濾池濾料

濾料是水處理過濾材料的總稱，主要用于生活污水、工業(yè)污水、純水、飲用水的過濾。

濾料(filtering media)主要分為兩大類，一類是用以水處理設(shè)備中的進水過濾的粒狀材料，通常指石英砂、礫石、無煙煤、鵝卵石、錳砂、磁鐵礦濾料、果殼濾料、泡沫濾珠、瓷砂濾料、陶粒、石榴石濾料、麥飯石濾料、海綿鐵濾料、活性氧化鋁球、沸石濾料、火山巖濾料、顆?；钚蕴俊⒗w維球、纖維束濾料、彗星式纖維濾料等。另一類是物理分離的過濾介質(zhì)，主要包括過濾布、過濾網(wǎng)、濾芯、濾紙以及最新的膜。2100433B

濾池種類較多，按照濾速的大小可分為快濾池和慢濾池。實際應(yīng)用中，大部分是快濾池。快濾池處理能力較大，出水水質(zhì)好?？鞛V池也有很多種：按濾料層形式，可分為單層濾料濾池（包括均質(zhì)濾層、實際的分級濾層和理想濾層）、雙層濾料濾池和多層濾料濾池（見圖1）；按照進水流動方式，可分為重力式濾池和壓力式濾池；按照控制方式，可分為普通快濾池、虹吸濾池、移動罩式濾池及無閥濾池等。

濾池快濾池

集中式給水常用的一種濾速在5～7m/h以上的凈水設(shè)備。這種濾池的砂層厚度約為60～70cm，砂的粒徑為0.45～0.75mm，不均勻系數(shù)在1.7以下?？鞛V池一般在工作1晝夜～2晝夜后砂層可堵塞，可用清水反復沖洗清砂，除去砂層中的浮游物后，仍能繼續(xù)使用?？鞛V池的優(yōu)點是面積小、濾速大，約為慢濾池濾速的50倍左右，清除水中渾濁度的效果可達80%～90%，除去細菌的效果可達80%～95%。集中式給水的水質(zhì)凈化，多用這種快濾池設(shè)備。

濾池慢濾池

集中式給水設(shè)施中的一種過濾凈化設(shè)備。其過濾速度較慢，約為0.1m/h～0.3m/h。濾池厚度為70～80cm，粒徑0.3mm～0.45mm，不均勻系數(shù)為1.75。過濾經(jīng)過1月～2月，砂濾層上的生物膜逐漸積累變厚，有礙過濾效果，便需要刮砂、洗砂，或重新鋪砂后再用。使用慢濾池凈水時，濾前不必進行混凝沉淀處理。慢砂濾可除去水中懸浮物99%以上，除去細菌約99%，濾過效果好，但缺點是濾過速度緩慢、面積大、洗砂費時費力，故較少使用，多被快砂濾所代替。

濾池生物濾池

一種“粗”的生物處理裝置，有接觸濾池和灑滴濾池兩種。濾池為一不漏水的大池子。塔式生物濾池，池內(nèi)用碎巖石（6.4cm～10.2cm）、礦渣或合成塑料做填料，高度為2.7m～13.3m。借過濾物通過填料表面形成一層薄的生物濾膜來阻流和吸附泥沙、微生物及有機物質(zhì)等，并在好氣菌與空氣作用下完成好氣分解，最終達到無機化。接觸濾池是將污水導入濾池，與填料上面接觸。為了更好地氧化，應(yīng)間歇地濾過污水。灑滴池在污水進入前先通過噴灑器均勻地噴撒于濾池填料上，使生物濾膜不斷地得到氧氣，可使污水加速分解達到無機化。

濾池的過濾作用機理主要包括：

（1）機械隔濾作用。濾料層由大小不同的濾料顆粒組成，濾料顆粒之間的孔隙像一面篩子，當廢水流經(jīng)濾料層時，比孔隙大的懸浮顆粒會被截留在孔隙中，與水分離。在整個過濾過程中，濾料顆粒間的孔隙會越來越小，因此，濾料對細小的懸浮物質(zhì)也有隔濾作用。

（2）吸附、接觸凝聚作用。濾料的表面積非常大，具有較強的吸附能力。廢水通過濾料層的過程中要經(jīng)過彎彎曲曲的水流孔道，懸浮顆粒與濾料的接觸機會很多，在接觸時．由于相互分子間作用力的結(jié)果，易發(fā)生吸附和接觸凝聚，尤其在過濾前投加絮凝劑時，接觸凝聚作用更為突出。濾料顆粒越小，吸附和接觸凝聚的效果也越好。

（3）沉淀作用。濾層中的每個小孔隙起著一個淺層沉淀池的作用，當廢水流過時，廢水中的部分懸浮顆粒會沉淀到濾料顆粒表面上。

過濾過程：當廢水進入濾料層時，較大的懸浮物顆粒被截留下來，而較微細的懸浮顆粒則通過與濾料顆?；蛞迅街膽腋☆w粒接觸，出現(xiàn)吸附和接觸凝聚而被截留下來。一些附著不牢的被截留物質(zhì)在水流作用下隨水流到下一層濾料中去；或者由于濾料顆粒表面吸附量過大，孔隙變得更小，于是水流流速增大，在水流的沖刷下，被截留物也能被帶到下一層。因此，隨著過濾時間的延長，濾層深處被截留的物質(zhì)也多起來。甚至隨水帶出濾層，使出水水質(zhì)變壞。

由于濾層經(jīng)反沖洗水水力分選后上層濾料顆粒小，接觸凝聚和吸附效率也高，加上部分機械截留作用．使得大部分懸浮物質(zhì)的截留是在濾料表面一個厚度不大的濾層內(nèi)進行的，下層截留的懸浮物量較少，形成濾層中所截留懸浮物的不均勻分布。

濾料截留懸浮物的能力可用截污能力表示。截污能力是指每個工作周期內(nèi)，單位體積或單位質(zhì)量的濾料所截留的污染物質(zhì)的質(zhì)量，單位為kg/m³。

廢水處理中采用濾池的目的是去除廢水中的細小懸浮物質(zhì)，特別是去除生化處理及混凝沉淀不能去除的一些細小懸浮顆粒及膠體物質(zhì)。濾池被廣泛作為三級處理手段，對二級處理出水作進一步處理；或作為活性炭吸附、離子交換、電滲析、反滲透及膜分離等深度處理的預處理。

濾池除了對懸浮物質(zhì)有去除作用外，對濁度、COD、BOD、磷、重金屬、細菌及病毒等也都有一定的去除作用。在城市污水處理中，濾池已成為水處理回用系統(tǒng)中不可缺少的處理單元。

隨著濾出懸浮物在濾層間的堆積，濾層的水阻力逐漸增大。此時雖然水濁度不會發(fā)生大的改變，但如不及時反洗，則由于泥渣過多積聚，會造成濾料層結(jié)構(gòu)的變化；濾料見空島橫斷面和形狀的改變，濾層被壓實等。同時，由于水阻力的增大，也會使濾層發(fā)生“破裂”，造成過濾水短路，出水水質(zhì)變差。

慢濾池水的重力過濾法中，過濾速度為0.1一0.3m/h，過濾周期可長達1--3個月的一種慢速濾池。慢濾池是利用砂層增殖的微生物浦捉水中的雜質(zhì)，依靠氧化分解作用凈化水的一種濾池，它實際上是起著生物濾池的作用。由于其凈化上要為生物凈化作用。因向?qū)τ袡C物、微生物和色度的去除起到一般快濾池不能達到的作用。慢濾池與其他水處理設(shè)施組合使用，可強化出水水質(zhì) 。

虹吸濾池在設(shè)計中有些問題考慮的原則與普通快濾池相同，不再重述，這里把設(shè)計中特殊的問題進行討論。

虹吸濾池濾池深度

虹吸濾池的深度因包括了沖洗水頭，故比普通快濾池要深，中國設(shè) 計的虹吸濾池深4.5～5米。其組成尺寸如下：

濾池的總深度=H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 （3.40）

式中 H1——濾池底部集水空間的高度，一般采用0.3米；

H2——小阻力配水系統(tǒng)的高度；

H3——濾料層的厚度，按設(shè)計需要決定；

H4——沖洗時濾料層的膨脹高度，H4=H3*e%；

H5——沖洗排水槽總高度，H5=沖洗排水槽凈高 槽底結(jié)構(gòu)厚度（約0.1米）；

H6——出水控制堰與沖洗排水槽槽頂?shù)母叨炔睿礇_洗水頭（1.0～1.3米）；

H7——最大過濾水頭采用1.5～2.0米；

H8——濾池保護高度，采用0.1～0.3米。

虹吸濾池配水系統(tǒng)

虹吸濾池的沖洗水頭，僅1.1～1.3米左右，它的配水系統(tǒng)只能采用小阻力配水系統(tǒng)。小阻力配水系統(tǒng)采用較多的有雙層孔板，孔板網(wǎng)、三角槽孔板、穿孔濾磚和縫隙式濾頭等。小面積濾池宜采用濾頭，大面積濾池宜采用雙層孔板。

縫隙式濾頭小阻力配水系統(tǒng)在虹吸濾池、無閥濾池、壓力濾池及離子交換器中普遍使用，通過生產(chǎn)實踐，證明它能保證運轉(zhuǎn)，并可省去礫石墊層，降低濾池深度；缺點是安裝較復雜、造價較高，每平方米約裝40～60個。每個濾頭的縫隙面積在100～350毫米2，總縫隙面積約占濾池面積的0.5～2%。

濾頭與濾板的連接方式有兩種：當濾板用鋼板或鑄鐵板時，濾頭可以不用底座而直接擰在鋼板上孔的絲扣中，當濾水板采用鋼筋混凝土板時，可采用底座上予埋短管而后接濾頭的方式。

虹吸濾池真空虹吸系統(tǒng)

真空虹吸系統(tǒng)是虹吸濾池的重要組成部分，系由真空泵、真空罐、管路（包括控制閥門）和進水、沖洗虹吸管等組成。

真空系統(tǒng)中可以不用真空泵而用水射器來代替。可以設(shè)制真空罐集中控制，也可不設(shè)真空罐，直接用水射器或真空泵抽氣來形成虹吸。

進水虹吸管與沖洗虹吸管的尺寸按所通過的流量選定，其斷面可為圓形或矩形。材料可采用鋼板焊制，也可采用鑄鐵管材。真空泵按預定時間內(nèi)完成虹吸管需要的真空抽氣量，并考慮適當?shù)挠嗔縼磉x定，形成沖洗虹吸的時間以2～5分鐘左右為宜。

在標準設(shè)計中虹吸系統(tǒng)也可采用水力自動控制（也可手動操作）代替真空系統(tǒng)，不必另設(shè)真空泵。