文档介绍：第五章深层过滤
第一节普通快滤池的构造
第二节过滤理论
第三节快滤池的运行
第四节快滤池的设计
第五节其他滤池
第一节普通快滤池的构造
图5-1为普通快滤池的透视与剖面示意图。快滤池一般用钢筋混凝土建造,它内有排水槽、滤料层、垫料层和配水系统;它外有集中管廊,配有进水管、出水管、冲洗水管、冲洗水排出管等管道及附件。
过滤时,加入凝聚剂的浑水自进水管经集水渠、排水槽进入滤池,自上而下穿过滤料层、垫料层,由配水系统收集,、F2,关F3、F4、F5。经过一段时间过滤,滤料层截留的悬浮物数量增加;滤层孔隙率减小,使孔隙水流速增大,其结果一方面造成过滤阻力增大,另一方面水流对孔隙中截留的杂质冲刷力增大,使出水水质变差。当水头损失超过允许值,或者出水的悬浮物浓度超过规定值,过滤即应终止,进行滤他反冲洗。反冲洗时,开F3、F4,关F1、F2。反冲洗水由冲洗水管经配水系统过入滤池,由下而上穿过垫料层,滤料层,最后由排水槽经集水渠排出。反冲洗完毕,又进入下一过滤周期.
一、滤料
滤料是滤池的核心部分,:
①有足够的机械强度,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,满足截留悬浮物的要求。
④外形近乎球形,表面粗糙,有棱角,能提供较大比表面和扎隙率。
⑤价廉,易得。
在水处理中最常用的滤料有石英砂、无烟煤粒、石榴石粒、磁铁矿粒、白云石粒、花岗岩粒位以及聚苯乙烯发泡塑料对等。其中以石英砂使用最广。
滤池滤料的粒径和级配应适应悬浮颗粒的大小和去除效率要求。级配表示不同粒径的颗粒在滤料中的比例,滤料颗粒的级配关系可由筛分试验求得;取一定滤料试样,置于105℃的恒温箱中烘干,准确称量后置于一组分样筛筛中过筛,,以对应的筛孔孔径为横坐标作图,得如图5-2所示的滤滤料级配曲线。
根据级配曲线,可以确定滤料的有效粒径和不均匀系数两个参数。有效粒径表示通过10%滤料质量的筛孔直径,记作d10在图5-1中,d10=。d10表示小颗粒的粒径。
图5-2 滤料筛分级配曲线
实验表明,若滤料的d10相等,即使其级配曲线不一样,过滤时所产生的水头损失仍旧相近。由此可知,起主要过滤作用的有效部分正是粒径小于d10的那些颗粒,,以d80表示通过80%滤料质量的筛孔直径,即滤料中粗颗粒的代表性粒径。
在生产中也有规定最大和最小两种粒径的较为简便的方法来表示滤料的规格。由于滤料颗粒大小形状不一,进行水力计算时,常以当量粒径de来反映粒径的大小,为调和平均值,可按下式计算:
(5-1)
其意义是将筛分曲线分为若干段,在粒径di1和di2之间取其平均值di, de与平均粒径ds0的数值接近。 考虑到筛孔和颗粒的不规则性,在理论计算时,需对筛孔进行如下核准。将干燥后滤料试样放入筛孔为d的筛上,筛去细颗粒,然后放在一纸上,盖好筛盖,再振筛几下,落下一些恰好能通过筛孔的颗粒,从中任取n个颗粒,准确称其重量ω,按下式计算筛的核准孔径d’:
d’相当于恰好通过筛孔d的滤料颗粒的等体积球体的直径,d’应略小于d(见图5-2)。上述de的计算通常以校准筛孔后级配曲线为准。
滤层的含污能力和过滤效果除取决于滤料粒径外,还与滤层厚度有关,即决定于滤层厚度和滤料粒径的比值L/de。L/de值愈大,去除率也愈高,因为L/de值与单位过滤面积上滤料总表面积和颗粒数目成正比.
(5-2)
表5-1列出了普通快滤池的滤料组成和滤速范围。
单层滤料滤池在反冲洗后由于水力筛分作用,使得沿过滤水流方向的滤料粒径逐渐变大。形成上部细,下部粗的滤床(如图5-3)。孔隙尺寸及合污能力也是从上到下逐渐变大。在下向流过滤中,水流先经过粒径小的上部滤料层,再到粒径大的下部滤料层。理想滤池滤料排列应是沿水流方向由粗到细。为了解决实际滤池与理想滤池的矛盾,途径有三条。
①改变水流方向,即原水自下向上穿过滤层。采用双向进水、中部出水的办法可以提高上流式滤池的滤速,但下层滤料仍然难以冲洗干净,且结构和操作较复杂。
②,,,愈趋近于理想滤池(见图5-3)。
③采用新型的密实度或孔隙率可变的滤料,这类滤料由柔性材料人工制成,如纤维球、轻质泡沫塑料珠、橡胶粒等。纤维球在滤床上都比较松散,基本上呈球状。,下部孔隙率较低,近似理想滤池孔隙率分布,实测纤