地表水处理（五）

2.2.34 承托层的作用是什么？

承托层主要起承托滤料的作用，一般配合大阻力配水系统使用。由于滤料粒径较小，而配水系统的孔眼较大，为防止滤料随过滤水流流失，同时也帮助均匀配水，在滤料层与配水系统之间铺设承托层。如果配水系统的孔眼直径很小，布水也很均匀，承托层可减薄或省去。承托层一般采用鹅卵石或砾石。大阻力配水系统承托层材料、粒径与厚度见表2.2.34。

2.2.35 滤池中的配水系统作用是什么？

滤池配水系统的作用是均匀收集滤后水和均匀分配反冲洗水，因此又称为排水系统。配水系统的合理设计是滤池正常工作，保持滤层稳定的关键。如果配水不均匀，如部分区域水量小，冲洗不净，残留有悬浮固体的滤料会凝结成球状(泥球)或片状物(泥饼);部分区域水量大，滤料流化程度高，会将此区域的滤料冲移到水量小的地方，使局部滤料厚度减薄，甚至冲动承托层，引起滤料与承托层的混合，造成漏砂现象。

配水系统位于滤池底部，根据滤池冲洗水通过该系统时的阻力大小，分为大阻力、中阻力和小阻力配水系统。

2.2.36 什么是大阻力配水系统?

普通快滤池一般采用大阻力配水系统。大阻力配水系统是指尽可能增大配水系统中布水孔眼的阻力，使其远远大于其他部分的水力阻力，使反洗水在滤池各部的水头损失尽可能相等，保证配水均匀。

穿孔管大阻力配水系统由一条配水干管(渠)和若干配水支管(穿孔管)组成(见图2.2.36)。其中干管截面积为支管截面积的1.5~2.0倍，支管长与直径比小于60。支管下方开两排小孔，与中心线成45°角，交错排列。配水孔总面积与滤池面积之比(开孔比)为0.2%~0.28%。冲洗时，水流自干管起端进入后，流入各支管。由支管孔口流出，再经承托层和滤料层流入排水槽。为排除反冲洗水中的空气，干管末端顶部设排气管，干管自进口端至末端倾斜向上。排气管末端设排气阀。

2.2.37 什么是小阻力配水系统?

“小阻力”即指配水系统中孔口阻力较小，这是相对于“大阻力”而言的。由于孔口阻力与孔口总面积或开孔比成反比，故开孔比愈大，阻力愈小。开孔比

1.25%~2.0%为小阻力配水系统。当滤池面积较大时难以达到均匀配水，适应于面积小的滤池。

小阻力配水系统常用的是:格栅式、穿孔板式、多孔板上装配滤头式

虹吸滤池、无阀滤池和移动罩冲洗滤池可利用的冲洗水头小，因此采用小阻力配水系统。

2.2.38过滤池(器) 常见故障有哪些?如何排除?

(1)滤层气阻原因是滤池进水带气、水中溶解的气体逸出以及“负水头”产生所引起。滤层气阻会产生水质恶化、滤料层开裂及产水量减少等危害。

处理方法:①增加砂面上的水深，不使产生“负水头”;②更换表面滤料;③增大滤料粒径;④增大滤速。

(2)滤层结泥球 原因是:长期反冲洗不干净,或是支承层及配水系统堵塞。结泥球会使水质恶化。

处理方法:①适当调整冲洗强度和冲洗时间;②增设表面冲洗装置或用压缩空气辅助冲洗;③结泥严重时，进行人工翻砂清洗，应检查支承层及配水系统是否堵塞并及时处理;④将滤池反洗后，在砂表面上保持20~30cm水深，每平方米池面约加0.3kg液氯或1kg漂白粉，浸泡12h，以破坏结泥球的有机物质。

(3)跑砂、漏砂 原因是:①冲洗强度过大;②滤料级配不当;③冲洗水不均匀;④支承层移位。跑砂、漏砂使水质差，滤料漏失。

处理方法:应检查配水系统并适当降低冲洗强度。

(4)微生物滋生 原因是:进水中常带有多种藻类及水生生物停留在滤层中并滋长繁殖，尤其在炎热及水温高的情况下，繁殖更快。微生物的滋长也会使水质变差，并影响卫生标准，微生物还会分泌黏液使滤料层黏结并堵塞。

处理方法:在过滤前进行加氯杀菌灭藻处理。

2.2.39 滤池冲洗方式有哪几种?

随着过滤的进行，滤料的孔隙逐渐被堵塞，当滤层水头损失达到允许值或者出水浊度不能满足要求时，就需要对滤层进行冲洗，以清除滤层中截留的污物。滤池的冲洗方式应根据滤池结构、滤料层组成来决定，同时考虑配水、配气系统形式。滤池冲洗主要通过水流的剪切力和颗粒之间的碰撞作用完成。

滤池冲洗的方式有3种:单独用水反冲洗、用空气和水反冲洗、带表面冲洗的水反冲洗。

当增设表面冲洗设备时，表面冲洗强度宜采用2~3L/(m²·s)(固定式)或0.50~0.75L/(m².s)(旋转式)，冲洗时间为4~6min。

2.2.40 压力滤池(罐) 有何特点?结构形式是怎样的?

压力滤池也称机械过滤器，是一个密闭承压的钢制容器，内部构造与普通快滤池相似，在压力下工作。进水由水泵直接送入，滤后水压力较高可以直接送到用水点或水塔，对于小型供水特别方便，多用于工业给水处理以及反渗透、离子交换软化除盐系统的前级预处理。压力滤池具有过滤效率高、容积小占地少、设备定型、使用的机动性强等特点。

压力滤池分为竖式和卧式两种。竖式直径一般不超过 3.5m;当处理规模较大时，宜采用卧式压力滤池。竖式压力滤池根据进水方式可分为单流式机械过滤器、双流式机械过滤器。根据用途不同，压力滤池筒体及封头可选择 A3钢衬胶、不锈钢材质或玻璃钢。滤料一般为:石英砂、无烟煤、颗粒多孔陶瓷、锰砂、活性炭等，因此构成石英砂过滤器、多介质过滤器、锰砂过滤器、活性炭过滤器等。一般滤料层厚度为0.7~1.5m，滤速为7~15m/h。配水系统大多采用小阻力系统中的缝隙式滤头，并将滤池上部的冲洗排水槽换成了排水斗。采用粗滤料及较大的滤料厚度时，常用压缩空气辅助冲洗，以节省冲洗水量。压力过滤器的进、出水管上都装有压力表，两个压力表差位即为过滤时的水头损失，可达6~7m，有时可达0.1MPa。

2.2.41 什么是叠片过滤器?

叠片过滤器是由滤壳和滤芯组成;滤壳材料一般为塑料、不锈钢或涂塑碳钢，形状有很多种;滤芯形状为空心圆柱体，空心圆柱体由很多两面注有微米级正三角形沟槽的环形聚丙烯塑料片组装在中心骨架上。每个过滤单元中被弹簧和水压压紧的叠片上的沟与槽形成的交叉点将水中的杂质拦截，起到过滤作用。

叠片过滤器根据反冲洗控制形式分为全自动和手动。全自动叠片过滤器自带电子控制装置，可使用时间间隔和压力差控制反冲洗的所有步骤。全自动反冲洗过滤器可在不中断工作的情况下在数秒内完成整个自动反冲洗过程。由设定的时间或压差信号自动启动反冲洗，反洗阀门改变过滤单元中水流方向，过滤芯上弹簧被水压顶开，所有盘片及盘片之间的小孔隙被松开。位于过滤芯中央的喷嘴沿切线方向喷水，使盘片旋转，在水流的冲刷与盘片高速旋转离心力作用下，截留在盘片上的物体被冲洗出去，因此用很少的自用水量即可达到很好的清洗效果。然后反洗阀门恢复过滤位置，过滤芯上弹簧再次将盘片压紧，回复到过滤状态。反冲洗用水均为系统过滤后的水。过滤器的反冲洗步骤一旦设定完毕，即可长期使用。

叠片过滤器采用模块化设计，可按过滤单元进行多种组合使用。叠片过滤器可根据用水要求选择不同精度的过滤盘，有20μm、55μm、100μm、130μm、200μm、400μm等多种规格。高速和彻底的反洗，只需7~15s左右即可完成，反洗耗水量低于过滤水量的 0.5%。叠片过滤器滤芯无须更换，寿命可达15年之久。运行可靠、几乎不需日常维护，安装操作方便。叠片过滤器能够在多种水源环境下稳定地工作，如自来水、井水、地表水甚至二沉池后的污水，广泛用于市政供水、污水再生及应急情况过滤等领域。

2.2.42 什么是纤维过滤器?

纤维过滤器是一种将膨化纤维长丝(D20~50μm)束丛，悬吊于设在过滤器上部的多孔板上充当过滤介质的过滤设备。纤维过滤器中采用的纤维丝具有巨大的比表面积，而且过滤阻力较小，打破了粒状滤料的过滤精度由于滤料粒径不能进一步缩小的限制。微小的滤料直径，极大地增加了滤料的比表面积和表面自由能，增多了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率和截污容量。由于纤维束可以完全放松清洗恢复性能，使过滤性能不随时间衰减;由于纤维束由纤维长丝制成，不掉毛且几乎不磨损，使滤料寿命达十年以上。

纤维过滤器按滤层密度调节方式可划分为加压室(囊)式和无加压室式两大类。无加压室式包括机械挤压调节和水力调节两种，其中较先进和较成熟的为自助力式。对于加压室式是在滤层内部设有加压室(囊)，通过加压室(囊)对纤维的挤压，使滤层沿水流动方向的截面逐渐缩小，密度逐渐加大，相应滤层孔隙直径和孔隙逐渐减小，实现了理想的深层过滤。当滤层被污染需清洗再生时，可将加压室内的水排出，使纤维束处于放松状态，有利于清洗。对滤料的清洗采用气水混合擦洗的工艺，能有效地恢复滤元的过滤性能。运行时，在过滤前先将囊充水，以保证加压室达到设定压力。在过滤器启动时必须预运行，检测出水浊度合格后方能并人系统。过滤器运行过程中，对流量的调节必须平稳，防止流量突变使过滤产物被“带出”，而造成出水浊度超标。过滤器的清洗过程为:囊排水→风机启动→下向洗→上向洗四个步骤。

对于自助力式是在过滤设备内部设置自助力式纤维密度调节装置，该装置不需额外动力和附加操作，仅在正常过滤操作和反洗操作过程中通过水力完成对纤维滤层的压缩和放松。在过滤操作时，能迅速(一般在1min之内)将滤层压缩至所需状态，而且绝不损伤纤维，也不会导致靠近活动支撑装置的纤维密度大于滤层主体密度的不利层态;在反洗操作时，无论滤层积泥量有多大、滤层被压缩得多密实，均能迅速(一般在1min之内)将滤层彻底放松，而且绝不会损伤纤维，还能避免纤维向活动支撑装置上堆积而有利于泥渣排出。

纤维过滤器特点如下。

①过滤精度高:水中悬浮物的去除率可接近100%，对细菌、病毒、大分子有机物、胶体、铁等杂质有明显的去除作用。

②过滤速度快:一般为30m/h，最高可达80m/h，是传统过滤器的3~5倍以上

③截污容量大:一般为5~15kg/m³，是传统过滤器的2倍以上。

④占地面积小:制取相同的水量，占地面积为传统过滤器的1/3以下。

⑤吨水造价低:吨水造价远低于传统过滤器。

⑥自耗水量低:仅为周期制水量的1%~3%，可用原水进行反洗。

⑦不需要更换滤元:滤元被污染后可方便地进行清洗，恢复过滤性能。