第4章-过滤

)(21220a a c v v gH H ++'=' ① 221)(a aQ S S H '+=' ② 221)(c cQ S S H ''+=' ③ 系数之和。

处承托层、滤料层阻力、－孔口、时相等口尺寸和加工精度相同－孔口阻力系数。

当孔c a S S S 221'''将②、③代入①式，得：g v v S S Q S S S S Q a a c 212202122121+''++''+'+= 2．大阻力配水系统原理（S 1增大）如Q a ≈Q c ，可认为反冲洗水在整个池面均匀分布。

措施是：减小孔口总面积，使S 1增大，第二项近似为0。

削弱了配水系统压力不均匀、承托层滤料层阻力系数S 2的影响，可认为Q a ≈Q c3．小阻力配水系统原理减小干管和支管流速V a 、V 0，第二项对布水均匀性影响大大削弱，即流速v 减小，压力变化小，H a ≈H c 使Q a ≈Q c 。

（三）大阻力配水系统1．优点：配水均匀性好缺点：结构复杂，孔口水头损失大，耗能多，不能用在反冲洗水头有限的虹吸滤池和无阀滤池；管道和孔眼易结垢，检修困难。

2．反冲洗时，滤层、承托层对布水均匀性影响较小，如忽略其影响，按孔口出流公式计算。

c c aa gH Q gH Q 22μϖμϖ==其中：ω－孔口总面积μ－孔口流量系数95.0)(2195.095)(21220220≥++≥++==a a ac aa a a c a c a ca v v g H H Q Q v v gH H Q Q H H Q Q ，则％以上，即设配水均匀性要求 整理得： gv v H a a 29220+≥ ④ 简化：设H a 以孔口平均水头损失计，则当冲洗强度q 已定时，H a 为：232)10(21)(21fqF g Q g H a μμϖ-⨯== ⑤ 其中 q －冲洗强度，L/s m 2F －滤池面积，m 2f －配水系统孔口总面积 m 2μ－孔口流量系数干管和支管起端流速分别是a a n qF v qF v ϖϖ3301010--⨯=⨯= ⑥其中 ω0－干管截面积 m 2ωa －支管截面积 m 2n －支管根数将⑤、⑥代入④，得：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯+⨯⋅≥⨯---2320323)10()10(219)10(21a n qF qF g f qF g ϖϖμ 令μ＝0.62并整理得：依据大阻力系统构造尺寸的---≤+29.0)()(220a n f f ϖϖ配水系统配水的均匀性只与其构造有关，而与q 、F 无关，但F 不宜过大，否则影响布水均匀性的其它因素，如承托层的铺设及冲洗水的排除等不均匀程度也将影响冲洗效果。

第四章、过滤第一节、概述水处理中的过滤一般是指借助网状材料或粒状介质截留水中杂质，使水获得澄清的过程。

通过网状材料的过滤称表面过滤；通过粒状介质的过滤称深层过滤。

在这里我们主要介绍深层过滤。

一、过滤功能过滤工艺的主要目的是去除水中悬浮物质，但由于不少细菌和病毒依附于悬浮物质，因而过滤工艺对去除细菌和病毒也有明显作用。

由于过滤是给水常规处理中除消毒外的最终处理工艺，因此对确保供水水质具有重要作用。

1、进一步去除经过沉淀或澄清后的水中的细小杂质、有机物、细菌和病毒等。

2、当原水浊度较低时，可直接过滤去除水中的悬浮杂质。

二、滤池分类完成过滤工艺的处理构筑物称滤池。

早期应用的滤池．其过滤速度极慢，称为慢滤池（滤速v＝0.1～0.3m/h）。

随着冲洗方式的改进，过滤速度明显提高，目前应用的滤池绝大多数均为快滤池（滤速v＝8～10m/h）。

1、滤池可按不同方式进行分类①按滤料的不同可分为单层滤料、双层滤料、多层滤料及均质滤料（均质滤料指沿着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）等滤池。

②按水流方向的不同可分为下向流、上向流、双向流等滤池。

③按滤池受压情况可分为压力式滤池和重力式滤池。

④按药剂投加方式不同可分为沉淀后过滤、微絮凝过滤和接触絮凝过滤。

微絮凝过滤和接触絮凝过滤均属于直接过滤方式。

微絮凝过滤指在滤池前端设一简易微絮凝池，原水加药混合后经过微絮凝池形成微絮凝体后，即刻进入滤池过滤；接触过滤指原水加药后直接进入滤池过滤，滤前不设任何絮凝设备。

⑤按运行周期内滤速的变化可分为等速过滤和降速过滤。

上述分类系从各种不同角度出发所作的区分，组合后可形成各种类型滤池滤池也可适用不同的要求，如普通快滤池可以是单层滤料，也可以是双层滤料。

2、滤池型式选用滤池型式的选用应根据进水水质、生产能力、流程布置、设备条件以及操作水平和管理经验等确定。

目前常用的滤池型式有：普通快滤池、双阀滤池、重力式无阀滤池、虹吸滤池、移动冲洗罩滤池、V型滤池等。

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 3/m 2h 。

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/h③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 v l m m g v h H 120230200011180ϕ§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。

第四章纸浆的洗涤、筛选、净化第一节概述一、纸浆的洗涤及筛选、净化的目的要求（一）纸浆洗涤的目的及要求1、目的：净化浆，提高浆的重量，减少灰分，碱法浆避免在筛选抄纸时起泡，减少漂剂消耗；废液的回收及综合利用。

2、要求：尽可能净化浆，提高废液的提取率，但又要保持废液有一定的浓度，因此要求用最少的水量，最大限度地把废液从浆料中提取出来，同时尽可能减少纤维的损失。

（二）、纸浆的筛选、净化的目的要求1、目的：净化浆，除去纤维性杂质（纤维束、木片、木节（或草节），非纤维细胞等），及非纤维性杂质（树脂、泥沙、碎石、铁屑、煤尘等，提高浆的质量，减少漂白药品的消耗，及保护机器设备。

2、要求:有效的除去各种杂质，纤维的流失又要最少.二、简介纸浆洗涤及筛选净化的流程一般洗涤置于筛选之前，也有写工厂把初选放在洗涤之前，以保护洗涤设备。

三、常用术语（自看）第二节纸浆洗涤采用最少的稀释因子，取得最高的提取率，保持废液较高的浓度，尽可能减少纤维的损失。

一、洗涤的原理废液大部分游离存在于纤维之间的空间：KP（木）70~80%, SP（木）60~70%.部分存在于细胞腔内：KP（木）15~20%, SP（木）20-30%.少许存在于细胞壁的孔隙中: KP（木）5%, SP（木）5-8%.头一种较易分离，可以用挤压作用压出（但不完全）后两种则要用多种作用分离，才能获得较好的结果。

目前洗涤设备的基本类型有三种1、置换洗涤：间歇的或连续的扩散洗涤器2、稀释脱水洗涤：洗浆池，真空洗浆机，压力洗浆机3、压榨洗涤：螺旋挤浆机，双辊挤浆机上面三种类型的洗浆，都存在扩散、洗涤、过滤、挤压三种作用，只是主次不同。

（一）、扩散作用扩散过程是离子、分子或胶体粒子移动过程，浓度差为其唯一动力。

根据扩散方程式有：dG/dt=DFdc/dxdG/dt-----------扩散速度（kg/h）F----------------扩散面积（m2）dc/dx-----------扩散物资的浓度梯度（kg/m3·m）D----------------扩散系数（m2/h）由此可见，扩散速度与浓度梯度，扩散面积成正比，为提高浓度梯度，可加大稀释因子（但不能太大）。

课程名称：《水质工程学I》第周，第14 讲次摘要授课题目（章、节）§4—4滤料冲洗（下）§4-5普通快滤池（自学）【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】§4-5普通快滤池1、四阀滤池：过滤进、出阀；反冲洗进、出阀。

2、双阀滤池：阀造价高；启闭需设备；为减少阀，将过滤进水、反冲排水改为虹吸或鸭嘴阀（习惯上称双阀滤池）。

一、单池面积和滤池深度：单池面积：是由总水量和滤池个数决定的，池个数多，冲洗效果好，运行灵活，强制滤速低，但造价高，操作管理较麻烦。

应做技术经济比较，但不能少于2个。

池形一般为方形或矩形，与造价有关，可作经济技术比较定。

池深：保护高：0.25～0.3m滤层表面以上水深：1.5～2.0m（可由反冲膨胀率、滤层厚、排水槽高确定）滤层厚度：实验和经验。

承托层厚度：实验和经验。

滤池总深在3.0～3.5m。

单层滤池深度小；双层滤池深度大。

二、管廊布置：1、管廊：集中布置管渠、阀门及配件的场所。

2、管材：金属：铸铁、钢管注意：压力变化。

钢筋砼3、内部布置要求：①紧凑、简捷。

②便于安装维修（单轨小车等）有场地空间（设备进出）。

③要有防水、排水、通风、照明。

④便于与滤池操作室联系。

4、与滤池的相对位置：①滤池单排布置：管廊位于滤池的一侧，内布有全部四种管渠适用滤池数少于五个情况。

②滤池双排布量：中间设管廊（一条管廊）缺点：通风、采光不好，但紧凑不方便检修。

现在常用：反冲排水，和过滤进水为虹吸式。

三、管渠设计流速：进水管（渠）：0.8～1.2m/s清水管（渠）：1.0～1.5m/s冲洗水管（渠）：2.0～2.5m/s排水管（渠）：1.0～1.5m/s若水量以后有可能增大采用低值。

四、设计中的注意事项：1、滤池底部应设排空管，入口处设栅罩。

池底坡度约为0.005，坡向排空管。