第周，第12讲次课程名称：《水质工程学I》摘要四章过滤授课题目（章、节）$4-1过滤概述S4-2过滤理论【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】第四章、过滤4-1.过滤概述一、过滤的作用：去除部分沉淀池的剩余浊度；去除一定时的细菌、有机物；其出水要求达到饮用水浊度标准（小于3度）。二、滤池对进水要求：一般浊度不大于15度。三、滤池过滤机理介绍：水流在滤料中流动。水中杂质迁移到滤料的表面，由于表面的吸附作用，使杂质被截留。进一步形成了一定的筛滤作用。核心是水流过滤料。四、滤池分类：1、按流向分类：下向流（多为下向流）上向流双向流辐射流2、按滤料组合分类：单层滤料滤池
课程名称：《水质工程学 I》 第 周，第 12 讲次 摘 要 授课题目（章、节） 四章过滤 §4-1 过滤概述 §4-2 过滤理论 【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】 第四章、过滤 4-1.过滤概述 一、过滤的作用： 去除部分沉淀池的剩余浊度； 去除一定时的细菌、有机物； 其出水要求达到饮用水浊度标准（小于 3 度）。 二、滤池对进水要求：一般浊度不大于 15 度。 三、滤池过滤机理介绍： 水流在滤料中流动。水中杂质迁移到滤料的表面，由于表面的吸 附作用，使杂质被截留。进一步形成了一定的筛滤作用。 核心是水流过滤料。 四、滤池分类： 1、按流向分类： 下向流（多为下向流） 上向流 双向流 辐射流 2、按滤料组合分类： 单层滤料滤池
双层滤料滤池三层滤料滤池混合滤料滤池3、按药剂投加及前导工艺分类：沉后水过滤接触絮凝过滤（与滤料絮凝）4、按阀门的设置分类：四阀滤池（过滤进、出、反冲进、出）双阀（省进、反冲排阀）（鸭舌、虹吸）5、按滤速分类：慢滤池（v=0.1~0.3m/h)快滤池（v=5m/h）（最初）(现在vmax=40m/h)图17-1普通快滤池构造割视图（箭头表示冲洗水流方向）1一进水总管；2—进水支管；3—清水支管；4冲洗水支管：5—排水阀：6一浮水渠；7一滤料层；8—承托层：9一配水支管：10-配水干管；11冲洗水总管：12—清水总管；13-冲洗排水槽；14废水果五、工作过程：1、过滤2、反冲洗常用名词：①滤速：单位时间水流在滤池中（无滤料计算）流速（m/h）。②滤速与滤池负荷相同：单位时间、单位滤池面积上的过滤水量
双层滤料滤池 三层滤料滤池 混合滤料滤池 3、按药剂投加及前导工艺分类： 沉后水过滤 接触絮凝过滤（与滤料絮凝） 4、按阀门的设置分类： 四阀滤池（过滤进、出、反冲进、出） 双阀（省进、反冲排阀）（鸭舌、虹吸） 5、按滤速分类： 慢滤池 (v=0.1~0.3m/h) 快滤池 (v=5m/h)（最初） (现在 vmax=40m/h） 五、工作过程： 1、过滤 2、反冲洗 常用名词： ①滤速：单位时间水流在滤池中（无滤料计算）流速（m/h）。 ②滤速与滤池负荷相同：单位时间、单位滤池面积上的过滤水量
m/mh。工作参数：进水浓度15度以下单层滤料：810m/h双层滤料：10~14m/h多层滤料：18~24m/h③工作周期：过滤和反冲洗一个全过程的时间，一般1224h。Ho =Zh =180±(l-m,)(1)4-2过滤理论lovdgmo(一、过滤机理：水流夹带颗粒流入滤料、滤料吸附颗粒。有两方面的问题：①颗粒如何与滤料接触（迁移机理）②接触后靠什么力粘附于滤料（附着）（吸附）（一）颗粒的迁移：（是物理力学作用）流线杂质颗粒品 d滤料Y拦惯性扩散水动力沉淀图17-2颗粒迁移机理示意①拦截作用：大颗粒大于过流缝隙。②沉淀作用：颗粒在重力作用下，脱离流线，沉到滤料上。③惯性作用：颗粒质量大，在惯性力的作用，脱离流线与滤料接触。④扩散作用：较小较轻的颗粒在布朗作用下扩散到滤料表面。③水动力：水流在滤料外层有速度梯度，使非球体的颗粒在流速梯度的作用下，产生转动而脱离流线与颗粒表面接触。现阶段只能定性的分析。（二）颗粒的粘附：主要是物化作用开始：颗粒与滤料的接触
m 3 /m2 h。 工作参数：进水浓度 15 度以下 单层滤料：8～10m/h 双层滤料：10～14m/h 多层滤料：18～24m/h ③工作周期：过滤和反冲洗一个全过程的时间，一般 12～24h。 ( ) = − = = n i i i d p l v m m g v H h 1 0 2 2 3 0 2 0 0 0 1 1 180 §4-2 过滤理论 一、过滤机理： 水流夹带颗粒流入滤料、滤料吸附颗粒。有两方面的问题： ①颗粒如何与滤料接触（迁移机理） ②接触后靠什么力粘附于滤料（附着）（吸附） （一）颗粒的迁移：（是物理力学作用） ①拦截作用：大颗粒大于过流缝隙 。 ②沉淀作用：颗粒在重力作用下，脱离流线，沉到滤料上。 ③惯性作用：颗粒质量大，在惯性力的作用，脱离流线与滤料接触。 ④扩散作用：较小较轻的颗粒在布朗作用下扩散到滤料表面。 ⑤水动力：水流在滤料外层有速度梯度，使非球体的颗粒在流速梯 度的作用下，产生转动而脱离流线与颗粒表面接触。 现阶段只能定性的分析。 （二）颗粒的粘附：主要是物化作用 开始：颗粒与滤料的接触
①范德华力作用（主要）②静电力作用③化学键力（少有）后来：颗粒与颗粒接触④絮凝，吸附架桥作用最后：滤料的表层形成泥膜③机械过滤作用，（所不希望产生的）再强制工作：水流在某薄弱部位穿透，形成裂缝水流以高速流过裂缝，使出水水质恶化。（泄漏）（三）滤层内杂质分布规律：1、过程分析：，水流冲力的作用→上层吸附→过多后脱落→下一层吸附→过多后脱落→再下一层吸附。Fs脱附力滤料图17-3颗粒粘附和脱附力示意2、反冲洗作用：滤料在反冲洗作用下，分层（水力级配）上层：沉速小的（粒径小）孔隙小、比面积大、含污能力小。中层：沉速适中（粒径适中）
①范德华力作用（主要） ②静电力作用 ③化学键力（少有） 后来：颗粒与颗粒接触 ④絮凝，吸附架桥作用 最后：滤料的表层形成泥膜 ⑤机械过滤作用，（所不希望产生的） 再强制工作：水流在某薄弱部位穿透，形成裂缝水流以高速流过裂 缝，使出水水质恶化。（泄漏） （三）滤层内杂质分布规律： 1、过程分析： 水流冲力的作用 →上层吸附→过多后脱落→下一层吸附→过多后脱落→再下一层吸 附。. 2、反冲洗作用： 滤料在反冲洗作用下，分层（水力级配） 上层：沉速小的（粒径小）孔隙小、比面积大、含污能力小。 中层：沉速适中（粒径适中）
下层：沉速大（粒径大、比重大）孔隙大、比面积小、含污能力大。这样的级配称为一一反粒度。3、滤层含污能力：单位体积滤料中所截留的杂质量。单位：g/cm3或kg/m3单层滤料截污能力在滤层中是变化的。其平均截污能力（平时所称的截污能力）是总截污量/总滤料体积。滤层含污量（g/cm）单层滤料滤层浓度(cm)双层滤料图17-4滤料层含污量变化4、提高滤料含污能力的措施：（1）反向过滤：进入滤料中的杂质可较均匀地在滤料中被截留（正粒度）。但初滤水浊度高、工艺复杂。（2）辐流过滤：反冲洗困难、工艺复杂。（3）改变滤料水力级配：①双层滤料：无烟煤→石英砂重度小、粒径大重度大、粒径小轻质滤料重质滤料反冲洗时上层无烟煤，中间有一些掺混，下层石英砂。特点：含污能力大②三层滤料：无烟煤→石英砂→石榴石
下层：沉速大（粒径大、比重大）孔隙大、比面积小、含污能力大。 这样的级配称为——反粒度。 3、滤层含污能力：单位体积滤料中所截留的杂质量。 单位：g/cm3 或 kg/m3 单层滤料截污能力在滤层中是变化的。其平均截污能力（平时所称 的截污能力）是总截污量/总滤料体积。 4、提高滤料含污能力的措施： （1）反向过滤：进入滤料中的杂质可较均匀地在滤料中被截留（正 粒度）。但初滤水浊度高、工艺复杂。 （2）辐流过滤：反冲洗困难、工艺复杂。 （3）改变滤料水力级配： ①双层滤料：无烟煤→石英砂 重度小、粒径大 重度大、粒径小 轻质滤料 重质滤料 反冲洗时上层无烟煤，中间有一些掺混，下层石英砂。 特点：含污能力大 ②三层滤料： 无烟煤→石英砂→石榴石