第9章—快滤池

1、1 -使含悬浮物的废水流过具有一定孔隙率使含悬浮物的废水流过具有一定孔隙率的的，水中的悬浮物被截留在介质表面或，水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而除去。内部而除去。 根据所采用的过滤介质不同，可将过滤分为根据所采用的过滤介质不同，可将过滤分为下列四类：下列四类： 格筛过滤格筛过滤 微孔过滤微孔过滤 膜过滤膜过滤 深层过滤深层过滤过过 滤滤2(1)(1)格筛过滤格筛过滤 过滤介质过滤介质：栅条或滤网，：栅条或滤网， 去除物：粗大的悬浮物，如杂草、破布、去除物：粗大的悬浮物，如杂草、破布、 纤维、纸浆等纤维、纸浆等。 设备：格栅、筛网和微滤机。设备：格栅、筛网和微滤机。(2)(2)微孔过滤微孔过

2、滤 采用成型滤材采用成型滤材，如滤布、滤片、烧结滤管、蜂房，如滤布、滤片、烧结滤管、蜂房滤芯等，也可在过滤介质上预先涂上一层助滤剂滤芯等，也可在过滤介质上预先涂上一层助滤剂 ( (如硅藻土如硅藻土) )形成孔隙细小的滤饼，形成孔隙细小的滤饼， 去除物：粒径细微的颗粒去除物：粒径细微的颗粒。 定型的商品设备很多。定型的商品设备很多。3(3)(3)膜过滤膜过滤 过滤介质过滤介质：特别的：特别的半透膜半透膜。在一定的推动力。在一定的推动力( (如如压力、电场力等压力、电场力等) )下进行过滤，下进行过滤， 去除物：去除物：水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。 主要

3、设备主要设备：反渗透、超过滤和电渗析等。：反渗透、超过滤和电渗析等。（4 4）深层过滤深层过滤 过滤介质：颗粒状滤料过滤介质：颗粒状滤料，如石英砂、无烟煤等。，如石英砂、无烟煤等。 去除物：水中的悬浮物去除物：水中的悬浮物。 为区别于上述三类表面或浅层过滤过程，这为区别于上述三类表面或浅层过滤过程，这类过滤称之为深层过滤，简称类过滤称之为深层过滤，简称过滤过滤。4低速滤池：低速滤池：速度小于速度小于4 m4 m3 3/ /（m m2 2h h）快滤池：快滤池：速度为速度为4 410 m10 m3 3/ /（m m2 2h h）高速滤池：高速滤池：速度为速度为101060m60m3 3/ /（m

4、 m2 2h h）按按过过滤滤速速度度5快滤池快滤池6一、概述一、概述二、普通快速滤池构造二、普通快速滤池构造三、快滤池的池体设计三、快滤池的池体设计四、快滤池的运行管理四、快滤池的运行管理五、其它滤池简介五、其它滤池简介7一、概述一、概述 （一）快滤池在水处理中的作用：（一）快滤池在水处理中的作用： 在给水处理中在给水处理中，常用过滤处理沉淀或澄清池出，常用过滤处理沉淀或澄清池出水，使滤后出水浑浊度满足用水要求；水，使滤后出水浑浊度满足用水要求； 在废水处理中，在废水处理中，过滤常作为吸附、离子交换、过滤常作为吸附、离子交换、膜分离法等预处理手段；膜分离法等预处理手段； 作为生化处理后的深度

5、处理作为生化处理后的深度处理，使滤后水达到回，使滤后水达到回用的要求。用的要求。 常用过滤设备：常用过滤设备：快滤池。快滤池。8（二）过滤过程（二）过滤过程 分为分为过滤过滤和和反洗反洗两个过程。两个过程。 过滤过程过滤过程是废水由是废水由上到下通过一定厚上到下通过一定厚度的由一定粒度的度的由一定粒度的粒状介质组成的床粒状介质组成的床层，由于粒状介质层，由于粒状介质之间存在大小不同之间存在大小不同的孔隙，废水中的的孔隙，废水中的悬浮物被这些孔隙悬浮物被这些孔隙截留而除去。截留而除去。 滤料滤料废水废水过滤水过滤水1、过滤、过滤9 到一定程度时过滤到一定程度时过滤不能进行，需要进不能进行，需要进

6、行行反洗反洗。反洗是通。反洗是通过上升水流的作用过上升水流的作用使滤料呈悬浮状态，使滤料呈悬浮状态，滤料间的孔隙变大，滤料间的孔隙变大，污染物随水流带走，污染物随水流带走，反洗完成后再进行反洗完成后再进行过滤。所以过滤。所以过滤过过滤过程是间断进行的程是间断进行的。 滤料滤料反洗废水反洗废水反洗水入口反洗水入口2 2、反冲洗、反冲洗1 1）滤池反冲洗的判断）滤池反冲洗的判断指标指标整个滤池的水头损失整个滤池的水头损失超过允许值或规定值超过允许值或规定值（2.42.43.0m3.0m）滤后水水质恶化或达滤后水水质恶化或达到已设定的上限到已设定的上限达到最大时间的限制达到最大时间的限制（一般（一般

7、3 34 4天）天）102 2）滤池反冲洗的目的和方式）滤池反冲洗的目的和方式（1 1）目的：目的：是清除截留在滤料孔隙中的悬是清除截留在滤料孔隙中的悬浮物，恢复其过滤能力。浮物，恢复其过滤能力。（2 2）方式：）方式： 滤后水反冲洗滤后水反冲洗 空气冲洗空气冲洗 表面冲洗表面冲洗一般滤池是采用滤后水反冲洗，并辅以一般滤池是采用滤后水反冲洗，并辅以表面冲洗或空气冲洗。表面冲洗或空气冲洗。11（1 1）反冲洗水的供应和排除：）反冲洗水的供应和排除：一般是用滤后水作一般是用滤后水作为反冲洗用水。反冲洗水可用水塔或水泵供给。为反冲洗用水。反冲洗水可用水塔或水泵供给。反冲洗排出的污水应及时排除，通常返

8、回处理反冲洗排出的污水应及时排除，通常返回处理系统的首端。系统的首端。（2 2）空气冲洗：）空气冲洗：空气冲洗是在滤料层和垫层之间空气冲洗是在滤料层和垫层之间加空气管，在反冲洗的同时鼓入压力空气，增加空气管，在反冲洗的同时鼓入压力空气，增加对颗粒的搅动，增加颗粒之间互相碰撞和摩加对颗粒的搅动，增加颗粒之间互相碰撞和摩擦的机会，加强反冲洗效果。擦的机会，加强反冲洗效果。（3 3）表面冲洗：）表面冲洗：在过滤含有机物质较多的原水时，在过滤含有机物质较多的原水时，滤层表面往往生成由滤料颗粒、悬浮物和粘性滤层表面往往生成由滤料颗粒、悬浮物和粘性物形成的泥球。为了破坏泥球，提高冲洗质量，物形成的泥球。为

9、了破坏泥球，提高冲洗质量，常用压力水进行表面冲洗。常用压力水进行表面冲洗。12二、普通快速滤池构造二、普通快速滤池构造 普通快滤池本身包括五部分：普通快滤池本身包括五部分： 滤料层滤料层 承托层承托层 配水系统配水系统 集水渠集水渠 洗砂排水槽洗砂排水槽13普通快速滤池构造普通快速滤池构造进水管，待过滤的水由此进入集水渠，进水及收集反洗水过滤介质，水通过介质得到过滤底部配水系统，收集过滤后的水或均匀分配反洗水垫层，支撑滤料和均匀分配反洗水清水管，过滤后的水由此排出反洗水收集槽，反洗水由此排出滤池反洗水管，反洗水由此进入反洗水收集槽，收集所有滤池的反洗水14快滤池过滤过程示意图快滤池过滤过程示意

10、图（1 1）过滤）过滤F1F1、F2F2开开F4F4、F3F3关关进进水水出出水水15滤池反洗过程示意图滤池反洗过程示意图（2 2）反洗）反洗F1F1、F2F2关关F3F3、F4F4开开反反洗洗水水16就是滤料的粒径范围及在此范围内各就是滤料的粒径范围及在此范围内各种粒径的滤料数量比例。种粒径的滤料数量比例。（一）滤料层（一）滤料层 滤料的种类，性质，形状和滤料的种类，性质，形状和级配级配等是等是决定滤层截留杂质能力的重要因素。决定滤层截留杂质能力的重要因素。171 1、一般滤料选择应满足以下要求：、一般滤料选择应满足以下要求：（1 1）有足够的机械强度；）有足够的机械强度；（2 2）有较好的

11、化学稳定性；）有较好的化学稳定性；（3 3）有适宜的级配和足够的空隙率。）有适宜的级配和足够的空隙率。（4 4）滤料的外形最好接近于球形，表面粗糙而）滤料的外形最好接近于球形，表面粗糙而有棱角；有棱角；（5 5）滤料应价廉，货源充足。）滤料应价廉，货源充足。 2 2、几种常见的滤料、几种常见的滤料（1 1）天然滤料：）天然滤料：石英砂和无烟煤石英砂和无烟煤（2 2）人工滤料：）人工滤料：纤维球和聚苯乙烯泡沫珠纤维球和聚苯乙烯泡沫珠18滤料滤料19高高效效速速纤纤维维球球滤滤料料203 3、滤池类型、滤池类型按滤按滤层结层结构分构分单层滤料滤池单层滤料滤池：单层滤池通常以石英砂：单层滤池通常以石

12、英砂做为滤料。图做为滤料。图双层滤料滤池双层滤料滤池：双层滤池是在石英砂滤：双层滤池是在石英砂滤料上面再放一层粒度比较粗的白煤。图料上面再放一层粒度比较粗的白煤。图三层滤料滤池三层滤料滤池：三层滤池是在双层滤池基：三层滤池是在双层滤池基础上再在石英砂滤料下面放一层粒度更细、础上再在石英砂滤料下面放一层粒度更细、比重更大的滤料，一般用磁铁矿。图比重更大的滤料，一般用磁铁矿。图21单层滤池的滤料层结构单层滤池的滤料层结构单层滤料层的剖面22双层滤料的结构双层滤料的结构粗粒白煤细粒石英双层滤料层的剖面23三层滤料的结构三层滤料的结构粗粒粗粒白煤白煤更细更细的磁的磁铁矿铁矿细粒细粒石英石英三层滤料层的

13、剖面24单滤料滤池和多层滤池的比较单滤料滤池和多层滤池的比较 单层细滤料滤池：单层细滤料滤池： 多数的固体被截留在砂床表面的几英寸，滤床的多数的固体被截留在砂床表面的几英寸，滤床的整个深度没有充分的利用。整个深度没有充分的利用。 适用于给水和一些清洁的工业污水处理。适用于给水和一些清洁的工业污水处理。双层滤料滤池：双层滤料滤池： 固体可以进入滤层的深处，比单层细滤料滤池的固体可以进入滤层的深处，比单层细滤料滤池的水头损失小。水头损失小。 适于在给水和污水过滤处理中使用。适于在给水和污水过滤处理中使用。三层滤料滤池：三层滤料滤池： 初始清洁水头损失和固体截留率较高，过滤周期初始清洁水头损失和固体

14、截留率较高，过滤周期短，滤后水水质最优。短，滤后水水质最优。251 1、作用：、作用：（1 1）主要起承托滤料的作用，亦称垫料层。主要起承托滤料的作用，亦称垫料层。（2 2）防止滤料随过滤水流失。）防止滤料随过滤水流失。 滤料粒径较小，而配水系统的孔眼较滤料粒径较小，而配水系统的孔眼较大，因此可防止滤料流失；大，因此可防止滤料流失；（3 3）使配水均匀。）使配水均匀。 如果配水系统的孔眼直径很小，布水如果配水系统的孔眼直径很小，布水也很均匀，承托层可以减薄或省去。也很均匀，承托层可以减薄或省去。 ( (二）承托层二）承托层262 2、对垫层的要求：、对垫层的要求：（1 1）要求垫料层不能被反洗

15、水冲动；）要求垫料层不能被反洗水冲动；（2 2）形成的孔隙均匀，使布水均匀）形成的孔隙均匀，使布水均匀；（3 3）化学稳定性好；）化学稳定性好；（4 4）机械强度高）机械强度高。 通常，垫料层采用通常，垫料层采用天然卵石天然卵石或或碎石碎石。27( (三三) )配水系统配水系统1 1、配水系统的作用：、配水系统的作用：（1 1）均匀收集滤后水，又称为排水系统；）均匀收集滤后水，又称为排水系统；（2 2）均匀分配反冲洗水。）均匀分配反冲洗水。2 2、分类、分类（1 1）大阻力配水系统；）大阻力配水系统；（2 2）小阻力配水系统。）小阻力配水系统。28管式大阻力配水系统大阻力配水系大阻力配水系统指

16、统指尽可能增尽可能增大配水系统中大配水系统中布水孔眼的阻布水孔眼的阻力，使反冲洗力，使反冲洗水在流向全池水在流向全池各部位的水头各部位的水头损失尽可能相损失尽可能相等，保证配水等，保证配水均匀。均匀。29小阻力配水系统的滤头30出水槽出水槽31出水槽运行过程出水槽运行过程32三、快滤池的池体设计三、快滤池的池体设计（一）总面积及滤速（一）总面积及滤速 v v 为过滤速度，应根据试验而定，为过滤速度，应根据试验而定， 一般为一般为5-10 m/h5-10 m/h；q q 表面负荷，一般为表面负荷，一般为5-10 m5-10 m3 3/m/m2 2h h。qQFvQF或33（二）滤池个数及尺寸的确

17、定（二）滤池个数及尺寸的确定1 1、池体分格、池体分格2 2、单池长宽比、单池长宽比当当F F30m30m30m2 2时，长：宽时，长：宽1.251.25：1-1.51-1.5：1 1。 面积面积(m(m2 2) )30303030 5050100100150150200200300300格数格数N N2 23 33 3或或4 45 5或或6 66 6或或8 81010或或12123 3、滤池总高度：、滤池总高度：(3-3.5m)(3-3.5m)池体超高池体超高滤层上水深滤层上水深滤层及承托层高滤层及承托层高配水系统高度配水系统高度2502503003001500150020002000110

18、011001200120010010034（三）滤层设计（三）滤层设计 不同废水适用的粒径分布不同，以下的适用化学沉不同废水适用的粒径分布不同，以下的适用化学沉淀后的废水过滤。淀后的废水过滤。1 1、石英砂层、石英砂层厚度为厚度为0.7-0.8m0.7-0.8m，各种粒径含量如下：，各种粒径含量如下：粒径(mm)含量%粒径(mm)含量%粒径(mm)含量%0.250.510150.50.870750.81.215202 2、垫层、垫层厚度为厚度为0.7m0.7m，各种粒径分布如下：，各种粒径分布如下：粒径(mm)厚度(mm)粒径(mm)厚度(mm)粒径(mm)厚度(mm)241004810081

19、61001626100326410035滤池类型滤池类型滤料规格滤料规格运行设计参数运行设计参数直径直径/mm滤层厚度滤层厚度/cm滤速滤速/m/h反洗强反洗强度度/L/s反洗时反洗时间间/min大滤料滤池大滤料滤池2 32001012 155 7粗滤料滤池粗滤料滤池1 2150 2007 10中滤料滤池中滤料滤池0.8 1.6100 1205 7细滤料滤池细滤料滤池0.4 1.21005大滤料滤池大滤料滤池（用于生物处（用于生物处理后）理后）1 2100 1505 712 155 7单层砂滤池的滤料规格及运行设计参数单层砂滤池的滤料规格及运行设计参数36（四）配水系统（四）配水系统1、排管式

20、配水系统的结构、排管式配水系统的结构372、配水管设计参数、配水管设计参数1)主管进口流速：主管进口流速：11.5 m/s；2)支管进口流速：支管进口流速：1.52.5 m/s；3)支管间距：支管间距：200300 mm；4)支管直径：支管直径：75100 mm；5)配水孔径：配水孔径：912 mm；6)配水孔距：配水孔距：75300 mm；7)配水孔总面积：池面积的配水孔总面积：池面积的0.20.5%。38（五）反冲系统的设计（五）反冲系统的设计1 1、冲洗强度、冲洗强度2 2、冲洗泵、冲洗泵1)1)工作流量：工作流量：反冲强度反冲强度单格面积。单格面积。2)2)扬程：扬程：提升高度提升高度

21、7 m7 m。滤滤 层层单水反冲单水反冲强度强度L/(m2s)水气反冲水气反冲强度强度L/(m2s)气水比气水比膨胀膨胀率率%冲洗时间冲洗时间min石英砂滤料石英砂滤料12158130.83:12:14557双层滤料双层滤料131613150.83:12:15068三层滤料三层滤料161715160.83:12:1555739 设计调试应注意设计调试应注意 要注意清水池体积的设计，单滤池过滤和多要注意清水池体积的设计，单滤池过滤和多滤池过滤不同；滤池过滤不同； 布水板的强度应考虑反冲时的水压；布水板的强度应考虑反冲时的水压； 要先试反冲后再定集水槽堰板的高度；要先试反冲后再定集水槽堰板的高度；

22、 可加入压缩空气反冲效果更好；可加入压缩空气反冲效果更好； 长时间停水时关闭出水阀，以防滤层结块。长时间停水时关闭出水阀，以防滤层结块。(1)(1)如用纤维球做过滤介质要防止其被冲走。如用纤维球做过滤介质要防止其被冲走。 40四、快滤池的运行管理四、快滤池的运行管理 （一）分类（一）分类 按照在过滤周期内滤速的分布形态，按照在过滤周期内滤速的分布形态，滤池有两种基本运行方式。滤池有两种基本运行方式。 恒速过滤恒速过滤 降速过滤降速过滤在整个过滤周期中过滤在整个过滤周期中过滤的速度不变。的速度不变。在过滤周期中过滤速度是随在过滤周期中过滤速度是随时间变化的，开始时大，结时间变化的，开始时大，结束

23、时小。束时小。411 1、恒速过滤的不同形式、恒速过滤的不同形式 恒速过滤又分为恒速过滤又分为恒水位恒速过滤恒水位恒速过滤和和变水位恒速变水位恒速过滤过滤两种：两种：1 1）恒水位恒速过滤）恒水位恒速过滤 作用在滤池上的水头恒定，随滤层中的阻作用在滤池上的水头恒定，随滤层中的阻力增加，由逐渐开大的出水阀门（手控或自控力增加，由逐渐开大的出水阀门（手控或自控) )来补偿，使总阻力和出水量维持不变。来补偿，使总阻力和出水量维持不变。2 2）变水位恒速过滤）变水位恒速过滤 在每个滤池的进水端和出水阀后分别设进在每个滤池的进水端和出水阀后分别设进水堰室和出水堰室，实现变水位恒速过滤。水堰室和出水堰室，

24、实现变水位恒速过滤。42变水位恒速过滤示意图变水位恒速过滤示意图过滤开始时的水过滤开始时的水位：位：出水堰高于出水堰高于滤料的高度。滤料的高度。过滤结束时的水位：过滤结束时的水位：高于进水堰的水位，高于进水堰的水位，过滤不能进行，开过滤不能进行，开始反洗。始反洗。432 2、优良滤池的指标、优良滤池的指标1 1）滤料纳污能力大，过滤水头损失小，工）滤料纳污能力大，过滤水头损失小，工作周期长；作周期长；2 2）出水水质符合回用或外排的要求；）出水水质符合回用或外排的要求；3 3）反洗耗水量少，效果好，反洗后滤料分）反洗耗水量少，效果好，反洗后滤料分层稳定而不发生很大程度的滤料混杂。层稳定而不发生

25、很大程度的滤料混杂。443 3、滤池常见故障及对策、滤池常见故障及对策 1 1）气阻）气阻 在过滤末期，局部滤层的水头损失在过滤末期，局部滤层的水头损失可能大于该处实际的水压力，即出现可能大于该处实际的水压力，即出现负负水头水头。此时部分滤层水中溶解的气体将。此时部分滤层水中溶解的气体将释放出来，积聚在孔隙中，阻碍水流通释放出来，积聚在孔隙中，阻碍水流通过，以致滤水量显著减少。反冲洗时气过，以致滤水量显著减少。反冲洗时气泡会冲出滤层表面。这种现象称为气阻，泡会冲出滤层表面。这种现象称为气阻，也称也称气闭气闭。45解决方法：解决方法：（1 1）保持滤层上足够的水深，消除负水头，）保持滤层上足够的水深，消除负水头，（2 2）在配水系统末端设排气管，防止反冲洗）在配水系统末端设排气管，防止反冲洗水中带入气体积聚在承托层或滤层中；水中带入气体积聚在承托层或滤层中；（3 3）增大滤速，使滤层纳污均匀）增大滤速，使滤层纳污均匀。46 2 2）结泥球）结泥球 滤层表面的颗粒较细，截留的悬浮物较多。滤层表面的颗粒较细，截留的悬浮物较多。如果冲洗不干净，则互相粘结成球。造成布水如果冲洗不干净，则互相粘结成球。造成布水不匀和再结泥球的恶性循环。这种污泥的主要不匀和再结泥球的恶性循环。这种污泥的主要成分是有机物，结球严重时会腐化发臭。成分是有