【正文】 澄清池的脈沖周期一般為 30～ 40s，其中充水與放水的時間比為 3： 1～ 4： 1。清水區(qū)的上升流速一般可以采用 ～ ，懸浮層高度和清水區(qū)高度各為～ 。 六 .氣浮 原理是在水中加入大量的微小氣泡，并使其黏附在顆粒上，共同快速上浮，從而大大加快了顆粒的分離速度。 表面負荷一般采用 ～ 9 m3/(m2h) (u0=～ ),回流比為 5％～ 10％。 浮沉池斜板區(qū)液面負荷一般采用 10 m3/(m2h)左右。 一 .過濾原理 （ 1）表層過濾 表層過濾的顆粒去除機理是機械篩除。 （ 2）深層過濾 深層過濾顆粒去除的主要機理是接觸凝聚，即顆粒的去除是通過水中懸浮顆粒與濾料顆粒進行了接觸凝聚，水中顆粒附著在濾料顆粒上而被去除。 石英砂濾料的規(guī)格是： d=～ ,濾層厚度 700mm。 (1)遷移 在濾料層孔隙中隨水流動的小顆粒在下列作用下可以與濾料顆粒的表面進行接觸，這些作用有：攔截、重力沉降、慣性、擴散、水動力作用等。 （ 2）附著 顆粒之間存在的附著力的作用下，水中顆粒被附著截留下來。 二 .濾池的運行 （ 1）過濾狀態(tài) 正向過濾，反向過濾，雙向過濾，輻流過濾。 濾池的設(shè)計最大水頭損失（濾池的最高水位與濾后水出水堰之間的高差）一般為 2～ ，濾池的過濾周期一般在 12～ 24h。 （ 2）反沖洗狀態(tài) 1）單獨用水反沖洗 2）水反沖洗加表面輔助沖洗 3）氣水聯(lián)合反沖洗 濾料層的膨脹率一般需達到 40％～ 50％，一般需要沖洗 5～ 7min，加上沖洗前后的操作過程，整個反沖洗過程用時一般約為 10min。 反沖洗用水采用過濾后的清水，由反沖洗水塔或反沖洗水泵提供，所用水量一般占過濾水量的 5％左右。 濾間正在反沖洗和檢修而停止進水期間，由于上游來水水量不變，因此正在運行的各濾間的進水流量將略有增加，水量為正常運行時的 n/(n1)倍，池中濾速也相應(yīng)增加。此時的濾速為強制濾速。 變水頭恒速過濾； 恒水頭恒速過濾； 減速過濾 （ 1）變水頭恒速過濾 變水頭恒速過濾是濾池運行的一種主要方式，其濾池結(jié)構(gòu)特點是進水口的水位高于濾池中的最高水位，一般采用進流堰進水，每格濾間的進水流量基本相等。 （ 2）恒水頭恒速過濾 與變水頭恒速過濾不同相比，恒水頭恒速過濾的進水口是在濾池水面以下，以淹沒式進流。 （ 3）減速過濾 減速過濾的濾速在過濾周期中是逐漸降低的。 三 .濾料 （ 1）濾料材質(zhì) 1）適當(dāng)?shù)某叽纭⑿螤?、級配或均勻度? 2）有一定的機械強度，使用中的磨損率低； 3）有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不得溶出對人體健康有害的物質(zhì)； 4）價格便宜。 （ 2）濾料規(guī)格 1)最小粒徑（ dmin）與最大粒徑（ dmax） 若 d=～ ,即 dmin=,dmax=。 2）濾料的有效粒徑 d10 濾料中小于該粒徑的顆粒的重量占濾料總重量的 10％。 3）濾料的不均勻系數(shù) K80 式中 d10—濾料中小于該粒徑的顆粒的重量占濾料總重量的 10％。 d80—濾料中小于該粒徑的顆粒的重量占濾料的總重量的 80％。 K80代表了濾料的不均勻程度。越大，表示粗細顆粒分布越大，對于過濾和反沖洗越不利。 K80越接近與 1，濾料的大小越均勻，過濾和反沖洗的效果越好。 4）其他粒徑表示法，如當(dāng)量粒徑、中位粒徑、平均粒徑等 801080 ddK ? （ 1）石英砂濾料 1）粒徑 dmin=,dmax=,K80。 2）濾料層厚度 h=700mm。 3)正常濾速 v=8～ 10m/h,強制濾速 v強＝ 10～ 14m/h。 4)反沖洗強度 q=12～ 15L/(sm2),反沖洗膨脹率約 45％，沖洗時間 7～ 5min. （ 2）無煙煤石英砂雙層濾料 1）上層為無煙煤濾料，粒徑 dmin=,dmax=,K80,厚度 h=300～ 400mm。 2）下部為石英砂濾料，粒徑 dmin=,dmax=,K80,厚度 h=400mm 3)正常濾速 v=10～ 14m/h,強制濾速 v強 =14～ 18m/h。 4)反沖洗強度 q=13～ 16L/(sm2),反沖洗膨脹率約 50％，沖洗時間 8～ 6min。 （ 3）均質(zhì)濾料 均質(zhì)濾料的含義是指使濾料層中上下顆粒分布均勻的濾料。 基本運行參數(shù)： 1）有效粒徑 d10=～ ,K60。 2）濾料層厚度 h950mm,一般在 1000～ 1500mm。 3)設(shè)計濾速 v=8～ 15m/h。 4)反沖洗步驟為：先氣擦洗 1～ 2min，再氣水共同沖洗 4～ 3min，最后水沖洗 4～ 3min。 5）氣沖洗的空氣沖洗強度 13～ 17L/(sm2)。水沖洗強度在氣水共同沖洗時為 3～ L/(sm2)，最后水沖洗時強度為 4～ 6 L/(sm2)；表面橫向掃洗強度為 ～ L/(sm2)。 （ 4）其他濾料 1）三層濾料 2）纖維球濾料 3）聚苯乙烯泡沫濾料 4）錳砂濾料 四 .濾池的基本構(gòu)造 濾池由濾料層、承托層、配水系統(tǒng)、沖洗排水槽、集水渠等部分組成。 （ 1）大阻力配水系統(tǒng) 穿孔管上總的開孔率（孔口面積與濾池面積之比）很低，為 ％～ ％，在反沖洗時孔口流速 v=5～ 6m/s,產(chǎn)生較大的水頭損失，約為 3～ 4m左右，孔口水頭損失遠高于配水系統(tǒng)中各孔口處沿程損失的差別，由此相對消除了濾池中各孔口位置不同對配水均勻性的影響，實現(xiàn)了配水均勻。大阻力配水系統(tǒng)單池的面積最大可到 100m2左右。 孔口直徑為 9～ 12mm,布置在與中垂線 45度角的下側(cè)，交錯排列。各層的粒徑時 16～32mm、 8～ 16mm、 4～ 8/2～ 4,各層厚度 100mm。 大阻力配水系統(tǒng)濾池的反沖洗水由反沖洗水塔或反沖洗水泵提供，總的反沖洗水頭6～ 8m。 優(yōu)點時：其配水均勻性好，單池面積大（可到 100m2左右），基建造價低，工作可靠。 不足之處：需單設(shè)反沖水塔或水泵，反沖洗所需水頭大、能耗高。 （ 2）小阻力配水系統(tǒng) 開孔率一般在 ％～ ％，反沖洗水頭只需 1m左右。 優(yōu)點：不需設(shè)置反沖洗水塔或水泵，反沖洗水頭小，動力費省，易于實現(xiàn)濾池自動化運行。 不足：單池面積小（最大約 50m2左右），且基建費較高。 中阻力配水系統(tǒng)，開孔率在 ％～ ％，配水系統(tǒng)多用雙層濾磚 （ 1）沖洗排水槽 設(shè)計要求： 1）池面的反沖廢水應(yīng)自由跌落入沖洗排水槽，槽中水面以上要有一定保護高； 2）單位排水槽長度的服務(wù)面積應(yīng)相等，槽面水平（誤差在 2mm以內(nèi)），槽間距不得過大（一般為～ ）； 3）排水槽的底應(yīng)略高于濾料層膨脹后的高度； 4）沖洗排水槽的出水應(yīng)自由跌落入集水渠。 （ 2）集水渠 （ 1）反沖洗水塔與水泵 采用大阻力配水系統(tǒng)的濾池所需的反沖洗水頭（ H0）約為 7～ 8m，包括 1）從水塔或水泵至濾池的管道中的水頭損失（設(shè)計計算時可先按 1m考慮）； 2）濾池配水系統(tǒng)的水頭損失（主要為孔口損失，大約為 3～ 4m）； 3）承托層的水頭損失（約 ） 。 4）使濾料層膨脹的水頭損失（約 ） 。 5）備用水頭（ ～ ）等。 反沖洗水泵在濾池沖洗時直接從清水池中抽水進行反沖洗。反沖洗水泵的揚程 H為： 式中 H0――反沖洗水頭； He――濾池沖洗排水槽槽頂與清水池最低水位之間的高程差。 該系統(tǒng)的投資省，但操作較麻煩，且水泵較大，反沖洗期間用電量明顯增大。反沖洗水塔的容量按一個濾間沖洗用水量的 ，反沖洗水塔的池底與濾池沖洗排水槽槽頂?shù)母叱滩畎捶礇_洗水頭 H0設(shè)置。 （ 2）管廊 （ 3）濾池控制系統(tǒng) 對濾池的過濾與反沖洗工控進行自動控制的基本形式有： 1）水力控制； 2）時間程序控制； 3）以上兩者的結(jié)合 （ 4）表面沖洗裝置 濾池的表面沖洗裝置是在砂面以上 50～ 70mm處設(shè)置穿孔管。 eHHH ?? 0 五 .濾池 濾池單池面積小于 100m2，一般在 20～ 50m2，濾池池深一般為～ 。過濾方式為幾個濾間為一組的恒水頭恒速過濾（需控流閥）或減速過濾。 68個濾間組成一個系統(tǒng)，過濾運行方式為變水頭恒速過濾，沖洗前的最大水頭損失一般采用 。 變水頭恒速過濾，最大過濾水頭一般采用 。 設(shè)計過濾水頭可采用 ～ 。 濾料厚度一般為 ～ ，最終允許水頭損失一般可達 5～ 6m。 一 .消毒概論 飲用水消毒的目的是殺滅水中對人體健康有害的絕大部分病原微生物，包括病菌、病毒、原生動物的胞囊等，以防止通過飲用水傳播疾病。 細菌總數(shù) ≤100CUF/mL,總大腸菌群和糞便大腸菌群每 100ml水樣中不得撿出（此外還有剩余消毒劑濃度的指標）。 （ 1）氯消毒 對于受到有機污染（包括天然的腐殖質(zhì)類污染、生活污染、工業(yè)污染等）的水體，加氯消毒可以產(chǎn)生對人體有害的鹵代消毒副產(chǎn)物，如三鹵甲烷（ THMs）、鹵乙酸（ HAAs）等物質(zhì)。 （ 2）二氧化氯消毒 （ 3）臭氧消毒 （ 4）紫外線消毒 1）清水池前投加的消毒主工序； 2）調(diào)整出廠水剩余消毒劑濃度的補充投加（在二泵站處）； 3）控制輸水管渠和水廠構(gòu)筑物內(nèi)菌藻生長的水廠取水口或凈水廠入口的預(yù)投加； 4）配水管網(wǎng)中的補充投加等。 二 .氯消毒 氯滅活微生物的機制包括：氯能氧化損壞細胞膜，使其滲透性增加，導(dǎo)致細胞內(nèi)物質(zhì)如蛋白質(zhì)、 RNA、 DNA的漏出，影響鉀的吸收和保留；氯進入細胞質(zhì)后，能破壞干擾多種酶系統(tǒng)，并可損壞基因組，使細胞喪失生理能力。 飲用水消毒通常以大腸桿菌作為腸道微生物的指示菌，衡量消毒處理的效果。 對于不含氨的水，向水中加入氯后立即產(chǎn)生以下反應(yīng)： Cl2+H2O→ HOCl+H++Cl 所生成的次氯酸（ HOCL）是弱酸，在水中部分電離成次氯酸根和氫離子。 HOCl? OCl+H+ 水中 HOCl和 OCl的比例與水的 PH值和溫度有關(guān)。 HOCl和 OCl都被計入，稱為是游離性氯或自由性氯。 天然水體中一般含有少量的氨氮。加氯產(chǎn)生的 HOCL會與氨氮反應(yīng)，生成氯胺： NH3+HOCl? NH2Cl+H2O NH2Cl+HOCl? NHCl2+H2O NHCl2+HOCl? NCl3+H2O 氯胺的存在形式同氯與氨的比例和水的 PH值有關(guān)。在 Cl2:NH3的重量比 ≤5： PH值在 7～ 9的范圍內(nèi)，水中氯胺基本上為一氯胺。在 Cl2:NH3的重量比 ≤5： PH值為 6的條件下，一氯胺仍占優(yōu)勢（約 80％）。三氯胺只在水的 PH值小于 在。 氯胺的滅活微生物的機理類似于氯，能破壞膜的完整性，從而能影響膜的滲透性和微生物的呼吸，并能對細胞的重要代謝功能造成不可逆的損害。氯胺被計為化合性氯。 游離氯和化合性氯都具有消毒功能，兩者之和稱為有效氯。經(jīng)一定接觸時間后水中剩余的有效氯稱之為余氯。余氯又可劃分為游離性余氯和化合性余氯。 水與氯應(yīng)充分混合，其接觸時間不應(yīng)小于 30min,氯胺消毒的接觸時間不應(yīng)小于 2h。我國《生活飲用水衛(wèi)生標準》和《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》都規(guī)定：水中游離性余氯的濃度，在與水接觸時間 30分鐘后應(yīng)不低于 ,管網(wǎng)末梢水不應(yīng)低于 。 （ 1）折點氯化法 生活飲用水水源水標準規(guī)定，水源水中氨氮的最大允許濃度為。 （ 2）氯胺消毒法 1）先氯后氨 的氯胺消毒法 一般采用液氨瓶加氨， Cl2與 NH3的重量比為 3： 1～ 6： 1，使水中游離性余氯轉(zhuǎn)化為化合性余氯，以減少氯味和余氯的分解速度。 2）化合性氯的氯胺消毒法 （ 1）加氯機 （ 2）氯瓶 三 .二氧化氯消毒 （ 1）亞氯酸鈉加氯制取法： Cl2+H2O→ HOCl+HCl 2NaClO2+HOCl+HCl→ 2ClO2+2NaCl+H2O 即總的反應(yīng)式為 2NaClO2+Cl2→ 2ClO2+2NaCl （ 2）亞氯酸鈉加酸制取法 利用亞氯酸鈉在酸性條件下生成二氧化氯的特性，加入鹽酸或硫酸來制備，其反應(yīng) 5NaClO2+4HCl→ 4ClO2+5NaCl+2H2O 或10NaClO2+4H2SO4→ 8ClO2+4Na2SO4+2NaCl+4H2O （ 3）氯酸鈉鹽酸復(fù)合式二氧化氯制取法 該法以氯酸鈉和鹽酸為原料，反應(yīng)生成二氧化氯和氯氣的混合氣體，二氧化氯與氯氣的摩爾比為 2： 1，其反應(yīng)式為： NaClO3+2HCl→ ClO2++NaCl+H2O （ 4）電解法二氧化氯發(fā)生器 （ 5）穩(wěn)定型二氧化氯溶液 二氧化氯消毒的優(yōu)點是：對細菌和病毒的消毒效果好；在水的 PH值為 6～ 9的范圍內(nèi)消毒效果不受 PH值的影響；不與氨反應(yīng)，當(dāng)水中存在氨時不影響消毒效果；二氧化氯在水中的穩(wěn)定性次于氯胺，但高于游離氯，能在管網(wǎng)中保存較長時間，起剩余保護作用；二氧化氯既是消毒劑，又是強氧化劑，對水中多種有機物都有氧化分解作用，并且不生成三鹵甲烷等鹵代消毒副產(chǎn)物