粒径及厚度对双层滤料滤池过滤的影响

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1、粒径及厚度对双层滤料滤池过滤的影响王群１１１２３３３李涛叶琳嫣马军王静超何文杰韩宏大（１西南交通大学地球科学与环境工程学院，成都６１００３１；２哈尔滨工业大学市政环境工程学院，哈尔滨１５００９０；３天津自来水（集团）有限公司，天津３０００４０）摘要滤料粒径（ｄ）与滤层厚度（Ｌ）是影响过滤效果的关键因素，通过改变双层滤料的∑Ｌ／ｄ，考察二者对双层滤料滤柱过滤效果的影响。试验结果表明：在∑Ｌ／ｄ为１４００时，滤柱的出水效果较好，并且有很好的抗冲击能力；同时过滤效果受预处理以及进水浊度影响较大，预氧化可以明显改善过

2、滤效果；在进水水质较好的情况下，∑Ｌ／ｄ分别为１４００、１３００的滤柱出水水质相差不多，无烟煤级配对过滤效果影响较小。关键词滤料级配Ｌ／ｄ水头损失浊度０前言但是对于无烟煤／石英砂双层滤料滤池来说，由于无过滤是饮用水处理中不可缺少的一个环节，直烟煤及石英砂的表面性质的不同，截留悬浮颗粒效果接影响水厂的出厂水水质。过滤受到诸如滤料粒以及含污能力等也不相同，通过改变石英砂或无烟煤径、滤层厚度、滤速、过滤方式、滤前水水质及其预处的Ｌ／ｄ来使∑Ｌ／ｄ改变的办法能否取得相同的效果［１～３］呢？所以，本文在进水条件以及均匀

3、系数等相同的情理程度等因素的影响。滤池滤料粒径（ｄ）及滤［４～１０］况下，通过改变石英砂或无烟煤的Ｌ／ｄ使∑Ｌ／ｄ改变层厚度（Ｌ）是影响过滤效果的重要因素，在进水水质相同的情况下，减小滤池滤料的粒径或增加的办法来考察滤柱出水效果以及水头损失等的变化。滤料层厚度可以提高滤池出水效果，但会降低滤池１试验材料与方法的产水量以及过滤周期。所以，如何进行适当的滤１．１试验装置及材料料级配是滤池设计中的关键问题。滤前水为气浮出水。滤柱直径为９０ｍｍ，高据国内外很多研究学者报道［１１］，一般认为Ｌ／ｄ３ｍ，每个滤柱配有７根

4、测压管，滤速为９ｍ／ｈ，采用越大，滤料的表面积越大，过滤效果越好。对于无烟变水头等速过滤。煤／石英砂双层滤料滤池来说，其过滤效果主要受∑为了便于实际工程应用，试验中的滤料粒径（ｄ）采用有效粒径（ｄ）表示。另外，滤料的均匀系Ｌ／ｄ的影响：１０Ｌ数（ｋ６０）以及不均匀系数（ｋ８０）是反应过滤效果的一Ｌ１Ｌ２∑＝＋（１）ｄｄ１ｄ２个重要参数，二者的改变势必会影响到杂质沿滤层式中Ｌ１———石英砂滤料层厚度，ｍｍ；方向的迁移，较小的ｋ６０会取得较好的过滤效果。不ｄ１———石英砂滤料粒径，ｍｍ；同滤柱的级配见表１。表１不

5、同滤柱滤料级配Ｌ２———无烟煤滤料层厚度，ｍｍ；ｄ有效粒径滤层厚度均匀系不均匀Ｌ２———无烟煤滤料粒径，ｍｍ。标号滤料Ｌ／ｄ∑ｄ１０／ｍｍＬ／ｍｍ数ｋ６０系数ｋ８０ｄ从式（１）中可以看出，当∑Ｌ／ｄ、均匀系数以及无烟煤０．９３３５０１．３１．４３７６进水水质等均相同的情况下，过滤效果也基本相同。Ⅰ滤柱１４００石英砂０．５３７５５０１．３１．４１０２４无烟煤１．２７３５０１．３１．４２７６Ⅱ滤柱１３００国家水体污染控制与治理科技重大专项（２００９ＺＸ０７４２４－００６，石英砂０．５３７５５０１．３１．４１０２４

6、２００９ＺＸ０７４２４－００５）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目无烟煤０．９３３５０１．３１．４３７６Ⅲ滤柱１１００（ＳＷＪＴＵ１１ＢＲ０５３）。石英砂０．７６０５５０１．３１．４７２４给水排水Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．２２０１２２７Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ滤柱∑Ｌ／ｄ分别为１４００、１３００、１１００，石英砂高度均为５５０ｍｍ，无烟煤高度均为３５０ｍｍ。Ⅰ、Ⅱ滤柱石英砂相同，无烟煤的级配不同，Ⅲ滤柱与Ⅰ滤柱的无烟煤相同，但石英砂的级配不同。１．２测定方法水的浊度采用浊度仪（ＨＡＣＨ，２１００Ｎ）测定，当测定膜滤后水的浊度

7、时，首先将水样经过０．４５μｍ的滤膜过滤之后，再通过浊度仪测定其浊度；滤前水经过滤层的水头损失采用测压管测定，每根滤柱配图２不同级配对滤柱出水浊度的影响（投加预氧化药剂）水效果，但在接下来的时间里Ⅰ滤柱与Ⅱ滤柱的出有７根测压管，通过测定测压管之间的高度差来计水相差不多，原因可能是由于在开始的一段时间内算对应滤层的水头损失；不可滤残渣采用《水和废水由于无烟煤粒径较小，表面吸附的物质较少，无烟煤监测分析方法》中相应的不可滤残渣测定方法。的级配在很大程度上影响了出水水质，而在接下来２试验结果与讨论的时间里随着无烟煤

8、表面杂质的增多，无烟煤的级试验的进水浊度在（１．６±０．９）ＮＴＵ，投加的预配不再是主要的影响出水水质的因素，保证出水水氧化剂为液氯，投药量为０．６ｍｇ／Ｌ。本文通过改变质的石英砂的级配开始起作用，由于Ⅰ、Ⅱ滤柱石英石英砂或无烟煤的Ｌ／ｄ使∑Ｌ／ｄ改变的办法，考察砂相同，在运行过程中的中后期，Ⅰ、Ⅱ滤柱出水浊了其对滤层的滤后水浊度、膜滤后水的浊度、滤层水度相差不多，并且均好于Ⅲ滤柱的出水浊度。总的头