在水源的給水凈化工程中,濾池是不可缺少的最重要的處理構(gòu)筑物。由于快濾池的濾速是慢濾池的幾十倍到幾百倍,在解決了清洗濾池的反沖洗技術(shù)后,快濾池目前已取代了慢濾池。
我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)濾料部分,單層濾料過(guò)濾只規(guī)定了,粒徑范圍為0.5~1.2mm、層厚0.7m。
V型濾池中通常粒徑范圍為0.9~1.35mm,也可擴(kuò)至0.7~2.0mm、層厚在0.95~1.50m間。
目前濾池設(shè)計(jì)也有濾料粒度加大、濾層加厚的趨勢(shì),日處理水量50萬(wàn)3,采用無(wú)煙煤濾料,有效粒徑為1.10mm、均勻系數(shù)1.35、層厚1.5m。
采用無(wú)煙煤濾料建成的水廠,有效粒徑達(dá)1.5mm,均勻系數(shù)為1.5、層厚1.8m。采用石英砂濾料,有效粒徑為1.7mm、均勻系數(shù)達(dá)1.5、層厚1.8m。
濾料粒度的變化對(duì)濾池的過(guò)濾性能有何影響?過(guò)濾是水中懸浮物被截留的過(guò)程,被截留的懸浮物充塞于濾料間的空隙。濾層孔隙尺度以及孔隙率的大小,在同種濾料、相同反沖洗條件下,隨濾料粒度的加大而增大。即濾料粒度越粗,可容納懸浮物的空間越大。其表現(xiàn)為過(guò)濾能力增強(qiáng),納污能力增加,截污量增大。同時(shí),濾層孔隙越大,水中懸浮物越能被更深地輸送至下一層濾層,在有足夠保護(hù)厚度的條件下,懸浮物可以更多地被截留,使中下層濾層更好地發(fā)揮截留作用,濾池截污量增加。
隨著濾料粒徑的加大,雖然能更多地發(fā)揮下層濾料的截留作用,但同時(shí)也對(duì)穿透深度帶來(lái)影響,即在其它條件等同時(shí),粒徑越粗穿透深度也越大。由此引發(fā)出兩個(gè)問(wèn)題。其一,相同厚度的濾層,在一定范圍內(nèi),濾料粒徑越粗,由于穿透深度越大,出水濁度將不如粒徑較細(xì)的濾料。
前述濾料粒徑越粗濾層截污能力越強(qiáng)、過(guò)濾周期產(chǎn)水量越大的觀點(diǎn)應(yīng)是建立在滿足一定出水水質(zhì)(濁度)要求的前提之上的。如果一味地用出水水質(zhì)做比較,在其它條件相同的情況下,粒徑細(xì)的濾料出水濁度總要比粒徑粗的濾料出水濁度低。這一點(diǎn)在實(shí)際工程中頗為重要,即為達(dá)到預(yù)期的水質(zhì)要求,應(yīng)盡量選用合宜的粗粒徑濾料。濾料所具有的對(duì)懸浮物的截留能力來(lái)自濾料所提供的表面積,而快濾池的過(guò)濾能力來(lái)自濾料顆粒表面的吸附作用,這是快濾池與慢濾池過(guò)濾機(jī)理最根本的不同之處。在過(guò)濾過(guò)程中無(wú)煙煤濾料所提供的顆粒表面積越大,對(duì)水中懸浮物的附著力越強(qiáng)。
從技術(shù)角度講,L/d值越大越好。而綜合經(jīng)濟(jì)因素,工程中應(yīng)以最小L/d值滿足提供最低量值的濾料表面積達(dá)到預(yù)期的過(guò)濾出水水質(zhì)要求。在實(shí)踐中,選用優(yōu)良的顆粒級(jí)配與合宜的濾層厚度正是保證過(guò)濾效果的關(guān)鍵。因此,L/d受到濾池設(shè)計(jì)人員的日益重視。但是如前所述,快濾池的過(guò)濾能力從理論上講是由濾料顆粒表面的吸附作用決定的,而吸附作用的大小取決于濾料顆粒的表面積。