课程名称：《水质工程学I》第周，第13讲次摘要$4-3滤料和承托层$3-4滤料冲洗上授课题目（章、节）【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】S4-3滤料和承托层一、滤料1、基本要求：①具有足够的机械强度；（减少冲洗时的磨损和破碎）②具有足够的化学稳定性，不能含有对人类健康和生产有害物质，滤料不能与水产生化学反应体水质恶化。③具有一定的颗粒级配和适当的空隙率。滤料要货源充足、价廉、尽量就地取材。2、常用滤料：石英砂；无烟煤、石榴石、钛铁矿、磁铁矿，金钢砂。人造：聚苯乙烯粒料、陶粒等。（一）滤料粒径级配：1、概念：滤料中各种粒径颗粒所占的重量比例。粒径一一指正好通过某一筛孔的孔径。2、两种表示方法：①粒径dio；不均匀系数Ko。dio一一通过滤料重量10%的筛孔孔径
课程名称：《水质工程学 I》 第 周，第 13 讲次 摘 要 授课题目（章、节） §4-3 滤料和承托层 §3-4 滤料冲洗上 【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。 【重 点】 【难 点】 内 容 【本讲课程的引入】 【本讲课程的内容】 §4-3 滤料和承托层 一、滤料 1、基本要求： ①具有足够的机械强度；（减少冲洗时的磨损和破碎） ②具有足够的化学稳定性，不能含有对人类健康和生产有害物质， 滤料不能与水产生化学反应体水质恶化。 ③具有一定的颗粒级配和适当的空隙率。 ④滤料要货源充足、价廉、尽量就地取材。 2、常用滤料： 石英砂； 无烟煤、石榴石、钛铁矿、磁铁矿，金钢砂。 人造：聚苯乙烯粒料、 陶粒等。 （一）滤料粒径级配： 1、概念：滤料中各种粒径颗粒所占的重量比例。 粒径——指正好通过某一筛孔的孔径。 2、两种表示方法： ①粒径 d10 ；不均匀系数 K80。 d10——通过滤料重量 10%的筛孔孔径
一通过滤料重量80%的筛孔孔径。ds0不均匀系数：Ks0ko = dodiod8o—反映粗颗粒的尺度；dio一反映细颗粒的尺度。Ks越大，→颗粒越不均匀→对过滤和冲洗越不利。工艺对滤料粒径的要求：i含污能力大（Kso，含污能力减少）ii反冲洗时，粗颗粒要膨胀但细颗粒不能被冲走。（K最好接近于1)②最大粒径dmax与最小粒径dmin和不均匀系数Kso。我国规范据经验制定了级配及滤速。沈料级配及浓速表17-3冰料组成强制滤速类到营m不均匀系数Kmmy(m/b)(m/h)X..2m.*-1.2草晨石葵砂池料<2.07008~1010~14data=0.5无烟煤dm*x=1.8<2.0300~400da/x=0.8双层泌料10~1414~18石英砂dm**=1.2<2.04002ain=0.5无烟煤460mkx-1.6<1.7dmtn=0,8石英砂230三晟德料8m*x-0.8<1.518~2020~25dm1n=0.5重橱矿石70<1.7dm*x-0.5dain-0.25注，滤料密度一般为：石英砂2.60~2.65g/cm无烟燃1.40~1.60g/cm*，重质矿石4.7~5.0g/cm*（二）滤料筛选方法：1、筛分介绍：用不同筛孔直径的筛对滤料进行分粒经称重。去掉大粒经、和小粒经砾、沙。使滤料趋于均匀。2、等体积球体直径do(m)：
d80——通过滤料重量 80%的筛孔孔径。 不均匀系数：K80 10 80 80 d d k = d80— 反映粗颗粒的尺度； d10—反映细颗粒的尺度。 K80越大，→颗粒越不均匀→对过滤和冲洗越不利。 工艺对滤料粒径的要求： i 含污能力大（K80，含污能力减少） ii 反冲洗时，粗颗粒要膨胀但细颗粒不能被冲走。（K80最好接近于 1） ② 最大粒径 dmax 与最小粒径 dmin 和不均匀系数 K80。 我国规范据经验制定了级配及滤速。 （二）滤料筛选方法： 1、筛分介绍：用不同筛孔直径的筛对滤料进行分粒经称重。去掉大粒 经、和小粒经砾、沙。使滤料趋于均匀。 2、等体积球体直径 d0(m)：
（不同于过筛的滤料粒径）取n个（若干）粒径同筛分的滤料，称得重量（Gkg）则36Gd=Vrnpp—一颗粒密度（Kg/m3）（三）滤料孔隙率的测定：①105℃下烘干，称量（G）测密度（p）②用清水过滤一段时间后，工作状态下测其（堆积）体积（V）③其孔隙率（m）：总体积-滤料体积=1-Gm=总体积pVm与颗粒的粒径，均匀程度，压实程度、形状等有关。石英砂m=0.42左右。（四）滤料形状：（是形成孔隙率大小的因素）用滤料颗粒的球度来表示：同体积球体的表面积0=颗粒实际表面积砂滤料宜在Φ=0.75～0.80滤料颗粒球形度及孔隙率表17-2序号形状描述球度系数几脉率m圆球形1.00.3810.382烫形0.980.393已磨蚀的0.940.810.404带锐角的0.780.43有角的（五）双层及多层滤料级配：1、反冲洗后，滤料的分布：①不同滤料完全分层（正常）②中间有掺混层（厚度在50mm左右，对过滤有益）太厚有害
（不同于过筛的滤料粒径） 取 n 个（若干）粒径同筛分的滤料，称得重量（G kg）则 n G d 6 3 0= ρ——颗粒密度（Kg/m3） (三)滤料孔隙率的测定： ①105℃下烘干，称量（G）测密度（ρ） ②用清水过滤一段时间后，工作状态下测其（堆积）体积（V） ③其孔隙率（m）： V G m = − − = 1 总体积 总体积 滤料体积 m 与颗粒的粒径，均匀程度，压实程度、形状等有关。石英砂 m=0.42 左右。 （四）滤料形状： （是形成孔隙率大小的因素） 用滤料颗粒的球度来表示： 颗粒实际表面积 同体积球体的表面积 = 砂滤料宜在Φ=0.75～0.80 （五）双层及多层滤料级配： 1、反冲洗后，滤料的分布： ①不同滤料完全分层（正常） ②中间有掺混层（厚度在 50mm 左右，对过滤有益）太厚有害
原因：孔隙率太低。③分层颠倒。（不应出现）原因：粒径不当；反冲洗强度不当。2、分布的影响因素：不同滤料的重度差，粒径差，颗粒级配，滤料形状，水温，反冲洗强度等。现阶段用经验数据或实验来确定。煤一砂，粒径比：1.8= 3.60.5水中重度比：(2.65-1)=4~2.8(1.4~1.6)-1（在）反冲洗强度：13~161/s·m2则不产生严重和混杂现象。表17-3滤料的级配和滤速：滤料极配及滤速装17-3滋料组成强制池速路池烫别格mmFmn不物好系到(m/h)(m/h)dau=1,2<2.0700单层石英沙池料8~1010~14da1n-0.5无烟茶6aix=1.8<2.0800~4004ag=0.8双层港料10~1414~18石英砂400da.x=1.2<2.0a1=0.5无熠媒450<1.7dm.r"1.6dain=0.8石英砂230三层滤料dg+x-0.8<1.518~2020~25dmlc=0.5重质矿石<1.770dm**=0.5dm1x=0.25出：冰料密度一般为：石英砂2.60~2.65g/em，无烟煤1，40~1.60g/cm，正质码石4.7~5.0g/cm，强制滤速：当有一两个滤池退出工作，（停产检修）其余滤池在超过正常负荷下的滤速
原因：孔隙率太低。 ③分层颠倒。（不应出现） 原因：粒径不当；反冲洗强度不当。 2、分布的影响因素： 不同滤料的重度差，粒径差，颗粒级配，滤料形状，水温，反冲洗强 度等。 现阶段用经验数据或实验来确定。 煤—砂，粒径比： 3.6 0.5 1.8 = 水中重度比： ( ) 4 ~ 2.8 (1.4 ~ 1.6) 1 2.65 1 = − − （在）反冲洗强度：13～16 l/s·m2 则不产生严重和混杂现象。 表 17-3 滤料的级配和滤速： 强制滤速：当有一两个滤池退出工作，（停产检修）其余滤池在超过正 常负荷下的滤速
二、承托层：1、作用：（1）防止滤料从反冲洗配水系统流失。（2）反冲洗时可均匀布水。（其自身不应悬浮）2、材料：天然卵石或砾石有不同的级配，最上层要细，防止滤料穿过。冲洗时，承托层不应移动，措施，上层用重质矿石。不同的配水系统有不同的承托层。表17-4快滤池大阻力配水系统承托层教径和摩度层次（自上而下）拉径(mm)原度(mm)12~410024~81008~161003416~ 32本层顶面高度至少应高出配水系绕扎服100表 17-5三层滤料滤池承托层材料、粒径与厚度犀度(冒上雨夺)材科(mm)-重质矿石（如石蟾石、蕨铁矿等）500.5~1.0N重质矿石（如石萄石、磁铁矿等）01~23重质矿石（如石霉石、磁铁矿等）2~4504~850重质矿石（如石榴石、磁铁矿等）5石8~ 16100研6石16~32本层顶面高度至少应高出配水系统孔眼100mm配水系统如用键砖且孔径为4mm时，第6层可不设。注：S4-4滤池的冲洗目的：清除滤层截留的污物，恢复滤池的过滤能力。方法：①高速水流反冲洗；②气、水反冲洗；③高速水流加表面助冲反冲洗。一、高速水流反冲洗（高速反冲洗）原理：在水流的剪力和滤料颗粒的相互碰撞磨擦作用下，污物从滤料表面脱落下来，被冲洗水流带出滤池。（一）冲洗强度、滤层膨胀度，冲洗时间几个概念：1、冲洗强度：（冲洗速度）滤池单位面积，单位时间的冲洗水量
二、承托层： 1、作用： （1）防止滤料从反冲洗配水系统流失。 （2）反冲洗时可均匀布水。（其自身不应悬浮） 2、材料：天然卵石或砾石 有不同的级配，最上层要细，防止滤料穿过。冲洗时，承托层不应移 动，措施，上层用重质矿石。不同的配水系统有不同的承托层。 §4- 4 滤池的冲洗 目的：清除滤层截留的污物， 恢复滤池的过滤能力。 方法：①高速水流反冲洗； ②气、水反冲洗； ③高速水流加表面助冲反冲洗。 一、高速水流反冲洗（高速反冲洗） 原理：在水流的剪力和滤料颗粒的相互碰撞磨擦作用下，污物从滤料 表面脱落下来，被冲洗水流带出滤池。 （一）冲洗强度、滤层膨胀度，冲洗时间几个概念： 1、冲洗强度：（冲洗速度）滤池单位面积，单位时间的冲洗水量