水处理工程过滤5
净水器五级过滤原理
净水器五级过滤原理
五级过滤净水器的工作原理可以简要概括如下：
第一级过滤：通常采用预过滤器，主要是为了去除水中的大颗粒杂质，如泥沙、rust等。
预过滤器通常由布滤网或多层过滤
网组成，通过物理过滤的方式将大颗粒杂质截留在滤网上，确保后续过滤器的正常工作。
第二级过滤：常见的二级过滤器是颗粒活性炭滤芯，其主要作用是去除水中的有机物质、重金属离子、有害物质等。
活性炭具有强大的吸附能力，能有效去除水中的异味、色素和有害物质。
第三级过滤：一般采用细滤器或超滤器进行第三级过滤。
这些过滤器具有更细密的过滤孔径，可以去除水中的微小颗粒、细菌和一些病毒。
通过物理过滤的方式，保证出水的清澈透明。
第四级过滤：常见的四级过滤器是RO反渗透滤芯。
RO反渗
透技术利用半透膜对水进行筛选，将水分子从杂质和溶解固体中分离出来，从而实现对水的高效过滤。
RO膜的孔径非常小，可以将细菌、病毒、溶解固体等高效去除，同时提供可口的饮用水。
第五级过滤：通常采用后置活性炭滤芯，在水出口处进一步去除残余异味和有害物质，使水更加纯净、味道更好。
这些五个级别的过滤器相互配合，通过物理和化学的方式，逐
级过滤，去除水中的杂质、有机物、细菌、病毒等，确保最终得到安全、健康、纯净的饮用水。
水处理工程过滤5
（1）拦截作用：颗粒尺寸较大时，处于流线中的颗 粒会直接碰到滤料表面产生拦截作用；
（2）沉淀作用：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）惯性作用：颗粒具有较大惯性时，也可脱离流 线与滤料表面接触；
（4）扩散作用：颗粒较小，布朗运动较剧烈时会扩 散至滤料表面；
（5）水动力作用：在滤料表面附近存在速度梯度， 非球形颗粒由于在速度梯度作用下，会产生转动而脱 离流线与颗粒表面接触。
• 形状—角形滤料的表面积比同体积的球形滤料表面积大；
• V VC V
孔隙率—较小的孔隙率会产生较高的水头损失，而较大的 孔隙率提供较大的纳污空间和较长的过滤时间，SS易穿透
。
• 厚度—滤床越厚，滤液越清，操作周期越长
• 表面性质—滤料表面的电性影响对悬浮颗粒的吸附和接触 絮凝
– 2.悬浮物的影响
• 膜过滤：采用特别的半透膜作过滤介质在一定的推动力下 进行过滤，滤膜孔隙极小，可以去除水中细菌、病毒、有 机物和溶解性物质，反渗透、超过滤、电渗析等
– 深层过滤：过滤介质为颗粒状滤料，如石英砂、无 烟煤等。简称过滤。
二、截留的对象： 细小颗粒、细小矾花、藻类、细菌及病毒
。
三、位置：沉淀池或澄清池之后。 直接过滤。
过滤时水位
反冲时水位
二、滤池的构造
冲洗排水槽
进水
A
砂
排水
C
出水
B E
滤速调节器 排水
垫层
配水系统
快滤池的构造示意图
冲洗水
D
三、滤料层
1、作用 滤料层是滤池的核心部分。提供接触
凝聚、吸附的表面积及悬浮物储存的容 积。
2、滤料 (1) 滤料的要求
① 有足够的机械强度。
环保工程水处理过程中超滤膜技术运用分析_5
环保工程水处理过程中超滤膜技术运用分析发布时间：2022-08-03T02:43:53.182Z 来源：《建筑实践》2022年第41卷6期作者：朱述永[导读] 虽然我国国土面积幅员辽阔且有着储量丰富的淡水资源，但是因为人口基数较大朱述永******************摘要：虽然我国国土面积幅员辽阔且有着储量丰富的淡水资源，但是因为人口基数较大，使我国的人均淡水资源与世界平均水平相比存在着很大的差距，淡水资源的严重短缺，已经成为影响社会经济可持续发展的关键因素。
为了彻底改变这一局面，相关部门加大了环保工程中水资源处理技术应用研究的力度，促进了水资源利用率的有效提升。
虽然环保工程中采用的沉淀、净化等传统水处理方式，提高了水资源净化处理的效率，但是随着水资源污染问题日益严重，对水资源净化处理模式的创新改革提出了明确的要求。
超滤膜技术主要是通过对传统水处理技术的优化和升级，提高水资源处理的质量和效率。
所以相关部门必须顺应社会发展的步伐，加大超滤膜技术在环保工程水处理中应用研究的力度，为我国环保工程水处理技术的发展提供强有力的技术支持。
基于此，本篇文章对环保工程水处理过程中超滤膜技术运用进行研究，以供参考。
关键词：环保工程；水处理过程；超滤膜技术；运用分析引言上世纪末，我国一般采用添加净化剂、消毒液等方法对地下流域水源进行杀菌消毒，然后通过添加化学反应的沉淀杂质，对水中的微小粒子进行处理，这种传统的水处理方式步骤繁杂，且容易造成化学试剂残留，直接影响着饮用水的质量标准，难以满足现代社会的发展需求。
进入新世纪以来，随着膜技术的不断发展，超滤膜技术开始在城市供水系统中大展身手。
超滤膜技术使用的超滤膜是一种人工透膜，可以将地下水源中的胶体杂质和悬浮颗粒进行过滤，从而达到净化水的作用，现在我国很多地区通过使用超滤膜技术满足了地区饮用水净化的需要，满足了人们对水资源的要求。
1超滤膜技术在超滤膜技术的应用过程中相较于其他水处理技术来说，其有着较为突出的优势，具有其他水处理技术所不具备的特点。
常规水处理设备的过滤过程
常规水处理设备的过滤过程在常规水处理过程中，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。
滤池通常置于沉淀池或澄清池之后。
进水浊度一般在10度以下。
滤出水浊度必须达到饮用水标准。
当原水浊度较低(—般在100度以下)，且水质较好时，也可采用原水直接过滤。
过滤的功效，不仅在于进一步降低水的浊度，而且水中有机物、细菌乃至病毒等将随水的浊度降低而被部分去除。
至于残留于滤后水中的细菌、病毒等在失去浑浊物的保护或依附时，在滤后消毒过程中也将容易被杀灭，这就为滤后消毒创造了良好条件。
在饮用水的净化工艺中，有时沉淀池或澄清池可省略，但过滤是不可缺少的，它是保证饮用水卫生安全的重要措施。
滤池有多种形式。
以石英砂作为滤料的普通快滤池使用历史最久。
在此基础上，人们从不同的工艺角度发展了其它型式快滤池。
为充分发挥滤料层截留杂质能力，出现厂滤料粒径循水流方向减小或不变的过滤层，例如，双层、多层及均质滤料滤地，上向流和双向流滤池等。
为了减少滤池阀门，出现了虹吸滤池、无阀滤池、移动冲洗罩滤池以及其它水力自动冲洗滤池等。
在冲洗方式上，有单纯水冲洗和气水反冲洗两种。
各种形式滤池，过滤原理基本一样，基本工作过程也相同，即过滤和冲洗交错进行。
兹以普通快滤池为例，介绍快滤池工作过程。
过滤过滤时，开启进水支管2与清水支管3的阀门。
关闭冲洗水支管4阀门与排水阀5。
浑水就经进水总管1、支管2从浑水渠6进入滤池。
经过滤料层7、承托层8后，由配水系统的配水支管9汇集起来再经配水系统干管渠10、清水支管、清水总管12流往清水池。
浑水流经滤料层时，水中杂质即被截留。
随着滤层中杂质截留量的逐渐增加，滤料层中水头损失也相应增加。
一般当水头损失增至一定程度以致滤池产水量减少，或由于滤过水质不符合要求时，滤池便须停止过滤进行冲洗。
冲洗冲洗时，关闭进水支管2与清水支管3阀门。
开启排水阀5与冲洗水支管4阀门。
冲洗水即由冲洗水总管11、支管4，经配水系统的干管、支管及支管上的许多孔眼流出，由下而上穿过承托层及滤料层，均匀地分布于整个滤池平面上。
水质一(给水工程)名词解释
名词解释1.混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程称为混凝，是凝聚和絮凝的总称。
絮凝：脱稳胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。
凝聚：胶体脱稳并生成微小聚集体的过程。
混凝过程涉及：①水中胶体的性质；②混凝剂在水中的水解；③胶体与混凝剂的相互作用。
2.沉淀和澄清：通过重力作用，使水中的悬浮颗粒、絮凝体等物质被分离去除。
3.浮选：利用固体或液滴与它们在其中悬浮的液体之间的密度差，实现固-液或液-液分离的方法。
4.过滤：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。
5膜分离：利用膜的孔径或半渗透性质实现物质的分离。
6吸附：通常在水处理中指固相材料浸在液相或气相中，液相或气相物质固着到固相表面的传质现象。
7离子交换：在分子结构上具有可交换的酸性或碱性基团的不容性颗粒物质，固着在这些基团上的正、负离子能和基团所接触的液体中的同符号离子交换为对物质的物理外观毫无明显的改变，也不引起变质或增溶作用的过程。
8中和：把水的pH 调整到接近中性或是调整到平衡pH 值的任何处理。
氧化与还原：改变某些金属或化合物的状态，使他们变成不溶解的或无毒的。
9胶体稳定性：胶体稳定性是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。
10助凝剂：凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称为助凝剂。
11异向絮凝：由布朗运动引起的颗粒碰撞聚集称为异向絮凝。
12同向絮凝：由水力或机械搅拌所造成的流体运动引起的颗粒碰撞聚集称为同向絮凝。
13自由沉淀：单个颗粒在无边际水体中沉淀，其下沉的过程颗粒互不干扰，且不受器皿壁的干扰，下沉过程中颗粒的大小、形状、密度保持不变，经过一段时间后，沉速也不变。
14拥挤沉淀：当水中含有的凝聚性颗粒或非凝聚性颗粒的浓度增加到一定值后，大量颗粒在有限水体中下沉时，被排斥的水便有一定的上升速度，使颗粒所受的摩擦阻力增加，颗粒处于相互干扰状态，此过程称为拥挤沉淀。
15絮凝沉淀：在沉淀的过程，颗粒由于相互接触絮聚而改变大小、形状、密度，并且随着沉淀深度和时间的增长，沉速也越来越快，絮凝沉淀由凝聚性颗粒产生。
水处理技术-5
四、过滤过程中的负水头
负水头会导致空气释放出来，危害： ①是增加滤层局部阻力，增加了水头损失； ②空气泡会穿过滤料层，上升到滤池表面，甚至 把 煤粒这种轻质滤料带走。在冲洗时，空气更容 易把 大量的滤料随水带走。 避免滤池中出现负水头的两个方法： 一是增加砂面上的水深； 二是令滤池出口位置等于或高于滤层表面。
3.水的过滤处理
• 3.1过滤机理 • 3.2过滤水力学 • 3.3过滤的操作过程 • 3.4滤池的冲洗 • 3.5滤池的配水系统 • 3.6过滤构筑物与设备 • 3.7和过滤相关的一些处理工艺
3.1过滤机理
• 实验现象: • 以粒径0.5 mm的细砂作为滤料, 它们形成的
滤料颗粒之间的孔隙尺寸约为80um。 • 进水中的悬浮物尺寸大多小于30um,但仍为
表 三层滤料滤池承托层材料、粒径与厚度
层次
（自上而下 ）
材料
1
重质矿石（如石榴石、磁铁 矿等）
重质矿石（如石榴石、磁铁
2
矿等）
3
重质矿石（如石榴石、磁铁 矿等）
4
重质矿石（如石榴石、磁铁 矿等）
5
砾石
6
砾石
粒径 （mm）
0.5~1.0 1~2 2~4 4~8 8~16
16~32
厚度 （mm）
50
50
3.3过滤的工作过程
• 1.进水总管;2.进水支管;3.清水支管;4.冲洗 水支管;5.排水阀;6.浑水渠; 7.滤料层;8承托 层; 9配水支管;10配水干管;11.冲洗水总 管;12.清水总管;13.冲洗排水槽;14.废水渠
• 一、过滤:
• 过滤时,开启进水支管2、清水支管3的阀门。 关闭冲洗水支管4阀门与排水阀5。
建筑工程给排水水处理-过滤
（b）
过滤出水
硫酸铝
聚合物
原水
混合
絮凝池
（C）
双层或三层滤料滤池
过滤出水
阳离子型聚合物
原水
混合
絮凝池
（d）
双层或三层滤料滤池
图5-5 直接过滤流程
过滤出水
5.4 过滤理论
一、过滤水力学
1.清洁滤料层的水头损失
卡曼-康采尼公式（Carman-Kozony）公式：(层流状态）
h0
180
g
•
(1 m0 )2 m03
厚度 （mm）
<2.0
700
<2.0
300~400
<2.0
400
<1.7
450
<1.5
230
<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
1. 滤速：5~10m/h 2. 构造 （P133） 3. 工作过程
由过滤与反冲洗两部分组成。
过滤周期: 工作周期：从过滤开始到冲洗结束的一段时间称 为快滤池的工作周期。
滤池的工作周期为12~24h。
三、现代慢滤池
表5-1 现代慢滤池的适用的进水条件与出水水质
适用的进水条件
出水水质
细菌的去除效率 颗粒物去除效率
2
层
深
度
(cm)
水处理方案常用英文词汇
水处理方案英文常用词汇一、水箱系列1。
原水箱：Raw water tank2。
产水箱: Purified water tank3。
中间水箱: Intermediate tank4.化学清洗药箱：UF Chemical cleaning Tank5.反洗加药箱：Backwash dosing tank二、泵系列1.原水泵: Raw water pump2.反洗泵：Back—wash pump3.化学清洗泵：Chemical cleaning pump4.反洗加药计量泵：Backwash Dosing metering pumps三、过滤器系列1。
石英砂机械过滤器quartz sand filter2. 活性炭机械过滤器activated carbon filter3. 精密过滤器precision filter4。
多介质机械过滤器multimedia filter5。
盘式过滤器disc filter6. 核桃壳机械过滤器walnut shell filter7。
管道过滤器Pipeline Filter8。
管道混合器Channel mixer9.袋式过滤器Bag filter10。
自清洗过滤器Self—clean filter四、流量计系列1.进水流量计：Inlet flow meter2.产水流量计: Produced water flow meter3.反洗流量计：Backwash flow meter五、阀系列1。
电动蝶阀：Electric butterfly valve2.手动蝶阀：Manual butterfly valve3。
气动蝶阀: Pneumatic butterfly valve4。
电磁阀：Solenoid valve5.球阀: Ball Valve6。
取样阀Sampling valve7.错流出水气动碟阀Pneumatic butterfly valve of Cross-flow outlet8.进水气动碟阀Pneumatic butterfly valve of feed water inlet 9。
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在废水处理中，过滤常作为吸附、离子交换、 膜分离法等的预处理手段，也作为生化处理后的 深度处理，使滤后出水达到回用要求。
水处理工程
四、作用 (给水) 1、进一步降低水的浊度； 2、同时水中有机物、细菌及病毒将随水的浊
度降低而部分被去除。 3、为滤后消毒创造了良好条件。
水处理工程
第五章
过滤(Filtration)
水处理工程
第1节 概述
过滤：借助于具有一定空隙率的固体介质（如石英砂）阻 挡截留水中杂质而使水得到澄清的工艺过程。
一、过滤的分类
– 表层过滤：机械滤除，产水率低
• 格筛过滤：介质为栅条或筛网，除去粗大的悬浮物，杂草、 纤维等，格栅、筛网等
• 微孔过滤：滤布、滤片、烧结滤管等，用以除去粒径细微的 颗粒
随着过滤时间的延长，滤层中杂质逐渐增多， 孔隙率逐渐减小，水流剪力逐渐增大，以至最后 粘附上的颗粒（如图中颗粒3）将首先脱落下来 ，或者被水流挟带的后续颗粒不再有粘附现象， 于是悬浮颗粒便向下层推移，下层滤料截留作用 渐次得到发挥。
水处理工程
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。
水处理工程
d1/d2≈6.5
如果滤池最小砂粒粒径为0.3mm，
则得到d2 ≈ 0.3/6.5=0.045mm
d2
小于此粒径的颗粒都能通过滤层， 但经过混凝沉淀进入滤池的最大
d1
颗粒尺寸一般为2-10μm，还有很
多更小的颗粒，滤池都能滤除，
说明不可能仅是筛除作用。
水处理工程
水中的悬浮颗粒能够粘附于滤料颗粒表面，涉 及两个问题：
水处理工程
水处理工程
水处理工程
第二节 过滤理论
一、过滤机理 (一) 机械筛滤
把滤料间的空隙看作“筛子”，大于孔隙尺寸的杂质被 截留下来。
(二) 沉淀作用
靠重力作用沉淀在滤料的表面。滤料层类似于层层叠 起的多层沉淀池，巨大的沉淀面积，将微小的杂质沉淀 截留下来。
(三) 接触吸附
在范德华力作用下被滤料吸附；在布朗运动作用下迁 移扩散到滤料表面被吸附。
水处理工程
2、颗粒粘附机理 粘附作用是一种物理化学作用。当水中杂质颗
粒迁移到滤料表面上时，则在范德华力和静电力 相互作用下，以及某些特殊的化学吸附力下，被 粘附与滤料颗粒表面上，或粘附在滤料表面上原 先粘附的颗粒上。
此外，絮凝颗粒的架桥作用也会存在。
水处理工程
二、滤层内杂质的分布规律
（一）滤层内杂质的分布规律 在颗粒粘附的同时，还存在由于孔隙中 水流剪力作用而导致颗粒从滤料表面上脱 落趋势。 粘附力和水流剪力相对大小，决定了颗 粒粘附和脱落的程度。
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。
水处理工程
二、滤层内杂质的分布规律
Fa1表示颗粒1与滤料表面的粘附力； Fa2表示颗料2与颗粒1之间的粘附力； FS1表示颗粒1所受到的平均水流剪 力； FS2表示颗粒2所受到的平均水流剪 力； F1、F2和F3均表示合力。
水处理工程
过滤初期，滤料较干净，孔隙率较大，孔隙 流速较小，水流剪力Fa1较小，因而粘附作用占 优势。
当上述两种情况之一出现时，过滤将被迫停止。
水处理工程
（二）滤池的含污能力
当过滤周期结束后，滤层中所截留的悬浮颗粒量 在滤层深度方向变化很大.
滤层含污量指单位体积滤层中所截留的杂质量。 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称为“滤层含污能力”，单位 以g/cm3或kg/cm3计。
水处理工程
（1）拦截作用：颗粒尺寸较大时，处于流线中的颗粒 会直接碰到滤料表面产生拦截作用；
（2）沉淀作用：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）惯性作用：颗粒具有较大惯性时，也可脱离流线 与滤料表面接触；
（4）扩散作用：颗粒较小，布朗运动较剧烈时会扩散 至滤料表面；
（5）水动力作用：在滤料表面附近存在速度梯度，非 球形颗粒由于在速度梯度作用下，会产生转动而脱离流 线与颗粒表面接触。
1、被水流挟带的颗粒如何与滤料颗粒表面接 近或接触，这涉及颗粒脱离流线而向滤料颗粒表 面靠近的迁移机理。
2、当颗粒与滤料表面接触或接近时，依靠哪 些力的作用使它们粘附于滤料颗粒表面上，这涉 及粘附机理。
水处理工程
1、颗粒迁移机理
在过滤过程中，滤料孔隙中的水流一般属层流状态。 被水流挟带的颗粒随水流的流线运动。它之所以会脱离 流线与滤料颗粒表面接近，完全是一种物理-力学作用， 主要有拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用。
水处理工程
五、滤池的种类 （图）
(一) 按滤速 1、慢滤池 0.01～0.4m/h 2、快滤池 4～10m/h 3、高速滤池 10～16m/h
(二) 按作用水头 1、重力滤池 4～5m 2、压力滤池 15～25m
(三) 按水流方向 1、下向流滤池 2、上向流滤池 3、双向流滤池
(四) 按滤料组成 1、单层滤池 滤速 8-10m/h 2、双层滤池 滤速10-14m/h 3、多层滤池 滤速18-20m/h
（残留于滤后水中的细菌、病毒等失去浑浊物的保护和依附时， 在滤后消毒过程中也将容易被杀灭。）
4、在饮用水净化工艺中，过滤是不可缺少的 ，它是保证/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
• 膜过滤：采用特别的半透膜作过滤介质在一定的推动力下进 行过滤，滤膜孔隙极小，可以去除水中细菌、病毒、有机物 和溶解性物质，反渗透、超过滤、电渗析等
– 深层过滤：过滤介质为颗粒状滤料，如石英砂、无烟 煤等。简称过滤。
水处理工程
二、截留的对象： 细小颗粒、细小矾花、藻类、细菌及病毒。
三、位置：沉淀池或澄清池之后。 直接过滤。