水的过滤处理(课堂PPT)

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孔隙率越大，滤层的含污能力越高，工作 周期就越长。
孔隙率与颗粒形状、粒径、均匀程度以及 滤料层的压实程度等有关。
滤料使用一段时间以后，由于碰撞、摩擦 和磨蚀等造成孔隙率减小，需及时更换。
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1.4.2.3 配水系统与承托层
作用： 1. 反冲洗时，使反冲洗水在整个滤池平面
2. 重力沉降
众多的滤料表面提供了巨大的沉降面积。
滤料越小，沉降面积越大；滤速越小，则
水流越平稳，这些都有利于悬浮物的沉降。
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1.4.1.1 过滤过程
过滤机理 3. 接触絮凝 滤料巨大的比表面积：吸附 砂粒带有电荷：吸附胶体 粒径较大悬浮颗粒以阻力截留为主；细微
悬浮物，以发生在滤料深层的重力沉降和 接触絮凝为主。
安装长柄滤头的钢筋混凝土穿孔 滤板
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钢筋混凝土穿孔滤板
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长柄滤头
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小阻力配水系统的开孔比通常都大于1%， 水头损失一般小于0.5m。开孔比越大，则 孔口阻力越小，配水均匀性越差。一般多 用于单格面积不大于20平方米的无阀滤池、 虹吸滤池等。
学习情境1.4 水的过滤处理
过滤 过滤是固液分离的一种有效手段。含悬浮
固体的水流经过滤介质，粒径大于过滤介 质孔径的固体颗粒就被截留下来。
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学习情境1.4 水的过混凝、沉淀或澄清等处理之 后，用于进一步去除水中的细小悬浮颗粒， 降低浊度。
水中有机物、细菌乃至病毒等更小的粒子 由于吸附作用也随着水的浊度降低而被部 分去除。
滤料滤池及均匀级配滤料滤池。
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1.4.2 水的过滤处理技术
1.4.2.1 普通快滤池组成与工作过程 组成：池体、滤料、配水系统与承托层、
反冲洗装置 工作过程：过滤、冲洗交替进行
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1.4.2 水的过滤处理技术（视频）
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1.4.2.2 滤料
滤料的主要作用是作为载体提供黏附水中 细小悬浮物所需的面积。
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1.4.1.1 过滤过程
过程三阶段： 颗粒迁移，颗粒脱离水流流线向滤料颗粒
表面靠近； 颗粒黏附，物理-化学作用，悬浮颗粒黏附
在滤料表面； 颗粒剥落
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1.4.1.1 过滤过程
过滤机理
1. 阻力截留
悬浮物粒径越大，表层滤料和滤速越小， 就越容易形成表层筛滤膜，滤膜的截污能 力也越高。
不均匀系数（k80）：滤料经筛分后，小于 总质量80%的滤料颗粒粒径与有效粒径之 比。
K80越大，说明粗细滤料颗粒尺寸相差越大， 颗粒越不均匀； K80越接近1，滤料越均匀。
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1. 滤料粒径级配
通常过滤工况下，要求滤料粒径适中、不 均匀系数尽量小。
粒径大——空隙大——细小杂质穿透滤料 层（反洗难充分松动滤料）
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1.4.1.2 滤料层含污能力
表层滤料间的孔隙逐渐被堵塞，形成“泥 膜”，致使过滤阻力剧增。
① 在一定过滤水头下，滤速急剧减小，产水 效率下降；
② 在一定滤速下水头损失达到极限值，无法 满足过滤水头要求；
③ 由于滤层表面受力不均匀而使“泥膜”产 水裂缝，大量水流自裂缝流出，水中杂质 颗粒穿透滤层使出水水质恶化。
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1.4.1.2 滤料层含污能力
滤料层能容纳杂质的多少及分布规律受进 水水质、水温、滤速、滤料粒径级配、滤 料形状，以及水中颗粒的凝聚程度等许多 因素影响。
单位体积滤层中所截留的杂质量，称为滤 层截污量。
一个过滤周期内，整个滤层单位体积滤料 中的平均含污量，称为“滤层含污能力”， 以g/cm3或kg/cm3计。
上均匀分布； 2. 过滤时，均匀收集过滤水。
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1.4.2.3 配水系统与承托层
根据反冲洗时配水系统对冲洗水的阻力大 小，配水系统可分为大阻力、中阻力和小 阻力三种配水系统。
1. 大阻力配水系统(穿孔管大阻力配水系统)
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1.4.2.3 配水系统与承托层
2. 中、小阻力配水系统
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筛分曲线。
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3. 滤料孔隙率的测定
滤料层孔隙率是指滤料层中的孔隙所占的 体积与滤料层总体积之比，用m表示。
测定方法为：取一定量的滤料，在105摄氏 度下烘干、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m ，1按G
V
G：滤料质量 V：滤料层体积
慢滤池：截留作用、微生物分解作用 优点：出水水质好 缺点：流速低；滤膜形成期过滤出水水质
不能保证；生产效率低；占地面积大。
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1.4.1.1 过滤过程
石英砂滤料粒径通常0.5~1.2mm，滤层厚 度一般70cm左右。按自上而下的方向，粒 径大致由细到粗依次排列。水流自上而下 通过滤料层。
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图中曲线与坐标轴包围的 面积除以滤层总厚度即为 滤层含污能力。
滤层厚度一定时，面积越 大，滤层含污能力越大。
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1.4.1.2 滤料层含污能力
为提高整个滤层的含污能力，最好采用 “反粒度”过滤方法。即顺水流方向，粒 径由大到小。
实现途径 1. 改变水流方向，上向流、双向流。 2. 改变滤料层组成，双层滤料滤池、三层
粒径过小——空隙效——增加水流阻力 （反洗时容易冲出滤池）
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2. 滤料筛分
以石英砂滤料为例，取某砂样300g，洗净
后于105摄氏度恒温箱中烘干，待冷却后秤
取100g，放于一组筛子过筛，筛后称出留
在各个筛子上的砂量，填入表1.11，并计算
出通过相应筛子的砂量，然后以筛孔孔径
为横坐标，通过筛孔砂量为纵坐标，绘出
（1）足够的机械强度 （2）足够的化学稳定性 （3）具有一定的颗粒级配和适当的孔隙率 （4）外形接近球形，表面比较粗糙而有棱
角。
（5）就地取材，货源充足，价格低廉。
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石榴石
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无烟煤
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磁铁矿
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金刚砂
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聚苯乙烯和陶粒
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1. 滤料粒径级配
有效粒径（d10）：滤料经筛分后，小于总 质量10%的滤料颗粒粒径。
残存在滤后水中的剩余细菌、病毒等，由
于失去悬浮物的保护或依附而呈裸露状态，
也容易被消毒剂杀死。.
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学习情境1.4 水的过滤处理
应用： 给水处理中保证净化水质不可缺少的重要
环节 污水处理 活性炭吸附和离子交换等深度处理之前作
用预处理 化学混凝和生化处理之后作为后处理
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1.4.1 水的过滤处理