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优点:1.不需大型闸阀,可节省阀井 虹 2.不需冲洗水泵或水箱 吸 3.易于实现自动化控制 滤 缺点:1.一般需设置抽真空的设备 池 2.池深较大,结构较复杂 重 优点:1.一般不设闸阀 力 式 2.管理维护较简单,能自动冲洗 无 阀 滤 池 缺点:清砂较为不便 优点:1.可一次净化,单独成一小水厂 压 2.可省去二级泵站 力 式 3.可作小型、分散、临时性供水 缺点:轻砂较为不便 其他缺点同接触双层滤池 优点:1.一般不设闸阀 2.易于实现自动化控制,连续过滤 泵 3.构造简单,占地省,池身浅 吸 4.减速过滤 式 缺点:1.管理、维修要求高 2.施工精度要求高 移动冲洗罩滤池 虹 吸 式 3.设备复杂,反冲罩易坏 优点:1.一般不设闸阀 2.不需冲洗水泵或水箱 3.易于实现自动化控制,连续过滤 4.构造简单,占地省,池身浅 5.减速过滤 缺点:1.管理、维修要求高 2.施工精度要求高 3.设备复杂,反冲罩易坏 一般不超过10度,个别不超过15度 1.适用于大、中型水厂 2.单层面积一般不大于10㎡ 一般不超过10度,个别不超过15度 1.适用于大、中型水厂 2.单层面积一般不大于10㎡ 同接触双层滤池 同普通快滤池 1.适用于中、小型水厂 2.单池面积一般不大于25㎡ 1.适用于小型水厂 2.单层面积一般不大于5㎡ 于25㎡ 滤池 水,每格池面积不易大料普通快2.一般采用小阻力配同单层滤1.适用于大、中型水厂 11
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优点:1.滤池多为钢罐,可预制 2.移动方便,可作临时性给水 压力滤池 缺点:1.需耗用钢材 2.清砂不够方便 3.用作接触过滤时,缺点同接触双层滤池 优点:1.均粒滤料,含污能力高 2.气水反洗、表面冲洗结合,反洗效果好 3.单池面积大 V-型滤池 缺点:1.池体结构复杂,滤料贵 2.增加反洗供气系统 3.造价高
滤池工作过程:过滤—冲洗。从过滤开始到冲洗结束的一段时间称为滤池工作周期;从过滤开始到过滤结束称为过滤周期。
一般不超过20度 大、中型水厂均适用 双层滤池 床串联使用 同普通快滤池(单1.适用于小型水厂及工业给水 2.可与除盐、软化交换3.用作接触过滤时,可一次净化原水省去二级泵站 层)或接触3.2 过滤理论
3.2.1 过滤机理
过滤主要是悬浮颗粒与滤料颗粒之间粘附作用的结果。 滤料层含污能力规律见图3-1。
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滤料层分类:单层滤料,双层滤料,三层滤料,均质滤料
双层滤料:上层采用密度较小,粒径较大的轻质滤料(如无烟煤),下层采用密度较大、粒径较小的重质滤料(如石英砂)。
三层滤料:上层采用密度较小,粒径较大的轻质滤料(如无烟煤),中层为中等粒径、中等密度的滤料(如石英砂),下层为密度大、粒径小的重质滤料(如石榴石)。
均质滤料:所谓“均质滤料”,并非指滤料粒径完全相同(实际上很难做到),滤料粒径仍存在一定程度的差别(差别比一般单层级配滤料小),而是指沿整个滤层深度方向的任一横断面上,滤料组成和平均粒径均匀一致。要说明的是:要做到这一点,必要条件是反冲洗时滤料层不能膨胀。
3.2.2 过滤水力学
过滤水力学所阐述的即是过滤时水流通过滤层的水头损失变化及滤速的变化。 (1) 清洁滤层水头损失 介绍卡曼-康采尼公式:
v(1?m0)212h0?180?()l0v (3-1) 3g??d0m0式中 h0——水流通过清洁滤层水头损失,cm
v——水的运动粘度,cm2/s
g——重力加速度,981cm/s2
m0——滤料孔隙率,
d0——与滤料体积相同的球体直径,cm l0——滤层厚度,cm
v——率速;cm/s ?——滤料颗粒球度系数
说明:对于此公式,主要是了解水头损失和哪些因素有关。实际滤层为非均匀滤料,需 要对公式进行修正。
(2) 等速过滤中的水头损失变化
当滤池过滤速度保持不变,亦即滤池产水量保持不变时,称为等速过滤。虹吸滤池和无阀滤池即属于等速过滤的滤池。
总水头损失为:
Ht?H0?h??Ht (3-2)
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式中 H0——清洁滤层水头损失,cm
h——配水系统、承托层及管(渠)水头损失之和,cm
?Ht——在时间为时的水头损失增值,cm
(3) 变速过滤中的滤速变化
滤速随过滤时间而逐渐减小的过滤称“变速过滤”或“减速过滤”。移动罩滤池即属于 变速过滤的滤池。普通快滤池可以设计成变速过滤,也可以设计成等速过滤。
(4) 滤层中的负水头
在过滤过程中,当滤层截留了大量杂质以致砂面以下某一深度处的水头损失超过该处水深时,便出现负水头现象。
负水头会导致溶解于水中的气体释放出来而形成气囊。气囊对过滤有破坏作用,一是减少有效果滤面积,使过滤时的水头损失及滤层中孔隙流速增加,严重时会影响滤后水质;二是气囊会穿过滤层上升,有可能把部分细滤料或轻质滤料带出,破坏滤层结构。反冲洗时,气囊更易将滤料带出滤池。
避免出现负水头的方法是增加砂面上水深,或令滤池出口位置等于或高于滤层表面。
3.3 滤料和承托层
3.3.1 滤料
滤料必须符合下述要求: 1. 具有足够的机械强度 2. 具有足够的化学稳定性
3. 具有一定的颗粒级配和适当的空隙率
滤料应尽量就地取材,货源充足,价廉。石英砂是使用最广泛的滤料。 (1)滤料粒径级配
滤料粒径级配是指滤料中各种粒径颗粒所占的重量比例,粒径是指正好可通过某一筛孔的孔径。一般采用下面两种方法表示:
1. 有效粒径和不均匀系数法:以滤料有效粒径d10和不均匀系数K80表示滤料粒径级配。
K80?d80 (3-3) d10式中 d10——通过滤料重量10%的筛孔孔径
d80——通过滤料重量80%的筛孔孔径
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2. 最大粒径、最小粒径和不均匀系数法:采用最大粒径dmax、最小粒径dmin和不均匀系数K80来控制滤料粒径分布,这是我国规范中所采用的滤料粒径级配法。以滤料有效粒径d10和不均匀系数K80表示滤料粒径级配。
3.3.2 承托层
承托层的作用,主要是防止滤料从配水系统中流失,同时对均布冲洗水也有一定作用。
3.4 滤池冲洗
冲洗的目的是清除滤层中截留的污物,使滤池恢复过滤能力。滤池冲洗方法有以下几种:高速水流反冲洗;气、水反冲洗;表面助冲加高速水流反冲洗。
冲洗时控制参数主要有:冲洗强度;滤层膨胀度;冲洗时间。
“最小流态化冲洗流速”:反冲时滤料刚刚开始开始流态化的冲洗流速。 配水系统
配水系统的作用在于使冲洗水在整个滤池面积上均匀分布,配水均匀性对冲洗效果影响很大。配水系统有“大阻力配水系统”和“小阻力配水系统”。
大阻力配水系统涵义:减小孔口面积以增大孔口阻力系数,从而削弱承托层、滤料层阻力系数及配水系统压力不均匀的影响。大阻力配水系统配水均匀性较好。不过结构较为复杂;孔口水头损失大,冲洗时动力消耗大;管道易结垢,增加检修困难。
小阻力配水系统涵义:小阻力配水系统基本原理可从大阻力配水系统原理上引伸出来,即指配水系统中孔口阻力较小。
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