文档介绍：第四章、过滤
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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m）
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滤层含污能力：指一个过滤周期内，整个滤料层上单位体积滤料中所截留的杂质量。
穿透深度：指滤池的某一深度处，在过滤结束后，该处的出水浊度为3度，则这个深度称为穿透深度。在实际设计时，应使滤料层的厚度大于穿透深度。
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3、改善措施
针对单层石英砂滤料截留杂质分布严重的不均匀，使下层滤料未充分发挥作用的现象，可采取以下措施，来提高滤层含污能力。
（1）反粒度过滤
反粒度过滤指过滤时，滤料层中滤料粒径顺水流方向由大变小，以提高滤层含污能力的过滤方式。反粒度过滤方式有以下几种：
上向流过滤：杂质分布较均匀，可提高滤层含污能力，延长过滤周期，但冲洗不干净。
双向流过滤：结构比较复杂，很少采用。
双层滤料滤池：滤料为无烟煤和石英砂。
三层滤料滤池：滤料为无烟煤、石英砂和磁铁矿。
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（2）均质滤料
均质滤料滤池沿深度方向不会出现水力分级，滤料组成和平均粒径沿深度方向基本均匀一致。保证滤料均匀的必要条件是反冲洗时滤料不膨胀，一般采用气水反冲洗。
（3）纤维球滤料
采用纤维球滤料时，对于下层的滤料由于受水压力而收缩，使粒径变小，形成天然反粒度过滤。一般滤速v＝30～50m/h，常用于工业水处理。
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三、过滤水力学
1、清洁滤层水头损失
清洁滤层水头损失指通过干净滤层的水头损失，又称起始水头损失，记为h0，h0的计算公式为卡曼－康采尼（Carman-Kozony）公式：
（4－1）
一般单层石英砂滤池的h0＝20～40cmH2O。
对于非均匀滤料，清洁滤层水头损失应该分层计算，清洁滤层总水头损失为：
（4－2）
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由公式（4－1）和（4－2）知道，当滤料粒径、形状、滤层级配和厚度以及水温已定时，水头损失H与滤速v和孔隙率m0有如下关系：
（4－3）
随着过滤的进行，如果孔隙率m0因滤层截污量增加而使m0下降，则会发生下面两种情况：
保持水头损失不变→滤速v逐渐减小→由此产生变速过滤。
保持滤速不变→水头损失逐渐增大→由此产生等速过滤。
等速过滤和变速过滤是滤池的两种基本过滤方式。
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2、等速过滤
等速过滤指滤池过滤时滤速保持不变，即滤池流量保持不变。
等速过滤的滤池有虹吸滤池和无阀滤池。在等速过滤状态下，水头损失随时间而逐渐增加，滤池中水位逐渐上升，见图4－4。当水位上升至最高允许水位时，过滤停止以待冲洗。
图4－4 等速过滤
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设滤层清洁水头损失为H0，当过滤时间为t时，滤层中水头损失增加，则过滤时滤层的总水头损失为：
（4－4）
与t的关系，反映了滤层截留杂质量与过滤时间的关系，即滤层孔隙率的变化与时间的关系。根据实验， 与t一般呈直线关系，见图4－5。
图中Hmax为水头损失增值最大时的过滤总水头损失，一般Hmax＝～。T为过滤周期，T不仅决定于最大允许水头损失，还与滤速有关。
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图4－5 水头损失与过滤时间关系
v2
v1
H
Hmax
H0+h
0
T1
T2
t
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3、变速过滤
变速过滤指滤速随过滤时间而逐渐减小的过滤方式，又称减速过滤。减速过滤的滤池有普快滤池和移动罩冲洗滤池。