Backwash Rate (gpm/sf)
Sand 0.5 C Anthr. 0.5 C GAC 0.5 C
Sand 24 C Anthr. 24 C GAC 24 C
20°c反冲强度
30 无烟煤S. G. 1.65 石英砂S. G. 2.65 反冲强度 (gpm/sf) 20
25
15
10
5
0 0 1 2
未来滤池的挑战
• 将两虫孢子的去除率由现在的2、3-log提高 到6-log; • 总去除率 =冲水中移出 + 灭活
原水浓度 • < l cyst/oocyst /100 L • 1 - 9 cysts/oocysts /100 L • 10 - 99 cysts/oocysts /100 L • > 99 cysts/oocysts /100 L 总去除率 • 0 to 3-log 去除率 • 2 to 4-log 去除率 • 3 to 5-log 去除率 • 4 to 6-log 去除率
• 滤池维护
– 滤料检测
• • • • • • • • 有效粒径(d10 ) 滤料布均匀度(d60 / d10) 滤床厚度 泥球问题 二次清洗 滤速缓慢增加(静止反冲后滤池 ) 滤池进水投加高分子聚合物 水反冲过程在反冲水管路投加高分子聚合物
– 减少初滤时间
– 双层滤料滤池 • 妥当确定各层的厚度 • 尽量选择UC较低的滤料 • 选择合理的粒径比例d90无烟煤/ d10石英砂（3左右） – 尽量确保每次反冲，滤料清洗干净 • 选择均匀性更好的配水配气系统 • 选择合适的反冲强度 – 使每层滤料膨胀，每层滤料顶层滤料空隙率达到70% – 水温升高，适当提高反冲强度 • 反冲时间合理 • 高强度水反冲之前和其间，表面清洗 • 高强度水反冲之前，空气反冲 • 确保足够的干舷高度
• 1937 - John Baylis应用活性硅盐作为混凝剂 • 1940 to 1950
– 人口激增，滤速提高到2.5 - 4 gpm/sf（6.310m/h） – 滤池过滤周期标准确立 – 有机高分子化合物饮用作为助滤剂
• 滤后水浊度标准 • 1962 之前 - 10.0 NTU • 1962 - 1976 - 5.0 NTU • 1977 -1993 - 1.0 NTU • 1993至今 - 0.5 NTU • Interim & LT-1 ESWTRs - 0.3 NTU • AWWA/Partnership Goal - 0.1 NTU • 其他 – 滤池再次应用于去除致病菌的预处理
B – 水头损失的产生
滤池过滤驱动力
滤池
滤池水位 滤料
足够的水位差驱动过滤
清水池水位
流量调节阀
清水池
水头损失在滤床中不断增加
流量调节阀 14 12 水头损失 ( ft ) 10 8 6 4 2 干净滤床的水头损失 滤池运行周期( h ) 流量调节阀引起 的水头损失 微关
滤池最佳运新的条件：
在线仪表 • 在线流量计 • 颗粒计数器和探头 • 滤池中试演示装置 滤池前投加助滤剂 高分子聚合物
预处理对过滤的影响
• 化学预处理
– 预臭氧促进絮粒的形成 – 相对于混凝，快速搅拌更为重要
– 如有必要，需要在混凝池和澄清池之间增加导流 板，以防止絮粒破坏 – 构成浊度的颗粒能够被滤除非常重要
泰州奕然环保科技有限公司
Taizhou Ecorun Environment Technology Co.,
Technology For : Reduce / Reuse / Recycle
1120 45 40 1180 40 1220 1220 35 27
传统滤池 滤池通过滤料过滤水中颗粒物 通过滤池滤除的颗粒物指澄清工艺处理后的水 中颗粒物： – 原水中的颗粒物 – 混凝作用后产生的颗粒物
水厂预处理
• 投加混凝剂，快速搅拌形成絮状颗粒, • 絮凝工艺形成更大颗粒 • 沉淀/澄清工艺
过滤周期内滤床的堆积负荷 过滤周期内： • 均质石英砂滤料- 5,000 gal/sf (203 m3/m2)(过滤周 期内，单位平方滤料过滤的颗粒物体积). • 双层滤料- 10,000 gal/sf（ 406m3/m2 ）
过滤周期结束通常有以下原因控制：
• • • •
总共截留的颗粒物超过滤床的截留能力 出水浊度0.1-0.2NTU设定值被突破 总水头损失设定值被突破 设定的过滤时间被突破
– 记录过滤周期内单位面积滤池产水量 (UFRVs)
• UFRV =(滤速, gpm/sf) X (过滤周期, min) = gal/sf
– 10,000 gal/sf – 常规滤池 – 5,000 gal/sf - 直接过滤滤池
UFRV - UBWV • 产水率= ------------------- X 100 = % UFRV UBWV 为单位面积的反冲水量, gal/sf
双层滤料反冲膨胀
[ ( 46 in. - 36 in. ) / 36 in. ] x 100 = ~ 28 % 膨胀率 Anthracite ~ 46 in. 24 in. Anthracite 36 in. ~29 in.
12 in.
Sand
Sand
~17 in.
实床 全年保持相同的膨胀率，需要适时调整反冲强度
Q x t, 时间段内过滤的水量
• 吸附和颗粒物占据内部滤料间隙
• 水头损失增加较慢
表层滤料和内部滤料同时作用
Q =
2
3
4
6
5 gpm/sf
水头损失
合适的滤速
Q x t, 过滤水量
• 随着通过滤料间隙的水流速度增加，颗粒物向滤床内部迁移， 吸附作用增强 • 表面截留作用减弱
过率周期内 水头损失
C – 过滤周期
过滤周期
Filter Ripening Period (Turbidity < 0.1 NTU in 15 min) Terminal Head loss
D – 反冲工艺
各种滤料最佳的反冲强度
Optimal Backwash Rates
40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 Effective Size (mm) Sand 8 C Sand 16 C Anthr. 8 C Anthr. 16 C GAC 8 C GAC 16 C
• 絮状颗粒（如氢氧化铝含水化合物、孢子、淤泥 、微生物等）暂时堆积在滤床中的颗粒物，为可 压缩颗粒物。 • 而滤料（如无烟煤、石英砂）为不可压缩颗粒。
因此，滤床水头增加取决于颗粒物在滤床内 的堆积方式：
– 表层滤料过滤的可压缩颗粒物(截留) – 内部滤料过滤的可压缩颗粒物( 吸附)
– 表层和内部滤料通过截留和吸附结合作用过滤 的颗粒物。
但是： 较小颗粒在多种因素作用下与滤料分离，穿透滤 床，影响滤后水浊度。
Q=VxA
Q = 流量（视为恒定） V = 水流通过滤料间隙的速度 A = 滤料间隙面积
随着滤床中颗粒物堆积浓度增加，“A”不断减小
Q=VxA
随着A不断减小，由于Q恒定，V不断增加
Q=VxA
V不断增加，导致： • 堆积在滤床中颗粒物: – 直接截留的颗粒物会向滤床深处迁移 – 吸附在滤料上的颗粒物与滤料分离 • 结果导致以上两种方式堆积在滤床中的颗粒物到 达滤床底部，船头滤床， 导致滤池浊度击穿
L/D 1220 1000 915
水反冲强度(m/h) 滤床膨胀 冬天 45 10 10 40 夏天 62 12 12 55 55 52 52 49 37 (%) 50 <5 <5 24 50 31 49 22 27
4 石英砂 GAC 5 石英砂 6 7 深床无 烟煤 GAC <1.65 <1.5 <1.5 1.65 <1.4
膨胀后滤床
d90 (无烟煤) / d10 (石英砂) ~ 3
滤池顶部 最高水位
洗砂槽
滤料顶部距离洗砂槽底部> 18”
无烟煤 - 24”
24” (无烟煤) + 12” (石英砂) = 36”
d90
d10 石英砂 - 12” 配水系统
气水联合反冲
1、空气反冲，1-2min 2、气水联合反冲,1-2 min 3、高强度水反冲，5-10 min(如有必要， 空气协助反冲)
D60 (ES x UC = d60)
温度对反冲强度的影响
1.3
1.2
1.1 反冲强度推荐
1
0.9
0.8
0.7 0 10 20 水温(°C) 30 40 50
最适宜的反冲时间
Peak Turbidity Value Typically Between 250 - 400 NTU
Turbidity Typically Drops Below 10 NTU in 6 to 8 minutes 10 NTU
现代滤池
• 典型滤料
项目 1 2 3
滤料 石英砂 石英砂 深床石 英砂 无烟煤
不均匀 滤层厚度(mm) 有效粒径(mm) 度 610 1220 1830 305 455 355 405 1220 1220 0.45-0.55 1.15-1.25 2 1.0-1.2 0.45-0.55 1.2-1.4 0.4-0.5 0.9-1.1 0.9-1.1 <1.65 <1.4 <1.5 <1.4
截留-表层滤料过滤的颗粒物
水头损失
Filter-run Length
Q = 滤速，恒定 Q x t，为过滤时间段内的水量
• 颗粒物最先通过截留作用堆积在滤床中 • 截留作用被表层滤料截留的可压缩颗粒物导致水头损失迅速增加