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過(guò)濾

1過(guò)濾原理

主要包括遷移、附著和脫附三個(gè)過(guò)程。

2過(guò)濾周期及反沖洗

⑴過(guò)濾周期

工程應(yīng)用中，設(shè)計(jì)和運(yùn)行是以水頭損失來(lái)控制過(guò)濾周期，當(dāng)濾料的水頭損失達(dá)到最大允許值時(shí)，就停止過(guò)濾，沖洗濾池。

⑵反沖洗的方法

①單獨(dú)用水反沖洗：用高速水流沖洗

優(yōu)點(diǎn)：只需一套反沖洗系統(tǒng)。

缺點(diǎn)：沖洗耗水量大，當(dāng)沖洗強(qiáng)度控制不當(dāng)時(shí)，可能產(chǎn)生礫石承托層松動(dòng)，沖洗后濾料因水力分級(jí)呈上細(xì)下粗的分層結(jié)構(gòu)狀態(tài)。

②氣水聯(lián)合反沖洗：采用空氣和水流同時(shí)沖洗。

優(yōu)點(diǎn)：沖洗效果好，耗用水量少小，沖洗過(guò)程中不需濾層流化。

缺點(diǎn)：需增加空氣系統(tǒng)，與單獨(dú)用水沖洗相比所需設(shè)備較多。

③帶表面輔助沖洗的水反沖洗

在濾層表面設(shè)置高速水沖洗系統(tǒng)，利用高速水流對(duì)表層濾料加以攪動(dòng)，增加濾料顆粒的碰撞機(jī)會(huì)，利用高速水流的剪切作用來(lái)提高反沖洗效果。

3濾池的基本構(gòu)造

主要由濾料層、配水系統(tǒng)和承托層組成。

⑴濾料層

①顆粒濾料過(guò)濾

廢水處理中可用石英砂、無(wú)煙煤、陶粒、纖維球、聚氯乙烯球等作為濾料。

例如以石英砂作濾料時(shí)，砂粒徑為0.5～2.0mm，該值大于給水濾池的石英砂粒徑(0.5mm);反沖洗強(qiáng)度可取18～20L/m2/s，亦大于給水過(guò)濾時(shí)的12～15 L/m2/s。

廢水懸浮物濃度高時(shí)，為了提高濾池的納污量，延長(zhǎng)過(guò)濾周期，可采用粗濾料、雙層或三層濾料和上向流濾池。處理廢水的上向流濾池為下部進(jìn)水，上部出水，各層濾料截污力能完全發(fā)揮，水頭損失上升緩慢。

例如，處理廢水的某上向流濾池的濾料級(jí)配由上而下分別為：上部細(xì)砂層，砂粒徑為1～2mm，層厚1500mm;中部砂層，砂粒徑為2～3mm，層厚300mm;下部粗砂層，砂粒徑10～16mm，層厚100mm。

②多孔濾料過(guò)濾

去除毛紡、化纖和造紙等行業(yè)廢水中的懸浮細(xì)纖維而采用的篩網(wǎng)過(guò)濾即為多孔濾料過(guò)濾。

⑵配水系統(tǒng)和承托層

配水系統(tǒng)一般分為大阻力配水系統(tǒng)和小阻力配水系統(tǒng)兩類。

承托層一般是配合管式大阻力配水系統(tǒng)使用，若采用中小阻力配水系統(tǒng)，且配水孔眼數(shù)量多、尺寸小，配水本身已很均勻，濾料本身不會(huì)從孔眼漏掉的話，承托層可以適當(dāng)減小或省去。

4濾池的分類

濾池按濾料組成分為：?jiǎn)螌訛V料、雙層濾料、多層濾料及混合濾料濾池。

按水流方向分為：下向流、上向流、雙向流和輻向流濾池。

按濾速大小分為：慢濾池、快濾池和高速濾池。

按濾池的布置或構(gòu)造分為：普通快濾池、雙閥濾池、無(wú)閥濾池、虹吸濾池、移動(dòng)沖洗罩濾池和V型濾池。

按過(guò)濾驅(qū)動(dòng)力分為：重力濾池、壓力濾池。

5城市污水三級(jí)處理中過(guò)濾單元的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

⑴濾池的反沖洗

三級(jí)處理中對(duì)濾池反沖洗的要求高，建議采用氣、水反沖洗與表面沖洗相結(jié)合的聯(lián)合反沖洗方式。

⑵濾池池型

避免選用虹吸濾池等反沖洗能力較差的池型，而應(yīng)優(yōu)考慮選用移動(dòng)沖洗罩濾池、V型濾池和T型濾池等表面沖洗能力較強(qiáng)的池型。

由于雙閥濾池和四閥濾池具有技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、操作可靠等優(yōu)點(diǎn)，常被采用。

⑶濾池的設(shè)計(jì)參數(shù)

與給水處理中濾池的設(shè)計(jì)參數(shù)相比，在城市污水三級(jí)處理中濾層的厚度和濾料粒徑都較大，但濾速則略小。在城市污水三級(jí)處理中過(guò)濾單元的主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要為：

①濾層

主要有效粒徑、濾層厚度、不均勻系數(shù)，當(dāng)濾料不同時(shí)，參數(shù)也有變化

②濾速：6～10m3 /m2h

③反沖洗：采用氣水聯(lián)合反沖、水沖洗和表面沖洗時(shí)分別有不同的參數(shù)。

④工作周期：≤12h

6壓力濾池和微孔篩濾機(jī)

⑴壓力濾池

是一個(gè)密閉的鋼罐，里面裝有和快濾池相似的配水系統(tǒng)和濾料等，在壓力下操作運(yùn)行。

在小規(guī)模的中水處理流程中過(guò)濾單元多采用壓力濾罐，其特點(diǎn)是占地少，建設(shè)周期短，有定型產(chǎn)品，且運(yùn)行管理方便。

⑵微孔篩濾機(jī)

是利用微孔篩濾網(wǎng)進(jìn)行固液分離，過(guò)濾機(jī)理主要是機(jī)械篩濾作用。

特點(diǎn)是占地面積小，處理量大，操作管理方便，在啤酒生產(chǎn)廢水的預(yù)處理中獲得廣泛應(yīng)用。

設(shè)計(jì)參數(shù)：

濾網(wǎng)孔徑為35～60μm，水力負(fù)荷：0.1～0.4m3 /m2min，水頭損失小于0.3～0.5m，反沖洗水量占總濾水量的1%～3%。

過(guò)濾的內(nèi)容非常重要，在給水處理以及城市污水三級(jí)處理中都要用到濾池的設(shè)計(jì)，所以要認(rèn)真復(fù)習(xí)。出題時(shí)可能出敘述性的，也有可能結(jié)合后續(xù)章節(jié)出一些設(shè)計(jì)性的題目等。應(yīng)將本節(jié)內(nèi)容結(jié)合后續(xù)章節(jié)進(jìn)行復(fù)習(xí)。例如某一不定項(xiàng)選擇題，題目為：多孔材料過(guò)濾具有的優(yōu)點(diǎn)是()，選項(xiàng)為：A簡(jiǎn)單、高效，B不加化學(xué)藥劑、運(yùn)行費(fèi)低，C占地面積小，D維修方便，從過(guò)濾的基礎(chǔ)知識(shí)可知，ABCD四個(gè)選項(xiàng)都是正確的。

另一道不定項(xiàng)選擇題，題目?jī)?nèi)容是：顆粒材料過(guò)濾濾料可采用()，四個(gè)選項(xiàng)為A石英砂、無(wú)煙煤、陶粒，B大理石、白云石，C石榴石、磁鐵礦石，D纖維球、聚氯乙烯或聚丙烯球，學(xué)習(xí)過(guò)本節(jié)內(nèi)容可知，廢水處理中最常用的是濾料是石英砂，此外常用于雙層和多層濾料中的還有無(wú)煙煤、磁鐵礦、石榴石、金剛砂等，輕質(zhì)濾料可以采用，聚氯乙烯球等，所以本題的正確答案是ABCD，即，題目中所列出的均可以作為顆粒材料過(guò)濾濾料。

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