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2017环保工程师基础知识复习指导：过滤原理
1、过滤原理
主要包括迁移、附着和脱附三个过程。
2、过滤周期及反冲洗
⑴过滤周期
工程应用中，设计和运行是以水头损失来控制过滤周期，当滤料的水头损失达到最大允许值时，就停止过滤，冲洗滤池。
⑵反冲洗的方法
①单独用水反冲洗：用高速水流冲洗
优点：只需一套反冲洗系统。
缺点：冲洗耗水量大，当冲洗强度控制不当时，可能产生砾石承托层松动，冲洗后滤料因水力分级呈上细下粗的分层结构状态。
②气水联合反冲洗：采用空气和水流同时冲洗。
优点：冲洗效果好，耗用水量少小，冲洗过程中不需滤层流化。
缺点：需增加空气系统，与单独用水冲洗相比所需设备较多。
③带表面辅助冲洗的水反冲洗
在滤层表面设置高速水冲洗系统，利用高速水流对表层滤料加以搅动，增加滤料颗粒的碰撞机会，利用高速水流的剪切作用来提高反冲洗效果。
3、滤池的基本构造
主要由滤料层、配水系统和承托层组成。
⑴滤料层
①颗粒滤料过滤
废水处理中可用石英砂、无烟煤、陶粒、纤维球、聚氯乙烯球等作为滤料。
例如以石英砂作滤料时，砂粒径为0～2.0mm，该值大于给水滤池的石英砂粒径(0mm);反冲洗强度可取18～20L/㎡/s，亦大于给水过滤时的12～15 L/㎡/s.
废水悬浮物浓度高时，为了提高滤池的纳污量，延长过滤周期，可采用粗滤料、双层或三层滤料和上向流滤池。处理废水的上向流滤池为下部进水，上部出水，各层滤料截污力能完全发挥，水头损失上升缓慢。
例如，处理废水的某上向流滤池的滤料级配由上而下分别为：上部细砂层，砂粒径为1～2mm，层厚1500mm;中部砂层，砂粒径为2～3mm，层厚300mm;下部粗砂层，砂粒径10～16mm，层厚100mm.
②多孔滤料过滤
去除毛纺、化纤和造纸等行业废水中的悬浮细纤维而采用的筛网过滤即为多孔滤料过滤。
⑵配水系统和承托层
配水系统一般分为大阻力配水系统和小阻力配水系统两类。
承托层一般是配合管式大阻力配水系统使用，若采用中小阻力配水系统，且配水孔眼数量多、尺寸小，配水本身已很均匀，滤料本身不会从孔眼漏掉的话，承托层可以适当减小或省去。
4、滤池的分类
滤池按滤料组成分为：单层滤料、双层滤料、多层滤料及混合滤料滤池。
按水流方向分为：下向流、上向流、双向流和辐向流滤池。
按滤速大小分为：慢滤池、快滤池和高速滤池。
5、城市污水三级处理中过滤单元的设计要点(给排水设计手册第5册规定)
⑴滤池的反冲洗
三级处理中对滤池反冲洗的要求高，建议采用气、水反冲洗与表面冲洗相结合的联合反冲洗方式。
⑵滤池池型
避免选用虹吸滤池等反冲洗能力较差的池型，而应优考虑选用移动冲洗罩滤池、V型滤池和T型滤池等表面冲洗能力较强的池型。
由于双阀滤池和四阀滤池具有技术成熟、运行稳定、操作可靠等优点，常被采用。
⑶滤池的设计参数
与给水处理中滤池的设计参数相比，在城市污水三级处理中滤层的厚度和滤料粒径都较大，但滤速则略小。在城市污水三级处理中过滤单元的主要设计参数主要为：
6、压力滤池和微孔筛滤机
⑴压力滤池
是一个密闭的钢罐，里面装有和快滤池相似的配水系统和滤料等，在压力下操作运行。 在小规模的中水处理流程中过滤单元多采用压力滤罐，其特点是占地少，建设周期短，有定型产品，且运行管理方便。
⑵微孔筛滤机
是利用微孔筛滤网进行固液分离，过滤机理主要是机械筛滤作用。 特点是占地面积小，处理量大，操作管理方便，在啤酒生产废水的预处理中获得广泛应用。