《水质工程学》课程教学资源（PPT课件）17—2过滤理论

量A817-2过滤理论

§17-2过滤理论

一、过滤机理：素水流夹带颗粒流入滤料、滤料吸附颗粒有两方面的问题：素①颗粒如何与滤料接触（迁移机理）素②接触后靠什么力粘附于滤料（附着）(吸附)（一）颗粒的迁移：（是物理力学作用）率①拦截作用：大颗粒大于过流缝隙。②沉淀作用：颗粒在重力作用下，脱离流线，沉到滤料上

一、过滤机理：  水流夹带颗粒流入滤料、滤料吸附颗粒。 有两方面的问题：  ①颗粒如何与滤料接触（迁移机理）  ②接触后靠什么力粘附于滤料（附着） （吸附）  （一）颗粒的迁移：（是物理力学作用）  ①拦截作用：大颗粒大于过流缝隙 。  ②沉淀作用：颗粒在重力作用下，脱离流 线，沉到滤料上

-I-流线杂质赖粒滤料Co拦裁惯性扩散水动力沉淀图17-2颗粒迁移机理示意

素③惯性作用：颗粒质量大，在惯性力的作用，脱离流线与滤料接触，素④扩散作用：较小较轻的颗粒在布朗作用下扩散到滤料表面。素③水动力：水流在滤料外层有速度梯度使非球体的颗粒在流速梯度的作用下，产生转动而脱离流线与颗粒表面接触率现阶段只能定性的分析。素（二）颗粒的粘附：主要是物化作用开始：颗粒与滤料的接触①范德华力作用（主要）（②静电力作用素③化学键力（少有）

 ③惯性作用：颗粒质量大，在惯性力的作 用，脱离流线与滤料接触。  ④ 扩散作用：较小较轻的颗粒在布朗作 用下扩散到滤料表面。  ⑤水动力：水流在滤料外层有速度梯度， 使非球体的颗粒在流速梯度的作用下，产 生转动而脱离流线与颗粒表面接触。  现阶段只能定性的分析。  （二）颗粒的粘附：主要是物化作用  开始：颗粒与滤料的接触  ①范德华力作用（主要）  ②静电力作用  ③化学键力（少有）

后来：颗粒与颗粒接触素④絮凝，吸附架桥作用*最后：滤料的表层形成泥膜③机械过滤作用，（所不希望产生的）漆再强制工作：水流在某薄弱部位穿透，形成裂缝水流以高速流过裂缝，使出水水质恶化（泄漏）（三）滤层内杂质分布规律：章1、过程分析：水流冲力的作用一上层吸附一→过多后脱落一下一层吸附一过多后脱落一再下一层吸附

 后来：颗粒与颗粒接触  ④絮凝，吸附架桥作用  最后：滤料的表层形成泥膜  ⑤机械过滤作用，（所不希望产生的）  再强制工作：水流在某薄弱部位穿透，形成 裂缝水流以高速流过裂缝，使出水水质恶化。 （泄漏）  （三）滤层内杂质分布规律：  1、过程分析： 水流冲力的作用  →上层吸附→过多后脱落→下一层吸附→过 多后脱落→再下一层吸附

脱附力FFa3FstFal1Fal滤料图17-3颗粒粘附和脱附力示意

素2、反冲洗作用：素滤料在反冲洗作用下，分层（水力级配）素上层：沉速小的（粒径小）孔隙小、比面积大、含污能力小。素中层：沉速适中（粒径适中）素下层：沉速大（粒径大、比重大）孔隙大、比面积小、含污能力大这样的级配称为一一反粒度。素3、滤层含污能力：单位体积滤料中所截留的杂质量。单位：g/cm3或kg/m3

 2、反冲洗作用：  滤料在反冲洗作用下，分层（水力级配）  上层：沉速小的（粒径小）孔隙小、比面积 大、含污能力小。  中层：沉速适中（粒径适中）  下层：沉速大（粒径大、比重大）孔隙大、 比面积小、含污能力大。  这样的级配称为——反粒度。  3、滤层含污能力：单位体积滤料中所截留 的杂质量。 单位：g/cm3 或 kg/m3

崇单层滤料截污能力在滤层中是变化的其平均截污滤层含污量（g/cm）能力（平时单层滤料所称的截污能力）是总滋层深度截污量/总滤料体积。双层滤料图 17-4滤料层含污量变化

 单层滤料截污能力在滤层中是变化的。 其平均截污 能力（平时 所称的截污 能力）是总 截污量/总滤 料体积

素4、提高滤料含污能力的措施：（1）反向过滤：进入滤料中的杂质可较均匀地在滤料中被截留（正粒度）。但初滤水浊度高、工艺复杂。（2）辐流过滤：反冲洗困难、工艺复杂（3）改变滤料水力级配：①双层滤料：无烟煤一石英砂重度小、粒径大重度大、粒径小轻质滤料重质滤料反冲洗时上层无烟煤，中间有一些掺混，下层石英砂。特点：含污能力大

 4、提高滤料含污能力的措施：  （1） 反向过滤：进入滤料中的杂质可较均匀 地在滤料中被截留（正粒度）。 但初滤水浊 度高、工艺复杂。  （2）辐流过滤：反冲洗困难、工艺复杂。  （3）改变滤料水力级配： ①双层滤料：无烟煤→石英砂 重度小、粒径大 重度大、粒径小 轻质滤料 重质滤料 反冲洗时上层无烟煤，中间有一些掺混，下 层石英砂。 特点：含污能力大

滤层含污量（g/cm2）?单层滤料-.专-滤层深度(cm)双层滤料图17-4滤料层含污量变化