进行分类①按滤料的不同可分为单层滤料、双层滤料、多层滤料及均质滤料（均质滤料指沿着整个滤层深度方向的任一横断面上，滤料组成和平均粒径均匀一致）等滤池。
②按水流方向的不同可分为下向流、上向流、双向流等滤池。
③按滤池受压情况可分为压力式滤池和重力式滤池。
④按药剂投加方式不同可分为沉淀后过滤、微絮凝过滤和接触絮凝过滤。
微絮凝过滤和接触絮凝过滤均属于直接过滤方式。
微絮凝过滤指在滤池前端设一简易微絮凝池，原水加药混合后经过微絮凝池形成微絮凝体后，即刻进入滤池过滤；接触过滤指原水加药后直接进入滤池过滤，滤前不设任何絮凝设备。
⑤按运行周期内滤速的变化可分为等速过滤和降速过滤。
上述分类系从各种不同角度出发所作的区分，组合后可形成各种类型滤池滤池也可适用不同的要求，如普通快滤池可以是单层滤料，也可以是双层滤料。
2、滤池型式选用滤池型式的选用应根据进水水质、生产能力、流程布置、设备条件以及操作水平和管理经验等确定。
目前常用的滤池型式有：普通快滤池、双阀滤池、重力式无阀滤池、虹吸滤池、移动冲洗罩滤池、V型滤池等。
21.水质工程学 I —过滤 §4-2过滤理论(4),§4-3滤料和承托层(1)(ppt文档)
加药 原水
混合
微絮凝池
滤池
出水
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• 注意：“接触过滤”因投药点和混合条件不同而不易控制 进入滤池的微絮粒尺寸，要求形成的絮凝体尺寸较小，便 于进入滤层深处以提高滤层的含污能力。
• 以上两种絮凝时间一般较短，通常在几分钟之内。 • 采用直接过滤工艺必须注意以下几点： • 1.原水水质较稳定，浊度在100º以下，最好40º~50º。 • 2.易采用双层、三层滤料，增大滤层厚度、增大d，使孔
隙率加大。
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3.两者控制进入滤池前絮凝体絮粒，可在滤池进口之前附 近投加助凝剂（活化硅酸及聚丙烯酰胺等），提高絮粒强
度和粘附力。
• 4.滤速根据原水水质、不易太大，一般控制在 5 m/h,最 好由试验决定。
• 直接过滤特点：
•
1.工艺简单；
•
2.混凝剂用量少；
•
3.易于处理低温低浊水。
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§4-3 滤料和承托层
常用的石英 砂滤料
无烟煤滤料
砾石
陶粒滤料 纤维球滤料
天然石英砂,海砂
泡沫珠滤料
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高效纤维球滤料
石 榴 石 滤 料
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END
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4.辐流式过滤
• 中间进水，辐射流经过砂层。
进水
• 一般滤池，流速太大，影响水 பைடு நூலகம்，这样v不能提的太高。
• 国外滤速又有提倡 5m/h。可以得到优 质的过滤水。要把高滤速、优质水结 合起来了，关键是要解决好配水的问 题。
辐流式过滤
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四、直接过滤
• 原水不经沉淀而直接进入滤池过滤称“直接过滤”。
构 粗滤料滤池， d 增大，粗滤料颗可提高滤层的含污能 分 力，增大压力周期，有的粒径可达1.0~ 2.0 mm ，同