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水質(zhì)過濾

更新時(shí)間:2018-01-08點(diǎn)擊次數(shù):1018

水通過濾料床層時(shí),其中的懸浮顆粒和膠體就被截留在濾料的表面和內(nèi)部空隙中,這種通過粒狀介質(zhì)層分離不溶物的方法稱為粒狀介質(zhì)過濾。

可用于活性炭吸附和離子交換等深度處理過程之前作為預(yù)處理,也可用于化學(xué)混凝和生化處理之后作為后處理過程。

一、原理

過濾的機(jī)理通常認(rèn)為有如下幾種:

1.阻力截留

當(dāng)原水自上而下流過粒狀濾料層時(shí),粒徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中,從而使此層濾料間的空隙越來越小,截污能力隨之變得越來越高,結(jié)果逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成的濾膜,并由它起主要的過濾作用。

篩選作用的強(qiáng)度主要取決于表層濾料的小粒徑和水中懸浮物的粒徑,并與過濾速度有關(guān)。

懸浮物粒徑愈大,表層濾料和濾速愈小,就容易形成表層篩濾膜,濾膜的截污能力也愈高。

2.重力沉降

原水通過濾料層時(shí),眾多的濾料表面提供了巨大的沉降面積。形成無數(shù)的小沉淀池,懸浮物極易在此沉降下來。

重力沉降的強(qiáng)度主要與濾料直徑和過濾速度有關(guān)。

濾料愈小,沉降面積愈大;濾速愈小,則水流愈平穩(wěn),這些都有利于懸浮物的沉降。

3.接觸絮凝

由于濾料具有巨大的表面積,它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。

砂粒在水中常帶有表面負(fù)電荷,能吸附帶正電荷的鐵、鋁等膠體,從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜,并進(jìn)而吸附帶負(fù)電荷的黏土和多種有機(jī)物等膠體,在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。

在大多數(shù)情況下,濾料表面對尚未凝聚的膠體還祈禱接觸碰撞的媒介作用,促進(jìn)其凝聚過程。

二、濾料

有石英砂、無煙煤屑、大理石粒等。

除應(yīng)考慮價(jià)廉易得外,還需考慮:(1)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定;(2)機(jī)械強(qiáng)度足夠;(3)粒度合適

三、影響過濾的因素

在過濾過程中的主要參數(shù)是濾速、過濾周期和濾池的截污能力。

1、濾速

濾速 v 的計(jì)算: V =Q / F , m/h

             式中:Q —濾池的出力,m3/h;

                      F — 濾池的過濾截面積,m2。

濾速不是水通過濾料間孔隙時(shí)的實(shí)際速度,而是假定濾料不占有空間時(shí)水通過濾池的假想速度,故也稱為空池濾速。

過濾過程是過濾層逐漸被懸浮物所飽和的過程,濾速的大小對截留懸浮物有影響。

濾速太快,會(huì)促使已吸附的懸浮物剝落,導(dǎo)致水質(zhì)惡化和水頭損失增大,從而縮短過濾周期;濾速太慢,會(huì)影響濾池單位過濾面積的出力,也影響水流中懸浮物顆粒向?yàn)V層顆粒表面輸送。應(yīng)在具體條件下通過試驗(yàn)選定一個(gè)佳的濾速。對于過濾經(jīng)過混凝和澄清處理的水來說,濾速一般為10~12m/h。

2、反洗效果

目的是除去已處于飽和狀態(tài)的濾層上吸附的懸浮物顆粒,恢復(fù)濾料的過濾能力??克Φ臎_刷作用,而兼靠顆粒間相互摩擦和碰撞時(shí)產(chǎn)生的擦洗作用,使懸浮物從濾料顆粒表面脫落下來,并被反洗水流帶出濾池。

濾層膨脹現(xiàn)象:水自下向上流動(dòng)時(shí)會(huì)推動(dòng)或托起濾料顆粒。

   濾層膨脹率:濾層膨脹后所增加的高度與膨脹前高度之比。--度量反洗強(qiáng)度。

   為了達(dá)到預(yù)期的反洗效果,需保持一定的膨脹率,一般大于18%(對一般砂濾池)。

反洗強(qiáng)度是指每秒時(shí)間內(nèi)每平方米濾池面積所需多少升的反洗水流量,表示上升水速的大小。選用反洗強(qiáng)度的大小與濾料相對密度粗細(xì)及水溫等因素有關(guān)。

要達(dá)到同樣的膨脹率,濾料愈粗,水溫愈高,濾料相對密度愈大,則要用的反洗強(qiáng)度就應(yīng)愈大。

3、水流均勻性

排水系統(tǒng)對水流均勻性影響大。指安置在濾層下面,過濾時(shí)收集經(jīng)過濾的水,反洗時(shí)用來送入沖洗水的裝置。

小阻力排水系統(tǒng):使水流到濾池各部分時(shí)壓力損失的差別小。水頭損失小,能耗低,節(jié)省動(dòng)力。穩(wěn)定性差。

大阻力排水系統(tǒng):孔隙對水流的阻力遠(yuǎn)大于濾層和排水管道中的其它各種阻力。穩(wěn)定性好,但動(dòng)力消耗的大。

4、過濾前水質(zhì)

過濾前的水,若已經(jīng)混凝處理,則殘留在水中的懸浮物在過濾過程中具有較好的滲透性能,即能滲入到濾層的下層,產(chǎn)生接觸混凝過濾,從而提高了濾池的截污能力。

經(jīng)混凝處理后的水,愈未經(jīng)混凝處理的水相比,水流經(jīng)濾層的阻力較小,約降低5%。

5、濾料污染狀況

反洗時(shí)總有微量不易沖洗的污物殘留在濾池內(nèi),導(dǎo)致濾料的污染。

濾料的污染會(huì)影響到濾池的運(yùn)行,出現(xiàn)過濾效果不好或過濾周期縮短。

必須進(jìn)行化學(xué)清洗。一般用酸(鹽酸或硫酸)來清除碳酸鹽類、氫氧化鋁和氫氧化鐵等堿性物質(zhì),用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液來洗去有機(jī)物,必要時(shí)用氯水或漂白粉溶液。

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