现代过滤理论研究认为,在快滤池中,悬浮颗粒的去除,主要是由颗粒与滤料之间以及颗粒与颗粒之间的吸附(粘附)作用而被去除的。这就涉及到两个方面的问题:第一是被水挟带的悬浮颗粒如何脱离水流流线向滤料表面靠近的颗粒迁移机理。第二是当悬浮颗粒与滤料表面接触时,依靠哪些力的作用使得它们粘附在滤料表面上,这就是颗粒的粘附机理,在这一机理中,要保证过滤出水水质,就必须保证滤层滤料具有一定的表面积,为悬浮颗粒被吸附在滤料表面提供足够的吸附空间,以便悬浮颗粒有效地被吸附在滤料表面。直接过滤是混凝与过滤过程有机结合而形成的新的单元处理过程,原水在滤前预处理中,仍然依靠压缩双电层、电性中和作用以及吸附架桥、表面络合作用,使原水中悬浮物质脱稳或凝聚成具有良好过滤性能的微絮体,当带脱稳胶体的水流通过滤料表面时,脱稳的胶体与宏观的滤料表面接触从水中分离出去,相当于微观颗粒与宏观滤料间的絮凝,当宏观滤料所提供的表面积越大,脱稳的胶体与宏观的滤料表面接触的机率越大,这种微观颗粒与宏观滤料间的总体絮凝效果越好,出水水质越好。由此可见,在过滤过程中整个滤层滤料表面积的大小对滤出水水质的影响很大。
悬浮颗粒在滤层空隙水流中的迁移、输送是由沉淀、惯性、阻截、扩散、动力效应等基本作用的过程,对于一个颗粒来说,可能同时受几种作用,但占主导作用的只是一种或两种,主要取决于浊质粒度的大小。对于滤料截除悬浮物质的确切作用过程,目前还不十分清楚,但一般认为必须通过微颗粒间滤料表面“输送”以及在滤料表面的“附着”两个阶段才能达到。在“附着”过程中,滤料除浊质能力的好坏不仅与浊质粒子的物理化学特性有关,并且滤料本身的表面物理和化学特性也具有很大的关系。然而单位面积滤层滤料表面积的大小对这整个滤后水水质的好坏具有很大的影响。
从严格的理论上讲,滤料所具有的对悬浮物的截留能力的滤料所提供的表面积,快滤池的过滤能力主要来自滤料颗粒表面吸附作用。在过滤过程中,滤料所提供的颗粒表面越大,对水中悬浮物的附着力越强,为要达到一定的预期的出水水质要求,滤料所提供的表面积应满足某小值,滤料所具有的截留能力还与滤料本身的表面特性有关。
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