物理化学处理工艺.ppt

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1、第三节废水物理及化学处理工艺第三节废水物理及化学处理工艺一、混凝工艺一、混凝工艺（一）混凝原理（一）混凝原理 混混凝凝是是将将化化学学药药剂剂投投入入污污水水中中，经经充充分分混混合合与与反反应应，使使污污水水中中悬悬浮浮态态（大大于于100nm100nm）和和胶胶态态(1(1100nm)100nm)的的细细小小颗颗粒粒凝凝聚聚或或絮凝成大的可沉絮体，再通过沉淀去除的工艺过程。絮凝成大的可沉絮体，再通过沉淀去除的工艺过程。主要去除主要去除：粘土（粘土（50nm50nm4 4 m m）细菌（细菌（0.20.2 m m8080 m m）病毒病毒 (10nm(10nm300nm)300nm)蛋白质（

2、蛋白质（1nm1nm50nm50nm）腐殖酸腐殖酸 l混凝过程具有两个作用：混凝过程具有两个作用：第一个作用：使水中原有的离散微粒首第一个作用：使水中原有的离散微粒首先具有粘附在固体颗粒上的性质先具有粘附在固体颗粒上的性质 凝聚（凝聚（coagulation）第二个作用：使这些具有粘附性的离散第二个作用：使这些具有粘附性的离散微粒能够粘结成絮体微粒能够粘结成絮体 絮凝（絮凝（flocculation）混凝（混凝（coagulation-flocculation）（一）混凝原理（一）混凝原理（一）混凝原理（一）混凝原理1.1.凝聚（凝聚（coagulationcoagulation）胶体脱稳胶体

3、脱稳脱稳胶体凝聚脱稳胶体凝聚生长成生长成d=10d=10 m m的小矾花的小矾花（FlocFloc）特点：剧烈搅拌，使混凝剂快速分散特点：剧烈搅拌，使混凝剂快速分散 在在混合设备混合设备中完成中完成 （一）混凝原理（一）混凝原理 混合方式机械混合水力混合机械搅拌浆板式推流式涡流式混合池混合管道直接混合管道混合隔板式混合池跌水式混合池涡流式混合池水泵混合管道静态混合器混合水跃式混合池穿孔板式混合池混合的方式混合的方式 1.水泵混合水泵混合 投药投加在水泵吸水口或管上。混合效果好，投药投加在水泵吸水口或管上。混合效果好，节省动力，各种水厂均可用，常用于取水泵房节省动力，各种水厂均可用，常用于取水泵

4、房靠近水厂处理构筑物的场合，两者间距不大于靠近水厂处理构筑物的场合，两者间距不大于150m。混合设备混合设备水泵混合的投药位置水泵混合的投药位置 （1 1）泵前投加）泵前投加 （2 2）泵后投加）泵后投加 1 1、泵前投加、泵前投加 加加注注在在取取水水泵泵吸吸水水管管中中或或吸吸水水喇喇叭叭口口处处，见见图图。目目前前大大多多数数采采用用这这种种方方式式，主主要要优优点点是是可可利利用用水水泵泵叶叶轮轮使使药药剂剂和和原原水水得得到到充充分分混混合合，而而且且借借助于水泵吸力吸入，容易加注。助于水泵吸力吸入，容易加注。缺点是药剂对水泵有一定的腐蚀作用。缺点是药剂对水泵有一定的腐蚀作用。2 2

5、、泵后投加、泵后投加 加注在水泵出水压力管（见图）或沉淀池进口处。加注在水泵出水压力管（见图）或沉淀池进口处。当当取取水水泵泵离离净净水水装装置置较较远远（约约大大于于500m500m）时时，为为防防止止反反应应过过早早，已已结结成成的的絮絮粒粒在在管管道道或或进进入入沉沉淀淀池池时时破破碎碎，从从而而影影响响净净水效果，所以采用泵后投加。水效果，所以采用泵后投加。泵泵后后投投加加因因投投药药点点承承压压或或无无吸吸力力，故故需需要要用用水水射射器器或或加加药药泵。其优点是不发生药剂对水泵的腐蚀。泵。其优点是不发生药剂对水泵的腐蚀。2.管式混合管式混合 管式静态混合器：流速不宜小于管式静态混合

6、器：流速不宜小于1m/s，水头损失不小于水头损失不小于0.30.4m，简单易行。，简单易行。扩散混合器，是在管式孔板混合器前加扩散混合器，是在管式孔板混合器前加一个锥形帽，锥形帽夹角一个锥形帽，锥形帽夹角90。顺流方向投。顺流方向投影面积为进水管总截面面积的影面积为进水管总截面面积的1/4，开孔面，开孔面积为进水管总截面面积的积为进水管总截面面积的3/4，流速为，流速为1.01.5m/s，混合时间，混合时间23s。节管长度不小。节管长度不小于于500mm。水头损失约。水头损失约0.30.4，直径在，直径在DN200DN1200。3 机械混合机械混合 在池内安装搅拌装置，搅拌器可以是桨在池内安装

7、搅拌装置，搅拌器可以是桨板式、螺旋桨式或透平式，速度梯度板式、螺旋桨式或透平式，速度梯度7001000s-1，时间，时间1030s以内，优点是混以内，优点是混合效果好，不受水质影响，缺点是增加机合效果好，不受水质影响，缺点是增加机械设备，增加维修工作。械设备，增加维修工作。l普通管道混合普通管道混合 l 把药剂投入水泵压水水管内，借助水把药剂投入水泵压水水管内，借助水流进行混合。流进行混合。l 药剂加入方式：药剂加入方式：跌水混合池跌水混合池 利用水流在跌落过程中产生的冲击达到混合的效果。利用水流在跌落过程中产生的冲击达到混合的效果。水跃式混合池水跃式混合池 利用利用3m/s3m/s以上的流速

8、迅速流下时所产生的水跃进行以上的流速迅速流下时所产生的水跃进行混合。混合。涡流式混合设备涡流式混合设备l设计要点：设计要点：l 底部锥角底部锥角30-45；l 反应时间反应时间1-1.5min，2min；l 入口流速入口流速1-1.5m/s；l 圆柱部分上升流速圆柱部分上升流速25mm/s。（一）混凝原理（一）混凝原理 2.2.絮凝（絮凝（flocculationflocculation）脱稳胶粒脱稳胶粒 生长成大矾花生长成大矾花(Floc)(Floc)（可以通过沉淀去除）（可以通过沉淀去除）特点：需要一定时间使矾花长大，搅拌从强特点：需要一定时间使矾花长大，搅拌从强弱弱 在絮凝设备中完成在絮

9、凝设备中完成 絮凝设备絮凝设备 1.隔板絮凝池隔板絮凝池 隔板絮凝池分往复式和回转式，隔板絮凝池分往复式和回转式，隔板絮凝池的水头损失由局部水头和沿程水头损失隔板絮凝池的水头损失由局部水头和沿程水头损失组成。往复式总水头损失一般在组成。往复式总水头损失一般在0.30.5m，回转式的水，回转式的水头损失比往复式的小头损失比往复式的小40左右。左右。隔板絮凝池特点：构造简单、管理方便，但絮凝效隔板絮凝池特点：构造简单、管理方便，但絮凝效果不稳定，池子大。适应大水厂。果不稳定，池子大。适应大水厂。2.折板絮凝池折板絮凝池 通常采用竖流式，它将隔板絮凝池通常采用竖流式，它将隔板絮凝池的平板隔板改成一定

10、角度的折板。折板的平板隔板改成一定角度的折板。折板波峰对波谷平行安装称波峰对波谷平行安装称“同波折板同波折板”，波峰相对安装称波峰相对安装称“异波折板异波折板”。与隔板。与隔板式相比，水流条件大大改善，有效能量式相比，水流条件大大改善，有效能量消耗比例提高，但安装维修较困难，折消耗比例提高，但安装维修较困难，折板费用较高。板费用较高。3 机械絮凝池机械絮凝池 机械絮凝池的剖面示意见图。机械絮凝池的剖面示意见图。搅拌器有浆板式和叶轮式，按搅拌轴的安搅拌器有浆板式和叶轮式，按搅拌轴的安装位置分水平轴式和垂直轴式。装位置分水平轴式和垂直轴式。第一格搅拌强度最大，而后逐步减小，搅第一格搅拌强度最大，而

11、后逐步减小，搅拌强度决定于搅拌器转速和桨板面积。拌强度决定于搅拌器转速和桨板面积。4.穿孔旋流絮凝池穿孔旋流絮凝池 由若干方格组成。分格数一般不少于由若干方格组成。分格数一般不少于6格。流格。流速逐渐减小，速逐渐减小，G也相应减小以适应絮凝体形成，也相应减小以适应絮凝体形成，孔口流速宜取孔口流速宜取0.61.0m/s，末端流速宜取，末端流速宜取0.20.3m/s。絮凝时间。絮凝时间1525min。穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，施工方穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，施工方便，造价低，可用于中、小型水厂或与其他形式便，造价低，可用于中、小型水厂或与其他形式的絮凝池组合应用。的絮凝池组合应用。5.

12、网格、栅条絮凝池网格、栅条絮凝池 网格、栅条絮凝池设计成多格竖井回流式。网格、栅条絮凝池设计成多格竖井回流式。每个竖井安装若干层网格或栅条，各竖井间每个竖井安装若干层网格或栅条，各竖井间的隔墙上、下交错开孔，进水端至出水端逐的隔墙上、下交错开孔，进水端至出水端逐渐减少，一般分渐减少，一般分3段控制。前段为密网或密栅，段控制。前段为密网或密栅，中段为疏网或疏栅，末段不安装网、栅。网中段为疏网或疏栅，末段不安装网、栅。网格（栅条）絮凝池的示意图。格（栅条）絮凝池的示意图。网格絮凝池效果好，水头损失小，网格絮凝池效果好，水头损失小，絮凝时间较短，但还存在末端池底积絮凝时间较短，但还存在末端池底积泥现

13、象，小数水厂发现网格上滋生藻泥现象，小数水厂发现网格上滋生藻类、堵塞网眼现象。类、堵塞网眼现象。6.不同形式絮凝池组合应用不同形式絮凝池组合应用 每种形式的絮凝池各有其优缺点。不同形式的每种形式的絮凝池各有其优缺点。不同形式的絮凝池组合应用可以相互补充，取长补短。往复絮凝池组合应用可以相互补充，取长补短。往复式和回转式隔板絮凝池在竖向组合是常用方式之式和回转式隔板絮凝池在竖向组合是常用方式之一，穿孔旋流与隔板絮凝池也往往组合应用。不一，穿孔旋流与隔板絮凝池也往往组合应用。不同形式絮凝池配合使用，效果良好，但设备形式同形式絮凝池配合使用，效果良好，但设备形式增多，应根据具体情况决定。增多，应根据

14、具体情况决定。（一）混凝原理（一）混凝原理 3.沉淀（沉淀（clarification）矾花沉淀类似于活性污泥在二沉池的沉淀。沉淀池矾花沉淀类似于活性污泥在二沉池的沉淀。沉淀池常用的形式是平流沉淀池、斜管沉淀池和斜板沉淀池。常用的形式是平流沉淀池、斜管沉淀池和斜板沉淀池。平流沉淀池的水平流速一般控制在平流沉淀池的水平流速一般控制在5 515mm/s15mm/s的范围内，的范围内，水力表面负荷水力表面负荷般在般在1 11.5m1.5m3 3/(m/(m2 2h)h)之间，水力停留之间，水力停留时间一般在时间一般在1.01.01.5h1.5h范围内。范围内。（一）混凝原理（一）混凝原理斜板（管）沉

15、淀池斜板（管）沉淀池(二二)混凝剂和助凝剂：混凝剂和助凝剂：1 1、混凝剂、混凝剂无机混凝剂无机混凝剂铁盐形成的絮体比铁盐形成的絮体比铝盐絮体密实，但铝盐絮体密实，但腐蚀性强，有颜色。腐蚀性强，有颜色。（AlAl2 2(SO(SO4 4)3 3KK2 2SOSO4 424H24H2 2O O）无机高分子混凝剂无机高分子混凝剂：聚聚合合氯氯化化铝铝（PACPAC）：碱碱式式氯氯化化铝铝AlAl2 2(OH)(OH)6-6-n nClClm m，聚合硫酸铁（聚合硫酸铁（PFSPFS）：）：FeFe2 2(OH)(OH)n n(SO(SO4 4)3-n/23-n/2m m。有机高分子混凝剂有机高分子

16、混凝剂：聚丙烯酰胺（：聚丙烯酰胺（PAMPAM）高分子混凝剂高分子混凝剂 CH2CHCONH2无无机机铝系铝系 硫酸铝硫酸铝明矾明矾（Al2(SO4)3K2SO424H2O）聚合氯化铝（聚合氯化铝（PAC）Al2(OH)6-nClm聚合硫酸铝（聚合硫酸铝（PAS）适宜适宜pH：5.58 铁系铁系 三氯化铁三氯化铁硫酸亚铁硫酸亚铁硫酸铁（国内生产少）硫酸铁（国内生产少）聚合硫酸铁聚合硫酸铁(PFS)Fe2(OH)n(SO4)3-n/2m聚合氯化铁聚合氯化铁 适宜适宜pH：511，但腐，但腐蚀性强蚀性强 有有机机 人工人工合成合成 阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物

17、国外开始增多，国内尚国外开始增多，国内尚少少 阴离子型：水解聚丙烯酰胺（阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）非离子型：聚丙烯酰胺（非离子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯），聚氧化乙烯（PEO）两性型两性型使用极少使用极少 天然天然 淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等 微生物絮凝剂微生物絮凝剂 l相关说明相关说明与硫酸铝相比，三氯化铁具有以下优点：与硫酸铝相比，三氯化铁具有以下优点：适用的适用的pH值范围较宽；值范围较宽；形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实；形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实；处理低温低浊水的效果优于硫酸铝；处理低温低浊水的效果优于硫酸铝；但三氯化铁腐蚀但三氯化铁腐

18、蚀性较强。性较强。硫酸亚铁一般与氧化剂如氯气同时使用，以便将二硫酸亚铁一般与氧化剂如氯气同时使用，以便将二价铁氧化成三价铁。价铁氧化成三价铁。聚合氯化铝又称为碱式氯化铝或羟基氯化铝，性能聚合氯化铝又称为碱式氯化铝或羟基氯化铝，性能优于硫酸铝。优于硫酸铝。助凝剂：助凝剂：凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称为助凝剂。助凝剂可以参加混凝，也可不参称为助凝剂。助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。广义上可分为以下几类：加混凝。广义上可分为以下几类：酸碱类：调整水的酸碱类：调整水的pH，如石灰、硫酸等；，如石灰、硫酸等；加大矾花的粒度和结实性：如活化硅酸（加

19、大矾花的粒度和结实性：如活化硅酸（SiO2 nH2O）、骨胶、高分子絮凝剂；）、骨胶、高分子絮凝剂；氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加如投加Cl2、O3等。等。（三）混凝影响因素（三）混凝影响因素 水的特性：水的特性：温度、温度、pHpH及碱度、水中杂质性质和浓度及碱度、水中杂质性质和浓度 混凝剂种类：混凝剂种类：前面已有叙述前面已有叙述水力条件：水力条件：前面已有叙述前面已有叙述1 1、水温、水温 低温，混凝效果差，原因是：低温，混凝效果差，原因是：无机盐水解吸热无机盐水解吸热 温度降低，粘度升高温度降低，粘度升高布朗运动减弱布朗运动减弱胶

20、体颗粒水化作用增强，妨碍凝聚胶体颗粒水化作用增强，妨碍凝聚 对策：对策：提高投药量、添加高分子助凝剂提高投药量、添加高分子助凝剂 2 2、pHpH及碱度及碱度 视视混混凝凝剂剂品品种种而而异异。如如硫硫酸酸铝铝的的最最佳佳pHpH值值范范围围为为。三三价价铁盐的最佳铁盐的最佳pHpH值范围为值范围为。无机盐水解，造成无机盐水解，造成pHpH下降，影响水解产物形态。下降，影响水解产物形态。如水中碱性太弱，需投加石灰乳、碳酸氢钠等助凝剂。如水中碱性太弱，需投加石灰乳、碳酸氢钠等助凝剂。3 3、水中杂质浓度、水中杂质浓度 杂质浓度低，颗粒间碰撞机率下降，混凝效果差杂质浓度低，颗粒间碰撞机率下降，混凝

21、效果差。对策：对策：加高分子助凝剂加高分子助凝剂 加粘土等矿物颗粒加粘土等矿物颗粒投加混凝剂后直接过滤投加混凝剂后直接过滤 “低温低浊低温低浊”-”-混凝困难混凝困难4 4、搅拌速度和时间、搅拌速度和时间 使使用用混混凝凝剂剂的的主主要要目目的的，是是使使胶胶体体中中和和，因因此此应应尽尽快快使使药药剂剂迅迅速速均均匀匀扩扩散散，投投药药后后的的搅搅拌拌速速度度与与时时间间，对对混混凝凝效效果果有有直直接接影影响响。通通常常凝凝聚聚作作用用需需要要快快速速搅搅拌拌，使使药药剂剂迅迅速速均均匀匀扩扩散散，使使胶胶体体脱脱稳稳并并进进行行凝凝聚聚，时时间间短短，通通常常小小于于2 2分分钟钟。絮絮

22、凝凝作作用用要要求求搅搅拌拌徐徐缓缓，以以免免结结大大的的絮絮凝凝体被打碎，时间在体被打碎，时间在5 53030分钟。分钟。1 1工业废水：工业废水：用于处理一些特殊废水，脱色、去除悬浮物等用于处理一些特殊废水，脱色、去除悬浮物等 。印染废水处理：印染废水处理：适用于含颜料、分散染料、水溶性适用于含颜料、分散染料、水溶性分子量较大的等染料废水处理分子量较大的等染料废水处理。混凝剂的选择与染料种类有关，需做混凝试验。混凝剂的选择与染料种类有关，需做混凝试验。可以单独用无机混凝剂，也可和有机高分子絮凝剂联可以单独用无机混凝剂，也可和有机高分子絮凝剂联用。用。（六）混凝的应用（六）混凝的应用含油废水

23、处理：含油废水处理：乳化油颗粒小、表面带电荷，加混凝剂，压乳化油颗粒小、表面带电荷，加混凝剂，压缩双电层。缩双电层。通常采用混凝气浮工艺。通常采用混凝气浮工艺。混凝优点：上马快、投资省、效果好，混凝优点：上马快、投资省、效果好，缺点：运转费高，沉渣多缺点：运转费高，沉渣多 2 2废水深度处理与回用废水深度处理与回用 去除颗粒物去除颗粒物氮、磷氮、磷砷、汞等砷、汞等二级生物二级生物处理出水处理出水混凝沉淀混凝沉淀过滤过滤BODBOD5 5:20:2030mg/L30mg/LCOD:60COD:60100mg/L100mg/LSS:20SS:2030mg/L30mg/L含有粒径数含有粒径数1nm1

24、nm到到1010 m m的颗粒的颗粒COD50 mg/LCOD50 mg/L市政杂用市政杂用绿化、洗车绿化、洗车冷却用水冷却用水3 3改善污泥脱水性能改善污泥脱水性能（七）混凝控制指标（七）混凝控制指标 凝聚凝聚絮凝絮凝混合设备混合设备絮凝设备絮凝设备用用G G可以来判断混合和絮凝的程度可以来判断混合和絮凝的程度，可用下式计算G：P单位体积水流所需要的功率；污水动力粘滞系数。混合（凝聚）过程混合（凝聚）过程(Mixing):(Mixing):剧剧烈烈搅搅拌拌分分散散药药剂剂，时时间间通通常常在在101030s30s，一一般般2min2min，G G5005001000s1000s-1-1。絮凝

25、过程絮凝过程 ：不仅与不仅与G G有关，还与时间有关有关，还与时间有关 平均平均G G101075s75s-1-1，GT GT10104 410105 5 运行中，采用运行中，采用v v和和T T校核校核GTGT或者平均或者平均G G反应时间反应时间T T和和GTGT采用以下两式计算：采用以下两式计算：（八）混凝沉淀的日常维护管理（八）混凝沉淀的日常维护管理（1 1）每每班班均均应应观观察察并并记记录录矾矾花花生生成成情情况况，并并将将之之与与历历史史资资料料比比较较。如如发现异常应及时分析原因，并采取相应对策。发现异常应及时分析原因，并采取相应对策。（2 2）沉沉淀淀池池排排泥泥要要及及时时

26、且且准准确确。排排泥泥间间隔隔太太长长或或一一次次性性排排泥泥量量太太大大，都将影响正常运行。都将影响正常运行。（3 3）应应定定期期清清洗洗加加药药设设备备，保保持持清清洁洁卫卫生生；定定期期清清扫扫池池壁壁，防防止止藻藻类类滋生。滋生。（4 4）定期取样分析水质，并定期核算混合区和絮凝池的）定期取样分析水质，并定期核算混合区和絮凝池的G G及及GTGT值。值。（5 5）定期巡检设备的运行情况，如有故障，则及时排除。）定期巡检设备的运行情况，如有故障，则及时排除。（6 6）当当采采用用氯氯化化铁铁作作混混凝凝剂剂时时，应应注注意意检检查查设设备备的的腐腐蚀蚀情情况况，及及时时进进行防腐处理。

27、行防腐处理。（7 7）加药计量设施应定期标定，保证计量准确。）加药计量设施应定期标定，保证计量准确。（8 8）加加强强对对库库存存药药剂剂的的检检查查，防防止止药药剂剂变变质质失失效效。对对硫硫酸酸亚亚铁铁尤尤应应注注意。用药应贯彻意。用药应贯彻“先存先用先存先用”的原则。的原则。（9 9）配药时要严格执行卫生安全制度，必须带胶皮手套以及采取其它）配药时要严格执行卫生安全制度，必须带胶皮手套以及采取其它劳动保护措施。劳动保护措施。（九）混凝沉淀的分析测量与记录（九）混凝沉淀的分析测量与记录（1 1）对对于于混混凝凝沉沉淀淀系系统统的的进进水水和和出出水水，应应进进行行以以下下项项目目的的分分析

28、或测量：析或测量：温度、温度、pHpH、色度、浊度、色度、浊度、SSSS、CODCOD、BODBOD5 5、TPTP。（2 2）应应定定期期进进行行絮絮凝凝池池出出水水的的沉沉降降试试验验，观观察察并并记记录录矾矾花花的的沉降情况沉降情况（3 3）定期进行烧杯搅拌试验，检查是否为最佳投药量。）定期进行烧杯搅拌试验，检查是否为最佳投药量。（4 4）定期核算并记录）定期核算并记录G G、T T及及GTGT值。值。二、过滤二、过滤什么是过滤？什么是过滤？过滤介质过滤介质固液分离手段固液分离手段日常生活中常用砂来净水。日常生活中常用砂来净水。（一）慢滤池（一）慢滤池 滤速慢滤速慢v v0.10.10.

29、2 m/h0.2 m/h表面生长一层滤膜（表面生长一层滤膜（1 12 2个星期后）个星期后）效果：效果：浊度可降到浊度可降到0 0，可不消毒。，可不消毒。滤膜滤膜 慢滤池是最早出现的用于水处理的过滤设备，能有效地去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。由于慢滤池占地面积大、操作麻烦、除水的色度、嗅和味。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。渐被快滤池所代替。慢滤池机理慢滤池机理：微生物吞食细菌微生物吞食细菌 微生物分泌出起凝聚作用的酶微生物分泌出起

30、凝聚作用的酶 藻类产生氧气，起氧化作用。藻类产生氧气，起氧化作用。但生产效率低，但生产效率低，1 13 3月后堵塞，需刮掉滤膜，月后堵塞，需刮掉滤膜，重新补砂。重新补砂。1 1、机理、机理 条件：条件：滤速大于滤速大于5 m/h5 m/h 必须先投加混凝剂必须先投加混凝剂 作用：作用：去除浊度，浊度去除浊度，浊度55度，同时可去除一部分细菌、病毒度，同时可去除一部分细菌、病毒 机理：机理：表层细砂层粒径为表层细砂层粒径为0.5mm0.5mm，孔隙尺寸为孔隙尺寸为80um80um，但进入滤但进入滤池的颗粒大部分小于池的颗粒大部分小于30um30um，但仍能被去除。但仍能被去除。不光是不光是机械筛

31、滤机械筛滤，还有，还有接触粘附接触粘附的作用。的作用。深层过滤深层过滤（二）快滤池（二）快滤池 悬浮颗粒被截留的机理悬浮颗粒被截留的机理:两阶段理论：由迁移与吸附组成。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。迁移：沉淀、扩散、惯性、阻截和水动力，见图。吸附：范德华引力、静电力、以及某些化学键和某些特殊吸附：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。的化学吸附力作用、絮凝颗粒间的架桥作用。悬浮颗粒的迁移过程悬浮颗粒的迁移过程应用：应用：给水处理给水处理原水原水混凝沉淀混凝沉淀/澄清澄清过滤过滤原水原水微絮凝微絮凝过滤过滤

32、（微絮凝过滤）（微絮凝过滤）原水原水加药加药过滤过滤（接触过滤）（接触过滤）废水处理废水处理原水原水生物处理生物处理过滤过滤 原水原水生物处理生物处理混凝沉淀混凝沉淀过滤过滤2 2、快滤池的分类、快滤池的分类 普通快滤池普通快滤池 虹吸滤池虹吸滤池 重力滤池重力滤池 压力滤池压力滤池 移动罩冲洗滤池移动罩冲洗滤池 过滤过滤反冲洗反冲洗 重力式无阀滤池重力式无阀滤池 优缺点优缺点 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：优点：它不需大型阀门，冲洗完全自动，造价较低，操作管理它不需大型阀门，冲洗完全自动，造价较低，操作管理较

33、为方便，过滤过程中不会出现负水头现象。较为方便，过滤过程中不会出现负水头现象。缺点：缺点：池体结构较复杂，滤料装御困难，冲洗水箱位于滤池上池体结构较复杂，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。困难。虹吸滤池虹吸滤池 优缺点优缺点优点：优点：不需要大型阀门及相应的启闭控制设备，也无管廊；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，不需可以利用滤池本身

34、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，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，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。不需要滤速控制设施。缺点：缺点：池深较大；冲洗强度受其它几格滤池出水量的影响，池深较大；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。故冲洗效果不象普通快滤池那样稳定。移动冲洗罩滤池移动冲洗罩滤池 优缺点优缺点 优点：优点：池体结构简单；无需冲洗水箱（塔）；无大型阀池体结构简单；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

35、较浅；与门，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。同规模的普通快滤池相比，造价有所下降。缺点：缺点：机电及控制设备较多；自动控制与维修较复杂。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。移动冲洗罩滤池适用于大、中型水厂。V型滤池型滤池 优缺点优缺点 优点优点：采用均质滤料过滤，避免了级配滤料过滤时可采用均质滤料过滤，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。采用气较好，过滤周期较长，过滤速度较高。采用气-水水联合反冲洗，冲

36、洗耗水量小，冲洗效果好。容易实联合反冲洗，冲洗耗水量小，冲洗效果好。容易实现自动过滤与冲洗。现自动过滤与冲洗。缺点是：缺点是：对冲洗操作要求严格，需要鼓风机等机械。滤对冲洗操作要求严格，需要鼓风机等机械。滤池施工要求严格池施工要求严格。压力滤池压力滤池 3 过滤方式过滤方式（1）恒速过滤）恒速过滤 最常见的恒速过滤如图所示。在恒速过滤状态，由于滤层最常见的恒速过滤如图所示。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。无渐上升，当水位上升到最高水位时，过滤停止以待

37、冲洗。无阀滤池与虹吸滤池是典型的恒速过滤滤池。阀滤池与虹吸滤池是典型的恒速过滤滤池。（2）递降速过滤）递降速过滤 设四个滤池组成一个滤池组，假设：设四个滤池组成一个滤池组，假设：进入滤池组的总进入滤池组的总流量不变；流量不变；每个池子的性能完全相同；每个池子的性能完全相同；每个滤池恰好按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。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滤池的分格数很多时，这格滤池冲冼

38、与下一格滤池冲洗的间隔时间很近，滤池水位变化不大，有可能达到近似的隔时间很近，滤池水位变化不大，有可能达到近似的“等水等水位变速过滤位变速过滤”。（三）滤料内杂质分布规律（三）滤料内杂质分布规律滤料表层孔隙率较小。滤料表层孔隙率较小。杂质主要截留在滤料表层。杂质主要截留在滤料表层。（四）滤料（四）滤料 1 1种类种类 石英砂、无烟煤、大理石、石榴石、白云石石英砂、无烟煤、大理石、石榴石、白云石聚苯乙烯发泡塑料聚苯乙烯发泡塑料 纤维球滤料纤维球滤料 磁铁矿滤料磁铁矿滤料果壳活性炭滤料果壳活性炭滤料纤维束滤料纤维束滤料无烟煤滤料无烟煤滤料焦碳滤料焦碳滤料锰砂滤料锰砂滤料陶粒滤料陶粒滤料核桃壳滤料核

39、桃壳滤料石英砂滤料石英砂滤料瓷砂滤料瓷砂滤料合金滤料合金滤料不同过滤材料的去除粒度不同过滤材料的去除粒度材料去除的最小粒度天然及合成纤维编织布10010mm金属丝编织网1005mm纤维纸303mm泡沫塑料101mm玻璃纤维纸80.03mm素烧陶瓷1001mm硅藻土覆盖膜100.3mm滤膜5mm2nm混凝后砂滤10mm1nm2 2滤料层规格滤料层规格粒径：小，比表面积大，有利于矾花的吸附但易粒径：小，比表面积大，有利于矾花的吸附但易堵塞堵塞 厚度：矾花穿透深度保护厚度厚度：矾花穿透深度保护厚度 穿透深度与粒径、滤速及水的混凝效果有关穿透深度与粒径、滤速及水的混凝效果有关（五）配水系统与反冲洗（五

40、）配水系统与反冲洗 常见的配水系统有大阻力配水系统、小阻力配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水系统、中阻力配水系统等三种.配水系统的目的：配水系统的目的：均匀分布反冲洗水均匀分布反冲洗水均匀收集过滤水均匀收集过滤水配水不均匀导致：配水不均匀导致：滤池中砂层厚度分布不同；滤池中砂层厚度分布不同；过滤时，产生短流现象，使出水水质下降；过滤时，产生短流现象，使出水水质下降；可能招致局部承托层发生移动，造成漏砂现可能招致局部承托层发生移动，造成漏砂现象。象。1.大阻力配水系统的原理大阻力配水系统的原理（1）构造）构造 大阻力配水系统的构造如图所示。大阻力配水系统的构

41、造如图所示。一般为穿孔管大阻力配水系统。一般为穿孔管大阻力配水系统。特点：工作可靠、采用最广、冲洗干净特点：工作可靠、采用最广、冲洗干净 但冲洗水头要求高，需冲洗水箱或水泵但冲洗水头要求高，需冲洗水箱或水泵 （2）大阻力配水系统的特点：）大阻力配水系统的特点：配水均匀性好；配水均匀性好；结构复杂；结构复杂；管道容易结垢；管道容易结垢；孔口水头损失大，因而要求反冲洗水压高。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冲洗水头非常有限，不宜采用大阻力配水系统。统。钢筋混凝土穿孔板：钢筋混凝土

42、穿孔板：板上铺设一层或两层尼龙网。板上铺设一层或两层尼龙网。小阻力配水系统小阻力配水系统 小阻力配水系统的特点：小阻力配水系统的特点：反冲洗水头小；反冲洗水头小；配水均匀性较大阻力配水系统为差，当配水系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；均匀程度都会敏感地反映出来；滤池面积较大时，不宜采用小阻力配水系统。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，但其开中阻力配水系

43、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。孔比介于大阻力配水系统与小阻力配水系统之间。3、反冲洗、反冲洗 清除滤料层中所截留的污物，恢复滤池过滤能力清除滤料层中所截留的污物，恢复滤池过滤能力 （1 1）反冲洗方式）反冲洗方式 1)1)高速水流反冲洗高速水流反冲洗2)2)气、水反冲洗气、水反冲洗气冲强度：气冲强度：101020 L/m20 L/m2 2 s s水冲强度：水冲强度：3 34L/m4L/m2 2 s s 3)3)表面辅冲加高速水流反冲洗表面辅冲加高速水流反冲洗 6冲洗水的供给冲洗水的供给 两种：两种：水泵冲洗；水泵冲洗；冲洗水塔或水箱冲洗。冲洗水塔或水

44、箱冲洗。水泵冲洗的特点：水泵冲洗的特点：投资省；投资省；但操作较为麻烦；但操作较为麻烦；在冲洗的短时间内耗电量大，往往会使厂区内供电网负荷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。骤增。冲洗水箱的特点：冲洗水箱的特点：造价高；造价高；但操作简单；但操作简单；专用水泵小，耗电量较均匀。专用水泵小，耗电量较均匀。7气气-水联合反冲洗水联合反冲洗 气气-水联合冲洗具有下述特点：水联合冲洗具有下述特点：冲洗效果好；冲洗效果好；节约反冲洗水量；节约反冲洗水量；气气-水联合冲洗操作较为麻烦，池子和设备较复杂，需增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

45、。加鼓风机或空压机、储气罐等气冲设备。气气-水联合冲洗有水联合冲洗有3种操作方式：种操作方式：先气洗，后水洗；先气洗，后水洗；先气水混合洗，再用水洗；先气水混合洗，再用水洗；先气洗，再气水混合洗，最后用水洗（或漂洗）。先气洗，再气水混合洗，最后用水洗（或漂洗）。气气-水联合冲洗时，总的反冲洗时间约在水联合冲洗时，总的反冲洗时间约在10min左右。左右。气气-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，其结构如图进行布气与布水，其结构如图9-22和图和图9-23所示。所示。管廊布置管廊布置管廊：是指集中布置滤池的管渠、配件及阀门

46、的场所，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：要求如下：（1）力求紧凑，简捷；）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；）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；）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；）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）管廊中的管道一般用金属材料，也可用钢筋混凝土渠道；土渠道；（6）管廊门及通道应允许最大配件通过，并考虑检修）管廊门及通道应允许最大配件通过，并考虑检修方便。方便。几种管廊布置方法见图，滤池数小于几种管廊布置方法

47、见图，滤池数小于5个时，滤池宜采用单个时，滤池宜采用单行排列，管廊位于滤池的一侧。当滤池数超过行排列，管廊位于滤池的一侧。当滤池数超过5个时，滤池个时，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，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。但管廊通风、采光不如前者，检修也不太方便。（2）反冲洗影响因素）反冲洗影响因素冲冲洗洗强强度度：单单位位面面积积滤滤层层所所通通过过的的冲冲洗洗水水量量，L/(smL/(sm2 2)滤滤层层膨膨胀胀度度：反反冲冲洗洗时时滤滤层层膨膨胀胀所所增增加加的的厚厚度度与膨胀前厚度之比，与膨胀前厚度之比

48、，e e冲洗强度大冲洗强度大 e e大大 剪切力增大剪切力增大 但摩擦减少但摩擦减少因此应有一个最佳值。因此应有一个最佳值。（3 3）冲洗水排出与供给）冲洗水排出与供给 1)1)冲洗排水槽与集水槽冲洗排水槽与集水槽 （冲洗水的排出）（冲洗水的排出）槽总面积占滤池面积槽总面积占滤池面积25以内以内 2 2）冲洗水塔与水泵）冲洗水塔与水泵 （冲洗水的供给）（冲洗水的供给）出出水槽水槽出水槽运行过程出水槽运行过程（七）过滤工艺控制（七）过滤工艺控制1 1滤速与处理量的控制滤速与处理量的控制滤滤速速是是滤滤池池单单位位面面积积在在单单位位时时间间内内的的滤滤水水量量。当当滤滤速速太太大大时时，一一方方

49、面面滤滤池池出出水水水水质质会会降降低低，另另一一方方面面还还会会使使工工作作周周期期缩缩短短，冲冲洗洗频频率率增增大大，导导致致总总冲冲洗洗水水量量的的增增加加；当当滤滤速速太太小小时时，一一方方面面会会使使过过滤滤污污水水量量降降低低，影影响响总总的的处处理理能能力力，另另一一方方面面由由于于杂杂质质穿穿透透深深度度变变浅浅，主主要要集集中中在在表表层层，使使下下层层滤滤料料起起不不到到过过滤滤作作用用。当当入入流流污污水水水水质质、滤滤料料粒粒径径级级配配及及滤滤料料深深度度一一定定时时，其最佳滤速为保证出水要求前提下的最大滤速。其最佳滤速为保证出水要求前提下的最大滤速。（七）过滤工艺控

50、制（七）过滤工艺控制2 2工作周期的控制工作周期的控制滤池的工作周期系指开始过滤至需要冲洗所持续的时滤池的工作周期系指开始过滤至需要冲洗所持续的时间。在运行控制中，需要对滤池是否需要冲洗做出判断，间。在运行控制中，需要对滤池是否需要冲洗做出判断，此即确定滤池的工作周期。一般有三种办法：当水头损失此即确定滤池的工作周期。一般有三种办法：当水头损失增至最高允许值时，应进行反冲洗；当出水水质降到最低增至最高允许值时，应进行反冲洗；当出水水质降到最低允许值时，应立即冲洗；根据经验，定时冲洗。允许值时，应立即冲洗；根据经验，定时冲洗。3 3冲洗强度及冲洗历时的控制冲洗强度及冲洗历时的控制滤池反冲洗过程中