2008年环保工程师知识讲座一讲义精选(六)

　　1.6.3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0.5～2.0mm，该值大于给水滤池的石英砂粒径(0.5mm);反冲洗强度可取18～20L/m2/s，亦大于给水过滤时的12～15 L/m2/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。

　　1.6.4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。

　　按滤池的布置或构造分为：普通快滤池、双阀滤池、无阀滤池、虹吸滤池、移动冲洗罩滤池和V型滤池。

　　按过滤驱动力分为：重力滤池、压力滤池。

　　1.6.5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：

　　①滤层

　　主要有效粒径、滤层厚度、不均匀系数，当滤料不同时，参数也有变化

　　②滤速：6～10m3 /m2h

　　③反冲洗：采用气水联合反冲、水冲洗和表面冲洗时分别有不同的参数。

　　④工作周期：≤12h

　　1.6.6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。

　　设计参数：

　　滤网孔径为35～60μm，水力负荷：0.1～0.4m3 /m2min，水头损失小于0.3～0.5m，反冲洗水量占总滤水量的1%～3%。

　　过滤的内容非常重要，在给水处理以及城市污水三级处理中都要用到滤池的设计，所以要认真复习。出题时可能出叙述性的，也有可能结合后续章节出一些设计性的题目等。应将本节内容结合后续章节进行复习。例如某一不定项选择题，题目为：多孔材料过滤具有的优点是()，选项为：A简单、高效，B不加化学药剂、运行费低，C占地面积小，D维修方便，从过滤的基础知识可知，ABCD四个选项都是正确的。

　　另一道不定项选择题，题目内容是：颗粒材料过滤滤料可采用()，四个选项为A石英砂、无烟煤、陶粒，B大理石、白云石，C石榴石、磁铁矿石，D纤维球、聚氯乙烯或聚丙烯球，学习过本节内容可知，废水处理中最常用的是滤料是石英砂，此外常用于双层和多层滤料中的还有无烟煤、磁铁矿、石榴石、金刚砂等，轻质滤料可以采用，聚氯乙烯球等，所以本题的正确答案是ABCD，即，题目中所列出的均可以作为颗粒材料过滤滤料。

　　1.7吸附

　　大纲要求：熟悉吸附的技术和方法，了解主要吸附剂的性能和影响因素

　　吸附：溶液中的物质由一相向某种适宜的另一相界面上积累的过程。

　　在废水处理中，用吸附作用来去除废水中的污染物质时，一般都是通过固液界面的吸附来实现的，具吸附能力的多孔性固体物质称为吸附剂。

　　1.7.1吸附原理

　　吸附是一种在两相界面上发生的表面现象，与物质表面张力和表面能的变化有关，符合热力学第二定律，可用吉布斯方程式表示：

　　式中，若某溶质能降低溶液的表面张力，即 为负值， 为正值，产生正吸附，若某溶质能增加溶液的表面张力，则 为正值， 为负值，产生负吸附，称为解吸。

　　1.7.2吸附的类型

　　⑴物理吸附：

　　特点是吸附热较小，低温就能进行，吸附是可逆的，吸附基本没有选择性。

　　⑵化学吸附：

　　特点是吸附热较大一般在较高温度下进行;当化学键力大时，吸附是不可逆的;吸附有选择性，一种吸附剂只对某种或几种吸附质发生化学吸附。

　　⑶离子交换吸附：

　　水处理中，吸附往往是由上述3种吸附综合作用的结果，但由于吸附质和吸附剂的不同以及其他因素的影响，可能某种吸附是主要的。

　　1.7.3吸附等温线

　　在温度一定的条件下，吸附容量随吸附质平衡浓度的增大而提高，吸附容量随平衡浓度而变化的曲线称为吸附等温线。

　　常见的吸附等温线有Ⅰ型和Ⅱ型两种类型。

　　Ⅰ型吸附等温线与朗格谬尔和弗兰德利希吸附等温式相对应，Ⅱ型吸附等温线与BET等温式相对应。应理解这几个公式，并掌握公式中各参数的计算过程。

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