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（一）工作原理

    １.工藝流程

圖3-17為普通快濾池的透視圖,。濾池本身包括濾料層,、承托層,、配水系統(tǒng),、集水渠和洗砂排水槽五個(gè)部分,?？鞛V池管廊內(nèi)有原水進(jìn)水、清水出水,、沖洗排水等主要管道和與其相配的控制閘閥,。

圖3-17  快濾池透視圖

快濾池的運(yùn)行過程主要是過濾和沖洗兩個(gè)過程的交替循環(huán)。過濾是生產(chǎn)清水過程,，待過濾進(jìn)水經(jīng)來水干管和洗砂排水槽流入濾池,，經(jīng)濾料層過濾截留水中懸浮物質(zhì)，清水則經(jīng)配水系統(tǒng)收集,，由清水干管流出濾池,。在過濾中，由于濾層不斷截污,，濾層孔隙逐漸減小,，水流阻力不斷增大，當(dāng)濾層的水頭損失達(dá)到大允許值時(shí),，或當(dāng)過濾出水水質(zhì)接近超標(biāo)時(shí),，則應(yīng)停止濾池運(yùn)行，進(jìn)行反沖洗,，一般濾池一個(gè)工作周期應(yīng)大于8~12h,。

濾池反沖洗時(shí)，水流逆向通過濾料層,，使濾層膨脹,、懸浮，借水流剪切力和顆粒碰撞摩擦力清洗油料層并將濾層內(nèi)污物排出,。反沖洗水一般由沖洗水箱或沖洗水泵供給,，經(jīng)濾池配水系統(tǒng)進(jìn)入濾池底部反沖洗；沖洗廢水內(nèi)洗砂排水糟,、廢水渠和排污管排出,。

２.過濾機(jī)理

（１）篩濾  比濾層孔隙大的顆粒被機(jī)械篩分,，截留于過濾表面上，然后這些被截留的顆粒形成孔隙更小的濾餅層,，使過濾水頭增加,，甚至發(fā)生堵塞。顯然,，這種表面篩濾沒能發(fā)揮整個(gè)濾層的作用,。但在普通快濾池中，懸浮顆粒一般都比濾層孔隙小,，篩濾對(duì)總?cè)コ守暙I(xiàn)不大,。

（２）接觸凝聚  在原水中投加凝聚劑，壓縮懸浮顆粒和濾料顆粒表面的雙電層后,，但尚未生成微絮凝體時(shí),，立即進(jìn)行過濾。此時(shí)水中脫穩(wěn)的膠體很容易與濾料表面凝聚,，即發(fā)生接觸凝聚作用,。快濾池操作通常投加凝聚劑,，因此接觸凝聚是主要過濾機(jī)理,。

（二）裝置與濾料

１.裝置

（１）濾床種類  用于給水和廢水過濾的快濾池，按所用濾床層數(shù)分為單層濾料,、雙層濾料和三層濾料濾池。如圖3-18所示,。

圖3-18  快濾池不同類型

①單層濾料濾池  一般單層濾料普通快濾池適用于給水,，在廢水處理中，僅適用于一些清潔的工業(yè)廢水處理,。經(jīng)驗(yàn)表明,，當(dāng)用于廢水二級(jí)處理出水時(shí)，由于濾料粒徑過細(xì),，短時(shí)間內(nèi)會(huì)在砂層表面發(fā)生堵塞,。因此適用于廢水二級(jí)處理出水的單層濾料濾床應(yīng)采用另外兩種形式：一種是單層粗砂深層濾床濾池，特別適用于生物膜硝化和脫氮系統(tǒng),，濾床濾料粒徑通常為1.0~2.0mm(大使用到6mm),，濾床厚1.0~3.0m，濾速達(dá)3.7~37m/h,，并盡可能采用均勻?yàn)V料,。由于所用粒徑較粗，即使廢水所含顆粒較大,，當(dāng)負(fù)荷很大時(shí)也能取得較好過濾效果,；另一種是采用單層濾料不分層濾床,。粒徑大小不同的單一濾料均勻混合組成濾床與氣水反沖洗聯(lián)合使用。氣水反沖洗時(shí)只發(fā)生膨脹,，約為10％左右,，不使其發(fā)生水力篩分分層現(xiàn)象，因此,，濾床整個(gè)深度上孔隙大小分布均勻．有利于增大下部濾床去除懸浮雜質(zhì)的能力,。不分層濾床的有效粒徑與雙層濾料濾池上層濾料粒徑大致相同，通常為1~2mm左右,，并保持池深與粒徑比在800~1000以上,。

②雙層濾料濾池  組成雙層濾料濾床的種類如下：無煙煤和石英砂；陶粒和石英砂,；纖維球和石英砂,；活性炭和石英砂；樹脂和石英砂,；樹脂和無煙煤等,。以無煙煤和石英砂組成的雙層濾料濾池使用廣泛。雙層濾料濾池屬于反粒度過濾,，截留雜質(zhì)能力強(qiáng),，雜質(zhì)穿透深，產(chǎn)水能力大,，適于在給水和廢水過濾處理中使用,。

新型普通雙層濾料濾池，一種是均勻-非均勻雙層濾料濾池,，將普通雙層濾池上層級(jí)配濾料改裝均勻粗濾料,，即可進(jìn)一步提高雙層濾池的生產(chǎn)能力和截污能力。上層均勻?yàn)V料可采用均勻陶粒,，也可采用均勻煤粒,、塑料372b、ABS顆粒,。均勻-非均勻雙層濾料的厚度與普通雙層濾池相同,。另一種是均勻雙層濾料濾池，上層采用1.0~2.0mm的均勻陶?；蛎毫?，下層采用0.7~0.9mm的石英砂。濾床厚度與普通雙層濾池相同或稍厚一些,，床深與粒徑比大于800~1000,。均勻雙層濾料濾池也屬于反粒度過濾，可提高截留雜質(zhì)能力1.5倍左右。

③三層濾料濾池  三層濾料濾池普遍的形式是上層為無煙煤(相對(duì)密度為1.5~1.6),，中層為石英砂(相對(duì)密度為2.6~2.7),，下層為磁鐵礦(相對(duì)密度為4.7)或石榴石(相對(duì)密度為4.0~4.2)。這種借密度差組成的三層濾料濾池更能使水由粗濾層流向細(xì)濾層呈反粒度過濾,，使整個(gè)濾層都能發(fā)揮截留雜質(zhì)作用,，減少過濾阻力，保持很長(zhǎng)的過濾時(shí)間,。

（２）承托層  承托層的作用,，一是防止過濾時(shí)濾料從配水系統(tǒng)中流失，二是在反沖洗時(shí)起一定的均勻布水作用,。承托層一般采用天然礫石,，其組成見表3-2。

表3-2  大阻力配水系統(tǒng)承托層

（三）濾料的選擇

濾料的種類,、性質(zhì),、形狀和級(jí)配等是決定濾層截留雜質(zhì)能力的重要因素。濾料的選擇應(yīng)滿足以下要求,。

１.濾料必須具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,，以免在反沖洗過程中很快地磨損和破碎。一般磨損率應(yīng)小于4％,，破碎率應(yīng)小于1％,，磨損破碎率之和應(yīng)小于5％。

２.濾料化學(xué)穩(wěn)定性要好,。

３.濾料應(yīng)不含有對(duì)人體健康有害及有毒物質(zhì),，不合對(duì)生產(chǎn)有害、影響生產(chǎn)的物質(zhì),。

４.濾料的選擇應(yīng)盡量采用吸附能力強(qiáng),、截污能力大、產(chǎn)水量高,、過濾出水水質(zhì)好的濾料，以利于提高水處理廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,。

此外,，濾料宜價(jià)廉、貨源充足和就地取材,。

具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,、化學(xué)穩(wěn)定性好和對(duì)人體無害的分散顆粒材料均可作為水處理濾料，如石英砂,、無煙煤粒,、礦石粒以及人工生產(chǎn)的陶粒濾料、瓷料、纖維球,、塑料顆粒,、聚苯乙烯泡沫珠等，目前應(yīng)用廣泛的是石英砂和無煙煤,。