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快濾池是什么?
（一）工作原理
１.工藝流程
圖3-17為普通快濾池的透視圖。濾池本身包括濾料層、承托層、配水系統、集水渠和洗砂排水槽五個部分。快濾池管廊內有原水進水、清水出水、沖洗排水等主要管道和與其相配的控制閘閥。
圖3-17 快濾池透視圖
快濾池的運行過程主要是過濾和沖洗兩個過程的交替循環。過濾是生產清水過程，待過濾進水經來水干管和洗砂排水槽流入濾池，經濾料層過濾截留水中懸浮物質，清水則經配水系統收集，由清水干管流出濾池。在過濾中，由于濾層不斷截污，濾層孔隙逐漸減小，水流阻力不斷增大，當濾層的水頭損失達到大允許值時，或當過濾出水水質接近超標時，則應停止濾池運行，進行反沖洗，一般濾池一個工作周期應大于8~12h。
濾池反沖洗時，水流逆向通過濾料層，使濾層膨脹、懸浮，借水流剪切力和顆粒碰撞摩擦力清洗油料層并將濾層內污物排出。反沖洗水一般由沖洗水箱或沖洗水泵供給，經濾池配水系統進入濾池底部反沖洗；沖洗廢水內洗砂排水糟、廢水渠和排污管排出。
２.過濾機理
（１）篩濾 比濾層孔隙大的顆粒被機械篩分，截留于過濾表面上，然后這些被截留的顆粒形成孔隙更小的濾餅層，使過濾水頭增加，甚至發生堵塞。顯然，這種表面篩濾沒能發揮整個濾層的作用。但在普通快濾池中，懸浮顆粒一般都比濾層孔隙小，篩濾對總去除率貢獻不大。
（２）接觸凝聚 在原水中投加凝聚劑，壓縮懸浮顆粒和濾料顆粒表面的雙電層后，但尚未生成微絮凝體時，立即進行過濾。此時水中脫穩的膠體很容易與濾料表面凝聚，即發生接觸凝聚作用。快濾池操作通常投加凝聚劑，因此接觸凝聚是主要過濾機理。
（二）裝置與濾料
１.裝置
（１）濾床種類 用于給水和廢水過濾的快濾池，按所用濾床層數分為單層濾料、雙層濾料和三層濾料濾池。如圖3-18所示。
圖3-18 快濾池不同類型
①單層濾料濾池 一般單層濾料普通快濾池適用于給水，在廢水處理中，僅適用于一些清潔的工業廢水處理。經驗表明，當用于廢水二級處理出水時，由于濾料粒徑過細，短時間內會在砂層表面發生堵塞。因此適用于廢水二級處理出水的單層濾料濾床應采用另外兩種形式：一種是單層粗砂深層濾床濾池，特別適用于生物膜硝化和脫氮系統，濾床濾料粒徑通常為1.0~2.0mm(大使用到6mm)，濾床厚1.0~3.0m，濾速達3.7~37m/h，并盡可能采用均勻濾料。由于所用粒徑較粗，即使廢水所含顆粒較大，當負荷很大時也能取得較好過濾效果；另一種是采用單層濾料不分層濾床。粒徑大小不同的單一濾料均勻混合組成濾床與氣水反沖洗聯合使用。氣水反沖洗時只發生膨脹，約為10％左右，不使其發生水力篩分分層現象，因此，濾床整個深度上孔隙大小分布均勻．有利于增大下部濾床去除懸浮雜質的能力。不分層濾床的有效粒徑與雙層濾料濾池上層濾料粒徑大致相同，通常為1~2mm左右，并保持池深與粒徑比在800~1000以上。
②雙層濾料濾池 組成雙層濾料濾床的種類如下：無煙煤和石英砂；陶粒和石英砂；纖維球和石英砂；活性炭和石英砂；樹脂和石英砂；樹脂和無煙煤等。以無煙煤和石英砂組成的雙層濾料濾池使用廣泛。雙層濾料濾池屬于反粒度過濾，截留雜質能力強，雜質穿透深，產水能力大，適于在給水和廢水過濾處理中使用。
新型普通雙層濾料濾池，一種是均勻-非均勻雙層濾料濾池，將普通雙層濾池上層級配濾料改裝均勻粗濾料，即可進一步提高雙層濾池的生產能力和截污能力。上層均勻濾料可采用均勻陶粒，也可采用均勻煤粒、塑料372b、ABS顆粒。均勻-非均勻雙層濾料的厚度與普通雙層濾池相同。另一種是均勻雙層濾料濾池，上層采用1.0~2.0mm的均勻陶粒或煤粒，下層采用0.7~0.9mm的石英砂。濾床厚度與普通雙層濾池相同或稍厚一些，床深與粒徑比大于800~1000。均勻雙層濾料濾池也屬于反粒度過濾，可提高截留雜質能力1.5倍左右。
③三層濾料濾池 三層濾料濾池普遍的形式是上層為無煙煤(相對密度為1.5~1.6)，中層為石英砂(相對密度為2.6~2.7)，下層為磁鐵礦(相對密度為4.7)或石榴石(相對密度為4.0~4.2)。這種借密度差組成的三層濾料濾池更能使水由粗濾層流向細濾層呈反粒度過濾，使整個濾層都能發揮截留雜質作用，減少過濾阻力，保持很長的過濾時間。
（２）承托層 承托層的作用，一是防止過濾時濾料從配水系統中流失，二是在反沖洗時起一定的均勻布水作用。承托層一般采用天然礫石，其組成見表3-2。
表3-2 大阻力配水系統承托層
層次 | 粒徑/mm | 厚度/mm | |
上 ↓ 下 | 1 | 2~4 | 100 |
2 | 4~8 | 100 | |
3 | 8~16 | 100 | |
4 | 16~32 | 100 | |
（三）濾料的選擇
濾料的種類、性質、形狀和級配等是決定濾層截留雜質能力的重要因素。濾料的選擇應滿足以下要求。
１.濾料必須具有足夠的機械強度，以免在反沖洗過程中很快地磨損和破碎。一般磨損率應小于4％，破碎率應小于1％，磨損破碎率之和應小于5％。
２.濾料化學穩定性要好。
３.濾料應不含有對人體健康有害及有毒物質，不合對生產有害、影響生產的物質。
４.濾料的選擇應盡量采用吸附能力強、截污能力大、產水量高、過濾出水水質好的濾料，以利于提高水處理廠的技術經濟效益。
此外，濾料宜價廉、貨源充足和就地取材。
具有足夠的機械強度、化學穩定性好和對人體無害的分散顆粒材料均可作為水處理濾料，如石英砂、無煙煤粒、礦石粒以及人工生產的陶粒濾料、瓷料、纖維球、塑料顆粒、聚苯乙烯泡沫珠等，目前應用廣泛的是石英砂和無煙煤。