江建院水處理工程技術課件02地表水處理-4地表水的過濾處理

單元2地表水處理工藝任務1地表水的混凝處理任務2地表水的沉淀處理任務3地表水的過濾處理任務4地表水的消毒處理任務3地表水的過濾處理一、過濾原理二、快濾池的構造和工作過程三、濾料四、配水系統(tǒng)和承托層五、濾池的沖洗六、普通快濾池的設計七、其它形式濾池地表水的過濾處理過濾是指以粒狀材料（如石英砂等）組成具有一定孔隙率的濾料層來截留水中懸浮雜質(zhì)，使水獲得澄清的工藝過程。過濾工藝采用的構筑物稱為濾池。濾池通常設在沉淀池或澄清池之后。一、過濾原理

1.過濾的作用（1）進一步降低了水的濁度，使濾后水濁度達到生活飲用水標準。在常規(guī)工藝中，原水經(jīng)混凝沉淀后，沉淀（澄清）池的出水濁度通常在10度以下，為進一步降低沉淀（澄清）池出水的濁度，必須進行過濾處理。（2）為濾后消毒創(chuàng)造良好條件。水中附著于懸浮物上的有機物、細菌乃至病毒等在過濾的同時隨著水的濁度降低被部分去除，而殘存于濾后水中的細菌、病毒等也因失懸浮物的保護或依附，將在濾后消毒過程中容易被消毒劑殺滅。在生活飲用水凈化工藝中，過濾是極為重要的凈化工序，有時沉淀池或澄清池可以省略，但過濾是不可缺少的，它是保證生活飲用水衛(wèi)生安全的重要措施。2.過濾機理石英砂濾料粒徑通常為0.5～1.2mm，濾料層厚度一般為700mm左右。石英砂濾料新裝入濾池后，經(jīng)高速水流反洗，向上流動的水流使砂粒處于懸浮狀態(tài)，從而使濾料粒徑自上而下大致按由細到粗的順序排列，稱為濾料的水力分級。這種水力分級作用，使濾層中孔隙尺寸也因此由上而下逐漸增大。設表層濾料粒徑為0.5mm，并假定以球體計，則表層細濾料顆粒之間的孔隙尺寸約為80μm。經(jīng)過混凝沉淀后的懸浮物顆粒尺寸大部分小于30μm，這些懸浮顆粒進入濾池后卻仍然能被濾層截留下來，且在孔隙尺寸大于80μm的濾層深處也會被截留。過濾主要是懸浮顆粒與濾料顆粒之間粘附作用的結果。懸浮顆粒與濾料顆粒之間粘附包括顆粒遷移和顆粒附著兩個過程。過濾時，水在濾層孔隙中曲折流動，被水流挾帶的懸浮顆粒，依靠顆粒尺寸較大時產(chǎn)生的攔截作用、顆粒沉速較大時產(chǎn)生的沉淀作用、顆粒慣性較大時產(chǎn)生的慣性作用、較小顆粒的布朗運動產(chǎn)生的擴散作用及非球體顆粒由于速度梯度產(chǎn)生的水動力作用，脫離水流流線而向濾料顆粒表面靠近接觸，此種過程稱為顆粒遷移。當水中懸浮顆粒遷移到濾料表面上時，則在范德華引力、靜電力、某些化學鍵和某些特殊的化學吸附力、絮凝顆粒的架橋作用下，附著在濾料顆粒表面上，或者附著在濾料顆粒表面原先粘附的雜質(zhì)顆粒上，此種過程稱為顆粒附著。

懸浮顆粒被截留的機理兩階段理論：由遷移與吸附組成。遷移：沉淀、擴散、慣性、阻截和水動力，見圖9-2。吸附：范德華引力、靜電力、以及某些化學鍵和某些特殊的化學吸附力作用、絮凝顆粒間的架橋作用。懸浮顆粒的遷移過程

吸附與剝離Ives-Mints爭論

Ives：①附著于濾料之上的懸浮顆粒在過濾過程中絕對不剝離；②在過濾后期懸浮顆粒穿透濾層進入濾池出水是吸附效率降低的緣故。

Mints：①吸附和剝離是過濾過程中同時存在的兩個相反的現(xiàn)象，且剝離量與含污量成正比；②剝離是懸浮顆粒穿透濾層進入濾池出水的原因。爭論至目前的結果是Mints理論已取得了優(yōu)勢。

附著力與水流剪力當水中的懸浮物顆粒未經(jīng)脫穩(wěn)時，其過濾效果很差。因此，過濾效果主要取決于濾料顆粒和水中懸浮顆粒的表面物理化學性質(zhì)，而無需增大水中懸浮顆粒的尺寸。相反，若水中懸浮顆粒尺寸過大時，會形成機械篩濾而造成表層濾料很快堵塞。在過濾過程中，特別是過濾后期，當濾層中孔隙尺寸逐漸減小時，表層濾料的篩濾作用也不能完全排除，快濾池運行中應盡量避免這種現(xiàn)象出現(xiàn)。根據(jù)上述過濾機理，在水處理技術中出現(xiàn)了“直接過濾”工藝。直接過濾是指原水不經(jīng)沉淀而直接進入濾池過濾。在生產(chǎn)中，直接過濾工藝的應用方式有兩種：①原水加藥后不經(jīng)任何絮凝設備直接進入濾池過濾的方式稱“接觸過濾”。②原水加藥混合后先經(jīng)過簡易微絮凝池（絮凝時間通常在幾分鐘），待形成粒徑大約在40～60μm左右的微絮粒后即刻進入濾池過濾的方式稱“微絮凝過濾”。采用直接過濾工藝時要求：①原水濁度較低（一般要求常年原水濁度低于50度）、色度不高、水質(zhì)較為穩(wěn)定。②濾料應選用雙層、三層或均質(zhì)濾料，且濾料粒徑和厚度要適當增大，以提高濾層含污能力。③需投加高分子助凝劑（如活化硅酸等）以提高微絮粒的強度和粘附力。④濾速應根據(jù)原水水質(zhì)決定，一般在5m/h左右。3.濾層內(nèi)雜質(zhì)分布規(guī)律由于反沖洗時的水力篩分作用，在濾料層中按自上而下的順序，濾料粒徑逐漸由細到粗，濾層中孔隙尺寸也因此逐漸由小增大。濾料截流的顆粒雜質(zhì)主要集中在濾料層的上部，尤其是其表面。過濾到一定程度后，表層濾料間的孔隙將會逐漸被堵塞，甚至在濾料層表面形成一層“泥膜”。①在一定過濾水頭下，濾速急劇減小，產(chǎn)水效率下降；②在一定濾速下水頭損失達到極限值，無法滿足過濾水頭要求；③由于濾層表面受力不均勻而使“泥膜”產(chǎn)生裂縫，大量的水流自裂縫中流出，造成水中雜質(zhì)顆粒穿透濾層使出水水質(zhì)惡化。單位體積濾層中所截留的雜質(zhì)量，稱為濾層截污量。在一個過濾周期內(nèi)，整個濾層單位體積濾料中的平均含污量，稱為“濾層含污能力”，單位以g/cm3或kg/m3計。圖2-44曲線與坐標軸包圍面積除以濾層總厚度即為濾層含污能力。在濾層厚度一定的條件下，此面積愈大，濾層含污能力也愈大。在水質(zhì)不變、濾速不變的情況下，提高濾層含污能力可相應延長過濾周期。4.快濾池濾層的發(fā)展和利用提高濾層含污能力的根本途徑是盡量使雜質(zhì)在濾層中均勻分布。為此，出現(xiàn)了“反粒度”過濾，即沿過濾水流方向濾料粒徑逐漸由大到小。具有代表性的有雙層濾料、三層濾料及均質(zhì)濾料等。為提高整個濾層含污能力，即順水流方向，濾料粒徑由大到小。最好采用“反粒度”過濾方法，實現(xiàn)“反粒度”過濾有兩種途徑：一是改變水流方向,二是改變?yōu)V料層的組成，比較有代表性的為雙層濾料濾池、三層濾料濾池及均勻級配濾料濾池，它們的濾料組成如圖所示。濾料層構造示意圖(a)雙層濾料；(b)三層濾料；(c)均質(zhì)濾料雙層濾料的組成為：上層采用密度小、粒徑較大的輕質(zhì)濾料(如無煙煤，密度約1.5g/cm3，粒徑約為0.8－1.8mm)，下層采用密度大、粒徑較小的重質(zhì)濾料(如石英砂，密度2.60g/cm3，粒徑為0.5－1.2mm)?？商岣弋a(chǎn)水量。三層濾料與雙層濾料相似，組成分為三層：上層為大粒徑、重度小的輕質(zhì)濾料(如無煙煤)，中層為中等粒徑、中等重度的濾料(如石英砂)，下層為小粒徑、重度大的重質(zhì)濾料(如石榴石、磁鐵礦)，各層濾料平均粒徑由上而下遞減。均勻級配濾料，并非指濾料粒徑完全相同，而是說粒徑相對比較均勻，其不均勻系數(shù)K80（K80的含義參見濾料內(nèi)容）一般為1.3－1.4。在鋪設濾料層時，整個濾層深度方向的任一橫斷面上，濾料組成和平均粒徑均勻一致。反沖洗時，一般采用氣-水反沖洗。避免產(chǎn)生水力篩分。5.過濾的水頭損失（1）清潔濾層水頭損失在過濾過程中，待濾水流經(jīng)濾層時，由于濾層的阻力所產(chǎn)生的壓力降，稱為水頭損失。水頭損失是濾池設計、運行必須考慮的一個指標。過濾開始時，濾層是干凈的，水流經(jīng)過干凈濾層的水頭損失稱“清潔濾層水頭損失”或稱“起始水頭損失”，用h0表示?？刹捎每?康采尼公式計算：（2）等速過濾與變速過濾過濾開始以后，隨著過濾時間的延續(xù)，濾層中截留的雜質(zhì)越來越多，濾層的空隙率逐漸減少。當濾料形狀、粒徑、級配、厚度以及水溫一定時，隨著濾料孔隙率的減小，若水頭損失保持不變，將引起濾速的逐漸減小。反之，在濾速保持不變時，將引起水頭損失的增加。這樣就產(chǎn)生了快濾池的兩種基本過濾方式：等速過濾和變速過濾。過濾過程中，濾池過濾速度保持不變，亦即濾池流量保持不變的過濾方式，稱“等速過濾”。在等速過濾狀態(tài)下，濾層水頭損失增加值與過濾時間一般呈直線關系。隨著過濾水頭損失逐漸增加，濾池內(nèi)水位隨之升高，當水位升高至最高允許水位時，過濾停止以待沖洗，故“等速過濾”又稱為“變水頭等速過濾”。過濾過程中，濾池過濾速度隨過濾時間的延續(xù)而逐漸減小的過濾方式稱“變速過濾”或“減速過濾”。在變速過濾狀態(tài)下，過濾水頭損失始終保持不變，由于濾層的孔隙率逐漸減小，必然使濾速也逐漸減小，故“變速過濾”又稱為“等水頭變速過濾”。（3）濾層中的負水頭過濾過程中，當濾層截留了大量雜質(zhì)，以致砂面以下某一深度處的水頭損失超過該處水深時，便出現(xiàn)負水頭現(xiàn)象。濾層出現(xiàn)負水頭后，由于壓力減小，原來溶解在水中的氣體會不斷釋放出來。釋放出來的氣體對過濾有兩個破壞作用：一是增加濾層局部阻力，減少有效過濾面積，增加過濾時的水頭損失，嚴重時會影響濾后水質(zhì)；二是氣體會穿過濾層，上升到濾池表面，有可能把部分細濾料或輕質(zhì)濾料帶上來，從而破壞濾層結構。在反洗時，氣體更容易將濾料帶出濾池，造成濾料流失。

圖2.3.5過濾時濾層壓力變化1-靜水壓強線；2-清潔濾料過濾時水壓線；3-過濾時間為t1時的水壓線；4-過濾時間為t2（t2>t1）時的水壓線二、快濾池的構造和工作過程1.快濾池的類型人類早期使用的濾池稱為慢濾池,其主要是依靠濾層表面因藻類、原生動物和細菌等微生物生長而生成的濾膜去除水中的雜質(zhì)。慢濾池能較為有效地去除水中的色度、嗅和味，但由于濾速太慢（濾速僅為0.1～0.3m/h）、占地面積太大而被淘汰?？鞛V池就是針對這一缺點而發(fā)展起來的，其中以石英砂作為濾料的普通快濾池使用歷史最久。為了增加濾層的含污能力以提高濾速和延長工作周期、減少濾池閥門以方便操作和實現(xiàn)自動化，人們從不同的工藝角度進行了改進和革新，出現(xiàn)了其它形式的快濾池，大致分類如下：（1）按濾料層的組成可分為：單層石英砂濾料、雙層濾料、三層濾料、均質(zhì)濾料、新型輕質(zhì)濾料濾池等；（2）按閥門的設置可分為：普通快濾池、雙閥濾池、單閥濾池、無閥濾池、虹吸濾池、移動沖洗罩濾池等；（3）按過濾的水流方向可分為：下向流、上向流、雙向流濾池等；（4）按工作的方式可分為：重力式濾池，壓力式濾池。（5）按濾池的沖洗方式可分為：高速水流反沖洗濾池、氣、水反沖洗濾池、表面助沖加高速水流反沖洗濾池。2.快濾池的工作過程普通快濾池又稱四閥濾池，其構造見圖。小型水廠濾池的格數(shù)較少時，采用的單行排列的布置形式。而大中型水廠由于濾池的格數(shù)較多，則宜采用雙行對稱排列，兩排濾池中間布置管渠和閥門，稱為管廊。普通快濾池本身包括渾水渠（進水渠）、沖洗排水槽、濾料層、承托層和配水系統(tǒng)五個部分。管廊內(nèi)主要是進水、清水、沖洗水、沖洗排水（或廢水渠）等五種管渠及其相應的控制閥門。普通快濾池構造1-進水總管；2-進水支管；3-清水支管；4-沖洗水支管；5-排水閥；6-渾水渠；7-濾料層；8-承托曾；9配水支管；10-配水干管；11-沖洗水總渠；12-清水總管；13-沖洗排水槽；14-排水管；15-廢水渠三、濾料1.對濾料的基本要求在水處理中，過濾是利用具有一定孔隙率的濾料層截留水中懸浮雜質(zhì)的。地表水處理中所用的濾料，必須符合以下要求：（1）具有足夠的機械強度，以免在沖洗過程中濾料出現(xiàn)磨損和破碎現(xiàn)象；（2）具有足夠的化學穩(wěn)定性，以免濾料與水產(chǎn)生化學反應而惡化水質(zhì)，尤其不能含有對人體健康和生產(chǎn)有害物質(zhì)；（3）具有合適的粒徑、良好的級配和適當?shù)目紫堵?；?）貨源充足，價格低廉，應盡量就地取材。2.濾料粒徑級配濾料粒徑級配是指濾料中各種粒徑顆粒所占的重量比例。生產(chǎn)中，濾料的粒徑級配通常以最大粒徑dmax

、最小粒徑dmin和不均勻系數(shù)K80來表示。這也是我國室外給水設計規(guī)范中所采用的濾料粒徑級配法。式中d

10——通過濾料重量10%的篩孔孔徑，mm；

d

80——通過濾料重量80%的篩孔孔徑，mm。其中d

10又稱為有效粒徑，它反映濾料中細顆粒尺寸；d

80反映濾料中粗顆粒尺寸。由此可見，K80的大小反映了濾料顆粒粗細不均勻程度，K80越大，則粗細顆粒的尺寸相差越大，顆粒越不均勻，對過濾和反沖洗都會產(chǎn)生非常不利的影響。因為K80較大時，濾層的孔隙率小、含污能力低，從而導致過濾時濾池工作周期縮短；反沖洗時，若滿足細顆粒膨脹要求，粗顆粒將得不到很好清洗，反之，若為滿足粗顆粒膨脹要求，細顆?？赡鼙粵_出濾池。K80越接近于1，濾料越均勻，過濾和反沖洗效果愈好，但濾料價格很高。為了保證過濾和反洗效果，通常要求K80＜2.0。濾料粒徑級配除采用最大粒徑、最小粒徑和不均勻系數(shù)表示以外，還可采用有效粒徑d

10和不均勻系數(shù)K80來表示。另外，在生產(chǎn)中也有用K

60（K

60=d

60／d

10）代替K80來表示濾料不均勻系數(shù)。d

60的涵義與d

10或d

80相同。3.雙層及多層濾料級配雙層濾料經(jīng)反沖洗以后，有可能出現(xiàn)部分混雜（在煤-砂交界面上），這主要取決于煤、砂的密度差、粒徑差及煤和砂的粒徑級配、濾料形狀、水溫及反沖洗強度等因素。生產(chǎn)經(jīng)驗表明，煤-砂交界面混雜厚度在5cm左右，對過濾有益無害。三層濾料反沖洗后，濾層中也存在適當混雜，但上層仍然以煤粒為主，中層以石英砂為主，下層以重質(zhì)礦石為主。就整個濾層而言，濾層孔隙尺寸由上而下遞減。4.濾料篩分以石英砂濾料為例，取某砂樣300g，洗凈后于105℃恒溫箱中烘干，待冷卻后稱取100g，放于一組篩子過篩，篩后稱出留在各個篩子上的砂量，填入下表，并計算出通過相應篩子的砂量篩孔留在篩上的砂量通過該號篩的砂量質(zhì)量(g)%質(zhì)量(g)%2.3620.10.199.999.91.6519.39390.690.90.99121.721768.968.90.58946.646622322.30.24620.62061.7170.2081.51.50.20.2篩底盤0.20.2合計100.0100

然后以篩孔孔徑為橫坐標、通過篩孔砂量為縱坐標，繪出篩分曲線，如圖所示。濾料篩分曲線根據(jù)篩分曲線，可求得該砂樣的d10=0.4mm，d80=1.34mm，并進一步算出K80=1.34/0.4=3.37。由于K80＞2.0，故該濾料不符合過濾級配要求，必須進行篩選。按規(guī)范要求：d10=0.55mm，K80=2.0。則可算出d80=2.0×0.55=1.10mm。按此要求篩選濾料。由圖可知，粗顆粒（d＞1.54mm）約篩除13%，細顆粒（d＜0.44mm）約篩除13%，共計26%左右。5.濾料孔隙率的測定濾料層孔隙率是指濾料層中孔隙所占的體積與濾料層總體積之比。其測定方法為：取一定量的濾料，在105℃下烘干、稱重，并用比重瓶測出其密度，然后放入過濾筒中，用清水過濾一段時間后，量出濾層體積，按下式求出濾料孔隙率m：一般來講，孔隙率越大，濾層的含污能力越高，過濾周期就越長，產(chǎn)水量越大；但孔隙率過大，懸浮雜質(zhì)容易穿透，影響出水水質(zhì)。四、配水系統(tǒng)和承托層1.配水系統(tǒng)配水系統(tǒng)位于濾池底部，其作用有二：一是反沖洗時，使沖洗水在整個濾池平面上均勻分布；二是過濾時，能均勻地收集濾后水。根據(jù)反沖洗時配水系統(tǒng)對沖洗水的阻力大小，配水系統(tǒng)可分為大阻力、中阻力和小阻力三種配水系統(tǒng)。

反沖洗時配水不均勻的危害：①濾池中砂層厚度分布不同；②過濾時，產(chǎn)生短流現(xiàn)象，使出水水質(zhì)下降；③可能招致局部承托層發(fā)生移動，造成漏砂現(xiàn)象。（1）大阻力配水系統(tǒng)（2）中、小阻力配水系統(tǒng)小阻力配水系統(tǒng)（1）小阻力配水系統(tǒng)底部配水空間；（2）鋼筋混凝土穿孔濾板；（3）長柄濾頭

大阻力配水系統(tǒng)的特點：①配水均勻性好；②結構復雜；③但管道容易結垢；④孔口水頭損失大，因而要求反沖洗水壓高。無閥濾池、移動沖洗罩濾池、虹吸濾池等的沖洗水頭非常有限，不宜采用大阻力配水系統(tǒng)。小阻力配水系統(tǒng)的構造特點：鋪設穿孔濾板或濾磚，開孔比一般為1.0－1.5%。小阻力配水系統(tǒng)的特點：①反沖洗水頭??；②配水均勻性較大阻力配水系統(tǒng)為差，當配水系統(tǒng)室內(nèi)壓力稍有不均勻，濾層阻力稍不均勻，濾板上孔口尺寸稍有差別或部分濾板受堵塞，配水均勻程度都會敏感地反映出來；③濾池面積較大時，不宜采用小阻力配水系統(tǒng)。中阻力配水系統(tǒng)與小阻力配水系統(tǒng)類似，但其開孔比介于大阻力配水系統(tǒng)與小阻力配水系統(tǒng)之間。中阻力配水系統(tǒng)2.承托層作用有兩個：一是支承濾料，防止過濾時濾料通過配水系統(tǒng)的孔眼流失；二是反沖洗水時均勻地向濾料層分配反沖洗水。五、濾池的沖洗濾池過濾一段時間后，當水頭損失增加到設計允許值或濾后水質(zhì)不符合要求時，濾池須停止過濾進行反沖洗。反沖洗的目的是清除截留在濾料層中的雜質(zhì)，使濾池在短時間內(nèi)恢復過濾能力。1.濾池沖洗方法濾池過濾一段時間后，當水頭損失增加到設計允許值或濾后水質(zhì)不符合要求時，濾池須停止過濾進行反沖洗。反沖洗的目的是清除截留在濾料層中的雜質(zhì)，使濾池在短時間內(nèi)恢復過濾能力。快濾池的反沖洗方法有三種：高速水流反沖洗；氣、水反沖洗；表面輔助沖洗加高速水流反沖洗。（1）高速水流反沖洗高速水流反沖洗是利用高速水流反向通過濾料層時，產(chǎn)生的水流剪力和流態(tài)化濾層造成濾料顆粒間碰撞摩擦的雙重作用，把截留在濾料層中的雜質(zhì)從濾料表面剝落下來，然后被沖洗水帶出濾池。為了保證反沖洗達到良好效果，要求必須有一定的沖洗強度、適宜的濾層膨脹度和足夠的沖洗時間，稱之為沖洗三要素。①反沖洗強度反沖洗強度是指單位面積濾層上所通過的沖洗流量，以L/（s·m2）計。也可換算成反沖洗流速，以cm/s計。1cm/s=10L/（s·m2）。②濾層膨脹度濾層膨脹度是指反沖洗時濾層膨脹后所增加的厚度與濾層膨脹前厚度之比，用e表示：③沖洗時間反沖洗時間不足時，濾料顆粒表面清洗不干凈；同時，反沖洗廢水因來不及從濾池流走，導致沖洗廢水中的污物重返濾層，覆蓋在濾層表面而形成“泥膜”、或進入濾層形成“泥球”。（2）氣、水反沖洗氣、水反沖洗的原理是：利用壓縮空氣進入濾池后，上升空氣氣泡產(chǎn)生的振動和擦洗作用，將附著于濾料表面雜質(zhì)清除下來并使之懸浮于水中，然后再用水反沖把雜質(zhì)排出池外?？諝庥晒娘L機或空氣壓縮機和儲氣罐組成的供氣系統(tǒng)供給，沖洗水由沖洗水泵或沖洗水箱供應，配氣、配水系統(tǒng)多采用長柄濾頭。氣、水反沖操作方式有以下幾種：①先進入壓縮空氣擦洗，再進入水反沖。②先進入氣-水同時反沖，再進入水反沖。③先進入壓縮空氣擦洗，再進入氣-水同時反沖，最后進入水反沖。2.沖洗水的供給普通快濾池反沖洗水供給方式有兩種：沖洗水泵和沖洗水塔（箱）。水泵沖洗建設費用低，沖洗過程中沖洗水頭變化較小，但由于沖洗水泵是間隙工作且設備功率大，在沖洗的短時間內(nèi)耗電量大，使電網(wǎng)負荷極不均勻；水塔（箱）沖洗操作簡單，補充沖洗水的水泵較小，并允許在較長的時間內(nèi)完成，耗電較均勻，但水塔造價較高。若有地形時，采用水塔（箱）沖洗較好。（1）沖洗水塔（箱）為避免沖洗過程中沖洗水頭相差太大，水塔（箱）內(nèi)水深不宜超過3m。水塔（箱）容積按單格濾池所需沖洗水量的1.5倍計算。（2）水泵沖洗沖洗水泵要考慮備用，可單獨設置沖洗泵房，也可設于二級泵站內(nèi)。水泵流量按沖洗強度和濾池面積計算。水泵沖洗的特點：①投資省；②但操作較為麻煩；③在沖洗的短時間內(nèi)耗電量大，往往會使廠區(qū)內(nèi)供電網(wǎng)負荷驟增。沖洗水箱的特點：①造價高；②但操作簡單；③專用水泵小，耗電量較均勻。3.沖洗廢水的排除濾池沖洗廢水的排除設施包括反沖洗排水槽和廢水渠。反沖洗時，沖洗廢水先溢流入反沖洗排水槽再匯集到廢水渠后排入下水道（或回收水池）。（1）反沖洗排水槽（2）廢水渠六、普通快濾池工藝設計1.濾池總面積及單池面積根據(jù)流量和濾速計算出濾池總面積F：單池面積可根據(jù)濾池總面積與濾池個數(shù)確定：

設計時，濾池個數(shù)可參考下表來選取，但最少不能少于2個。濾池總面積（m2）單池面積（m2）濾池總面積（m2）單池面積（m2）6012018015～2020～3030～4025040060040～5050～7060～80表

單池面積與濾池總面積注意：表2-11中有兩個濾速。在設計時，用正常濾速計算濾池面積和個數(shù)，用強制濾速驗算調(diào)整。即按1個或2個濾池停產(chǎn)檢修，其余濾池分擔全部負荷考慮，計算其超負荷工作的濾速vn，濾速vn應能滿足表2-11中的強制濾速要求。2.濾池長寬比單個濾池平面可為正方形也可為矩形。濾池長寬比決定于處理構筑物總體布置，同時與造價也有關系，應通過技術經(jīng)濟比較確定。單個濾池的長寬比可參考表2-14。表2-14單個濾池長寬比單個濾池面積（m2）長:寬≤30＞30選用旋轉式表面沖洗時1:11.25:1～1.5:11:1、2:1、3:13.濾池總深度包括：（1）濾池保護高度：0.20～0.30m；（2）濾層表面以上水深：1.5～2.0m；（3）濾層厚度：單層砂濾料一般為0.70m，雙層及多層濾料一般為0.70～0.80m；（4）承托層厚度：見表2-10和表2-11考慮配水系統(tǒng)的高度，濾池總深度一般為3.0～3.5m。4.管（渠）設計流速快濾池管（渠）斷面應根據(jù)設計流速來確定，參見表2-18。管

渠設計流速（m/s）管

渠設計流速（m/s）進

水清

水0.8～1.2l.0～1.5沖洗水排

水2.0～2.51.0～l.5注：考慮到處理水量有可能增大，流速不宜取上限值。5.管廊布置管廊布置應力求緊湊、簡捷；要有良好的防水、排水、通風及照明設備；要留有設備及管配件安裝、維修的必要空間。當濾池個數(shù)少于5個時，宜采用單行排列，管廊設置于濾池一側；超過5個時，宜采用雙行排列，管廊設置于兩排濾池中間。后者布置緊湊，但應注意通風、采光和檢修條件。6.設計中注意的問題（1）濾池底部應設排空管，其入口處設柵罩，池底應有一定的坡度，坡向排空管。（2）每個濾池宜裝設水頭損失計及取樣管。（3）各種密封渠道上應設人孔，以便檢修。（4）濾池壁與砂層接觸處應拉毛成鋸齒狀，以免過濾水在該處形成“短路”而影響水質(zhì)。（5）濾池清水管上應設置短管，管徑一般采用75～200mm，以便排放初濾水。七、其它形式濾池1.虹吸濾池圖

虹吸濾池的構造及工作過程圖1-進水總渠；2-進水虹吸管；3-進水槽；4-溢流堰；5-布水管；6-濾料層；7-承托層；8-配水系統(tǒng)；9-底部配水空間；10-清水室；11-連通孔；12-清水渠；13-排水吸管；14-排水槽；15-排水渠；16-真空設備2.重力式無閥濾池圖

重力無閥濾池的構造及工作過程圖1-進水分排槽；2-進水管；3-虹吸上升管；4-傘形頂蓋；5-擋板；6-濾料層；7-承托層；8-配水系統(tǒng)；9-底部配水空間；10-連通渠（管）；11-沖洗水箱12-出水渠；13-虹吸輔助管；14-抽氣管；15-虹吸下降管；16-水封井17-虹吸破壞斗；18-虹吸破壞管；19-強制沖洗管；20-沖洗強度調(diào)節(jié)器3.移動罩濾池圖

虹吸式移動罩濾池示意圖1-進水管；2-穿孔配水墻；3-消力柵；4-配水系統(tǒng)的配水孔；5-配水系統(tǒng)的配水室；6-出水虹吸中心管；7-出水虹吸管鐘罩；8-出水堰；9-出水井；10-沖洗罩；11-排水虹吸管；12-桁車；13-浮筒；14-針形閥；15-抽氣罐；16-排水渠4.V型濾池V型濾池構造示意簡圖1-進水氣動隔膜閥；2-方孔；3-堰口；4-側孔；5-V型槽；6-小孔；7-排水渠；8-氣、水分配渠；9-配水方孔；10-配氣小孔；11-底部空間；12-水封井；13-出水堰；14-清水渠；15-排水閥；16-清水閥；17-進氣閥；18-沖洗水閥；19-長柄濾頭5.壓力濾池北京第九水廠行業(yè)介紹劉灣水廠參觀劉灣水廠簡介劉灣水廠位于徐州市北郊劉灣村，水廠現(xiàn)狀取水口為南取水口（大運河取水口），以大運河水為水源；總規(guī)已確定在微山湖西側設北取水口，以微山湖為水源。微山湖位于市區(qū)北部與山東省交界處，是國家南水北調(diào)東線工程主要調(diào)蓄湖泊之一，目前是江蘇省江水北調(diào)工程的北段終點調(diào)蓄湖泊。

劉灣水廠1992年建成投入使用是徐州首創(chuàng)水務有限責任公司下屬車間經(jīng)營范圍:本水廠主要經(jīng)營貯各種居民用水及工業(yè)用水

，設計供水能力20萬立方米/日，投產(chǎn)后實際供水量均小于10萬立方米/日，尚未發(fā)揮全部能力，供水潛力巨大。劉灣水廠凈水處理工藝流程老師講解參觀要點凈水加藥間凈水加藥間加藥間的管理制度

(1)工作標準加藥間工作標準的主要內(nèi)容有：①按規(guī)定的濃度和時間配制凝聚劑與助凝劑溶液；②根據(jù)原水水質(zhì)變化、進水量大小和沉淀池出水水質(zhì)的要求，正確調(diào)整和控制好投加量；③提出凈水藥劑的使用計劃，保管好庫中凝聚劑；④維護管理各種投加設備，及時保養(yǎng)檢修，保持設備完好；⑤做好各項原始記錄，準確填寫各項日報；⑥保持加藥間的環(huán)境整潔。(2)巡回檢查制加藥間的巡回檢查應按規(guī)定的路線每1～2h進行1次，其主要內(nèi)容有：①溶藥缸和溶液池水位是否正常；②加藥設備、液箱、管線是否有漏液現(xiàn)象；③混合、絮凝以及沉淀池水位與水質(zhì)是否正常；④其他與生產(chǎn)有關的情況。：加藥間的管理制度(3)安全技術操作規(guī)程①配制凝聚劑要穿戴工作服、膠皮手套和其他必要的勞保用品；②配制凝聚劑與助凝劑必須按規(guī)定的濃度，稱取規(guī)定的數(shù)量；③放入溶藥缸時要按固定的水位，并均勻攪拌、消化溶解后才放人溶液池，放人溶液池的數(shù)量及稀釋的水量都要按事先規(guī)定的進行；④投藥前對所有投藥設備及水射器進行檢查，確保正常后方可按規(guī)定的順序打開各控制閥門；⑤確定投藥量必須按進水泵房開機數(shù)量和原水水質(zhì)按試驗數(shù)據(jù)或事先規(guī)定的投加標準進行，投加后及時觀察礬花生成情況和沉淀池出口濁度加以調(diào)整，在未正常前不得離開工作崗位；⑥必須按時正確地測定原水濁度、pH值、沉淀池出口濁度，按控制出口濁度大小來調(diào)整投加量；⑦水泵停車前應提前3～5min關掉投藥開關，以減少殘留液、減輕水泵葉輪或吸水管道的腐蝕；⑧各種機械設備應按相應的安全操作規(guī)程進行。加藥間內(nèi)藥品的運輸、貯存、保管和使用，都必須有嚴格的制度，對設備必須經(jīng)常嚴密查，及時修理，準確操作，遵守安全操作規(guī)程，重視安全用氯問題。局部器械混凝水處理過程中，向水中投加藥劑，進行了水與藥劑的混合，從而使水中的膠體物質(zhì)產(chǎn)生凝聚或絮凝，這一綜合過程稱為混凝過程。混凝過程包括藥劑的溶解、配制、計量、投加、混合和反應等幾個部分。常用的絮凝設施分類分類形式水力攪拌：1隔板絮凝、（往復隔板、回轉隔板）2折板絮凝（同波折板、異波折板、波紋板）3網(wǎng)格絮凝（柵條絮凝）4穿孔旋流絮凝機械攪拌：水平軸攪拌、垂直軸攪拌隔板絮凝池隔板絮凝池：水流以一定流速在隔板之間通過從而完成絮凝過程的絮凝設施。水平隔板絮凝池：水流方向是水平運動的垂直隔板絮凝池：水流方向為上下豎向運動的?；剞D式隔板絮凝池1絮凝時間一般宜為20～30min；2

絮凝池廊道的流速，應按由大到小漸變進行設計，起端流速一般宜為0.5～0.6m/s，末端流速一般宜為0.2～0.3m/s；3

隔板間凈距一般宜大于0.5m。回轉式隔板絮凝池局部機械攪拌絮凝池機械絮凝池通過電動機經(jīng)減速裝置驅動攪拌器對水進行攪拌，使水中顆粒相互碰撞，發(fā)生絮凝。攪拌器可以旋轉運動，也可以上下往復運動。國內(nèi)目前都是采用旋轉式，常見的攪拌器有槳板式和葉輪式，槳板式較為常用。根據(jù)攪拌軸的安裝位置，又分為水平軸式和垂直軸式。機械絮凝池宜分格串聯(lián)使用，以提高絮凝效果。水平軸式機械絮凝池1

絮凝時間一般為15～20min；2

池內(nèi)一般設3～4擋攪拌機；3

攪拌機的轉速應根據(jù)漿板邊緣處的線速度通過計算確定，線速度宜自第一檔的0.5m/s逐漸變小至末檔的0.2m/s；4

池內(nèi)宜設防止水體短流的設施。水平軸式機械絮凝池局部沉淀池沉淀池是利用重力沉降作用將密度比水大的懸浮顆粒從水中去除的構筑物。是水處理中應用最廣泛的處理單元之一。

1．按沉淀池的水流方向不同，可分為平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池。

2．按截流顆粒沉降距離不同，可分為一般沉淀池、淺層沉淀池。平流式沉淀池平流沉淀池的沉淀時間，一般宜為1.5～3.0h。平流沉淀池的水平流速可采用10～25mm/s，水流應避免過多轉折。平流沉淀池的有效水深，一般可采用3.0～3.5m。沉淀池的每格寬度（或導流墻間距），一般宜為3～8m，最大不超過15m，長度與寬度之比不得小于4；長度與深度之比不得小于10。平流沉淀池宜采用穿孔墻配水和溢流堰集水，率一般不超過300m3/(m·d)。平流式沉淀池平流式沉淀池局部平流沉淀池宜采用穿孔墻配水和溢流堰集水，溢流率一般不超過300m3/(m·d)。平流式沉淀池局部濾池濾池通常設在沉淀池或澄清池之后。過濾的作用是：一方面進一步降低了水的濁度，使濾后水濁度達到生活飲用水標準；另一方面為濾后消毒創(chuàng)造良好條件，這是因為水中附著于懸浮物上的有機物、細菌乃至病毒等在過濾的同時隨著水的濁度降低被部分去除，而殘存于濾后水中的細菌、病毒等也因失懸浮物的保護或依附，將在濾后消毒過程中容易被消毒劑殺滅。濾池快濾池

單層、雙層濾料濾池沖洗前水頭損失宜采用2.0～2.5m；三層濾料濾池沖洗前水頭損失宜采用2.0～3.0m。濾層表面以上的水深，宜采用1.5～2.0m。單層濾料濾池宜采用大阻力或中阻力配水系統(tǒng)；三層濾料濾池宜采用中阻力配水系統(tǒng)。沖洗排水槽的總平面面積，不應大于過濾面積的25%，濾料表面到洗砂排水槽底的距離，應等于沖洗時濾層的膨脹高度。濾池沖洗水的供給可采用水泵或