粒狀濾料過濾
(一)粒狀濾料過濾原理
在粒狀濾料過濾過程中，除了有篩分作用外，還有以下一些作用：
(1)吸附。濾料顆粒表面吸附了水中微小的顆粒。
(2)架橋。截留下來(lái)的懸浮物在濾料表面發(fā)生彼此重疊和架橋的過程，形成了一層附加的濾膜。
(3)混凝。在凝絮、懸浮物和砂粒表面之間發(fā)生了與混凝作用相同的顆粒凝集過程。
(二)濾料組成
過濾設(shè)備主要是通過濾料來(lái)截留水中的雜質(zhì)，因而濾料的性能對(duì)過濾效果起決定性作用。在通過反沖洗水力分級(jí)以后，粒徑小的濾料在上層，越往下層粒徑過大。因此由上而下濾層的截污能力逐漸減弱，水流自上而下地在濾層孔隙間行進(jìn)過程中，雜質(zhì)首先接觸到的是截污能力最弱的細(xì)濾料，由于下層濾料比上層要粗，其截留能力不及上層，會(huì)造成污泥絕大部分堆積在上層，導(dǎo)致局部阻力增長(zhǎng)過快，所以其出水水質(zhì)差，過濾周期短。雙濾料過濾器中的濾料層是密度小顆粒大的在上(如無(wú)煙煤濾料)，密度大顆料小的在下(如石英砂)，這種濾床水力反沖洗分層后，濾料沿程從粗到細(xì)，截污能力沿程漸增，因而實(shí)現(xiàn)了整層濾料截污能力與殘留雜質(zhì)除去難度的最佳匹配。這種濾床性能優(yōu)越，截污容量大，過濾周期長(zhǎng)，出水水質(zhì)好，水頭損失增長(zhǎng)速度慢。實(shí)際應(yīng)用中大多采用雙層濾料。
(三)濾料的規(guī)格
1.濾料物理化學(xué)性能要求
(1)機(jī)械強(qiáng)度。運(yùn)行中實(shí)用磨損率小于3%。
(2)堅(jiān)固性。要求在濃度較大的中性鹽溶液中，不產(chǎn)生結(jié)晶膨脹破壞作用。
(3)化學(xué)穩(wěn)定性。先后在5%的鹽酸、5%的氫氧化鈉溶液中保持40 ℃浸泡，最后其水溶液中，二氧化硅的增加量不超過20yug/L為合格。
(4)外形。接近球形，比表面粗糙而有棱角。圓球形顆艇顆粒間的孔隙率比較大;表面粗糙的比表面積大，棱角處吸附作用最強(qiáng)。
2.濾料的有效直徑和不均勻系數(shù)K
(1)有效粒徑。濾粒顆粒的大小用“粒徑”表示，粒徑是指能把濾料顆粒包圍在內(nèi)的一個(gè)假想球面的直徑。通過篩孔d的濾料顆粒的等體積積球體的直徑d1稱為校準(zhǔn)孔徑，見圖2-21。濾料顆粒間的數(shù)量關(guān)系由篩分試驗(yàn)求得，具體方法如下:取定量濾料樣品(如300g)，置于105℃的恒溫箱中烘干，從干樣中稱取100^-200g(準(zhǔn)至0. 01g)，放于一組篩中過篩，最后稱出留在每一篩上的顆粒質(zhì)量，得篩分結(jié)果:【篩號(hào)、篩孔(mm)、篩的校正孔徑(mm)、剩在篩上的樣品質(zhì)量( g)、通過該篩號(hào)的樣品質(zhì)量(g)和百分?jǐn)?shù)(%)】，可以繪成如圖2-22所示曲線，稱為濾料的級(jí)配曲線。例如曲線與縱坐標(biāo)10%交點(diǎn)的橫坐標(biāo)篩孔就叫做d10 。 d10。表示10%能通過篩孔。d80。表示80%能通過篩孔。
同樣的關(guān)系可得d10 = 0.53mm, d80=1.05mm d80、d10稱為有效粒徑。
不均勻系數(shù)。d10表示濾料顆粒中小顆粒的大小，K80反映濾料顆粒大小不均勻程度，d80/d10,的比值叫做不均勻系數(shù)K。
(四)濾料層的孔隙率η
濾料層的孔隙率指整個(gè)濾層中孔隙總體積與整個(gè)濾層的堆積體積之比?？紫度莘e一部分容納懸浮物顆粒外，其余大部分用作水流通道。
對(duì)于石英砂，η為0.42-0.45。對(duì)于無(wú)煙煤濾料，η為0.50-o.55。
(五)濾料層的截污能力
（1）濾料的含污量上層最大，逐層往下越來(lái)越小。上層濾料粒徑小，孔隙也小，因截污量大，所以堵塞嚴(yán)重;下層濾料粒徑大，孔隙大，但堵塞反而較輕，所以沒有充分發(fā)揮粗粒徑濾料的作用。隨著時(shí)間的增加，去除懸浮物的任務(wù)將逐漸轉(zhuǎn)移到下面濾層。
(2)濾料級(jí)配相同時(shí)，當(dāng)濾速加大后，濾料層的截污分布狀況有所變化，濾速大的比濾速小的分布均勻，較能發(fā)揮粗粒徑濾料的作用。
濾層的截污能力又稱泥渣容量，它可以按每平方米過濾面積或o-L-69}立方米濾料所能除去泥渣的質(zhì)量來(lái)表示。進(jìn)、出水濁度(懸浮物) 確定后，可計(jì)算一個(gè)運(yùn)行周期中濾層處理的水量。過濾器的運(yùn)行周期的控制主要根據(jù)運(yùn)行中進(jìn)、出水的壓力差和截污能力來(lái)確定。雙層濾料的容污能力為單層濾料的兩倍。
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