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濾料的過濾截留機(jī)理

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濾料的過濾截留機(jī)理
公司名稱:鞏義市大千凈化材料有限公司 作者:Admin 發(fā)布時(shí)間:2021/10/28 10:19:05

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  濾料的過濾截留機(jī)理
  石英砂,纖維球1.濾料孔隙與雜質(zhì)大小的關(guān)系
  只有經(jīng)過混凝處理的水流經(jīng)快濾池后,濁度才有明顯的降低,但對(duì)于未經(jīng)混凝的原水直接進(jìn)入快濾池,出水水質(zhì)變化很小,為什么?以單層石英砂濾池為例,其濾料粒徑為0.5~1.2mm,濾層厚度一般為700mm,孔隙率為40%~43%,經(jīng)反沖洗水力分級(jí)后,濾料粒徑由上而下總體按由小到大依次排列,表層最小砂粒間的孔隙約為80μm(按0.5mm球體粒徑計(jì)算)。但一般混凝沉淀后進(jìn)入濾池的水中,絮凝體最大尺寸約10~20μm,藻類最大也只有30μm,卻能得到90%以上的去除率,且在濾層深處也能被截留,顯然過濾不是機(jī)械篩濾的作用結(jié)果。
  石英砂,纖維球2.過濾機(jī)理
  研究表明,過濾主要是懸浮顆粒具有表面活性、濾料顆粒具有表面能,兩者之間粘附作用的結(jié)果。涉及以下幾個(gè)問題:在濾層的孔隙內(nèi),懸浮顆粒如何從水中運(yùn)動(dòng)到濾料顆粒表面,即顆粒如何脫離水流流線而向?yàn)V料顆粒表面靠近的遷移機(jī)理;顆粒與濾料表面接觸或接近后,什么使它們粘附于濾料表面上,即懸浮顆粒與濾料顆粒的粘附機(jī)理。

  石英砂,纖維球(1)遷移機(jī)理(物理—力學(xué)作用)在過濾過程中,濾料孔隙很小,水流在孔隙內(nèi)的流動(dòng)屬層流。因此,被水流挾帶的顆粒隨水的流線運(yùn)動(dòng),它是依靠物理-力學(xué)作用脫離流線而與濾料表面接近的。主要包括沉淀、攔截、慣性、擴(kuò)散和水動(dòng)力等五種基本作用。對(duì)一個(gè)顆粒而言,可能同時(shí)存在幾種作用,但占主導(dǎo)作用的只能是一到兩種,主要取決于顆粒的大小。影響遷移機(jī)理的因素很復(fù)雜,有濾料尺寸、形狀、濾速、水溫、水中顆粒尺寸、形狀和密度等。沉淀作用把濾料層看成類似疊起的多層沉淀池,較重的顆粒接近濾料表面時(shí),由于水流速度很小,顆粒在重力作用下脫離流線沉淀下來。攔截作用尺寸較大的懸浮顆粒沿一條水流線運(yùn)動(dòng),以致最后直接碰到濾料表面。慣性作用具有較大慣性的顆粒脫離流線被拋到濾料表面時(shí),即完成了遷移過程。擴(kuò)散作用顆粒較小,布朗運(yùn)動(dòng)較劇烈時(shí)會(huì)擴(kuò)散到濾料表面完成遷移過程。水動(dòng)力作用層流運(yùn)動(dòng)存在著速度梯度,非球體顆粒在速度梯度作用下會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng),從而脫離流線而與濾料表面接觸。

濾料遷移機(jī)理

  石英砂,纖維球(2)粘附機(jī)理粘附作用是一種物理化學(xué)作用。把濾料看作凝聚中心,濾料與水中懸浮顆粒相比,其粒徑較大,當(dāng)水中顆粒遷移到濾料表面時(shí),在強(qiáng)大的吸引力作用下被粘附在濾料表面,或粘附在濾料表面上已粘附的絮粒上。這種吸附力包括范德華引力、靜電引力、某些化學(xué)鍵和特殊的吸附力,以及絮凝顆粒的吸附架橋等。這種粘附作用和前述澄清池中的泥渣作用類似,只是濾料作為固定介質(zhì),比懸浮泥渣排列更緊密,接觸絮凝作用也更好。粘附作用主要取決于濾料和水中顆粒的表面理化性質(zhì)。
  石英砂,纖維球由于濾料被已沉積的顆粒覆蓋,致使濾料表面之間的孔隙不斷減小,孔隙中水流速度增加,甚至流態(tài)從層流變?yōu)槲闪?,?duì)粘附在濾料表面的顆粒有較大的剪切和沖刷作用,從而導(dǎo)致顆粒從濾料表面脫落。脫落的顆粒隨水流向下遷移,并被下層濾料截留,發(fā)揮了下層濾料截留顆粒的作用。但在濾池實(shí)際運(yùn)行中,下層濾料截留作用還未得到充分發(fā)揮時(shí),過濾過程就得停止。因?yàn)闉V料經(jīng)反沖洗后,濾層存在水力分級(jí),表層濾料粒徑最小,孔隙尺寸也最小,能容納的懸浮固體物也最少,而單位體積濾料截留的懸浮物量卻最多。過濾一段時(shí)間后,表層孔隙逐漸被堵塞,水頭損失迅速上升,在篩濾作用下甚至?xí)纬赡嗄ぁF浣Y(jié)果是,在一定過濾水頭下濾速急劇下降,或?yàn)V速一定情況下,水頭損失達(dá)到最大,有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)濾層表面因受力不均勻而使泥膜產(chǎn)生裂縫,大量水流從裂縫中流出,雜質(zhì)穿過濾層,使出水水質(zhì)惡化。只要上述兩種情況一種出現(xiàn),過濾將被迫停止,這是單層分級(jí)濾料濾池的缺點(diǎn)。
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