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第 2章 污水的物理处理
4.过滤
2
第二章 污水的物理处理
滤池的结构是怎样的？它是如何工作的？
过滤过程的滤料是如何确定的？有何标准？
过滤过程常常出现的问题是什么？如何解决？
你知道那些新型滤池？
3
4,1概述 L
4,2 过滤机理 L
4,3 过滤的工艺过程 L
4,4 滤池类型 L
4,5 快滤池的运行管理 L
4,6滤池常见故障及对策 L
4,7 其它滤池 L
4.过滤
4
4.1 概述
1） 定义：
过滤是使含悬浮物的废水流过具有一定孔隙率的 过滤介质,水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而除去 。
2） 分类：
根据所采用的过滤介质不同,可将过滤分为下列四类,格筛过滤,微孔过滤,膜过滤,深层过滤
5
(1)格筛过滤过滤介质,栅条或滤网，
去除物,粗大的悬浮物，如杂草、破布、
纤维、纸浆等 。
设备,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，
去除物,粒径细微的颗粒 。
定型的商品设备很多。
6
(3)膜过滤过滤介质,特别的 半透膜,在一定的推动力 (如压力、电场力等 )下进行过滤，
去除物,水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。
主要设备,反渗透、超过滤和电渗析等。
（ 4） 深层过滤过滤介质：颗粒状滤料,如石英砂、无烟煤等。
去除物：水中的悬浮物 。
为区别于上述三类表面或浅层过滤过程，
这类过滤称之为深层过滤，简称过滤。
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3）过滤在水处理中的作用：
在给水处理中,常用过滤处理沉淀或澄清池出水，使滤后出水浑浊度满足用水要求；
在废水处理中,过滤常作为吸附、离子交换、膜分离法等预处理手段；
作为生化处理后的深度处理,使滤后水达到回用的要求。
常用过滤设备,快滤池。
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4）过滤过程分为 过滤 和 反洗 两个过程。
过滤过程 是废水由上到下通过一定厚度的由一定粒度的粒状介质组成的床层，由于粒状介质之间存在大小不同的孔隙，废水中的悬浮物被这些孔隙截留而除去。
滤料废水过滤水
（ 1）过滤
9
到一定程度时过滤不能进行，需要进行 反洗 。反洗是通过上升水流的作用使滤料呈悬浮状态，滤料间的孔隙变大，污染物随水流带走，反洗完成后再进行过滤。所以过滤过程是间断进行的 。
滤料反洗废水反洗水入口返回目录
（ 2）反冲洗
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4,2过滤机理
过滤的机理可分为 阻力截留,重力沉降 和 接触絮凝 三种
1） 阻力截留
当废水流过滤料层时,粒径较大的悬浮物颗粒首先被截留在表层滤料的空隙中,从而使此层滤料间的空隙越来越小,截污能力随之变得越来越高 。
结果逐渐形成一层主要由被截留的固体颗粒构成的滤膜,并由它起主要的过滤作用 。 这种作用属于阻力截留或筛滤作用 。
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2）重力沉降
废水通过滤料层时,众多的滤料介质表面提供了巨大的沉降面积 。
据估计,1m3粒径为 0.5mm的滤料中就拥有
400m2不受水力冲刷而可供悬浮物沉降的有效面积,形成无数的小,沉淀池,,悬浮物极易在此沉降下来 。
重力沉降强度主要取决于 滤料直径 和 过滤速度 。
滤料直径越小,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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3）接触絮凝
由于滤料有较大的表面积，它与悬浮物之间有明显的物理吸附作用。
此外，砂粒在水中表面常带有负电荷，能吸附带有正电的铁、铝等胶体，从而在滤料表面形成带正电的薄膜，进而又吸附带负电荷的粘土及多种有机胶体，在砂粒上发生接触絮凝。
在大多数情况下，滤料表面对尚未凝聚的胶体还能起到 接触碰撞 的媒介作用，促进其凝聚过程。
返回目录
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4,3过滤的工艺过程
1）过滤工艺包括 过滤 和 反洗 两个阶段：
过滤,即截留污染物；
反洗,即把污染物从滤料层中冲走，使之恢复过滤能力。
过滤周期,从过滤开始到结束延续的时间（又称工作周期）。
过滤循环,从过滤开始到反洗结束称为一个过滤循环 。
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2）普通快速滤池构造普通快滤池本身包括 滤料层,承托层,配水系统,集水渠 和 洗砂排水槽 五部分，其运行过程主要包括过滤和反冲洗。
（ 1）滤料层滤料的种类，性质，形状和级配等是决定滤层截留杂质能力的重要因素
15
a 一般滤料选择应满足以下要求：
（ i）有足够的机械强度；
（ ii）有较好的化学稳定性；
（ iii）有适宜的级配和足够的空隙率。
所谓 级配 就是滤料的粒径范围及在此范围内各种粒径的滤料数量比例 ;
（ iv）滤料的外形最好接近于球形，表面粗糙而有棱角；
（ v）滤料应价廉，货源充足。
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b 几种常见的滤料
（ i）天然滤料：石英砂和无烟煤
（ ii）人工滤料：纤维球和聚苯乙烯泡沫珠
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滤料
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c）滤料的性能指标
（ i） 有效直径 和 不均匀系数,滤料的规格常用有效直径和不均匀系数表示 。
定义,有效直径 是指能使 10％ 的滤料通过的筛孔直径,以 D10表示,单位是 mm。
不均匀系数,D80与 D10的比值就称为滤料的不均匀系数,以 K80表示 。
D80表示能使 80％ 的滤料通过的筛孔直径 。
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例如,D10＝ 0.6mm,D80＝ 1.0mm，则：
67.1
6.0
0.1
D
DK
10
80
80
显然,K80越小，滤料截留效率越高。
因此不均匀系数以小为佳。但是不均匀系数越小，加工费用也越高。综合考虑,一般 K80控制在 1.65～ 1.80之间为宜 。
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（ ii） 滤料的纳污能力,滤料层承纳污染物的容量常用纳污能力来表示。
定义,在保证出水水质的条件下，在过滤周期内单位体积滤料中能截留的污物量，
以 kg/m3或 g/cm3表示。
其大小与滤料的粒径、形状等因素有关；
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（ iii）滤料的 空隙率 和 比表面积,
空隙率 是指一定体积的滤层中，空隙所占体积与总体积的比值。常用的石英砂和白煤滤料的空隙率分别为 0.4和 0.5。
滤料的比表面积 是指单位重量或单位体积的滤料所具有的表面积，用 m2/g或
m2/cm3表示。
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滤池类型滤料规格 运行设计参数直径
/mm
滤层厚度
/cm
滤速
/m/h
反洗强度 /L/s
反洗时间 /min
大滤料滤池 2～ 3 200 10
12 ～ 15 5～ 7
粗滤料滤池 1～ 2 150～ 200 7～ 10
中滤料滤池 0.8～1.6 100～ 120 5～ 7
细滤料滤池 0.4～1.2 100 5
大滤料滤池
（用于生物处理后）
1～ 2 100 ～150 5 ～ 7 12～ 15 5～ 7
单层砂滤池的滤料规格及运行设计参数
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（ a） 作用：
i 主要起承托滤料的作用,亦称 垫料层 。
ii 防止滤料随过滤水流失,滤料粒径较小,而配水系统的孔眼较大,因此可防止滤料流失；
iii 使配水均匀 。
如果配水系统的孔眼直径很小,布水也很均匀,承托层可以减薄或省去 。
(2） 承托层
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（ b）对垫层的要求：
i 要求垫料层不能被反洗水冲动；
ii 形成的孔隙均匀，使布水均匀 ；
iii 化学稳定性好；
iv 机械强度高 。
通常，垫料层采用 天然卵石 或 碎石 。
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(3)配水系统
（ a）配水系统的作用：
（ i）均匀收集滤后水，又称为排水系统；
（ ii）均匀分配反冲洗水。
（ b）分类
（ i）大阻力配水系统；
（ ii）小阻力配水系统。
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管式大阻力配水系统大阻力配水系统指 尽可能增大配水系统中布水孔眼的阻力，使反冲洗水在流向全池各部位的水头损失尽可能相等，
保证配水均匀。
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小阻力配水系统的滤头
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普通快速滤池构造进水管，待过滤 的水由此进入集水渠，进水及收集反洗水过滤介质，
水通过介质得到过滤底部配水系统，收集过滤后的水或均匀分配反洗水垫层，支撑滤料和均匀分配反洗水清水管，过滤后的水由此排出反洗水收集槽，
反洗水由此排出滤池反洗水管，反洗水由此进入反洗水收集槽，
收集所有滤池的反洗水
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气水反冲洗出水槽
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出 水槽
31
出水槽运行过程
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3）快滤池过滤过程示意图
（ 1） 过滤
F1,F2开
F4,F3关进水出水
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滤池反洗过程示意图
（ 2）反洗
F1,F2关
F3,F4开反洗水返回目录
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4）过滤效率的影响因素过滤是悬浮颗粒与滤料的互相作用，悬浮物的分离效率受这两方面因素的影响，
（ 1）滤料的影响
（ i）粒度,粒度越小，过滤效率越高
（ ii）形状,孔隙率相同时，角形滤料的过滤效率高；
（ iii）孔隙率,孔隙率越小，过滤效率越高，但水头损失也越大，
（ iv）厚度,滤床越厚，滤液越清，操作周期越长，
（ v）表面性质,滤料表面不带电或带有与悬浮颗粒表面相反的电荷，利于悬浮颗粒在其表面吸附和接触絮凝
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（ 2）悬浮物性质
（ i）粒度：粒径越大，越易去除；
（ ii）形状：角形颗粒大于球形颗粒；
（ iii）密度：影响不大；
（ iv）浓度：原水浓度越高，过滤效率越低
（ v）温度：温度影响密度和粘度；
（ vi）表面性质：添加絮凝剂影响表面性质
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（ 3）滤速和反冲洗滤速越小，处理量越少；
滤速越大，处理量越大，缩短过滤周期，
出水水质下降；
必须有一定的反冲洗速度和时间
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4,4滤池类型
1）按不同的方式滤池可分为不同的类型：
（ 1）按过滤速度 高速滤池,速度为 10－ 60m3/（ m2·h）
低速滤池,速度小于 4 m3/（ m2·h）
快滤池,速度为 4－ 10 m3/（ m2·h）
（ 2）按推动力分重力式滤池,其过滤压力水头为 4－ 5 m
压力滤池，其过滤压力水头为 15－ 20 m
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（ 3）按过滤时的水流方向 分上向流 图下向流 图双向流 图
（ 4）按滤层结构分单层滤料滤池,单层滤池通常以石英砂做为滤料。 图双层滤料滤池,双层滤池是在石英砂滤料上面再放一层粒度比较粗的白煤。 图三层滤料滤池,三层滤池是在双层滤池基础上再在石英砂滤料下面放一层粒度更细、
比重更大的滤料，一般用磁铁矿。 图返回目录
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特点：
（ 1）下向流滤池能保证较高的滤速和反洗效果；
（ 2）水头损失增加较快，
工作周期较短；
（ 3）下层滤料难以发挥作用,原因是反洗后滤料会分层，细颗粒在上，粗颗粒在下，上层很快堵塞，
而下层不起作用 。
进水出水下向流滤池示意图
40
特点：
（ 1）整个滤料的纳污能力得到充分利用，过滤周期也相应延长。
（ 2）滤速不能太高否则会造成滤料流失。
（ 3）可以用未经过滤的水做为反洗水。
出水进水上向流滤池示意图
41
特点：
（ 1）保持了下向流和上向流滤池的优点，
又克服了滤料流失的弊端。
（ 2）但双向流滤池的下层滤料反洗困难。
出水 进水双向流滤池示意图
42
单层滤池的滤料层结构单层滤料层的剖面
43
双层滤料的结构粗粒白煤细粒石英双层滤料层的剖面
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三层滤料的结构粗粒白煤更细的磁铁矿细粒石英三层滤料层的剖面
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4,5快滤池的运行管理
1）分类按照在过滤周期内滤速的分布形态，
滤池有两种基本运行方式，
恒速过滤,在整个过滤周期中过滤的速度不变。
降速过滤,在过滤周期中过滤速度是随时间变化的，开始时大，结束时小。
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（ 1）恒速过滤的不同形式：
恒速过滤又分为 恒水位恒速过滤 和 变水位恒速过滤 两种：
a 恒水位恒速过滤 中，作用在滤池上的水头恒定，随滤层中的阻力增加，由逐渐开大的出水阀门（手控或自控 )来补偿，
使总阻力和出水量维持不变。
b 变水位恒速过滤 在每个滤池的进水端和出水阀后分别设进水堰室和出水堰室，
实现变水位恒速过滤
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变水位恒速过滤示意图过滤开始时水位，
出水堰高于滤料的高度过滤结束时水位，
水位高于进水堰的水位，过滤不能进行，开始反洗
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（ 2）优良滤池的指标：
（ a） 滤料纳污能力大,过滤水头损失小,
工作周期长；
（ b） 出水水质符合回用或外排的要求；
（ c） 反洗耗水量少,效果好,反洗后滤料分层稳定而不发生很大程度的滤料混杂 。
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2）滤池反冲洗
（ 1） 目的,是清除截留在滤料孔隙中的悬浮物，恢复其过滤能力。
（ 2）方式,一般滤池采用滤后水反冲洗，
并辅以表面冲洗或空气冲洗。
（ 3） 反冲洗的指标 有滤料的膨胀率、反冲洗强度、反冲洗时间、反冲洗水头,反冲洗水的供应和排除、空气冲洗和表面冲洗等。
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（ a） 膨胀率,滤料层膨胀后与膨胀前的厚度差与过滤时滤料的厚度之比，用百分数表示。一般用符号
e表示。
反洗时的膨胀率要适当。 膨胀率太低，水流剪切力小；膨胀率过高，颗碰撞次数会减少，还会冲动垫料层及流失滤料。
（ b） 反冲洗强度,单位时间内单位滤池面积所通过的反冲洗水量称为反冲洗强度，通常用 q表示，它的单位是 L/(m2·s)。
反冲洗强度的大小与滤料的粒度、水的温度、孔隙率和要求的膨胀率有关。可用试验的方法确定。
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（ c） 反冲洗时间,反冲洗时间依滤层污染程度而异，应根据运行情况来确定。
（ d） 反冲洗水头,反冲洗所需水头等于滤层、
垫层、配水系统及管路的水头损失之和，并留有 1.5－ 2.0m的富余水头。具体可根据有关流体力学的方法计算。
（ e） 反冲洗水的供应和排除,一般是用滤后水作为反冲洗用水。反冲洗水可用水塔或水泵供给。反冲洗排出的污水应及时排除，通常返回处理系统的首端 。
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（ f） 空气冲洗,空气冲洗是在滤料层和垫层之间加空气管，在反冲洗的同时鼓入压力空气，
增加对颗粒的搅动，增加颗粒之间互相碰撞和摩擦的机会，加强反冲洗效果。
（ g） 表面冲洗,在过滤含有机物质较多的原水时，滤层表面往往生成由滤料颗粒、悬浮物和粘性物形成的泥球。为了破坏泥球，提高冲洗质量，常用压力水进行表面冲洗。
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53
4,6滤池常见故障及对策
1） 气阻：
在过滤末期，局部滤层的水头损失可能大于该处实际的水压力，即出现 负水头 。
此时部分滤层水中溶解的气体将释放出来，积聚在孔隙中，阻碍水流通过，以致滤水量显著减少。反冲洗时气泡会冲出滤层表面。这种现象称为气阻，也称气闭。
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解决方法：
（ 1）保持滤层上足够的水深，消除负水头，
（ 2）在配水系统末端设排气管，防止反冲洗水中带入气体积聚在承托层或滤层中；
（ 3）增大滤速，使滤层纳污均匀。
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2） 结泥球：
滤层表面的颗粒较细，截留的悬浮物较多。如果冲洗不干净，则互相粘结成球。
造成布水不匀和再结泥球的恶性循环。
这种污泥的主要成分是有机物，结球严重时会腐化发臭。
解决方法：（ a）翻池人工清洗，或彻底换滤料，同时检查垫层是否有移动，配水系统是否有堵塞；（ b）滤池反冲洗后暂停使用，保持滤料上面水深 20－ 30cm，然后加氯浸泡 l2h。
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3） 跑砂和漏砂：
如果冲洗强度过大或滤料级配不当，反冲洗会冲走大量细滤料。如果冲洗水分布不匀，垫料层可能发生平移，进一步促使布水不匀，最后局部垫料层被冲走淘空，过滤时，滤料通过这些部位的配水系统漏失到清水池中。
解决方法,检查配水系统，调整冲洗强度。
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4） 水生生物繁殖：
在水温较高时，沉淀池出水中常含多种微生物，极易在滤池中繁殖。在快滤池中，
生物繁殖是不利的，往往会使滤层堵塞。
解决方法：可在滤前加氯解决。
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4,7其它滤池简介
无阀滤池 图
虹吸滤池 图
移动罩滤池 图
压力滤池 图
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滤料无阀滤池工作过程示意图进水过滤水
60
反洗废水无阀滤池反洗过程示意图反洗时进水仍在继续，但此时原水与反洗水一起排出
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重力式无阀过滤器
62
重力式无阀过滤器
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过滤反洗 虹吸滤池
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移动罩滤池
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压力滤池
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第 2章 污水的物理处理
4.过滤
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第二章 污水的物理处理
滤池的结构是怎样的？它是如何工作的？
过滤过程的滤料是如何确定的？有何标准？
过滤过程常常出现的问题是什么？如何解决？
你知道那些新型滤池？
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4,1概述 L
4,2 过滤机理 L
4,3 过滤的工艺过程 L
4,4 滤池类型 L
4,5 快滤池的运行管理 L
4,6滤池常见故障及对策 L
4,7 其它滤池 L
4.过滤
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4.1 概述
1） 定义：
过滤是使含悬浮物的废水流过具有一定孔隙率的 过滤介质,水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而除去 。
2） 分类：
根据所采用的过滤介质不同,可将过滤分为下列四类,格筛过滤,微孔过滤,膜过滤,深层过滤
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(1)格筛过滤过滤介质,栅条或滤网，
去除物,粗大的悬浮物，如杂草、破布、
纤维、纸浆等 。
设备,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，
去除物,粒径细微的颗粒 。
定型的商品设备很多。
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(3)膜过滤过滤介质,特别的 半透膜,在一定的推动力 (如压力、电场力等 )下进行过滤，
去除物,水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。
主要设备,反渗透、超过滤和电渗析等。
（ 4） 深层过滤过滤介质：颗粒状滤料,如石英砂、无烟煤等。
去除物：水中的悬浮物 。
为区别于上述三类表面或浅层过滤过程，
这类过滤称之为深层过滤，简称过滤。
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3）过滤在水处理中的作用：
在给水处理中,常用过滤处理沉淀或澄清池出水，使滤后出水浑浊度满足用水要求；
在废水处理中,过滤常作为吸附、离子交换、膜分离法等预处理手段；
作为生化处理后的深度处理,使滤后水达到回用的要求。
常用过滤设备,快滤池。
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4）过滤过程分为 过滤 和 反洗 两个过程。
过滤过程 是废水由上到下通过一定厚度的由一定粒度的粒状介质组成的床层，由于粒状介质之间存在大小不同的孔隙，废水中的悬浮物被这些孔隙截留而除去。
滤料废水过滤水
（ 1）过滤
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到一定程度时过滤不能进行，需要进行 反洗 。反洗是通过上升水流的作用使滤料呈悬浮状态，滤料间的孔隙变大，污染物随水流带走，反洗完成后再进行过滤。所以过滤过程是间断进行的 。
滤料反洗废水反洗水入口返回目录
（ 2）反冲洗
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4,2过滤机理
过滤的机理可分为 阻力截留,重力沉降 和 接触絮凝 三种
1） 阻力截留
当废水流过滤料层时,粒径较大的悬浮物颗粒首先被截留在表层滤料的空隙中,从而使此层滤料间的空隙越来越小,截污能力随之变得越来越高 。
结果逐渐形成一层主要由被截留的固体颗粒构成的滤膜,并由它起主要的过滤作用 。 这种作用属于阻力截留或筛滤作用 。
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2）重力沉降
废水通过滤料层时,众多的滤料介质表面提供了巨大的沉降面积 。
据估计,1m3粒径为 0.5mm的滤料中就拥有
400m2不受水力冲刷而可供悬浮物沉降的有效面积,形成无数的小,沉淀池,,悬浮物极易在此沉降下来 。
重力沉降强度主要取决于 滤料直径 和 过滤速度 。
滤料直径越小,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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3）接触絮凝
由于滤料有较大的表面积，它与悬浮物之间有明显的物理吸附作用。
此外，砂粒在水中表面常带有负电荷，能吸附带有正电的铁、铝等胶体，从而在滤料表面形成带正电的薄膜，进而又吸附带负电荷的粘土及多种有机胶体，在砂粒上发生接触絮凝。
在大多数情况下，滤料表面对尚未凝聚的胶体还能起到 接触碰撞 的媒介作用，促进其凝聚过程。
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4,3过滤的工艺过程
1）过滤工艺包括 过滤 和 反洗 两个阶段：
过滤,即截留污染物；
反洗,即把污染物从滤料层中冲走，使之恢复过滤能力。
过滤周期,从过滤开始到结束延续的时间（又称工作周期）。
过滤循环,从过滤开始到反洗结束称为一个过滤循环 。
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2）普通快速滤池构造普通快滤池本身包括 滤料层,承托层,配水系统,集水渠 和 洗砂排水槽 五部分，其运行过程主要包括过滤和反冲洗。
（ 1）滤料层滤料的种类，性质，形状和级配等是决定滤层截留杂质能力的重要因素
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a 一般滤料选择应满足以下要求：
（ i）有足够的机械强度；
（ ii）有较好的化学稳定性；
（ iii）有适宜的级配和足够的空隙率。
所谓 级配 就是滤料的粒径范围及在此范围内各种粒径的滤料数量比例 ;
（ iv）滤料的外形最好接近于球形，表面粗糙而有棱角；
（ v）滤料应价廉，货源充足。
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b 几种常见的滤料
（ i）天然滤料：石英砂和无烟煤
（ ii）人工滤料：纤维球和聚苯乙烯泡沫珠
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滤料
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c）滤料的性能指标
（ i） 有效直径 和 不均匀系数,滤料的规格常用有效直径和不均匀系数表示 。
定义,有效直径 是指能使 10％ 的滤料通过的筛孔直径,以 D10表示,单位是 mm。
不均匀系数,D80与 D10的比值就称为滤料的不均匀系数,以 K80表示 。
D80表示能使 80％ 的滤料通过的筛孔直径 。
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例如,D10＝ 0.6mm,D80＝ 1.0mm，则：
67.1
6.0
0.1
D
DK
10
80
80
显然,K80越小，滤料截留效率越高。
因此不均匀系数以小为佳。但是不均匀系数越小，加工费用也越高。综合考虑,一般 K80控制在 1.65～ 1.80之间为宜 。
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（ ii） 滤料的纳污能力,滤料层承纳污染物的容量常用纳污能力来表示。
定义,在保证出水水质的条件下，在过滤周期内单位体积滤料中能截留的污物量，
以 kg/m3或 g/cm3表示。
其大小与滤料的粒径、形状等因素有关；
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（ iii）滤料的 空隙率 和 比表面积,
空隙率 是指一定体积的滤层中，空隙所占体积与总体积的比值。常用的石英砂和白煤滤料的空隙率分别为 0.4和 0.5。
滤料的比表面积 是指单位重量或单位体积的滤料所具有的表面积，用 m2/g或
m2/cm3表示。
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滤池类型滤料规格 运行设计参数直径
/mm
滤层厚度
/cm
滤速
/m/h
反洗强度 /L/s
反洗时间 /min
大滤料滤池 2～ 3 200 10
12 ～ 15 5～ 7
粗滤料滤池 1～ 2 150～ 200 7～ 10
中滤料滤池 0.8～1.6 100～ 120 5～ 7
细滤料滤池 0.4～1.2 100 5
大滤料滤池
（用于生物处理后）
1～ 2 100 ～150 5 ～ 7 12～ 15 5～ 7
单层砂滤池的滤料规格及运行设计参数
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（ a） 作用：
i 主要起承托滤料的作用,亦称 垫料层 。
ii 防止滤料随过滤水流失,滤料粒径较小,而配水系统的孔眼较大,因此可防止滤料流失；
iii 使配水均匀 。
如果配水系统的孔眼直径很小,布水也很均匀,承托层可以减薄或省去 。
(2） 承托层
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（ b）对垫层的要求：
i 要求垫料层不能被反洗水冲动；
ii 形成的孔隙均匀，使布水均匀 ；
iii 化学稳定性好；
iv 机械强度高 。
通常，垫料层采用 天然卵石 或 碎石 。
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(3)配水系统
（ a）配水系统的作用：
（ i）均匀收集滤后水，又称为排水系统；
（ ii）均匀分配反冲洗水。
（ b）分类
（ i）大阻力配水系统；
（ ii）小阻力配水系统。
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管式大阻力配水系统大阻力配水系统指 尽可能增大配水系统中布水孔眼的阻力，使反冲洗水在流向全池各部位的水头损失尽可能相等，
保证配水均匀。
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小阻力配水系统的滤头
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普通快速滤池构造进水管，待过滤 的水由此进入集水渠，进水及收集反洗水过滤介质，
水通过介质得到过滤底部配水系统，收集过滤后的水或均匀分配反洗水垫层，支撑滤料和均匀分配反洗水清水管，过滤后的水由此排出反洗水收集槽，
反洗水由此排出滤池反洗水管，反洗水由此进入反洗水收集槽，
收集所有滤池的反洗水
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气水反冲洗出水槽
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出 水槽
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出水槽运行过程
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3）快滤池过滤过程示意图
（ 1） 过滤
F1,F2开
F4,F3关进水出水
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滤池反洗过程示意图
（ 2）反洗
F1,F2关
F3,F4开反洗水返回目录
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4）过滤效率的影响因素过滤是悬浮颗粒与滤料的互相作用，悬浮物的分离效率受这两方面因素的影响，
（ 1）滤料的影响
（ i）粒度,粒度越小，过滤效率越高
（ ii）形状,孔隙率相同时，角形滤料的过滤效率高；
（ iii）孔隙率,孔隙率越小，过滤效率越高，但水头损失也越大，
（ iv）厚度,滤床越厚，滤液越清，操作周期越长，
（ v）表面性质,滤料表面不带电或带有与悬浮颗粒表面相反的电荷，利于悬浮颗粒在其表面吸附和接触絮凝
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（ 2）悬浮物性质
（ i）粒度：粒径越大，越易去除；
（ ii）形状：角形颗粒大于球形颗粒；
（ iii）密度：影响不大；
（ iv）浓度：原水浓度越高，过滤效率越低
（ v）温度：温度影响密度和粘度；
（ vi）表面性质：添加絮凝剂影响表面性质
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（ 3）滤速和反冲洗滤速越小，处理量越少；
滤速越大，处理量越大，缩短过滤周期，
出水水质下降；
必须有一定的反冲洗速度和时间
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4,4滤池类型
1）按不同的方式滤池可分为不同的类型：
（ 1）按过滤速度 高速滤池,速度为 10－ 60m3/（ m2·h）
低速滤池,速度小于 4 m3/（ m2·h）
快滤池,速度为 4－ 10 m3/（ m2·h）
（ 2）按推动力分重力式滤池,其过滤压力水头为 4－ 5 m
压力滤池，其过滤压力水头为 15－ 20 m
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（ 3）按过滤时的水流方向 分上向流 图下向流 图双向流 图
（ 4）按滤层结构分单层滤料滤池,单层滤池通常以石英砂做为滤料。 图双层滤料滤池,双层滤池是在石英砂滤料上面再放一层粒度比较粗的白煤。 图三层滤料滤池,三层滤池是在双层滤池基础上再在石英砂滤料下面放一层粒度更细、
比重更大的滤料，一般用磁铁矿。 图返回目录
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特点：
（ 1）下向流滤池能保证较高的滤速和反洗效果；
（ 2）水头损失增加较快，
工作周期较短；
（ 3）下层滤料难以发挥作用,原因是反洗后滤料会分层，细颗粒在上，粗颗粒在下，上层很快堵塞，
而下层不起作用 。
进水出水下向流滤池示意图
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特点：
（ 1）整个滤料的纳污能力得到充分利用，过滤周期也相应延长。
（ 2）滤速不能太高否则会造成滤料流失。
（ 3）可以用未经过滤的水做为反洗水。
出水进水上向流滤池示意图
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特点：
（ 1）保持了下向流和上向流滤池的优点，
又克服了滤料流失的弊端。
（ 2）但双向流滤池的下层滤料反洗困难。
出水 进水双向流滤池示意图
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单层滤池的滤料层结构单层滤料层的剖面
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双层滤料的结构粗粒白煤细粒石英双层滤料层的剖面
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三层滤料的结构粗粒白煤更细的磁铁矿细粒石英三层滤料层的剖面
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4,5快滤池的运行管理
1）分类按照在过滤周期内滤速的分布形态，
滤池有两种基本运行方式，
恒速过滤,在整个过滤周期中过滤的速度不变。
降速过滤,在过滤周期中过滤速度是随时间变化的，开始时大，结束时小。
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（ 1）恒速过滤的不同形式：
恒速过滤又分为 恒水位恒速过滤 和 变水位恒速过滤 两种：
a 恒水位恒速过滤 中，作用在滤池上的水头恒定，随滤层中的阻力增加，由逐渐开大的出水阀门（手控或自控 )来补偿，
使总阻力和出水量维持不变。
b 变水位恒速过滤 在每个滤池的进水端和出水阀后分别设进水堰室和出水堰室，
实现变水位恒速过滤
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变水位恒速过滤示意图过滤开始时水位，
出水堰高于滤料的高度过滤结束时水位，
水位高于进水堰的水位，过滤不能进行，开始反洗
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（ 2）优良滤池的指标：
（ a） 滤料纳污能力大,过滤水头损失小,
工作周期长；
（ b） 出水水质符合回用或外排的要求；
（ c） 反洗耗水量少,效果好,反洗后滤料分层稳定而不发生很大程度的滤料混杂 。
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2）滤池反冲洗
（ 1） 目的,是清除截留在滤料孔隙中的悬浮物，恢复其过滤能力。
（ 2）方式,一般滤池采用滤后水反冲洗，
并辅以表面冲洗或空气冲洗。
（ 3） 反冲洗的指标 有滤料的膨胀率、反冲洗强度、反冲洗时间、反冲洗水头,反冲洗水的供应和排除、空气冲洗和表面冲洗等。
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（ a） 膨胀率,滤料层膨胀后与膨胀前的厚度差与过滤时滤料的厚度之比，用百分数表示。一般用符号
e表示。
反洗时的膨胀率要适当。 膨胀率太低，水流剪切力小；膨胀率过高，颗碰撞次数会减少，还会冲动垫料层及流失滤料。
（ b） 反冲洗强度,单位时间内单位滤池面积所通过的反冲洗水量称为反冲洗强度，通常用 q表示，它的单位是 L/(m2·s)。
反冲洗强度的大小与滤料的粒度、水的温度、孔隙率和要求的膨胀率有关。可用试验的方法确定。
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（ c） 反冲洗时间,反冲洗时间依滤层污染程度而异，应根据运行情况来确定。
（ d） 反冲洗水头,反冲洗所需水头等于滤层、
垫层、配水系统及管路的水头损失之和，并留有 1.5－ 2.0m的富余水头。具体可根据有关流体力学的方法计算。
（ e） 反冲洗水的供应和排除,一般是用滤后水作为反冲洗用水。反冲洗水可用水塔或水泵供给。反冲洗排出的污水应及时排除，通常返回处理系统的首端 。
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（ f） 空气冲洗,空气冲洗是在滤料层和垫层之间加空气管，在反冲洗的同时鼓入压力空气，
增加对颗粒的搅动，增加颗粒之间互相碰撞和摩擦的机会，加强反冲洗效果。
（ g） 表面冲洗,在过滤含有机物质较多的原水时，滤层表面往往生成由滤料颗粒、悬浮物和粘性物形成的泥球。为了破坏泥球，提高冲洗质量，常用压力水进行表面冲洗。
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4,6滤池常见故障及对策
1） 气阻：
在过滤末期，局部滤层的水头损失可能大于该处实际的水压力，即出现 负水头 。
此时部分滤层水中溶解的气体将释放出来，积聚在孔隙中，阻碍水流通过，以致滤水量显著减少。反冲洗时气泡会冲出滤层表面。这种现象称为气阻，也称气闭。
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解决方法：
（ 1）保持滤层上足够的水深，消除负水头，
（ 2）在配水系统末端设排气管，防止反冲洗水中带入气体积聚在承托层或滤层中；
（ 3）增大滤速，使滤层纳污均匀。
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2） 结泥球：
滤层表面的颗粒较细，截留的悬浮物较多。如果冲洗不干净，则互相粘结成球。
造成布水不匀和再结泥球的恶性循环。
这种污泥的主要成分是有机物，结球严重时会腐化发臭。
解决方法：（ a）翻池人工清洗，或彻底换滤料，同时检查垫层是否有移动，配水系统是否有堵塞；（ b）滤池反冲洗后暂停使用，保持滤料上面水深 20－ 30cm，然后加氯浸泡 l2h。
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3） 跑砂和漏砂：
如果冲洗强度过大或滤料级配不当，反冲洗会冲走大量细滤料。如果冲洗水分布不匀，垫料层可能发生平移，进一步促使布水不匀，最后局部垫料层被冲走淘空，过滤时，滤料通过这些部位的配水系统漏失到清水池中。
解决方法,检查配水系统，调整冲洗强度。
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4） 水生生物繁殖：
在水温较高时，沉淀池出水中常含多种微生物，极易在滤池中繁殖。在快滤池中，
生物繁殖是不利的，往往会使滤层堵塞。
解决方法：可在滤前加氯解决。
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4,7其它滤池简介
无阀滤池 图
虹吸滤池 图
移动罩滤池 图
压力滤池 图
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滤料无阀滤池工作过程示意图进水过滤水
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反洗废水无阀滤池反洗过程示意图反洗时进水仍在继续，但此时原水与反洗水一起排出
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重力式无阀过滤器
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重力式无阀过滤器
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过滤反洗 虹吸滤池
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移动罩滤池
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压力滤池
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