第九章 过 滤
9.1 过滤概述
9.1.1 慢滤池
慢滤池是最早出现的用于水处理的过滤设备，能有效地
去除水的色度、嗅和味，见 9— 1。由于慢滤池占地面积大、
操作麻烦、寒冷季节时其表层容易冰冻，在城镇水厂中使用
的慢滤池逐渐被快滤池所代替。
表 9— 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
浊度 10ntu以下；
总大肠菌类
10~1000个
/100mL；
藻类不太多；
10000人以下的给
水处理
小于 1.0ntu
总大肠菌类 <1个
/100mL
细菌总数 99%
能去除逗号弧菌
(Vibrio comma)
2.7~7?m 99%
7~12?m99.9%
较大颗粒
99%~99.9%
9.1.2 快滤池
1,构造见图 9-1
1
6
2
11
12
4
5
3
9
8
7
13
10
14
图 9 -1 普 通快滤池构造剖视图（箭头表示冲洗水流方向）
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 阀；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
2,工作过程
由过滤与反冲洗两部分组成。
3.滤速
滤速是指单位时间、单位过滤面积上的过 滤水
量，单位为 m3/（ m2 ? h）或 m/h。
4.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。从过滤开始到过滤结束称为过滤周期。
滤池的工作周期为 12~24h。
9.2 过滤理论
9.2.1 截留机理
1．悬浮颗粒被截留的机理
两阶段理论：由迁移与吸附组成。
迁移：沉淀、扩散、惯性、阻截和水动力，见图 9-2。
吸附：范德华引力、静电力、以及某些化学键和某些特
殊的化学吸附力作用、絮凝颗粒间的架桥作用。
图 9-2 悬浮颗粒的迁移过程
1— 沉淀 2— 扩散 3— 惯性 5— 水动力
流线
滤料
悬浮颗粒
4— 阻截
2．吸附与剥离
（ 1） Ives-Mints争论
Ives：
①附着于滤料之上的悬浮颗粒在过滤过程中绝对不
剥离；
②在过滤后期悬浮颗粒穿透滤层进入滤池出水是吸
附效率降低的缘故。
Mints：
①吸附和剥离是过滤过程中同时存在的两个相反的
现象，且剥离量与含污量成正比；
②剥离是悬浮颗粒穿透滤层进入滤池出水的原因。
争论至目前的结果是 Mints理论已取得了优势。
（ 2）附着力与水流剪力
见图 9-3。
脱附力
F
a3
F
a2
F
a1
F
s3
F
s2
F
s1
F
3
F
2
F
1
1
2
3
滤料
图 9- 3 颗粒粘附和脱附力示意 图 9- 4 滤料层含污量变化
2
1
(cm)
滤
层
深
度
滤层含污量 （g/cm
2
）
双层滤料
单层滤料
石英砂
石英砂
无煤烟
9.2.2 过滤水力学
1．快滤池滤层的发展与利用
滤层含污能力：单位体积滤层中的平均含污量
称为“滤层含污能力”，单位 g/cm3或 kg/m3。
采用单水冲洗的石英砂滤料滤池是典型的水力
分级滤料滤池，其含污量随深度的变化见图 9-4
多层滤料滤池接近理想滤料滤池，最常见为双
层和三层滤见图 9-5。双层滤池其含污量随深度的
变化见图 9-4曲线 2。
均质滤料过滤目前在实际生产中已经实现，如
V型滤池。要实现均质滤料过滤，反冲洗时滤料层
不能膨胀。
石英沙
石英沙
无烟煤
石榴石
无烟煤
均质滤料
（a）
（b） （c）
图 9- 5 几 种滤料组成示意
3．过滤过程中水头损失变化
（ 1）清洁滤料层的水头损失
卡曼 -康采尼公式（ Carman-Kozony）公式：
（ 9-1）
非均匀滤层按下式计算：
（ 9-2）
（ 2）过滤过程中的水头损失变化
过滤时滤池的总水头损失为：
（ 9-3）
??? 02
0
3
0
2
00 )1()1(1 8 0 l
dm
m
gh ?
???
)/()1()1(180 2
1
0
2
3
0
2
0
1
0 i
n
i
i
n
i
i dpvlm
m
ghh ?? ?? ?
????
?
?
4321 HHHHH ????
（ 3）负水头现象
当过滤进行到一定时刻时，从滤料表面到某一深度处
的滤层的水头损失超过该深度处的水深，该深度处就出现负
水头，见图 9-6。
25
h
b h
c
出水
水深
负水头区
-50 -15 50 100 150 175
100
150
15
a
b
c滤料
卵石
175
图 9- 6 过滤时 滤层内压力变化
1-静水 压力线；2- 清洁滤料 过滤时水压线；3-过 滤时间为 t
1
时的水压线；
4-过滤 时间为 t
2
(t
2
>t
1
) 时的水压线
123
4
45°
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。
4 过滤方式
（ 1）恒速过滤
最常见的恒速过滤如图 9-7所示。在恒速过滤状态，由于
滤层逐渐被堵塞，水头损失随过滤时间逐渐增加，滤池中水
位逐渐上升，当水位上升到最高水位时，过滤停止以待冲洗。
无阀滤池与虹吸滤池是典型的恒速过滤滤池。
最高水位
最低水位
进
水
出
水
图 9 -7 恒速过滤
△Hmax
h
Ho
（ 2）递降速过滤
设四个滤池组成一个滤池组，假设：①进入滤池组的
总流量不变；②每个池子的性能完全相同；③每个滤池恰好
按它的编号顺序进行冲洗。则滤池的水位与滤速变化如图 9-
9所示。
移动冲洗罩滤池是典型的递降速过滤滤池，当移动冲洗罩
滤池的分格数很多时，这格滤池冲冼与下一格滤池冲洗的间
隔时间很近，滤池水位变化不大，有可能达到近似的“等水
位变速过滤”。
最高水位
进水渠
进水阀
排水阀
排水渠
最低水位
清
水
池
图 9-8 减速过 滤（一组4座 滤池）
0 过滤时间 t （ h ）
滤速
v
（
m
/
h
）
图 9-9 一座滤 池滤速变化（一组共4座滤 池）
5,直接过滤
原水不经过沉淀而直接进入滤池的过滤称为“直接过滤”。
直接过滤有两种方式：①原水加药后只经过混合就直接进入
滤池过滤，称为“接触过滤”。也可称为“直流过滤”，见
图 9-10中（ a）与（ b）所示；②原水加药后经过混合和微絮
凝池后进入滤池过滤，称为“微絮凝过滤”,如图 9-10中
（ c）与（ d）所示。
图 9-10 直接过滤流程
原水 混合 双层或三层滤料滤池 过滤出水
硫酸铝 聚合物
（a）
阳离子型聚合物
双层或三层滤料滤池
双层或三层滤料滤池
阳离子型聚合物
原水 混合
原水
硫酸铝
混合混合
絮凝池
聚合物
（C）
絮凝池
原水 混合 双层或三层滤料滤池
（b）
过滤出水
过滤出水
过滤出水
（d）
直接过滤的两个特点：
①采用双层或三层滤料滤池；
②采用聚合物为主混凝剂或助凝剂。
直接过滤要求：
①原水浊度和色度较低且水质变化小，常年 原水浊
度低于 50度；
②直接过滤中的滤速应根据原水水质决定，浊度偏
高时应采用较低滤速，当原水浊度在 50度以上时，
滤速一般在 5m/h左右。
9.3 滤料与承托层
9.3.1 要求
1.具有足够的机械强度
2.具有足够的稳定性
3.能就地取材、价廉
4.外形接近于球状，表面比较粗糙而有棱角。
9.3.2 滤料性能参数
1.比表面积
粒状滤料的比表面积可以表示为单位重量或体积的滤料所具
有的表面积，单位为 cm2/g或 cm2/ cm3。
2.有效粒径与不均匀系数
粒径级配可以用滤料的有效粒径和不均匀系数表示，关系如
下：
（ 9-4）
10
80
80 d
dk ?
3.最大粒径、最小粒径
常用的数据见表 9-2。
表 9-2 滤料级配与滤速
类别
滤料组成
滤速
（ m/h）
强制滤速
（ m/h）粒径
（ mm）
不均匀系数
K80
厚度
（ mm）
单层石英砂
滤料
dmax=1.2
dmin=0.5 <2.0 700 ~10 10~14
双层滤料
无烟煤
dmax=1.8
dmin=0.8
<2.0 300~400
10~14 14~18
石英砂
dmax=1.2
dmin=0.5
<2.0 400
三层滤料
无烟煤
dmax=1.6
dmin=0.8
<1.7 450
18~20 20~25
石英砂
dmax=0.8
dmin=0.5
<1.5 230
重质矿石
dmax=0.5
dmin=0.25
<1.7 70
3．滤料的当量直径
（ 9-5）
式中,de —— 滤料层的当量粒径,mm
pi —— 截留在筛孔为和的筛子之间的滤料重量占滤料总
重量的百分数；
4．球度系数与形状系数
球度系数 （ 9-6）
滤料颗粒的形状系数为,（ 9-7）
?
? ?
? n
i ii
i
e dd
pd
1 21
颗粒实际表面积
同体积球体表面积???
??
1?
表 9-3列出了常见的滤料形状与其球度系数和形状系数，滤料
颗粒的形状示意见图 9-11。
表 9-3 滤料颗粒的形状及其球度系数、形状系数、孔隙率
图 9-11 滤料颗粒的形状示意
序号 形状描述 球度系数 形状系数 孔隙率
1 圆球形 1.0 1.00 0.38
2 圆 形 0.98 1.02 0.38
3 已磨蚀的 0.94 1.06 0.39
4 带锐角的 0.81 1.23 0.40
5 有角的 0.78 1.28 0.43
5．滤料层的孔隙率
滤料层的孔隙率指整个滤层中孔隙总体积与整个滤层
的堆积体积之比。
测定方法：取一定量的滤料，在 105oC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，则孔隙率为
（ 9-8）
式中,G —— 烘干后的滤料,g；
—— 滤料的密度,g/cm3；
V —— 滤料层的堆积体积,cm3。
V
Gm
??? 1
?
6．滤料的筛分方法
(1) 筛分试验记录
筛分试验记录见表 9-4.
表 9-4 筛分试验记录
筛孔
（ mm）
留在筛上的砂量 通过该号筛的砂量
质量
（ g） %
质量
（ g） %
2.362 0.8 0.4 199.2 99.6
1.651 18.4 9.32 180.8 90.4
0.991 40.6 20.3 140.2 70.1
0.589 85.0 42.5 55.2 27.6
0.246 43.4 21.7 11.8 5.9
0.208 9.2 4.6 2.6 1.3
筛底盘 2.6 1.3 – –
合计 200 100
(2) 筛分方法
见图 9-12，大粒径（ d.>1.54）颗粒约筛除 13.0 %，小粒径
（ d<0.44）颗粒约筛除 19.0 %。
0
20
40
60
80
100
0.2 0.4 0.55 0.8 1.0 1.2 1.34 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
20
10
40
60
80
100
1.1
0.44 1.54
(％)
筛孔孔径（ mm ）
通过筛孔砂量
图 9-12 滤料筛分曲线
0.6 1.4
(％)
(3)同一粒径砂
精确取用同一粒径滤料的方法：将滤料样品倾入某一筛
子过筛后，将筛子上的砂全部倒掉，再将卡在筛孔中的那部
分砂振动掉下来，如此重复进行，可得到同一粒径的滤料。
从这些振动下来的砂粒中取出几粒，按以下公式可求出其等
体积球体直径：
（ 9-9）
式中,G —— n个颗粒的总重量,g；
—— 颗粒密度,g/cm3。
30
6
?? ??? n
Gd
?
7.双层滤料和多层滤料滤池中出现的混层现象
一种观点认为：煤 -砂交界面上适度的混层，可避免交
界面上积聚过多杂质而使水头损失增长较快，故适度混杂是
有益的
另一种认为：煤 -砂交界面上不应有混杂现象。因为煤层
起截留大量杂质作用，砂层则起精过滤作用，而界面分层清
晰，起始水头损失将较小。
8.承托层
承托层的作用：
①防止滤料层从配水系统流失；
②均匀布置反冲洗水。组成见表 9-5与 9-6。
表 9-5 快滤池大阻力配水系统承托层粒径和厚度
层次（自上而下） 粒径（ mm） 厚度
1 2~4 100
2 4~8 100
3 8~16 100
4 16~32 本层顶面高度至少应高 于配系统孔眼 100
表 9-6 三层滤料滤池承托层材料、粒径与厚度
注,配水系统如用滤砖且孔径为 4mm时，第 6层可不设。
为了防止反冲洗时承托层移动，美国对单层和双层滤
料滤池也有采用“粗 -细 -粗”的砾石分层方式。
如果采用小阻力配水系统，承托层可以不设，或者适当铺
设一些粗砂或细砾石，视配水系统的具体情况而定。
层次
（自上而下
）
材料 粒径（ mm） 厚度（ mm）
1 重质矿石（如石榴石、磁铁 矿等） 0.5~1.0 50
2 重质矿石（如石榴石、磁铁 矿等） 1~2 50
3 重质矿石（如石榴石、磁铁 矿等） 2~4 50
4 重质矿石（如石榴石、磁铁 矿等） 4~8 50
5 砾石 8~16 100
6 砾石 16~32 本层顶面高度至少应高 于配系统孔眼 100
9.4 滤池冲洗
常用的反冲洗方法有以下几种：
①单水高速反冲洗：
②气 - 水联合反冲洗；
③表面助冲加高速水流反冲洗。
9.4.1 单水高速反冲洗
1.反冲洗强度
指单位面积滤层所通过的反冲洗流量，单位为 L/s?m2。
2.滤层膨胀度
（ 9-10）
由于滤层膨胀前、后单位面积上滤料体积不变，于是：
（ 9-11）
故：
（ 9-12）
(% )1 0 0
0
0 ???
L
LLe
)1()1( 00 mLmL ???
m
mme
?
??
1
0
3.常用数据
表 9-7列出了常用数据。
表 9-7 冲洗强度、膨胀度和冲洗时间
注,1．设计水温按 20OC计，水温每增减 1OC，冲洗强度相
应增减速 1%；
２．由于全年水温、水质有所变化，应考虑有适当调整冲
洗强度的可能；
３．选择冲洗强度应考虑所用混凝剂品种的因素；
４．无阀滤池冲洗时间可采用低限；
５．膨胀度数值仅作设计计算用。
序号 滤层类型 冲洗强度 (L/s?m2) 膨胀度（ %） 冲洗时间（ min）
1 石英砂滤料 12~15 45 7~5
2 双层滤料 13~16 50 8~6
3 三层滤料 16~17 55 7~5
9.4.2 配水系统
常见的配水系统有大阻力配水系统、小阻力配水系统、
中阻力配水系统等三种，其作用：
①反冲洗时，均匀分布反冲洗水；
②过滤时，均匀集水。
反冲洗时配水不均匀的危害：
①滤池中砂层厚度分布不同；
②过滤时，产生短流现象，使出水水质下降；
③可能招致局部承托层发生移动，造成漏砂现象。
1.大阻力配水系统的原理
（ 1）构造
大阻力配水系统的构造如图 9-13和图 9-14所示。
图 9-13 穿孔支管孔口位置
45°
45°
a
干管
进水
c
b
支管
图 9- 14 穿 孔大阻力配水系统
（ 2）沿途泄流管道
干管和支管均可近似看作沿途泄流管道，因此，
（ 9-13）
沿途均匀泄流管道中的水头损失为
（ 9-14）
代入上式得：
（ 9-15）
因为 α— 管道的比阻,故
（ 9-16）
hgvHH ??? 2 212 ?
2
3
1 aLQh ?
2
2
12 3
1
2 a L Qg
vHH ??? ?
252
64CDa ?? 6/11 R
nC ? 4DR ?
g
v
D
LnHH
2)5.411(
2
33.1
2
12 ???
设 =0.012，则当 时，
在快滤池的配水系统中,这一条件，因而，
如图 9-15所示。
33.1 006.0 LD ? 0)5.411(
33.1
2 ??
D Ln 12 HH ?
33.1 006.0 LD ?
12 HH ?
H
1
h
H
2
L
V
av
2
/2g
压力水头线
总水头线
图 9- 15 沿 途均匀泄流管内压力变化
av
2
0
/2g
h
b
h
01
ha
av
a
2
/2g
H a
H
0
H
b
H
1
H c
总水头线
压力水头线
压力水头线
０－１干管 b － 支管
a
b
c
图 9- 16 配 水系统中的能量变化
h
bc
av
a
2
/2g
（ 3） 配水系统的能量的变化
在图 9-14所示的大阻力配水系统中，干管起端 O点、干
管末端 I点、最前一根支管起端 a点、最后一根支管起端 b点、
最后一根支管末端 c点之间的能量关系见式（ 9-17）至式
（ 9-18），也可形象地用图 9-16来描述。
（ 9-17）
（ 9-18）
（ 9-19）
（ 9-20）
OIoOI hg
vHH ???
2
2?
aaaO hg
vHH ???
2
2?
bbbI hg
vHH ???
2
2?
bcbbc hg
vHH ???
2
2?
H
1
h
H
2
L
V
av
2
/2g
压力水头线
总水头线
图 9- 15 沿 途均匀泄流管内压力变化
av
2
0
/2g
h
b
h
01
ha
av
a
2
/2g
H a
H
0
H
b
H
1
H c
总水头线
压力水头线
压力水头线
０－１干管 b － 支管
a
b
c
图 9- 16 配 水系统中的能量变化
h
bc
av
a
2
/2g
（ 4）大阻力配水系统的原理
c点与 a点之间的压力关系为
（ 9-21）
假定：①沿程水头损失 ?0,?0；
②各支管的进口局部水头损失基本相等，即 ha?hb。
并取 α=1，则式（ 9-21）可简化为：
（ 9-22）
在图 9-14所示的配水系统中，压力水头差别最大的两个点为
孔口 a与孔口 c。设两孔口的终点水头为 H终,孔口 a与孔口 c
的总水头损失分别为 Ha‘,Hc’
（ 9-23）
（ 9-24）
a
oa
aOIbcbc hg
v
g
vHhhhH ???????
22
22
??
OIh bch
g
v
g
vHH oa
ac 22
22
???
终HHH aa ??'
终HHH cc ??'
将式（ 9-23）、（ 9-24）代入式（ 9-22）得：
（ 9-25）
由于：
（ 9-26）
（ 9-27）
将式（ 9-26），（ 9-27）代入式（ 9-22）可得：
（ 9-28）
假设 S2’?S2’’，则式（ 9-28）可简化为：
（ 9-29）
g
v
g
vHH oa
ac 22
22'' ?? ???
2'21' )( aa QSSH ??
2"21' )( cc QSSH ??
g
vv
SSQSS
SSQ ao
ac 2
1 22
"
21
2
"
21
'
21 ??
???
??
g
vv
SSQQ
ao
ac 2
1 22
"
21
2 ??
???
上式说明 Qc大于 Qa。增加 S1+S2’’值，能减小上式右边第
二项的值，从而使 Qa尽量接近 Qc。
由于承托层与滤料层的阻力系数之和 S2’’不能改变，只
有通过减小孔口总面积来增大孔口阻力系数 S1，才能增大
S1+S2’’。增大孔口阻力系数 S1就削弱了承托层、滤料层阻
力系数及配水系统压力水头不均匀对孔口出流量的影响，这
就是大阻力配水系统的原理。
2.穿孔管大阻力配水系统的设计
图 9-14中孔口 a与孔口 c的出流量 Qa,Qc可按下式进行计算：
（ 9-30）
（ 9-31）
将式（ 9-30）与式（ 9-31）代入式（ 9-22）并整理得：
（ 9-32）
上式说明，当孔口水头损失越大时,a孔与 b孔的出流量之比
越接近于 1。
设配水系统配水均匀性要求在 95%以上时，即令 Qa/Qc?0.95，
则：
aa gHQ 2???
cc gHQ 2???
)(
2
1 22
aoa
a
c
a
vv
g
H
H
Q
Q
??
?
（ 9-33）
整理上式可得：
（ 9-34）
为了简化计算，假设每根支管的进口流量相同,v0和 va可分
别按下列两式进行计算：
（ 9-35）
（ 9-36）
95.0
)(
2
1 22
?
?? aoa
a
vv
g
H
H
)(21 22 aoa vvgH ??
O
o
qFv
?
310 ??
?
a
a n
qFv
?
310 ??
?
为了简化计算,Ha可以孔口平均水头损失计算，则 Ha为：
（ 9-37）
将式（ 9-34），（ 9-35），（ 9-36）代入式（ 9-33）得：
（ 9-38）
将 μ=0.62代入上式并整理得：
（ 9-39）
式（ 9-39）为大阻力配水系统构造尺寸计算的依据。上式说
明：①大阻力配水系统配水的均匀性只与干管截面积、支管
截面积、支管个数、孔口总面积等有关，而与其它因素无关。
②当滤池面积过大时，滤池中砂层和承托层的铺设、冲洗废
水的排除等的不均匀度都将对冲洗效果的产生影响。
gf
qFH
a 2
110 23
???
?
???
? ?? ?
?
???
?
???
?
???
?
???
? ??
???
?
???
? ???
???
?
???
? ? ??? 232323 1010
2
19
2
110
aO n
qFqF
ggf
qF
???
29.0
22
??????????????????
ao n
ff
???
大阻力配水系统的设计要点：
①干管起端流速为 0.2~1.2m/s，支管起端流速为 1.4~1.8 m/s，
孔眼流速为 3.5~5 m/s。
②支管中心距为 0.25~0.3 m，支管长度与其直径之比一般不应
大于 60。
③孔口直径约为 9~12 mm，设于支管两侧，与垂线呈 45O角向
下交错排列。
④干管横截面与支管总横截面之比应大于 1.75~2.0。当干管直
径或渠宽大于 300mm时，顶部应装滤头、管嘴或把干管埋
入池底。
⑤孔口总面积与滤池面积之比称为开孔比，其值可按下式计算：
（ 9-40）
%100%1001 0 0 01//%100 ??????? vqqQ vQFf?
3.小阻力配水系统
大阻力配水系统的特点：
①配水均匀性好；
②结构复杂；
③但管道容易结垢；
④孔口水头损失大，因而要求反冲洗水压高。
无阀滤池、移动冲洗罩滤池、虹吸滤池等的冲洗水头非常有
限，不宜采用大阻力配水系统。
小阻力配水系统的构造特点：铺设穿孔滤板或滤砖，开孔比
一般为 1.0~1.5%，见图 9-17,9-18,9-19。
小阻力配水系统的特点：
①反冲洗水头小；
②配水均匀性较大阻力配水系统为差，当配水系统室内压力
稍有不均匀，滤层阻力稍不均匀，滤板上孔口尺寸稍有差别
或部分滤板受堵塞，配水均匀程度都会敏感地反映出来；
③滤池面积较大时，不宜采用小阻力配水系统。
中阻力配水系统与小阻力配水系统类似，但其开孔比介于大
阻力配水系统与小阻力配水系统之间。
70 70 70 35
35
70
70
70
图 9- 18 钢 筋混凝土穿孔滤板
Φ 30
Φ 10
图 9-17小阻力配水系统
冲
洗
水
膨
胀
砂
面
排水槽
滤板
底部配水室
100
清
水
池
浑
水
渠
冲洗水流
滤砖上层用10 mm 导板隔开
1
1:2水 泥砂浆嵌缝粉平
1
280
280
600
250
280
1-1剖 面图
图 9 -19 穿孔 滤砖
5,冲洗,废水除方法
（ 1）冲洗排水槽、排水渠
见图 9-20,9-21。
（ 2）冲洗排水槽的设计要求
a．冲洗排水槽平面总面积一般不大于单个滤池面积的 25%。
否则，会影响上升水流的均匀性。
b．相邻两槽的中心间距一般为 1.5~2.0m。间距过大，难以
排水均匀。
c．槽内水面以上一般要有 7cm左右的保护高，以保证冲洗废
水自由跌水进入排水槽。
d．排水槽的废水应自由跌水进入排水渠，以免引起壅水现象。
e．每单位槽长的溢入流量应相等。故施工时冲洗排水槽口应
力求水平，误差限制在 2mm内。
H
eH
2
H
2
1-1 剖面
1.5x
x
δ
0.07 m
2x
图 9-2 1 冲洗 排水槽剖面图 9- 20 冲 洗废水的排除
f．单个冲洗排水槽的排水量可按下式计算：
（ 9-41）
g．冲洗排水槽的始端尺寸：一般采用始端深度为末端深度
的一半；或槽底采用平坡，使始、两端尺寸相等。
槽底为三角形断面末端尺寸可按下式计算：
（ 9-42）
槽底为半圆形末端尺寸可按下式计算：
（ 9-43）
h．槽顶距未膨胀时滤料表面的高度为：
（ 9-44）
100000
aqlQ ?
单
v
Qx 单
2
1?
v
Qx
57.42
1 单?
07.05.22 ???? ?xeHH
（ 3）排水渠
布置：
①面积小时，沿池壁一边布置；
②当滤池面积很大时，排水渠布置在滤池中间。
排水渠的断面一般采用矩形。渠底距排水槽底高度 Hc为：
（ m） （ 9-45）2.073.1 3
2
2
?? gBQH c
6．冲洗水的供给
两种：
①水泵冲洗；
②冲洗水塔或水箱冲洗。
水泵冲洗的特点：
①投资省；
②但操作较为麻烦；
③在冲洗的短时间内耗电量大，往往会使厂区内供电网负荷
骤增。
冲洗水箱的特点：
①造价高；
②但操作简单；
③专用水泵小，耗电量较均匀。
（ 1）水泵冲洗
水泵冲洗时，需考虑有备用措施。水泵流量和杨程分别为：
（ 9-46）
（ 9-47）
H0—— 排水槽顶与清水池最低水位之差,m；
h1—— 从清水池至滤池的冲洗管道中总水头损失,m；
h2—— 滤池配水系统水头损失,m。大阻力配水系统按孔口
平均水头损失计算。以 代入式（ 9-39）得：
（ 9-48）
h3—— 承托层的水头损失,m。可根据承托层的厚度 Z（ m）
及冲洗强度 q（ L/s?m2）计算：
(9-49)
qFQ ?
543210 hhhhhHH ??????
g
qh
2
1
10
2
2 ???
?
???
??
??
qZh 0 2 2.03 ?
(% )1 00?? Ff?
h4 — 滤料层的水头损失,m，
（ 9-50）
h5 — 备用水头，一般取 1.5~2.0m。
? ? 0014 11 Lmh ???
?
?
???
? ??
?
?
（ 2）冲洗水塔（箱）
冲洗水箱一般与滤池合建，通常建造于滤池操作室层顶上，
水塔（箱）中水深不宜超过 3m。水塔（箱）容积可按单个
滤池冲洗水量的 1.5倍计算：
（ 9-51）
水塔（箱）底高出滤池冲洗排水槽顶的高度可按下式计算：
q F tq F tV 09.01 0 0 0 605.1 ???
543210 hhhhhH ?????
7．气 -水联合反冲洗
气 -水联合冲洗具有下述特点：
①冲洗效果好；
②节约反冲洗水量；
③冲洗结束后，滤层不产生或不明显产生上细下粗的分层现
象；
④气 -水联合冲洗操作较为麻烦，池子和设备较复杂，需增
加鼓风机或空压机、储气罐等气冲设备。
气 -水联合冲洗有 3种操作方式：
①先气洗，后水洗；
②先气水混合洗，再用水洗；
③先气洗，再气水混合洗，最后用水洗（或漂洗）。
气 -水联合冲洗时，总的反冲洗时间约在 10min左右。
气 -水联合冲洗时常用长柄滤头或复合气水反冲洗配水滤砖
进行布气与布水，其结构如图 9-22和图 9-23所示。
水
水
水
水
气
气/水 气/水
单独水冲 气/水反 冲
水 气/水
图 9-22 复合 气水反冲洗配水滤砖
套筒
滤帽
滤板
直管 气
水
图 9-2 3 气-水同时冲洗时长柄滤头工况示意
9.5 普通快滤池
9.5.1 基本参数
1.滤速
设计滤速一般为 8~10m/h。
2.滤池总面积
（ 9-52）
（ 9-53）
3.个数和单池面积
一般单池面积不大于 100m2。
滤池的个数在设计时应根据技术经济比较确定，但不得小于
两个，可参考表 9-8选用。
单个滤池面积（ m2）可根据滤池总面积 F（ m2）与滤池个数
N进行计算，如下式所示：
（ 9-54）
vT
QF ?
100 ttTT ???
N
Ff ?
表 9-8 滤池个数
滤池总面积（ m2） 滤池个数
<30 2
30~50 3
100 3或 4
150 4~6
200 5~6
300 6~8
4.滤池深度
滤池深度包括，
保护高,0.25~0.3m；
滤层表面以上水深,1.5~2.0m；
滤层厚度：见表 9-2；
承托层厚度：见表 9-5和表 9-6。
因此，滤池的总深度一般为 3.0~3.5m。单层石英砂
滤池深度一般稍小；双层和三层滤料滤池深度稍大。
5．管廊布置
管廊：是指集中布置滤池的管渠、配件及阀门的场所，
要求如下：
（ 1）力求紧凑，简捷；
（ 2）留有设备与管配件安装、维修时必须的空间；
（ 3）具有良好的防水、排水、通风、照明设备；
（ 4）便于与滤池操作室联系；
（ 5）管廊中的管道一般用金属材料，也可用钢筋混
凝土渠道；
（ 6）管廊门及通道应允许最大配件通过，并考虑检
修方便。
几种管廊布置方法见图 9-24，滤池数小于 5个时，滤池宜采
用单行排列，管廊位于滤池的一侧。当滤池数超过 5个时，
滤池宜采用双行排列，管廊位于两排滤池的中间。后者布置
紧凑，但管廊通风、采光不如前者，检修也不太方便。
(a)
清水渠
冲洗
水渠
排水渠
进水渠
(b)
进
水
渠
进
水
渠
清水渠
冲洗水渠
进水管
清水管
冲洗水管
排水管
排水渠
排水槽
(c)图 9-24 快滤池 管廊布置
冲洗水管
清水渠
清水管
排水渠
排水虹吸管
真空管
泄气管排水槽
进水虹吸管
真
空
管
进
水
渠
冲洗水渠
冲洗水箱
H
0
(d)
管廊布置主要有如下四种形式：
（ 1）进水、清水、冲洗水和排水渠，全部布置于管廊内，如
图 9-24（ a）所示。特点：渠道结构简单，施工方便，管渠
集中紧凑，但管廊中管件较多，通行和检修不太方便。
（ 2）冲洗水和清水渠布置于管廊中，进水和排水渠布置于滤
池另一侧，如图 9-24（ b）所示。特点：可节省金属管件及
阀门，管廊内管件简单，施工和检修方便。但造价稍高。
（ 3）进水、冲洗水及清水管均采用金属管道，排水渠单独设
置，如图 9-24（ c）所示，特点：通常用于小型水厂或滤池
单行布置。
（ 4）对于较大滤池，为节约阀门，可以将进水和排水阀门分
别用进水虹吸和排水虹吸代替，冲洗水管和清水管仍用阀门，
如图 9-24（ d）所示。特点：虹吸管通水或断水以真空系统
控制。
快滤池管渠流速可根据表 9-10确定。
表 9-10 管渠流速
名称 流速（ m/s） 名称 流速（ m/s）
进水管（渠） 0.8~1.2 清水管 (渠 ) 2.0~2.5
清水管 (渠 ) 1.0~1.5 排水管 (渠 ) 1.0~1.5
6．设计注意事项
（ 1）滤池清水管应设短管或留有堵板,管径一般采用
75~200mm，以便滤池翻修后排放初滤水。
（ 2）滤池底部宜设有排空管，其入口处设栅罩，池底坡度约
为 0.005，坡向排空管。
（ 3）配水系统干管末端一般装有排有排气管。
（ 4）每个滤池宜设置水头损失计及取样管。
（ 5）各种密封渠道上应设有人孔，以便检修。
（ 6）滤池池壁与砂层接触处抹面应拉毛，以免过滤时水流在
该处形成“短路”而影响水质。
9.6 无阀滤池
9.6.1 重力式无阀滤池的构造
重力式无阀滤池的结构如图 9-25所示。
1
2
12
11
4
5
17
6
8
9
20
16
10
15
13
14
19
18
3
H H 0
图 9-25 无阀滤池过滤过程
1- 进水分配槽； 2- 进水管； 3- 虹吸上升管； 4- 伞形顶盖； 5- 挡板；
6-滤料层； 7-承托层； 8-配水系统； 9-底部配水区； 10- 连通渠；
11- 冲洗水箱； 12 -出水渠； 1 3-虹吸辅助管； 14- 抽气管； 15 -虹
吸下降管； 16 -水封井； 1 7-虹吸破坏斗； 18- 虹吸破坏管； 19 -
强制冲洗管； 20 -冲洗强度调节器
7
二．重力式无阀滤池的设计要点
1 进水系统
（ 1） 进水分配槽
（ 2）进水管 U形存水弯
2 滤池面积与高度
3 冲洗水箱
4 虹吸管的计算
三,优缺点
无阀滤池一般用于中、小型水厂。单池面积一般不大于
16 m2。
优点：
它不需大型阀门，冲洗完全自动，造价较低，操作管理
较为方便，过滤过程中不会出现负水头现象。
缺点：
池体结构较复杂，滤料装御困难，冲洗水箱位于滤池上
部，出水标高较高，相应抬高了滤前处理构筑物如沉定池或
澄清池的标高，从而给水厂处理构筑物的总体高程布置带来
困难。
9.7 虹吸滤池
9.7.1 构造
见图 9-26。
1 2
17
15
4
5
3
16
10
9
7
8
6
11
12
13
冲洗
过滤
图 9 -26 虹 吸滤池的构造
1- 进水槽； 2-配水槽； 3-进水虹吸管； 4 -单格滤池进水槽； 5- 进水堰； 6- 布水管；
7-滤层； 8 -配水系统； 9- 集水槽； 10- 出水管； 11- 出水井； 12- 出水堰； 13- 清水管；
14- 真空系统； 15- 冲洗虹吸管； 1 6-冲洗排水管； 17 -冲洗排水槽
9.7.2 设计要点
1 滤池分格数
2 滤池的总深度
三,优缺点
优点：
不需要大型阀门及相应的启闭控制设备，也无管廊；可以
利用滤池本身的出水量、水头进行冲洗，不需要设置冲洗高
位水箱或水泵；可以在一定的范围内，根据来水量的变化自
动均衡地调节各格滤池的滤速，不需要滤速控制设施；滤出
水水位永远高于滤层，不会发生负水头现象。
缺点：
池深较大；不能排放初滤水；冲洗强度受其它几格滤池出
水量的影响，故冲洗效果不象普通快滤池那样稳定。
9.8 移动冲洗罩滤池
一、构造
构造见图 9-27。
Z 2
Z 1
10
7
6
8
9
54
3
15
14
1311
12
2
1
图 9 -27 移动 罩滤池
（11）
（14）
（10）（9）（4）
（15）
（16）
（ 21 ）
12
（3）
（22）
12
（2）（1）
（23）（24）
2
1
Ⅰ
Ⅰ
1- 进水管； 2-穿孔 配水墙； 3-消力 栅； 4-小阻 力配水系统的配水孔；5-配水 系统的配水室；
6-出水 虹吸中心管；7-出水 虹吸管钟罩； 8-出水 堰； 9-出水 管；10-冲洗 罩； 11-排水 虹吸管；
12-桁车 ； 13-浮 筒； 14-针形 阀； 15-抽气 管； 16-排水 渠
9
8
6
7
（12）
（13）
Ⅰ-Ⅰ 剖面
Z 3
Z 1
10
16
11
15
9.8.2 设计要点
1.滤池分格面积与分格数
2.过滤水头与冲洗水头
3.出水虹吸管与排水虹吸管
三,优缺点
优点：
池体结构简单；无需冲洗水箱（塔）；无大型阀门，管
件小；采用泵吸式冲洗罩时，池深较浅；与同规模的普通快
滤池相比，造价有所下降。
缺点：
不能排放初滤水；机电及控制设备较多；自动控制与维
修较复杂。
移动冲洗罩滤池适用于大、中型水厂。
9.9 V型滤池
9.9.1 构造
结构如图 9-28所示。
滤 板
平面图
反冲水管
A
B
B
A
13
12
16
18
反冲洗真空管
5
4
3
2
1
进
水
总
渠
A-A 剖面
管廊
控制室
17
1312
14
9
10
7
15
4 3
1
图 9- 28 V 型滤池构造简图
1- 进水气动隔膜阀； 2-方孔； 3-堰口； 4 -侧孔； 5- V 型槽； 6 -小孔 ； 7 -排水 渠； 8-气,水分配渠
9-配 水方孔； 10- 配气方孔；11 -底部 空间； 1 2-水 封井； 1 3-出 水堰； 1 4-清 水渠； 1 5-排 水阀； 1 6-
清水阀； 17- 进气阀； 18- 冲洗水阀
B-B 剖面
9
10
8
7
6
5
9.9.2 设计要点
1.滤料
2.设计滤速
3.配水系统
4.滤层上的水深
5.冲洗强度
三,优缺点
优点,
采用均质滤料过滤，避免了级配滤料过滤时可能产生
的一些缺点。滤料层含污容量大，出水水质较好，过滤周
期较长，过滤速度较高。采用气 -水联合反冲洗，冲洗耗水
量小，冲洗效果好。容易实现自动过滤与冲洗。
缺点是：
对冲洗操作要求严格，需要鼓风机等机械。滤池施工
要求严格 。
9.10 压力滤池
压力滤池如图 9-29所示。
进水
排气管
压力线
出水
滤头
入孔
挡板
煤层
砂层
图 9-29 压力滤池
9.1 过滤概述
9.1.1 慢滤池
慢滤池是最早出现的用于水处理的过滤设备，能有效地
去除水的色度、嗅和味，见 9— 1。由于慢滤池占地面积大、
操作麻烦、寒冷季节时其表层容易冰冻，在城镇水厂中使用
的慢滤池逐渐被快滤池所代替。
表 9— 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
浊度 10ntu以下；
总大肠菌类
10~1000个
/100mL；
藻类不太多；
10000人以下的给
水处理
小于 1.0ntu
总大肠菌类 <1个
/100mL
细菌总数 99%
能去除逗号弧菌
(Vibrio comma)
2.7~7?m 99%
7~12?m99.9%
较大颗粒
99%~99.9%
9.1.2 快滤池
1,构造见图 9-1
1
6
2
11
12
4
5
3
9
8
7
13
10
14
图 9 -1 普 通快滤池构造剖视图（箭头表示冲洗水流方向）
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 阀；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
2,工作过程
由过滤与反冲洗两部分组成。
3.滤速
滤速是指单位时间、单位过滤面积上的过 滤水
量，单位为 m3/（ m2 ? h）或 m/h。
4.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。从过滤开始到过滤结束称为过滤周期。
滤池的工作周期为 12~24h。
9.2 过滤理论
9.2.1 截留机理
1．悬浮颗粒被截留的机理
两阶段理论：由迁移与吸附组成。
迁移：沉淀、扩散、惯性、阻截和水动力，见图 9-2。
吸附：范德华引力、静电力、以及某些化学键和某些特
殊的化学吸附力作用、絮凝颗粒间的架桥作用。
图 9-2 悬浮颗粒的迁移过程
1— 沉淀 2— 扩散 3— 惯性 5— 水动力
流线
滤料
悬浮颗粒
4— 阻截
2．吸附与剥离
（ 1） Ives-Mints争论
Ives：
①附着于滤料之上的悬浮颗粒在过滤过程中绝对不
剥离；
②在过滤后期悬浮颗粒穿透滤层进入滤池出水是吸
附效率降低的缘故。
Mints：
①吸附和剥离是过滤过程中同时存在的两个相反的
现象，且剥离量与含污量成正比；
②剥离是悬浮颗粒穿透滤层进入滤池出水的原因。
争论至目前的结果是 Mints理论已取得了优势。
（ 2）附着力与水流剪力
见图 9-3。
脱附力
F
a3
F
a2
F
a1
F
s3
F
s2
F
s1
F
3
F
2
F
1
1
2
3
滤料
图 9- 3 颗粒粘附和脱附力示意 图 9- 4 滤料层含污量变化
2
1
(cm)
滤
层
深
度
滤层含污量 （g/cm
2
）
双层滤料
单层滤料
石英砂
石英砂
无煤烟
9.2.2 过滤水力学
1．快滤池滤层的发展与利用
滤层含污能力：单位体积滤层中的平均含污量
称为“滤层含污能力”，单位 g/cm3或 kg/m3。
采用单水冲洗的石英砂滤料滤池是典型的水力
分级滤料滤池，其含污量随深度的变化见图 9-4
多层滤料滤池接近理想滤料滤池，最常见为双
层和三层滤见图 9-5。双层滤池其含污量随深度的
变化见图 9-4曲线 2。
均质滤料过滤目前在实际生产中已经实现，如
V型滤池。要实现均质滤料过滤，反冲洗时滤料层
不能膨胀。
石英沙
石英沙
无烟煤
石榴石
无烟煤
均质滤料
（a）
（b） （c）
图 9- 5 几 种滤料组成示意
3．过滤过程中水头损失变化
（ 1）清洁滤料层的水头损失
卡曼 -康采尼公式（ Carman-Kozony）公式：
（ 9-1）
非均匀滤层按下式计算：
（ 9-2）
（ 2）过滤过程中的水头损失变化
过滤时滤池的总水头损失为：
（ 9-3）
??? 02
0
3
0
2
00 )1()1(1 8 0 l
dm
m
gh ?
???
)/()1()1(180 2
1
0
2
3
0
2
0
1
0 i
n
i
i
n
i
i dpvlm
m
ghh ?? ?? ?
????
?
?
4321 HHHHH ????
（ 3）负水头现象
当过滤进行到一定时刻时，从滤料表面到某一深度处
的滤层的水头损失超过该深度处的水深，该深度处就出现负
水头，见图 9-6。
25
h
b h
c
出水
水深
负水头区
-50 -15 50 100 150 175
100
150
15
a
b
c滤料
卵石
175
图 9- 6 过滤时 滤层内压力变化
1-静水 压力线；2- 清洁滤料 过滤时水压线；3-过 滤时间为 t
1
时的水压线；
4-过滤 时间为 t
2
(t
2
>t
1
) 时的水压线
123
4
45°
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。
4 过滤方式
（ 1）恒速过滤
最常见的恒速过滤如图 9-7所示。在恒速过滤状态，由于
滤层逐渐被堵塞，水头损失随过滤时间逐渐增加，滤池中水
位逐渐上升，当水位上升到最高水位时，过滤停止以待冲洗。
无阀滤池与虹吸滤池是典型的恒速过滤滤池。
最高水位
最低水位
进
水
出
水
图 9 -7 恒速过滤
△Hmax
h
Ho
（ 2）递降速过滤
设四个滤池组成一个滤池组，假设：①进入滤池组的
总流量不变；②每个池子的性能完全相同；③每个滤池恰好
按它的编号顺序进行冲洗。则滤池的水位与滤速变化如图 9-
9所示。
移动冲洗罩滤池是典型的递降速过滤滤池，当移动冲洗罩
滤池的分格数很多时，这格滤池冲冼与下一格滤池冲洗的间
隔时间很近，滤池水位变化不大，有可能达到近似的“等水
位变速过滤”。
最高水位
进水渠
进水阀
排水阀
排水渠
最低水位
清
水
池
图 9-8 减速过 滤（一组4座 滤池）
0 过滤时间 t （ h ）
滤速
v
（
m
/
h
）
图 9-9 一座滤 池滤速变化（一组共4座滤 池）
5,直接过滤
原水不经过沉淀而直接进入滤池的过滤称为“直接过滤”。
直接过滤有两种方式：①原水加药后只经过混合就直接进入
滤池过滤，称为“接触过滤”。也可称为“直流过滤”，见
图 9-10中（ a）与（ b）所示；②原水加药后经过混合和微絮
凝池后进入滤池过滤，称为“微絮凝过滤”,如图 9-10中
（ c）与（ d）所示。
图 9-10 直接过滤流程
原水 混合 双层或三层滤料滤池 过滤出水
硫酸铝 聚合物
（a）
阳离子型聚合物
双层或三层滤料滤池
双层或三层滤料滤池
阳离子型聚合物
原水 混合
原水
硫酸铝
混合混合
絮凝池
聚合物
（C）
絮凝池
原水 混合 双层或三层滤料滤池
（b）
过滤出水
过滤出水
过滤出水
（d）
直接过滤的两个特点：
①采用双层或三层滤料滤池；
②采用聚合物为主混凝剂或助凝剂。
直接过滤要求：
①原水浊度和色度较低且水质变化小，常年 原水浊
度低于 50度；
②直接过滤中的滤速应根据原水水质决定，浊度偏
高时应采用较低滤速，当原水浊度在 50度以上时，
滤速一般在 5m/h左右。
9.3 滤料与承托层
9.3.1 要求
1.具有足够的机械强度
2.具有足够的稳定性
3.能就地取材、价廉
4.外形接近于球状，表面比较粗糙而有棱角。
9.3.2 滤料性能参数
1.比表面积
粒状滤料的比表面积可以表示为单位重量或体积的滤料所具
有的表面积，单位为 cm2/g或 cm2/ cm3。
2.有效粒径与不均匀系数
粒径级配可以用滤料的有效粒径和不均匀系数表示，关系如
下：
（ 9-4）
10
80
80 d
dk ?
3.最大粒径、最小粒径
常用的数据见表 9-2。
表 9-2 滤料级配与滤速
类别
滤料组成
滤速
（ m/h）
强制滤速
（ m/h）粒径
（ mm）
不均匀系数
K80
厚度
（ mm）
单层石英砂
滤料
dmax=1.2
dmin=0.5 <2.0 700 ~10 10~14
双层滤料
无烟煤
dmax=1.8
dmin=0.8
<2.0 300~400
10~14 14~18
石英砂
dmax=1.2
dmin=0.5
<2.0 400
三层滤料
无烟煤
dmax=1.6
dmin=0.8
<1.7 450
18~20 20~25
石英砂
dmax=0.8
dmin=0.5
<1.5 230
重质矿石
dmax=0.5
dmin=0.25
<1.7 70
3．滤料的当量直径
（ 9-5）
式中,de —— 滤料层的当量粒径,mm
pi —— 截留在筛孔为和的筛子之间的滤料重量占滤料总
重量的百分数；
4．球度系数与形状系数
球度系数 （ 9-6）
滤料颗粒的形状系数为,（ 9-7）
?
? ?
? n
i ii
i
e dd
pd
1 21
颗粒实际表面积
同体积球体表面积???
??
1?
表 9-3列出了常见的滤料形状与其球度系数和形状系数，滤料
颗粒的形状示意见图 9-11。
表 9-3 滤料颗粒的形状及其球度系数、形状系数、孔隙率
图 9-11 滤料颗粒的形状示意
序号 形状描述 球度系数 形状系数 孔隙率
1 圆球形 1.0 1.00 0.38
2 圆 形 0.98 1.02 0.38
3 已磨蚀的 0.94 1.06 0.39
4 带锐角的 0.81 1.23 0.40
5 有角的 0.78 1.28 0.43
5．滤料层的孔隙率
滤料层的孔隙率指整个滤层中孔隙总体积与整个滤层
的堆积体积之比。
测定方法：取一定量的滤料，在 105oC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，则孔隙率为
（ 9-8）
式中,G —— 烘干后的滤料,g；
—— 滤料的密度,g/cm3；
V —— 滤料层的堆积体积,cm3。
V
Gm
??? 1
?
6．滤料的筛分方法
(1) 筛分试验记录
筛分试验记录见表 9-4.
表 9-4 筛分试验记录
筛孔
（ mm）
留在筛上的砂量 通过该号筛的砂量
质量
（ g） %
质量
（ g） %
2.362 0.8 0.4 199.2 99.6
1.651 18.4 9.32 180.8 90.4
0.991 40.6 20.3 140.2 70.1
0.589 85.0 42.5 55.2 27.6
0.246 43.4 21.7 11.8 5.9
0.208 9.2 4.6 2.6 1.3
筛底盘 2.6 1.3 – –
合计 200 100
(2) 筛分方法
见图 9-12，大粒径（ d.>1.54）颗粒约筛除 13.0 %，小粒径
（ d<0.44）颗粒约筛除 19.0 %。
0
20
40
60
80
100
0.2 0.4 0.55 0.8 1.0 1.2 1.34 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
20
10
40
60
80
100
1.1
0.44 1.54
(％)
筛孔孔径（ mm ）
通过筛孔砂量
图 9-12 滤料筛分曲线
0.6 1.4
(％)
(3)同一粒径砂
精确取用同一粒径滤料的方法：将滤料样品倾入某一筛
子过筛后，将筛子上的砂全部倒掉，再将卡在筛孔中的那部
分砂振动掉下来，如此重复进行，可得到同一粒径的滤料。
从这些振动下来的砂粒中取出几粒，按以下公式可求出其等
体积球体直径：
（ 9-9）
式中,G —— n个颗粒的总重量,g；
—— 颗粒密度,g/cm3。
30
6
?? ??? n
Gd
?
7.双层滤料和多层滤料滤池中出现的混层现象
一种观点认为：煤 -砂交界面上适度的混层，可避免交
界面上积聚过多杂质而使水头损失增长较快，故适度混杂是
有益的
另一种认为：煤 -砂交界面上不应有混杂现象。因为煤层
起截留大量杂质作用，砂层则起精过滤作用，而界面分层清
晰，起始水头损失将较小。
8.承托层
承托层的作用：
①防止滤料层从配水系统流失；
②均匀布置反冲洗水。组成见表 9-5与 9-6。
表 9-5 快滤池大阻力配水系统承托层粒径和厚度
层次（自上而下） 粒径（ mm） 厚度
1 2~4 100
2 4~8 100
3 8~16 100
4 16~32 本层顶面高度至少应高 于配系统孔眼 100
表 9-6 三层滤料滤池承托层材料、粒径与厚度
注,配水系统如用滤砖且孔径为 4mm时，第 6层可不设。
为了防止反冲洗时承托层移动，美国对单层和双层滤
料滤池也有采用“粗 -细 -粗”的砾石分层方式。
如果采用小阻力配水系统，承托层可以不设，或者适当铺
设一些粗砂或细砾石，视配水系统的具体情况而定。
层次
（自上而下
）
材料 粒径（ mm） 厚度（ mm）
1 重质矿石（如石榴石、磁铁 矿等） 0.5~1.0 50
2 重质矿石（如石榴石、磁铁 矿等） 1~2 50
3 重质矿石（如石榴石、磁铁 矿等） 2~4 50
4 重质矿石（如石榴石、磁铁 矿等） 4~8 50
5 砾石 8~16 100
6 砾石 16~32 本层顶面高度至少应高 于配系统孔眼 100
9.4 滤池冲洗
常用的反冲洗方法有以下几种：
①单水高速反冲洗：
②气 - 水联合反冲洗；
③表面助冲加高速水流反冲洗。
9.4.1 单水高速反冲洗
1.反冲洗强度
指单位面积滤层所通过的反冲洗流量，单位为 L/s?m2。
2.滤层膨胀度
（ 9-10）
由于滤层膨胀前、后单位面积上滤料体积不变，于是：
（ 9-11）
故：
（ 9-12）
(% )1 0 0
0
0 ???
L
LLe
)1()1( 00 mLmL ???
m
mme
?
??
1
0
3.常用数据
表 9-7列出了常用数据。
表 9-7 冲洗强度、膨胀度和冲洗时间
注,1．设计水温按 20OC计，水温每增减 1OC，冲洗强度相
应增减速 1%；
２．由于全年水温、水质有所变化，应考虑有适当调整冲
洗强度的可能；
３．选择冲洗强度应考虑所用混凝剂品种的因素；
４．无阀滤池冲洗时间可采用低限；
５．膨胀度数值仅作设计计算用。
序号 滤层类型 冲洗强度 (L/s?m2) 膨胀度（ %） 冲洗时间（ min）
1 石英砂滤料 12~15 45 7~5
2 双层滤料 13~16 50 8~6
3 三层滤料 16~17 55 7~5
9.4.2 配水系统
常见的配水系统有大阻力配水系统、小阻力配水系统、
中阻力配水系统等三种，其作用：
①反冲洗时，均匀分布反冲洗水；
②过滤时，均匀集水。
反冲洗时配水不均匀的危害：
①滤池中砂层厚度分布不同；
②过滤时，产生短流现象，使出水水质下降；
③可能招致局部承托层发生移动，造成漏砂现象。
1.大阻力配水系统的原理
（ 1）构造
大阻力配水系统的构造如图 9-13和图 9-14所示。
图 9-13 穿孔支管孔口位置
45°
45°
a
干管
进水
c
b
支管
图 9- 14 穿 孔大阻力配水系统
（ 2）沿途泄流管道
干管和支管均可近似看作沿途泄流管道，因此，
（ 9-13）
沿途均匀泄流管道中的水头损失为
（ 9-14）
代入上式得：
（ 9-15）
因为 α— 管道的比阻,故
（ 9-16）
hgvHH ??? 2 212 ?
2
3
1 aLQh ?
2
2
12 3
1
2 a L Qg
vHH ??? ?
252
64CDa ?? 6/11 R
nC ? 4DR ?
g
v
D
LnHH
2)5.411(
2
33.1
2
12 ???
设 =0.012，则当 时，
在快滤池的配水系统中,这一条件，因而，
如图 9-15所示。
33.1 006.0 LD ? 0)5.411(
33.1
2 ??
D Ln 12 HH ?
33.1 006.0 LD ?
12 HH ?
H
1
h
H
2
L
V
av
2
/2g
压力水头线
总水头线
图 9- 15 沿 途均匀泄流管内压力变化
av
2
0
/2g
h
b
h
01
ha
av
a
2
/2g
H a
H
0
H
b
H
1
H c
总水头线
压力水头线
压力水头线
０－１干管 b － 支管
a
b
c
图 9- 16 配 水系统中的能量变化
h
bc
av
a
2
/2g
（ 3） 配水系统的能量的变化
在图 9-14所示的大阻力配水系统中，干管起端 O点、干
管末端 I点、最前一根支管起端 a点、最后一根支管起端 b点、
最后一根支管末端 c点之间的能量关系见式（ 9-17）至式
（ 9-18），也可形象地用图 9-16来描述。
（ 9-17）
（ 9-18）
（ 9-19）
（ 9-20）
OIoOI hg
vHH ???
2
2?
aaaO hg
vHH ???
2
2?
bbbI hg
vHH ???
2
2?
bcbbc hg
vHH ???
2
2?
H
1
h
H
2
L
V
av
2
/2g
压力水头线
总水头线
图 9- 15 沿 途均匀泄流管内压力变化
av
2
0
/2g
h
b
h
01
ha
av
a
2
/2g
H a
H
0
H
b
H
1
H c
总水头线
压力水头线
压力水头线
０－１干管 b － 支管
a
b
c
图 9- 16 配 水系统中的能量变化
h
bc
av
a
2
/2g
（ 4）大阻力配水系统的原理
c点与 a点之间的压力关系为
（ 9-21）
假定：①沿程水头损失 ?0,?0；
②各支管的进口局部水头损失基本相等，即 ha?hb。
并取 α=1，则式（ 9-21）可简化为：
（ 9-22）
在图 9-14所示的配水系统中，压力水头差别最大的两个点为
孔口 a与孔口 c。设两孔口的终点水头为 H终,孔口 a与孔口 c
的总水头损失分别为 Ha‘,Hc’
（ 9-23）
（ 9-24）
a
oa
aOIbcbc hg
v
g
vHhhhH ???????
22
22
??
OIh bch
g
v
g
vHH oa
ac 22
22
???
终HHH aa ??'
终HHH cc ??'
将式（ 9-23）、（ 9-24）代入式（ 9-22）得：
（ 9-25）
由于：
（ 9-26）
（ 9-27）
将式（ 9-26），（ 9-27）代入式（ 9-22）可得：
（ 9-28）
假设 S2’?S2’’，则式（ 9-28）可简化为：
（ 9-29）
g
v
g
vHH oa
ac 22
22'' ?? ???
2'21' )( aa QSSH ??
2"21' )( cc QSSH ??
g
vv
SSQSS
SSQ ao
ac 2
1 22
"
21
2
"
21
'
21 ??
???
??
g
vv
SSQQ
ao
ac 2
1 22
"
21
2 ??
???
上式说明 Qc大于 Qa。增加 S1+S2’’值，能减小上式右边第
二项的值，从而使 Qa尽量接近 Qc。
由于承托层与滤料层的阻力系数之和 S2’’不能改变，只
有通过减小孔口总面积来增大孔口阻力系数 S1，才能增大
S1+S2’’。增大孔口阻力系数 S1就削弱了承托层、滤料层阻
力系数及配水系统压力水头不均匀对孔口出流量的影响，这
就是大阻力配水系统的原理。
2.穿孔管大阻力配水系统的设计
图 9-14中孔口 a与孔口 c的出流量 Qa,Qc可按下式进行计算：
（ 9-30）
（ 9-31）
将式（ 9-30）与式（ 9-31）代入式（ 9-22）并整理得：
（ 9-32）
上式说明，当孔口水头损失越大时,a孔与 b孔的出流量之比
越接近于 1。
设配水系统配水均匀性要求在 95%以上时，即令 Qa/Qc?0.95，
则：
aa gHQ 2???
cc gHQ 2???
)(
2
1 22
aoa
a
c
a
vv
g
H
H
Q
Q
??
?
（ 9-33）
整理上式可得：
（ 9-34）
为了简化计算，假设每根支管的进口流量相同,v0和 va可分
别按下列两式进行计算：
（ 9-35）
（ 9-36）
95.0
)(
2
1 22
?
?? aoa
a
vv
g
H
H
)(21 22 aoa vvgH ??
O
o
qFv
?
310 ??
?
a
a n
qFv
?
310 ??
?
为了简化计算,Ha可以孔口平均水头损失计算，则 Ha为：
（ 9-37）
将式（ 9-34），（ 9-35），（ 9-36）代入式（ 9-33）得：
（ 9-38）
将 μ=0.62代入上式并整理得：
（ 9-39）
式（ 9-39）为大阻力配水系统构造尺寸计算的依据。上式说
明：①大阻力配水系统配水的均匀性只与干管截面积、支管
截面积、支管个数、孔口总面积等有关，而与其它因素无关。
②当滤池面积过大时，滤池中砂层和承托层的铺设、冲洗废
水的排除等的不均匀度都将对冲洗效果的产生影响。
gf
qFH
a 2
110 23
???
?
???
? ?? ?
?
???
?
???
?
???
?
???
? ??
???
?
???
? ???
???
?
???
? ? ??? 232323 1010
2
19
2
110
aO n
qFqF
ggf
qF
???
29.0
22
??????????????????
ao n
ff
???
大阻力配水系统的设计要点：
①干管起端流速为 0.2~1.2m/s，支管起端流速为 1.4~1.8 m/s，
孔眼流速为 3.5~5 m/s。
②支管中心距为 0.25~0.3 m，支管长度与其直径之比一般不应
大于 60。
③孔口直径约为 9~12 mm，设于支管两侧，与垂线呈 45O角向
下交错排列。
④干管横截面与支管总横截面之比应大于 1.75~2.0。当干管直
径或渠宽大于 300mm时，顶部应装滤头、管嘴或把干管埋
入池底。
⑤孔口总面积与滤池面积之比称为开孔比，其值可按下式计算：
（ 9-40）
%100%1001 0 0 01//%100 ??????? vqqQ vQFf?
3.小阻力配水系统
大阻力配水系统的特点：
①配水均匀性好；
②结构复杂；
③但管道容易结垢；
④孔口水头损失大，因而要求反冲洗水压高。
无阀滤池、移动冲洗罩滤池、虹吸滤池等的冲洗水头非常有
限，不宜采用大阻力配水系统。
小阻力配水系统的构造特点：铺设穿孔滤板或滤砖，开孔比
一般为 1.0~1.5%，见图 9-17,9-18,9-19。
小阻力配水系统的特点：
①反冲洗水头小；
②配水均匀性较大阻力配水系统为差，当配水系统室内压力
稍有不均匀，滤层阻力稍不均匀，滤板上孔口尺寸稍有差别
或部分滤板受堵塞，配水均匀程度都会敏感地反映出来；
③滤池面积较大时，不宜采用小阻力配水系统。
中阻力配水系统与小阻力配水系统类似，但其开孔比介于大
阻力配水系统与小阻力配水系统之间。
70 70 70 35
35
70
70
70
图 9- 18 钢 筋混凝土穿孔滤板
Φ 30
Φ 10
图 9-17小阻力配水系统
冲
洗
水
膨
胀
砂
面
排水槽
滤板
底部配水室
100
清
水
池
浑
水
渠
冲洗水流
滤砖上层用10 mm 导板隔开
1
1:2水 泥砂浆嵌缝粉平
1
280
280
600
250
280
1-1剖 面图
图 9 -19 穿孔 滤砖
5,冲洗,废水除方法
（ 1）冲洗排水槽、排水渠
见图 9-20,9-21。
（ 2）冲洗排水槽的设计要求
a．冲洗排水槽平面总面积一般不大于单个滤池面积的 25%。
否则，会影响上升水流的均匀性。
b．相邻两槽的中心间距一般为 1.5~2.0m。间距过大，难以
排水均匀。
c．槽内水面以上一般要有 7cm左右的保护高，以保证冲洗废
水自由跌水进入排水槽。
d．排水槽的废水应自由跌水进入排水渠，以免引起壅水现象。
e．每单位槽长的溢入流量应相等。故施工时冲洗排水槽口应
力求水平，误差限制在 2mm内。
H
eH
2
H
2
1-1 剖面
1.5x
x
δ
0.07 m
2x
图 9-2 1 冲洗 排水槽剖面图 9- 20 冲 洗废水的排除
f．单个冲洗排水槽的排水量可按下式计算：
（ 9-41）
g．冲洗排水槽的始端尺寸：一般采用始端深度为末端深度
的一半；或槽底采用平坡，使始、两端尺寸相等。
槽底为三角形断面末端尺寸可按下式计算：
（ 9-42）
槽底为半圆形末端尺寸可按下式计算：
（ 9-43）
h．槽顶距未膨胀时滤料表面的高度为：
（ 9-44）
100000
aqlQ ?
单
v
Qx 单
2
1?
v
Qx
57.42
1 单?
07.05.22 ???? ?xeHH
（ 3）排水渠
布置：
①面积小时，沿池壁一边布置；
②当滤池面积很大时，排水渠布置在滤池中间。
排水渠的断面一般采用矩形。渠底距排水槽底高度 Hc为：
（ m） （ 9-45）2.073.1 3
2
2
?? gBQH c
6．冲洗水的供给
两种：
①水泵冲洗；
②冲洗水塔或水箱冲洗。
水泵冲洗的特点：
①投资省；
②但操作较为麻烦；
③在冲洗的短时间内耗电量大，往往会使厂区内供电网负荷
骤增。
冲洗水箱的特点：
①造价高；
②但操作简单；
③专用水泵小，耗电量较均匀。
（ 1）水泵冲洗
水泵冲洗时，需考虑有备用措施。水泵流量和杨程分别为：
（ 9-46）
（ 9-47）
H0—— 排水槽顶与清水池最低水位之差,m；
h1—— 从清水池至滤池的冲洗管道中总水头损失,m；
h2—— 滤池配水系统水头损失,m。大阻力配水系统按孔口
平均水头损失计算。以 代入式（ 9-39）得：
（ 9-48）
h3—— 承托层的水头损失,m。可根据承托层的厚度 Z（ m）
及冲洗强度 q（ L/s?m2）计算：
(9-49)
qFQ ?
543210 hhhhhHH ??????
g
qh
2
1
10
2
2 ???
?
???
??
??
qZh 0 2 2.03 ?
(% )1 00?? Ff?
h4 — 滤料层的水头损失,m，
（ 9-50）
h5 — 备用水头，一般取 1.5~2.0m。
? ? 0014 11 Lmh ???
?
?
???
? ??
?
?
（ 2）冲洗水塔（箱）
冲洗水箱一般与滤池合建，通常建造于滤池操作室层顶上，
水塔（箱）中水深不宜超过 3m。水塔（箱）容积可按单个
滤池冲洗水量的 1.5倍计算：
（ 9-51）
水塔（箱）底高出滤池冲洗排水槽顶的高度可按下式计算：
q F tq F tV 09.01 0 0 0 605.1 ???
543210 hhhhhH ?????
7．气 -水联合反冲洗
气 -水联合冲洗具有下述特点：
①冲洗效果好；
②节约反冲洗水量；
③冲洗结束后，滤层不产生或不明显产生上细下粗的分层现
象；
④气 -水联合冲洗操作较为麻烦，池子和设备较复杂，需增
加鼓风机或空压机、储气罐等气冲设备。
气 -水联合冲洗有 3种操作方式：
①先气洗，后水洗；
②先气水混合洗，再用水洗；
③先气洗，再气水混合洗，最后用水洗（或漂洗）。
气 -水联合冲洗时，总的反冲洗时间约在 10min左右。
气 -水联合冲洗时常用长柄滤头或复合气水反冲洗配水滤砖
进行布气与布水，其结构如图 9-22和图 9-23所示。
水
水
水
水
气
气/水 气/水
单独水冲 气/水反 冲
水 气/水
图 9-22 复合 气水反冲洗配水滤砖
套筒
滤帽
滤板
直管 气
水
图 9-2 3 气-水同时冲洗时长柄滤头工况示意
9.5 普通快滤池
9.5.1 基本参数
1.滤速
设计滤速一般为 8~10m/h。
2.滤池总面积
（ 9-52）
（ 9-53）
3.个数和单池面积
一般单池面积不大于 100m2。
滤池的个数在设计时应根据技术经济比较确定，但不得小于
两个，可参考表 9-8选用。
单个滤池面积（ m2）可根据滤池总面积 F（ m2）与滤池个数
N进行计算，如下式所示：
（ 9-54）
vT
QF ?
100 ttTT ???
N
Ff ?
表 9-8 滤池个数
滤池总面积（ m2） 滤池个数
<30 2
30~50 3
100 3或 4
150 4~6
200 5~6
300 6~8
4.滤池深度
滤池深度包括，
保护高,0.25~0.3m；
滤层表面以上水深,1.5~2.0m；
滤层厚度：见表 9-2；
承托层厚度：见表 9-5和表 9-6。
因此，滤池的总深度一般为 3.0~3.5m。单层石英砂
滤池深度一般稍小；双层和三层滤料滤池深度稍大。
5．管廊布置
管廊：是指集中布置滤池的管渠、配件及阀门的场所，
要求如下：
（ 1）力求紧凑，简捷；
（ 2）留有设备与管配件安装、维修时必须的空间；
（ 3）具有良好的防水、排水、通风、照明设备；
（ 4）便于与滤池操作室联系；
（ 5）管廊中的管道一般用金属材料，也可用钢筋混
凝土渠道；
（ 6）管廊门及通道应允许最大配件通过，并考虑检
修方便。
几种管廊布置方法见图 9-24，滤池数小于 5个时，滤池宜采
用单行排列，管廊位于滤池的一侧。当滤池数超过 5个时，
滤池宜采用双行排列，管廊位于两排滤池的中间。后者布置
紧凑，但管廊通风、采光不如前者，检修也不太方便。
(a)
清水渠
冲洗
水渠
排水渠
进水渠
(b)
进
水
渠
进
水
渠
清水渠
冲洗水渠
进水管
清水管
冲洗水管
排水管
排水渠
排水槽
(c)图 9-24 快滤池 管廊布置
冲洗水管
清水渠
清水管
排水渠
排水虹吸管
真空管
泄气管排水槽
进水虹吸管
真
空
管
进
水
渠
冲洗水渠
冲洗水箱
H
0
(d)
管廊布置主要有如下四种形式：
（ 1）进水、清水、冲洗水和排水渠，全部布置于管廊内，如
图 9-24（ a）所示。特点：渠道结构简单，施工方便，管渠
集中紧凑，但管廊中管件较多，通行和检修不太方便。
（ 2）冲洗水和清水渠布置于管廊中，进水和排水渠布置于滤
池另一侧，如图 9-24（ b）所示。特点：可节省金属管件及
阀门，管廊内管件简单，施工和检修方便。但造价稍高。
（ 3）进水、冲洗水及清水管均采用金属管道，排水渠单独设
置，如图 9-24（ c）所示，特点：通常用于小型水厂或滤池
单行布置。
（ 4）对于较大滤池，为节约阀门，可以将进水和排水阀门分
别用进水虹吸和排水虹吸代替，冲洗水管和清水管仍用阀门，
如图 9-24（ d）所示。特点：虹吸管通水或断水以真空系统
控制。
快滤池管渠流速可根据表 9-10确定。
表 9-10 管渠流速
名称 流速（ m/s） 名称 流速（ m/s）
进水管（渠） 0.8~1.2 清水管 (渠 ) 2.0~2.5
清水管 (渠 ) 1.0~1.5 排水管 (渠 ) 1.0~1.5
6．设计注意事项
（ 1）滤池清水管应设短管或留有堵板,管径一般采用
75~200mm，以便滤池翻修后排放初滤水。
（ 2）滤池底部宜设有排空管，其入口处设栅罩，池底坡度约
为 0.005，坡向排空管。
（ 3）配水系统干管末端一般装有排有排气管。
（ 4）每个滤池宜设置水头损失计及取样管。
（ 5）各种密封渠道上应设有人孔，以便检修。
（ 6）滤池池壁与砂层接触处抹面应拉毛，以免过滤时水流在
该处形成“短路”而影响水质。
9.6 无阀滤池
9.6.1 重力式无阀滤池的构造
重力式无阀滤池的结构如图 9-25所示。
1
2
12
11
4
5
17
6
8
9
20
16
10
15
13
14
19
18
3
H H 0
图 9-25 无阀滤池过滤过程
1- 进水分配槽； 2- 进水管； 3- 虹吸上升管； 4- 伞形顶盖； 5- 挡板；
6-滤料层； 7-承托层； 8-配水系统； 9-底部配水区； 10- 连通渠；
11- 冲洗水箱； 12 -出水渠； 1 3-虹吸辅助管； 14- 抽气管； 15 -虹
吸下降管； 16 -水封井； 1 7-虹吸破坏斗； 18- 虹吸破坏管； 19 -
强制冲洗管； 20 -冲洗强度调节器
7
二．重力式无阀滤池的设计要点
1 进水系统
（ 1） 进水分配槽
（ 2）进水管 U形存水弯
2 滤池面积与高度
3 冲洗水箱
4 虹吸管的计算
三,优缺点
无阀滤池一般用于中、小型水厂。单池面积一般不大于
16 m2。
优点：
它不需大型阀门，冲洗完全自动，造价较低，操作管理
较为方便，过滤过程中不会出现负水头现象。
缺点：
池体结构较复杂，滤料装御困难，冲洗水箱位于滤池上
部，出水标高较高，相应抬高了滤前处理构筑物如沉定池或
澄清池的标高，从而给水厂处理构筑物的总体高程布置带来
困难。
9.7 虹吸滤池
9.7.1 构造
见图 9-26。
1 2
17
15
4
5
3
16
10
9
7
8
6
11
12
13
冲洗
过滤
图 9 -26 虹 吸滤池的构造
1- 进水槽； 2-配水槽； 3-进水虹吸管； 4 -单格滤池进水槽； 5- 进水堰； 6- 布水管；
7-滤层； 8 -配水系统； 9- 集水槽； 10- 出水管； 11- 出水井； 12- 出水堰； 13- 清水管；
14- 真空系统； 15- 冲洗虹吸管； 1 6-冲洗排水管； 17 -冲洗排水槽
9.7.2 设计要点
1 滤池分格数
2 滤池的总深度
三,优缺点
优点：
不需要大型阀门及相应的启闭控制设备，也无管廊；可以
利用滤池本身的出水量、水头进行冲洗，不需要设置冲洗高
位水箱或水泵；可以在一定的范围内，根据来水量的变化自
动均衡地调节各格滤池的滤速，不需要滤速控制设施；滤出
水水位永远高于滤层，不会发生负水头现象。
缺点：
池深较大；不能排放初滤水；冲洗强度受其它几格滤池出
水量的影响，故冲洗效果不象普通快滤池那样稳定。
9.8 移动冲洗罩滤池
一、构造
构造见图 9-27。
Z 2
Z 1
10
7
6
8
9
54
3
15
14
1311
12
2
1
图 9 -27 移动 罩滤池
（11）
（14）
（10）（9）（4）
（15）
（16）
（ 21 ）
12
（3）
（22）
12
（2）（1）
（23）（24）
2
1
Ⅰ
Ⅰ
1- 进水管； 2-穿孔 配水墙； 3-消力 栅； 4-小阻 力配水系统的配水孔；5-配水 系统的配水室；
6-出水 虹吸中心管；7-出水 虹吸管钟罩； 8-出水 堰； 9-出水 管；10-冲洗 罩； 11-排水 虹吸管；
12-桁车 ； 13-浮 筒； 14-针形 阀； 15-抽气 管； 16-排水 渠
9
8
6
7
（12）
（13）
Ⅰ-Ⅰ 剖面
Z 3
Z 1
10
16
11
15
9.8.2 设计要点
1.滤池分格面积与分格数
2.过滤水头与冲洗水头
3.出水虹吸管与排水虹吸管
三,优缺点
优点：
池体结构简单；无需冲洗水箱（塔）；无大型阀门，管
件小；采用泵吸式冲洗罩时，池深较浅；与同规模的普通快
滤池相比，造价有所下降。
缺点：
不能排放初滤水；机电及控制设备较多；自动控制与维
修较复杂。
移动冲洗罩滤池适用于大、中型水厂。
9.9 V型滤池
9.9.1 构造
结构如图 9-28所示。
滤 板
平面图
反冲水管
A
B
B
A
13
12
16
18
反冲洗真空管
5
4
3
2
1
进
水
总
渠
A-A 剖面
管廊
控制室
17
1312
14
9
10
7
15
4 3
1
图 9- 28 V 型滤池构造简图
1- 进水气动隔膜阀； 2-方孔； 3-堰口； 4 -侧孔； 5- V 型槽； 6 -小孔 ； 7 -排水 渠； 8-气,水分配渠
9-配 水方孔； 10- 配气方孔；11 -底部 空间； 1 2-水 封井； 1 3-出 水堰； 1 4-清 水渠； 1 5-排 水阀； 1 6-
清水阀； 17- 进气阀； 18- 冲洗水阀
B-B 剖面
9
10
8
7
6
5
9.9.2 设计要点
1.滤料
2.设计滤速
3.配水系统
4.滤层上的水深
5.冲洗强度
三,优缺点
优点,
采用均质滤料过滤，避免了级配滤料过滤时可能产生
的一些缺点。滤料层含污容量大，出水水质较好，过滤周
期较长，过滤速度较高。采用气 -水联合反冲洗，冲洗耗水
量小，冲洗效果好。容易实现自动过滤与冲洗。
缺点是：
对冲洗操作要求严格，需要鼓风机等机械。滤池施工
要求严格 。
9.10 压力滤池
压力滤池如图 9-29所示。
进水
排气管
压力线
出水
滤头
入孔
挡板
煤层
砂层
图 9-29 压力滤池
