現(xiàn)代過濾理論研究認為,在快濾池中,懸浮顆粒的去除,主要是由顆粒與濾料之間以及顆粒與顆粒之間的吸附(粘附)作用而被去除的。這就涉及到兩個方面的問題:第一是被水挾帶的懸浮顆粒如何脫離水流流線向濾料表面靠近的顆粒遷移機理。第二是當懸浮顆粒與濾料表面接觸時,依靠哪些力的作用使得它們粘附在濾料表面上,這就是顆粒的粘附機理,在這一機理中,要保證過濾出水水質,就必須保證濾層濾料具有一定的表面積,為懸浮顆粒被吸附在濾料表面提供足夠的吸附空間,以便懸浮顆粒有效地被吸附在濾料表面。直接過濾是混凝與過濾過程有機結合而形成的新的單元處理過程,原水在濾前預處理中,仍然依靠壓縮雙電層、電性中和作用以及吸附架橋、表面絡合作用,使原水中懸浮物質脫穩(wěn)或凝聚成具有良好過濾性能的微絮體,當帶脫穩(wěn)膠體的水流通過濾料表面時,脫穩(wěn)的膠體與宏觀的濾料表面接觸從水中分離出去,相當于微觀顆粒與宏觀濾料間的絮凝,當宏觀濾料所提供的表面積越大,脫穩(wěn)的膠體與宏觀的濾料表面接觸的機率越大,這種微觀顆粒與宏觀濾料間的總體絮凝效果越好,出水水質越好。由此可見,在過濾過程中整個濾層濾料表面積的大小對濾出水水質的影響很大。
懸浮顆粒在濾層空隙水流中的遷移、輸送是由沉淀、慣性、阻截、擴散、動力效應等基本作用的過程,對于一個顆粒來說,可能同時受幾種作用,但占主導作用的只是一種或兩種,主要取決于濁質粒度的大小。對于濾料截除懸浮物質的確切作用過程,目前還不十分清楚,但一般認為必須通過微顆粒間濾料表面“輸送”以及在濾料表面的“附著”兩個階段才能達到。在“附著”過程中,濾料除濁質能力的好壞不僅與濁質粒子的物理化學特性有關,并且濾料本身的表面物理和化學特性也具有很大的關系。然而單位面積濾層濾料表面積的大小對這整個濾后水水質的好壞具有很大的影響。
從嚴格的理論上講,濾料所具有的對懸浮物的截留能力的濾料所提供的表面積,快濾池的過濾能力主要來自濾料顆粒表面吸附作用。在過濾過程中,濾料所提供的顆粒表面越大,對水中懸浮物的附著力越強,為要達到一定的預期的出水水質要求,濾料所提供的表面積應滿足某小值,濾料所具有的截留能力還與濾料本身的表面特性有關。
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