污水处理中离心分离及过滤处理.doc

离心分离及过滤处理
离心分离
分离效果，远超过重力沉降法。
一、离心分离原理
离心分离因数，用Kc表示，是反映离心分离设备性能的重要指标。

n和r越大，设备的分离性能越好。综合分析：当离心设备的转速提高时，分离效率也会大大提高。
二、旋流分离器
1．压力式水力旋流分离器
P46图2-32
水力旋流器的分离因数不太高。目前水力旋流器都用来去除液体中密度较大的沙粒等悬浮颗粒，而它的分离效率又与悬浮粒直径密切相关。
分离效率是50%的颗粒直径称为极限直径，它是判别水力旋流器分离程度的主要标准之一。
压力式水力旋流器优点是体积小，单位容积处理能力高，构造简单，易安装维修。缺点是设备易磨损，动力消耗大。
2．重力式水力旋流沉淀池
图2-34为处理轧钢污水的重力式水力旋流沉淀池构造示意图。
重力式水力旋流池设备容积大，由于它是靠进出水的水力差为动力，故能耗低，但表面负荷也低得多。
三、离心分离机
离心机的主要部件是一高速旋转的转鼓。转鼓安装在竖直或水平的轴上，由电动机带动旋转，同时也带动要处理的液体一起旋转。
离心机的种类很多，按其离心因数的大小来区分有常速离心机 (Kc<3000)，主要用于 一般悬浮液的分离和污泥的脱水；高速离心机 (Kc>3000)，主要用于细粒状悬浮液； 超速离心机 (Kc>12000)，主要用于分离颗粒极细的乳化液、油类。
过滤处理
在水处理技术中，过滤一般是指以具有孔隙的粒状滤料层，如石英砂等，来截留水中悬浮杂质，从而使水获得净化的工艺过程。
过滤的功效：去除水中微小颗粒和细菌。
在饮用水净化工艺中，过滤不可缺少。
在污 (废)水的深度处理中也得到应用。
一、基本概念
人类早期使用的滤池是生产率极低的慢滤池，其滤速为0.1~0.3m/h。现在使用的滤池滤速可达10m/h以上，故称其为快滤池。
快滤池工作的先决条件是必须先投加混凝剂。当投加混凝剂后，水中胶体的双电层得到压缩，就容易被吸附在砂粒表面或已被吸附的颗粒上。
滤池有多种型式，以石英砂作为滤料的普通快滤池使用历史最久。在此基础上，发展了其它型式的滤池，大致可分类如下：
1. 按滤料层分类：单层砂滤料、双层滤料、三层滤料、均质滤料、新型轻质滤料滤池等；
2. 按水流方向分类：上向流、下向流、双向流滤池等；
3. 按阀门配置分类：普通快滤池、双阀滤池、虹吸滤池、无阀滤池、单阀滤池等；
4. 按冲洗方式分类：单独用水反冲洗、表面冲洗+水反冲洗、气-水反冲洗滤池等；
5. 按工作压力分类：重力式、压力式滤池。
（一）快滤池工作过程
过滤和反冲洗交替进行。
从过滤开始到冲洗结束的一段时间称为快滤池工作周期，一般为12~24h。
从过滤开始至过滤结束称为过滤周期。
快滤池的产水量主要取决于滤速。
滤速相当于滤池负荷（单位时间单位表面积滤池过滤水量，单位m3/(m2h)），常简化为m/h，《给水排水标准规范》规定有具体的数据。
（二）快滤池过滤机理
石英砂滤料粒径通常为0.5~1.2mm，滤层厚度为70cm。经过反冲洗水力分级后，滤料粒径自上而下大致由细到粗依次排列。
沉淀过程分析。
阻力截留
重力沉降
接触絮凝
（三）滤料层内杂质分布规律
过滤到一定程度后，表层滤料间的孔隙将逐渐被堵塞。在严重时，由于表面滤料产生筛滤作用将使滤料层表面形成“泥膜”，使过滤阻力剧增，滤速将急剧减小。
在一定滤速下水头损失达到极限值；或者由于滤层表面受力不均匀而使泥膜产生裂缝时；大量的水流自裂缝中流出，造成水中杂质颗粒穿透滤层使出水水质恶化。当上述情况出现之一时，即使下层滤料还未发挥其截留作用过滤也将停止。
杂质主要集中在滤料层的上部
单位体积滤层中所截留的杂质量称为截污量。
（四）提高过滤效率的途径
“反粒度”过滤，即顺水流方向，滤料粒径由大到小。
上向流及双向流滤池结构复杂，不便冲洗等原因，应用较少。使用较多的有：
双层滤料的组成为：上层采用比重小、粒径较大的轻质滤料 (如无烟煤，密度约1.5g/cm3，粒径为0.8~1.8mm)，下层采用比重大、粒径较小的重质滤料 (如石英砂，密度2.65g/ cm3，粒径为0.5~1.2mm) 。双层滤料的含污能力较单层滤料约高一倍以上，在相同滤速下，过滤周期增长；在相同工作周期下，滤速可相应提高。
三层滤料组成为：上层为大粒径、重度小的轻质滤料(如无烟煤)，中层为中等粒径、中等重度的滤料 (如石英砂)，下层为小粒径、重度大的重质滤料 (如石榴石、磁铁矿)。采用三层滤料滤池，配水系统采用滤砖式中小阻力配水系统，可减少过滤时水头损失，滤速也提高到30~40m/h。
均质滤料：指整个滤层深度方向的任一横断面上，滤料组成和平均粒径均匀一致，而并非指滤料粒径完全相同。采用均质滤料反冲洗时，要求滤料层不能膨胀，避免产生水力分级，反冲洗时一般采用气-水反冲洗。
（五）滤层中的水头损失
过滤开始时，滤层是干净的，水流经过干净滤层的水头损失称“清洁滤层水头损失”或称“起始水头损失”，用h0表示。
单层砂滤料，滤速为8~10m/h时，h0约30~40cm。
清洁滤层水头损失采用卡曼-康采尼 (Caman-komny) 公式：

式中
h0一一清洁滤层水头损失，cm；
ν一一水的运动粘度，cd/s；
g 一一重力加速度，981cm/s2；
m0一一滤料孔隙率；
d0一一与滤料体积相同的球体直径，cm；
L0一一滤层厚度，cm；
v一一滤速，cm/s；
φ一一滤料颗粒球度系数。
对不均匀滤料，可分层计算后求和。
随着过滤时间的延长，滤层中截留的悬浮物量逐渐增多，滤层孔隙率逐渐减少。
在等速过滤情况下，水头损失增加值与时间成直线关系。水头损失的增加，引起滤池水位升高，当升至最高水位时，过滤停止以待冲洗，虹吸滤池和无阀滤池即属等速过滤。
“等水头减速过滤”情况下，过滤水头损失保持不变，孔隙率减小，则滤速减小。在普通快滤池中不可能实现，而对移动罩滤池有可能达到等水头减速过滤。
在过滤过程中，当滤层截留了大量杂质，以致砂面以下某一深度处的水头损失超过该处水深时，便出现负水头现象。负水头往往出现在上层滤料中。
负水头会导致溶解于水中的气体释放出来形成气囊，气囊对过滤有破坏作用，一是减少有效过滤面积，使过滤时的水头损失及滤速增加，严重时会破坏滤后水质； 二是气囊会穿过滤层上升，有可能把部分细滤料或轻质滤料带出，破坏滤层结构。反冲洗时，气囊更易将滤料带出滤池。
避免出现负水头的方法是增加砂面上水深，或者滤池出水位置等于或高于滤层表面，虹吸滤池和无阀滤池不会出现负水头即是这个原因。
二、滤料和承托层
（一）滤料
在水处理中，滤料主要是用来去除水中的细小悬浮物。滤料必须符合以下要求：
(1) 具有足够的机械强度，以防冲洗时滤料产生磨损和破碎现象；
(2) 具有足够的化学稳定性，以免滤料与水产生化学反应而恶化水质，尤其不能含有对人类健康和生产有害物质。
(3) 具有一定的颗粒级配和适当空隙率，能就地取材；
(4) 货源充足，价格低廉。
迄今为止，石英砂仍是使用最广泛的滤料。此外，常用于双层和多层滤料中的还有无烟煤、磁铁矿、石榴石、金刚砂、铁铁矿等。在轻质滤料中，可采用聚苯乙烯及陶粒等。
1．滤料粒径级配
滤料粒径级配是指滤料中各种粒径颗粒所占的重量比例。粒径是指能把滤料颗料包围在内的一个假想球体的直径。滤料颗粒间的数量关系由筛分试验求得。取砂样300g，洗净后置于105℃恒温箱中烘干，待冷却后称取100g，放于一组筛中过筛，最后称出留在各个筛子上的砂量，填入下表，并据表绘成曲线。

表 4-1 筛分试验纪录
筛孔
留在筛上的砂量
通过该号筛的砂量
重量(g)
%
重量(g)
%
2.362
0.1
0.1
99.9
99.9
1.651
9.3
93
90.6
90.9
0.991
21.7
217
68.9
68.9
0.589
46.6
466
223
22.3
0.246
20.6
206
1.7
17
0.208
1.5
1.5
0.2
0.2
筛底盘
0.2
0.2

合计
100.0
100

有了这个曲线，就可以了解许多有关滤料级配的术语。曲线与纵坐标10%交点的横坐 标筛孔叫做d10，即通过滤料重量10%的筛孔孔径；同样，也可得出d80，
d10称为有效粒径，它反映细颗粒尺寸，小于d10的颗粒是产生水头损失的主要部分；
d80反映粗颗粒尺寸；
K80称为不均匀系数，K80= d80/ d10，反映了砂样颗粒大小不均匀程度。
K80越大，则大小颗粒差别越大，颗粒越不均匀，这对过滤和反冲洗都会产生不利影响，在生产上要求K80≤2.0 。
采用有效粒径法筛选滤料，可通过筛分实验进行。例如，根据上述数据绘制的筛分曲线中，d10=0.4mm，d80=1.34, 因此K80=1.34/0.4=3.37, 而设计要求：d10=0.55mm，K80=2.0，则d80=2.0×0.55=1.1mm, 按此要求筛选滤料。

在生产上，滤料粒径级配与选择方法除采用有效粒径和不均匀系数表示外，还常采用最大粒径，最小粒径和不均匀系数来表示
表4-2 滤料级配及滤速
类别
滤料组成
滤速(m/h)
强制滤速
(m/h)
粒径
不均匀系数K80
厚度
单层石英砂滤料
dmax =1.2
dmin =0.5
<2.0
700
8~10
10~14
双层滤料
无烟煤
dmax =1.8
dmin =0.8
<2.0
300~400
10~14
14~18
石英砂
dmax =1.2
dmin =0.5
<2.0
400
三层滤料
无烟煤
dmax =1.6
dmin =0.8
<1.7
450
18~20
20~25
石英砂
dmax =0.8
dmin =0.5
<1.5
230
重质矿石
dmax=0.5
dmin=0.25
<1.7
70
滤料密度一般为：石英砂 2.60~2.65g/cm3；无烟煤1.40~1.60 g/cm3； 重质矿石4.7~5.0 g/cm3。
2. 滤料孔隙率的测定
取一定量的滤料，在105℃下烘干、称重，并用比重瓶测出密度，然后放入过滤筒中，用清水过滤一段时间后，量出体积，按下式可求出滤料孔隙率m：

式中
G 一一一颗粒质量，kg；
ρ一一颗粒密度，kg/m3；
V 一一滤料体积，m3。
滤料孔隙率与过滤有十分密切关系，一般孔隙率越大，杂质穿透深度越大，滤层截污量越多； 同时，滤层水头损失增加速度慢。滤料孔隙率与滤料颗粒形状均匀程度以及压实程度有关。均匀颗粒和不规则形状的颗粒，孔隙率大，一般所用石英砂滤料孔隙率在0.42左右。 滤料在过滤和反冲洗过程中由于挤压、碰撞及摩擦等作用会出现颗粒破碎和磨蚀，造成孔隙率减小(吸附表面积亦减小)，对过滤造成不利影响，此时应根据具体情况，决定是否更换新滤料。
3.双层滤料及多层滤料级配
不同滤料的粒径及重度选择至关重要，如选择不当，会产生混层问题，而滤料在交界面上的不同程度混杂总是很难避免的。
（二）承托层
承托层一般是配合管式大阻力配水系统使用，其作用有两个：一是过滤时防止滤料从配水系统中流失；二是反冲洗时，均匀分布反冲洗水。承托层一般采用天然卵石或砾石，其最小粒径为2mm，大粒径为32mm。
快滤池大阻力配水系统承托层粒径和厚度
层次(自上而下)
1
2
3
4
粒径(mm)
2~4
4~8
8~16
16~32
厚度(mm)
100
100
100
本层顶面高度至少应高出配水系统孔眼100mm
三层滤料滤池，下层滤料粒径小而重度大，承托层必须与之相适应而采用上层重质矿 石，以免反冲洗时承托层移动
三层滤料滤池承托层材料、粒径与厚度
层次(自上而下)
材料
粒径(mm)
厚度(mm)
1
重质矿石(如石榴石、磁铁矿等)
0.5~1.0
50
2
重质矿石(如石榴石、磁铁矿等)
1~2
50
3
重质矿石(如石榴石、磁铁矿等)
2~4
50
4
重质矿石(如石榴石、磁铁矿等)
4~8
50
5
砾石
8~16
100
6
砾石
16~32
本层顶面高度至少应高出配水系统孔眼100mm
注：配水系统如用滤砖且孔径为4mm 时，第6层可不设。
如果采用中小阻力配水系统，且配水孔眼数量多、尺寸小，配水本身已很均匀，滤料也不会从孔眼漏掉的话，承托层可以完全省去，或者适当减小。
三、滤池冲洗
冲洗的目的是去除截留在滤料层中的杂质，使滤料层在短时间内恢复过滤能力。滤池冲洗有三种方法：高速水流反冲洗、表面助冲加中强度或低强度水反冲洗、气-水反冲洗。
（一）高速水流反冲洗
高速水流反冲洗是我国当前广泛采用的冲洗方法。它具有池子结构和设备简单、操作 方便等优点。
滤层膨胀度对冲洗效果影响很大，而膨胀度的大小取决于冲洗强度。国外推荐的最佳膨胀度为 20%~30%，我国使用数值可参考下表。
水洗滤池的冲洗强度、膨胀度和冲洗时间
序号
滤料组成
冲洗强度
膨胀度
冲洗时间
(L/(sm2))
(%)
(mn)
1
单层石英砂滤料
12~15
45
7~5
2
双层滤料
13~16
50
8~6
3
三层滤料
16~17
55
7~5
注：
(a)上表所列数值为设计水温按20 ℃时计。当水温、水质发生变化时，应适当调整冲洗强度。一般水温每增减1℃，冲洗强度相应增减1%。
(b)当采用表面冲洗时，冲洗强度可取低值。
(c)选择冲洗强度时，应考虑所用混凝剂品种。
(d)膨胀度数值仅作设计计算用。
气水冲洗强度和时间
滤料层结构和水冲洗时滤料层膨胀率
先气冲洗
气水同时冲洗
再水冲洗
强度
时间
气强度
水强
时间
强度
时间
(L/ s·m2))
mm
(L/(s·m2))
(L/( s·m2))
(min)
(L/( s·m2))
(min)
双层滤料膨胀率40%~45%
20~25
3~2

65~10
6~5
级配石英砂膨胀率30%~45%
15~20
3~1

8~10
7~5
12~18
1
12~18
3~4
4~3
7~9
3~2
均粒石英砂不膨胀或微膨胀
13~17
1
13~17
3~4
4~3
5~8
4~3
(13~17)
(1)
(13~17)
(3~4.5)
4~3
(4~6)
(4~3)
注：表中均粒石英砂栏，无括号数值适用于无表面扫洗水的滤池； 括号内数值适用有表面扫洗水的滤池，扫洗水强度为1.4~2.3L/(s·m2) 。
1、冲洗参数
（1）冲洗强度
单位表面积滤层上所通过的冲洗流量称为冲洗强度，以L/( s·m2) 计； 或者换算成冲洗流速，以cm/s计，1cm/s=10L/(s·m2)。
（2）滤层膨胀度
反冲洗时，滤层膨胀后所增加的厚度与膨胀前厚度之比，称为滤层膨胀度，用e 表示：
滤层膨胀度和冲洗强度在滤料颗粒大小及水温一定时，两者成直线关系，即冲洗强度越大，滤层膨胀度也就越大。
（3）冲洗时间
一般可参照上表选用，也可视冲洗废水的允许浊度决定。
2、配水系统
配水系统的主要作用在于使反冲洗水在整个滤池平面上均匀分布，同时在过滤时均匀 收集滤后水。
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。
（1）大阻力配水系统
快滤池常用的是“穿孔管式大阻力配水系统”，中间为一干管或干渠，在两侧接出若干根间隔相等的彼此平行的支管，支管下方开有两排与中心线成 45 。交错排列的小孔。若干管（渠）较大，在其顶部也开配水孔。
单池面积一般不宜大于100m2。
大阻力配水系统设计要求为：
(1) 干管始端流速为1.0~1.5m/s, 支管始端流速为1.5~2.0m/s, 孔眼流速为5~6m/s。
(2) 配水孔眼总面积与滤池面积之比称为开孔比，开孔比一般为0.2%~0.25%。
(3) 支管中心间距为0.2~0.3m，支管长度与直径之比不大于60。
(4) 孔口直径为9~12mm与中心线成45角的下侧；交错排列；干管（渠）直径大于300mm时，干管 (渠) 顶部应开孔布水，并在孔口上方设置挡板，或上部设滤头以分布冲洗水。
(5) 干管（渠）上宜设直径为40~100mm的排气管，管口应装闸门。
(6) 大阻力配水系统水头损失一般为3~4m。
(7) 干管断面积与支管断面积之比应大于1.75~2.0。
大阻力配水系统的优点是配水均匀性好，但结构复杂，孔口水头损失大，冲洗时需设专用设备，动力耗能多，不能用于冲洗水头有限的虹吸滤池、无阀滤池及移动罩冲洗滤池。
（2）中、小阻力配水系统
中阻力配水系统和小阻力配水系统没有明确界限。一般认为，当开孔比为0.4~1.0之 间、水头损失在0.5~3.0m之间的即为中阻力配水系统，可用于虹吸滤池、移动冲洗罩滤池，同样由于节能原因也可用于双阀滤池。当开孔比再增大；水头损失进一步减小即为小阻力配水系统。小阻力配水系统开孔比相差很大，最大开孔比可至20%, 水头损失小于0.5m。
常用的中阻力配水系统有滤球式穿孔滤砖等。
我国常采用的小阻力配水系统有三角槽孔板式、长柄滤头及钢筋混凝土孔板式。
钢筋混凝土穿孔滤板上应铺设一层或两层尼龙网。长柄滤头可单独用于水冲洗时的配 水系统，也可在气-水反冲洗时，同时用于配水和配气。
中阻力和小阻力配水系统的均匀性都不如大阻力配水系统。由于中阻力和小阻力配水系统结构相似，它们的划分又没有明确界限，一般把它们通称为小阻力配水系统，以有别于穿孔管式大阻力配水系统。
3. 冲洗水的排除
滤池冲洗水由排水槽汇集到废水渠后排入排水系统。为达到及时排除冲洗废水，排水槽设计应符合以下要求：
(1) 反冲洗废水应自由跌落进入排水槽； 再由排水槽自由跌落进入废水渠后排入下水 道避免形成壅水，使排水不畅而影响均匀冲洗。一般情况下，排水槽内水面以上要有 7cm 左右的超高，而废水渠的水面应较排水槽底低(一般低0.2m)。
(2) 每单位槽长的溢入流量必须相等。所以每槽集水面积要相等，且槽口要尽可能做到水平，误差限制在2mm以内。
(3) 排水槽总平面积应小于滤池面积的25%, 以免影响上升水流的均匀性。
(4) 相邻两槽中心距为1.5~2.1m。间距过大也会影响排水均匀性。槽长不大于6m。
(5) 排水槽高度要适当。槽口太高，废水排除不净；槽口太低，会使滤料流失。为避免冲走滤料，滤层膨胀面应在槽底以下。
排水槽底可以做成平坡，整条槽断面相同； 也可以具有一定坡度，起端深度等于末端深度的一半。
废水渠的布置视滤池面积大小而定。一般沿池壁一侧布置，当滤池面积很大时，也可布置在滤池中间以使排水均匀。废水渠一般为矩形断面。
4.冲洗水供给
普通快滤池反冲洗水供给方式有两种：冲洗水泵和水塔 ( 箱 ) 。冲洗水泵投资省，但操作管理麻烦，同时由于滤池冲洗水量大，短时间内耗电量大，使电网负荷猛然剧增，将影响其它设备正常运行。冲洗水塔造价高，但操作简单，冲洗强度由大到小，对洗净滤料有利；补充冲洗水的水泵小，并允许在较长时间内完成，耗电均匀。如有地形或其它条件可利用时，采用水塔(箱)冲洗较好。
（1）冲洗水塔 ( 箱 )
水塔内水深不宜超过3m，并应在冲洗间歇时间内充满。水塔面积按单格滤池一次反冲洗水量的1.5倍计算，水塔 ( 箱 ) 底部高出排水槽顶的高度：
Ho=h1+h2+h3+h4+h5（m）
式中
h1 一一从水塔 ( 箱 ) 至滤池配水系统的管道水头损失，m；
h2 一一滤池配水系统水头损失，m；按孔口平均水头损失计算；
h3 一一承托层中的水头损失，取0.14m
h4 一一滤料层中的水头损失，取 0.7m
h5 一一备用水头，一般取 1.5~2.0m。
冲洗水塔高度等于Ho值加以排水槽高于地面距离。
（2）水泵冲洗
采用水泵冲洗时，需要考虑备用措施。水泵流量根据冲洗强度和滤池面积计算：
Q=qF(L/s)
冲洗水泵扬程为：
H=Ho+h1+h2+h3+h4+h5(m)
Ho 一一排水槽顶与清水池最低水位之差，m；
h1 一一清水池至滤池的冲洗管道中的总水头损失，m；
其余符号同公式 (4-15) 。
（二）快滤池的辅助冲洗
高速水流反冲洗虽然操作方便，池子和设备简单，但冲洗耗水量大，冲洗结束后，滤料上细下粗分层明显。特别是过滤含悬浮物较多的污 (废) 水时，单独用水反冲洗效果较差，此时需要采用表面辅助冲洗加水反冲洗方式或气-水反冲洗方式。
1.表面冲洗
表面冲洗装置是在砂面以上50~70mm 处放置穿孔管。反冲洗前先用穿孔管孔眼或喷 嘴喷出的高速水流洗去砂面表层约10cm 厚度中的污泥，然后再用水反冲洗。表面冲洗可 提高冲洗效果，特别是对悬浮物含量较大、水源受到污染的水质。表面冲洗可节省约20%的冲洗水量。
表面冲洗分固定式和旋转式两种。
2.气-水反冲洗
气-水反冲洗滤料可不膨胀或微膨胀，保持原来滤层结构，从而提高滤层含污能力，延长过滤周期，提高滤池效果。但气-水反冲洗需增加相应的设备，操作管理比较复杂，施工要求高。气-水反冲洗方式有：
(1) 先采用空气擦洗，再用水反冲洗；
(2) 先用气-水同时反冲，再用水反冲洗；
(3) 先用空气擦洗，再气-水同时冲洗，后用水冲洗。
气-水冲洗系统中供气系统可采用鼓风机供气，也可使用空气压缩机和贮气罐组成的供气系统。冲洗水的供给，宜采用冲洗水泵或冲洗水箱供应。
冲洗水的排除，应采用排水槽。冲洗时滤料不膨胀或微膨胀的滤池，其排水槽顶面高出滤料层表面一般取500mm, 排水槽底面高出滤料面净高取100mm；冲洗时滤料层膨胀的滤池，其排水槽底面应高出膨胀后的滤料面100~150mm。
第七节 常用的过滤设备
习惯上，把密闭的容器式过滤设备称为过滤器，工业上用的过滤器通常由圆柱形钢制容器所组成，在压力下运行，属于压力式过滤器。将用钢筋混凝土制成的用于过滤水构筑物称为滤池，其成本比较低，可做成较大的设备。
一、压力过滤器
最简单的压力式过滤器是用单层滤料、下向流式。这种过滤器的结构和运行都较简单，它最先被采用，现在还被应用。此外，还有在此基础上发展起来的双流式过滤器、多层滤料过滤器。
此类过滤器本体内安置的装备有：进水装置、配水系统，有时还有进压缩空气的装置。 在本体的外面设有各种必要的管道、阀门和仪表等 。
(1) 进水装置
由于水垫层的存在，可以起促进水流均匀的作用，所以在普通过滤器中，进水装置的结构形式往往不是影响滤层中水流分布的主要因素，因而可以采用比较简单的结构，如在进水管出口端设置一个口向上的漏斗。
(2) 配水系统
现在常用 的配水系统有配水帽式、支管开缝式、滤布式和砂砾式等。
二、无阀滤池
无阀滤池的结构形式很多：有压力式的，也有重力式的；截面可以是圆形的，也可以是方形的。压力式和重力式无阀滤池的结构原理是相同的，压力式无阀滤池只适用于小型供水的场合，热力发电厂中常用的是重力式的。

无阀滤池的运行过程
过滤
冲洗
无阀滤池开始滤水到虹吸管中开始抽气之间的时间，称为工作周期，它一般在几小时到十几小时之间。冲洗形成时间为 2~ 3min, 冲洗时间约为 4~5min 。
这种滤池的优点为：结构简单、造价低廉、运行管理方便。缺点为：一是虹吸管必须很高，因为它的高度要使其中形成的水头和滤池失效时的阻力相适应；二是单个滤池不宜过大，因为过滤面积很大会使过滤水和反洗水的分布不易均匀，从而影响其正常运行；此外，还有装铺滤料和更换滤料的工作比较困难。无阀滤池经反洗后，不能进行正洗排水，而是把这些水积累在冲洗水箱中，这对过滤初期的出水水质有一些影响。
三、单阀和双阀滤池
单阀滤池的工作原理与无阀滤池的基本相同，不同点仅仅在于：单阀滤池虹吸管的高度比无阀滤池的低很多，它从滤池顶盖上接出后即行下弯，虹吸管上装有一个闸阀1(见图 3-13), 顶盖上装有一个玻璃管作为水头损失计2，用以观察滤层的水头损失情况。当水头损失达到预定数值时，打开虹吸管上的阀门，冲洗便开始。当水箱水位下降到预定位置 (或根据冲洗时排出污水浊度而定 ) 时，关闭阀门，冲洗结束。
单阀滤池同无阀滤池相比，它的优点是，虹吸管高度降低后，有利于安装和维修；缺点是，操作比无阀滤池稍繁。就其造价而言，当单阀滤池无自动化装备时，两者大致相同。
为了避免单阀滤池反洗时有部分进水直接排走，有人曾试图采用三通阀门，以便开排水阀的同时切断进水管，后因大口径三通转换阀不易制造，只得做成双阀滤池，即在进水管和排水管上各装一个阀门。
四、虹吸滤池
虹吸滤池是一种重力式快滤池，它的特征是革除了普通快滤池上的阀门、仪表等配件，而是用抽真空沟通虹吸管的办法，以连通水流，用进空气来破坏虹吸作用，以切断水流。
虹吸滤池一般由6~8个单元滤池组成一个整体。这些单元滤池可以排列成圆形、矩形或设在圆形澄清池的外圈。
过滤
清洗
从集水槽→配水系统→由下而上通过滤层→冲洗虹吸管→冲洗排水槽→冲洗排水管。冲洗的水不仅是原来贮存在集水槽的，而且有其他各运行单元通过集水槽源源不断送来的。
虹吸滤池有操作管理方便和造价较低的优点，但由于要用小阻力配水系统，所以单元滤池的面积不宜过大。虹吸滤池中宜用单层滤料，如用双层滤料，则反洗强度难以达到要求，除非滤池格数较多。

五、移动罩滤池
移动罩滤池是由若干滤格组成的滤池，设有公用的进出水管，利用一个可移动的冲洗罩顺序对各格滤池进行冲洗。一格冲洗水由其余各格的滤后水供应。按冲洗废水排出条件，分为虹吸式和泵吸式两种。它具有虹吸滤池和无阀滤池的某些特点。
移动罩滤池的优点是：池体结构简单；无需冲洗水箱或水塔；无大型阀门，管件少；采用泵吸式冲洗罩时，池身浅。但移动罩滤池比其它快滤池增加了机电及控制设备；自动控制和维修复杂。移动罩滤池适用于大、中型水厂，以便充分发挥冲洗罩使用效率。
六、V型滤池
V型滤池是法国德格雷蒙 (DEG 阻 MONT) 公司设计的一种快滤池，采用气、水反冲洗，目前在我国的应用日益增多，适用于大、中型水厂。
V 型滤池因两侧 (或一侧也可) 进水槽设计成 V字型而得名。

V型滤池的主要特点是 ：(1) 可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。由于反冲时滤层不膨胀，故整个滤层在深度方向的粒径分布基本均匀，不发生水力分级现象(此即所谓 “均质滤料”)，使滤层含污能力提高。 (2) 气-水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减小。
七、其他过滤方式
1、混凝过滤
2、吸附过滤
八、污(废)水的过滤处理
用于给水处理工程中的各种类型滤池几乎都可以用于污（废）水处理。
给水处理中过滤都是在快滤池(水必须先经混凝)的概念上发展起来的。过滤机理主要是靠滤料表面的吸附作用。
在污（废）水的过滤中，由于其水质的不同，而将筛除作用包括在过滤范畴内；同时跳出粒状滤料 ( 石英砂、无烟煤、磁铁矿等) 的框框，利用金属网与人造纤维织物等多孔介质作为可滤性物质。
1、颗粒材料过滤
在污（废）水处理中，利用颗粒材料过滤，可去除水中微小颗粒和细菌，同时对水中的BOD和COD等也有一定的去除效果。
由于污（废）水中悬浮物浓度高、粘度大、易堵塞，在滤池设计中应注意以下几点 ：
(1) 滤料粒径应大些，采用石英砂滤料时，粒径可取0.5~2.0mm；滤料耐腐蚀性应强；滤料的机械强度要好，以满足高强度水反冲洗时颗粒不破碎的需要；同时，滤料要价廉。
(2) 为了提高滤池截污量、延长过滤周期，可采用“反粒度”过滤，如上向流、双层和三层滤料、均匀滤料滤池。
(3) 由于水中悬浮杂质多、粘度大、易在滤料层表面形成一层滤膜，致使水头损失迅速上升，缩短过滤周期。因为滤膜在滤料表面，不易脱离，因此冲洗时需辅助冲洗，即加表面冲洗或气水反冲洗。
2、多孔材料过滤
多孔材料过滤主要靠筛滤去除水中悬浮物质。污 ( 废 ) 水处理中使用较多的有：筛网、捞毛机和微滤机。

15