一、粒狀濾料的材料、粒度和濾層高度
- 材料
常用濾料有石英砂、無煙煤濾料、白云石(用于石灰處理)、陶粒、重質礦石、天然海砂。其中陶瓷濾料性能優于其他品種,價格也貴。
- 粒度
包括濾料的粗細大小和分散程度。表示粗細的指標有:有效直徑(d10),表示有10%(質量分數)的濾料能通過的篩孔孔徑,平均粒徑(d50);最大和最小較徑dmax、dmin。
通過試驗取得上述數據,取300g有代表性樣品,在105℃干燥至恒重,然后稱100g在標準篩上過篩,篩過量與總質量比值為通過篩孔的質量分數。先用大孔篩,篩過量,再用小篩,依次進行篩分和稱重,并做出篩分曲線如圖5-19。

- 濾層高度
達到規定水質所需的濾層深度加上保護層厚度(一般為200mm)即為濾層設計厚度。
粒徑對穿透深度和截污容量有較大影響。粒徑或流速太大,細小顆粒易穿過,出水水質差,粒徑或流速太小,顆粒穿透能力差,污泥局部集中、濾層堵塞快,水流阻力大,故粒徑過大、過小都不好。因此對粒徑在規程重新做了規定。
濾床分為均徑濾床、由小變大的普通濾床以及雙濾料、三濾料濾床。重力式濾池濾層厚度700-1000mm,壓力式過濾器濾層厚度1200mm、2400mm、3000mm。
- 壓力式過濾路的計算數據
壓力式過濾器的計算數據見表5-14。
壓力式過濾器的計算數據 表5-14
序號 |
名稱 |
單位 |
濾料 |
石英砂 |
大理石 |
無煙煤濾料 |
單流過濾器 |
雙流過濾器 |
單流過濾器 |
雙流過濾器 |
單流過濾器 |
雙流過濾器 |
1 |
濾料直徑 |
mm |
0.5-1.0 |
0.5-1.2 |
1.5-1.0 |
0.5-1.2 |
0.8-1.5 |
1.8-1.5 |
2 |
濾料有效顆粒度 |
mm |
0.35 |
0.35 |
0.35 |
0.35 |
0.6 |
0.6 |
3 |
濾料的不均勻系數 |
mm |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
4 |
濾層高度 |
mm |
1200 |
2150-2400 |
1200 |
2150-2400 |
1200 |
2150-2400 |
5 |
濾料比重 |
t/m3 |
2.6 |
2.6 |
2.6 |
2.6 |
1.6 |
1.6 |
6 |
濾料堆積重 |
t/m3 |
1.6 |
1.6 |
1.8 |
1.8 |
0.8 |
0.8 |
7 |
濾料損失率 |
% |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
8 |
濾速 |
m/h |
/ |
有澄清器預處理 |
正常 |
8 |
16 |
8 |
16 |
8 |
16 |
加速 |
10 |
20 |
10 |
20 |
10 |
20 |
無澄清器 |
正常 |
4 |
8 |
4 |
8 |
4 |
8 |
加速 |
5 |
10 |
5 |
10 |
5 |
10 |
9 |
濾料截污能力 |
kg/m3 |
/ |
沒有加藥和澄清處理 |
0.75 |
1.87 |
0.75 |
1.87 |
1 |
2.5 |
石灰凝聚處理和澄清 |
1.25 |
3.15 |
1.25 |
3.15 |
1.5 |
3.75 |
凝聚處理沒澄清 |
1.5 |
3.75 |
1.5 |
3.75 |
1.75 |
3.75 |
10 |
用上述濾層高度計算的濾料的單位面積截污能力 |
kg/m3 |
/ |
沒有加藥和澄清 |
0.9 |
4-4.8 |
0.9 |
4-4.8 |
1.2 |
5.37-6 |
石灰凝聚澄清 |
1.5 |
6.75-7.56 |
1.5 |
6.75-7.56 |
1.8 |
8.06-9 |
凝聚,無澄清 |
1.8 |
8.06-9 |
1.8 |
8.06-9 |
2.1 |
9.3-10.48 |
11 |
在一個過濾周期中過濾水量計算 |
m3/m2 |
/ |
沒有加藥預處理,含油懸浮物20mg/L |
45 |
200-224 |
45 |
200 |
60 |
268-300 |
石灰凝聚處理,含有懸浮物10mg/L |
150 |
675-756 |
150 |
675-756 |
180 |
806-900 |
水經混凝處理沒經沉淀,懸浮物200mg/L加入氫氧化鋁25mg/L |
9 |
40-45 |
9 |
40-45 |
10.5 |
46.5-54 |
12 |
按照項目8的流速過濾器兩次沖洗之間的工作周期 |
h |
/ |
原水沒經加藥預處理 |
9 |
20-22 |
9 |
20-22 |
1.2 |
26-30 |
石灰凝聚處理懸浮物 |
18 |
42-47 |
18 |
42-47 |
22 |
50-56 |
原水懸浮物200mg/L |
2 |
4-4.5 |
2 |
4-4.5 |
2 |
4.6-5.4 |
13 |
過濾器沖洗前的阻力計算 |
/ |
重力式 |
mH2O |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
壓力式 |
mH2O |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
14 |
反洗所需壓力 |
mH2O |
10 |
12 |
10 |
12 |
10 |
12 |
15 |
反洗強度 |
L/(s·m2) |
15 |
18 |
15 |
18 |
10 |
12 |
16 |
反洗時間 |
min |
6 |
12 |
6 |
12 |
6 |
12 |
17 |
反洗一次清水耗量 |
m3/m2 |
5.4 |
13 |
5.4 |
13 |
3.6 |
8.6 |
18 |
澄清水比耗 |
% |
/ |
無藥劑處理懸浮物,濃度20mg/L |
12 |
6.5-6 |
12 |
6.5-6 |
6 |
3.2 |
石灰或凝聚處理懸浮物濃度10mg/L |
4 |
2 |
4 |
2 |
2 |
1 |
凝聚處理沒有沉淀,懸浮物濃度200mg/L(加入氫氧化物混凝劑25mg/L) |
60 |
32-30 |
60 |
32-30 |
34 |
20-16 |
19 |
在反洗前用壓縮空氣沖洗 |
/ |
進至過濾器的壓力 |
atm |
1 |
1.2 |
1 |
1.2 |
1 |
1.2 |
沖洗強度 |
L/(s·m2) |
20 |
24 |
20 |
24 |
12 |
15 |
沖洗時間 |
min |
3 |
5 |
3 |
5 |
3 |
5 |
空氣耗量 |
m3/m2 |
3.6 |
7.2 |
3.6 |
7.2 |
2.2 |
4.5 |
- 過濾器反洗排水
過濾器反洗排水可以回收至澄清器入口或單設回收水箱,或通過布袋式100μm或50μm過濾器回收水。
二、二級過濾
二級過濾的第一級粒徑大,為0.5-1.2mm或更大;虿捎秒p濾料提高濾速。第二級粒徑為0.3-0.5mm,濾速較低6-10m/h(通過試驗確定),這樣做可以提高過濾水質,第一級出水濃度為0.3-0.4NTU,第二級出水濁度為0.1-0.2NTU。二級過濾可提高過濾系統的經濟性。重力式過濾器可以立體布置,一級在上,二級在下,一級出水自流至二級,壓力式過濾器可以串聯運行。
三、過濾器的反洗方式
采用壓縮空氣反洗,既可節水,也可提高反洗效果,提高出水質量。建議的反洗方式如表5-15所示。
反洗條件 表5-15
濾 料 |
沖洗強度q/[L/m2·s] |
膨脹率e/% |
沖洗時間/min |
石英砂 |
12-15 |
≈45 |
5-7 |
無煙煤濾料+石英砂 |
13-16 |
≈50 |
6-8 |
無煙煤濾料+石英砂+磁鐵礦 |
15-19 |
|
6-7 |
注.1.水溫每增減1℃,沖洗強度相應增減1%。
2.由于全年水溫、水質有變化,應考慮有適當調整沖洗強度的可能。
3.選擇沖洗強度應考慮所用混凝劑品種,一般建議聚合氯化鋁+聚丙烯酰胺。
4.無閥濾池沖洗時間可采用低限。
5.膨脹率數值僅供設計計算用。
水氣聯合清洗時,顆粒相互沖撞和摩擦的作用強烈,因而效率高。例如某濾層單獨水洗后,濾層殘留含泥量為100mg/L,而采用水氣聯合清洗后,殘留污泥量僅為2mg/L。水氣聯合清洗的進氣裝置有長柄濾頭和“豐”形配水管兩種。供氣方式一般采用空壓機通過中間貯氣罐送氣。表5-16列出了一些參考數據。
水汽聯合清洗工藝條件 表5-16
沖洗方式 |
沖洗強度 |
氣洗 |
水洗 |
氣水合洗 |
氣洗 |
水洗 |
先用空氣擦洗,再用水低速反沖洗
|
10-20 |
3-5 |
|
|
先用空氣擦洗,再用水高速反沖洗 |
15-25 |
10-15 |
|
|
先同時用空氣和水低速反冼,再用水低速反沖洗 |
|
4-5 |
8-16 |
2.5-4 |
先同時用空氣和水低速反洗,再用水低速反沖洗 |
|
10-15 |
8-16 |
2.5-4 |
注:上述各種沖洗方法的沖洗時間:氣洗控制在2-5min;水單獨反洗控制在2-4min?諝鈮毫0.05MPa。
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