物理化學(xué)處理ppt課件(已修改)
2025-05-15 22:11 本頁(yè)面
【正文】 五、過(guò)濾 在常規(guī)水處理中，過(guò)濾一般是指以石英砂等粒狀濾料層截留水中懸浮雜質(zhì)，從而使水獲得澄清的工藝過(guò)程。 過(guò)濾的功效，不僅在于進(jìn)一步降低水的濁度，而且水中有機(jī)物、細(xì)菌乃至病毒等將隨水的濁度的降低而被部分去除。殘留的細(xì)菌、病毒在失去附著物的保護(hù)和依附后，在濾后消毒中也容易被殺死。 1. 工作過(guò)程 由 過(guò)濾 與 反沖洗 兩部分組成。 渾水流經(jīng)濾料時(shí)，水中雜質(zhì)被截留，隨著濾料層中雜質(zhì)截留量的逐漸增多，濾料層中的水頭損失也相應(yīng)增加，當(dāng)水頭損失增加到一定程度時(shí)，會(huì)使濾池產(chǎn)水量減少，或?yàn)V過(guò)水質(zhì)不符合要求時(shí)，應(yīng)停止過(guò)濾進(jìn)行沖洗。 沖洗水自下而上穿過(guò)承托層及濾料層，均勻分布于整個(gè)濾池平面上，濾料層處于懸浮狀態(tài)，濾料得到清洗。 1— 沉淀 2— 擴(kuò)散 3— 慣性 5— 水動(dòng)力流線濾料懸浮顆粒4— 阻截 過(guò)濾理論 （ 1）兩階段理論：由遷移與粘附組成。 遷移：沉淀、擴(kuò)散、慣性、阻截和水動(dòng)力，見(jiàn)下圖。 粘附：范德華引力、靜電力、以及某些化學(xué)鍵和某些特殊的化學(xué)吸附力作用、絮凝顆粒間的架橋作用。 （ 2）附著力與水流剪力 脫附力Fa3Fa2Fa1Fs3Fs2Fs1F3F2F1123濾料圖 9 3 顆 粒粘附和脫附力示意 圖 9 4 濾 料層含污量變化21(c m)濾層深度濾層含污量 （g/cm2）雙層濾料單層濾料石英砂石英砂無(wú)煤煙33 在過(guò)濾初期，濾料較干凈，孔隙率較大，孔隙流速較小，水流剪力較小，粘附作用占優(yōu)勢(shì)。隨著過(guò)濾時(shí)間延長(zhǎng)，濾層中雜質(zhì)逐漸增多，孔隙率減小，水流剪力逐漸增大，以至最后粘附的顆粒將首先脫落，或后續(xù)顆粒不再有粘附現(xiàn)象，于是，下層濾料的截留作用漸次發(fā)揮。 實(shí)際上，在下層濾料作用遠(yuǎn)未得到充分發(fā)揮時(shí)，過(guò)濾就得停止。表層濾料粒徑最小，孔隙將逐漸被堵塞，或懸浮物穿過(guò)過(guò)濾層而使水質(zhì)惡化，過(guò)濾將被迫停止。 脫附力Fa3Fa2Fa1Fs3Fs2Fs1F3F2F1123濾料圖 9 3 顆 粒粘附和脫附力示意 圖 9 4 濾 料層含污量變化21(c m)濾層深度濾層含污量 （g/cm2）雙層濾料單層濾料石英砂石英砂無(wú)煤煙34 濾層含污能力：?jiǎn)挝惑w積濾層中的平均含污量稱為“濾層含污能力”，單位 g/cm3或 kg/m3。 采用單水沖洗的石英砂濾料濾池，其含污量隨深度的變化見(jiàn)圖 34曲線 1。 為了改變上細(xì)下粗濾層中雜質(zhì)分布嚴(yán)重不均勻的現(xiàn)象，提高濾層含污能力，出現(xiàn)了多層濾料、混合濾料及均質(zhì)濾料等。 多層濾料濾池接近理想濾料濾池，最常見(jiàn)為雙層和三層濾見(jiàn)圖 35。雙層濾池其含污量隨深度的變化見(jiàn)圖 34曲線 2。 均質(zhì)濾料過(guò)濾目前在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，如 V型濾池。要實(shí)現(xiàn)均質(zhì)濾料過(guò)濾，反沖洗時(shí)濾料層不能膨脹。 石英沙石英沙無(wú)煙煤石榴石無(wú)煙煤均質(zhì)濾料（a）（b）（c）圖 9 5 幾 種濾料組成示意35 過(guò)濾方式 （ 1）恒速過(guò)濾 在恒速過(guò)濾狀態(tài)，由于濾層逐漸被堵塞，水頭損失隨過(guò)濾時(shí)間逐漸增加，濾池中水位逐漸上升，當(dāng)水位上升到最高水位時(shí)，過(guò)濾停止以待沖洗。無(wú)閥濾池與虹吸濾池是典型的恒速過(guò)濾濾池。 （ 2）減速過(guò)濾 在過(guò)濾過(guò)程中，如果過(guò)濾水頭損失始終保持不變，孔隙率逐漸減小，必然使濾速逐漸減小。在普通快濾池中一般不可能出現(xiàn)。移動(dòng)罩濾池屬于變速過(guò)濾濾池。 （ 3） 直接過(guò)濾 原水不經(jīng)過(guò)沉淀而直接進(jìn)入濾池的過(guò)濾稱為 “ 直接過(guò)濾 ” 。直接過(guò)濾有兩種方式：①原水加藥后只經(jīng)過(guò)混合就直接進(jìn)入濾池過(guò)濾，稱為 “ 接觸過(guò)濾 ” 。也可稱為 “ 直流過(guò)濾 ” ，圖中（ a）與（ b）所示；②原水加藥后經(jīng)過(guò)混合和微絮凝池后進(jìn)入濾池過(guò)濾，稱為 “ 微絮凝過(guò)濾 ” ，如圖中（ c）與（ d）所示。 原水 混合 雙層或三層濾料濾池 過(guò)濾出水硫酸鋁 聚合物（a）陽(yáng)離子型聚合物雙層或三層濾料濾池雙層或三層濾料濾池陽(yáng)離子型聚合物原水 混合原水硫酸鋁混合絮凝池聚合物（C）絮凝池原水 混合 雙層或三層濾料濾池（b）過(guò)濾出水過(guò)濾出水過(guò)濾出水（d） 直接過(guò)濾的兩個(gè)特點(diǎn)： ①采用雙層或三層濾料濾池； ②采用聚合物為混凝劑或助凝劑。 直接過(guò)濾要求： ①原水濁度和色度較低且水質(zhì)變化小，常年原水濁度低于 50度； ②直接過(guò)濾中的濾速應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)決定，濁度偏高時(shí)應(yīng)采用較低濾速，當(dāng)原水濁度在 50度以上時(shí)，濾速一般在 5m/h左右。 濾料與承托層 （ 1） 濾料的要求 d. 能就地取材、價(jià)廉。 石英砂是使用最廣泛的濾料，雙層和多層濾料中，常用的還有無(wú)煙煤、石榴石、
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