过滤在水处理上一般称为二级处理,通常是设于沉淀、澄清、气浮等一级设备之后,用来进一步降低水中浊度。最早的过滤是使用慢滤池。这是利用生物膜过滤工艺。慢滤池出水水质高,但生产效率低。当前国内外过滤过程多使用快滤池以提高生产效率。快滤池的过滤机理是接触絮凝。快滤池发展历史已百余年,创造出多种池型,有四阀滤池、双阀滤池、虹吸滤池、无阀滤池、压滤罐等。大型水厂多使用四阀滤池及其改型的双阀滤池。从滤料上看,使用单层砂滤料和石英砂、无烟煤滤料双层的较多,三层滤料及三层以上滤料应用较少。国外先进国家的过滤设备与我国相比在三个方面有较大改进:①滤料品种、级配的改进;②辅助冲洗的普遍应用;③自用水的降低。滤料品种和级配的改进方面,我国使用的砂滤料,粒径一般在0.45~1.1毫米,不均匀系数K80一般选在1.6~2.0,无烟煤滤料一般作为双层滤池的轻质滤料,粒径多为1.0~2.0,不均匀系数K80多为2.0左右。国外正在逐步走向大粒径、深厚度的均匀滤料,我国近年来也有这种趋势,但象大胆采用单层煤滤料尚未见到。
水厂的自用水主要是用于滤池冲洗,约占出厂净水量的5~7%,节约自用水一直是给水工作者努力的目标。对于可作饮用水源的水越来越少,节约冲洗水量的意义更显得日益突出。我国的冲洗强度设计多采用完全膨胀型冲洗,即冲洗时整个滤层全部在上升水流作用下膨胀起来,呈流化状态。强度为13~15升/米2·秒,使用水量很大。国外近年开始搞大粒径滤料的不膨胀冲洗。以节约冲洗水量,或采用不完全膨胀冲洗。V型滤池相似,适用于轻质滤料如活性炭、无烟煤滤料或砂、煤双层滤料。只不过是滤料厚度、冲洗顺序作了调整。气冲、水冲分别进行。这里就不详叙了。V型滤池是国外具有代表性的先进滤池中的一种,有许多可供我们借鉴、学习之处。
过滤水方式分为无烟煤滤料炭化水过滤、活性碳吸附过滤、石英砂过滤和精滤等几种。无烟煤滤料过滤器的过滤介质是无烟煤滤料,也称压力过滤器。
无烟煤滤料过滤原理:
重力沉降。原水通过滤层时,滤料颗粒提供了大量的沉降面积,只要流速适宜,其中的颗粒就会向这些表面沉降。
机械过滤。当颗粒大于滤料空隙,或大于已沉积的悬浮颗粒之间的空隙时,颗粒被截留,从而使表面滤料孔隙越来越小,拦截后面的颗粒。
吸附凝聚。一般作为滤料的砂粒表面带有负电荷,能吸附带正电荷的微粒,形成带正电荷薄膜,因而能使带负电荷的胶体凝聚在砂粒表面。
滤料要求:有足够的机械强度;有足够的化学稳定性,过滤时不发生溶解,不产生有毒,有害物质;有适当的级配、形状均匀度和孔隙度。一般采用石英砂、无烟煤滤料、活性炭、磁铁矿粒等固体颗粒。
装填前将滤池打扫干净,滤料要均匀的铺设在滤池中,当达到预定厚度时要将滤料耙平。长时间运作应足以检查滤的磨损情况,即时更换新料或给配填料,保证水质达到要求。
无烟煤滤料装入后先清洗几次,在投入使用。
无烟煤滤料防止跑料可以从过滤器结构上解决,跑料尽量少点,滤料按设计图纸上的装填就可以,要求不会很精确。