多介质过滤器的设计原理解析(一)

2022-09-18  来自: 中国水网 浏览次数:10

多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质,在压力下把浊度较高的水通过粒状或非粒材料,从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程,常用的滤料有石英砂,无烟煤,锰砂等,主要用于水处理除浊,软化水、纯水的前级预处理等,出水浊度可达3度以下。


多介质过滤器


过滤的含义,在水处理过程中,过滤一般是指以石英砂、无烟煤等滤料层截留水中悬浮杂质,从而使水获得澄清的工艺过程。 用于过滤的多孔材料称为滤料,石英砂是常见的滤料。滤料有粒状,粉状和纤维状多种。常用滤料有石英砂、无烟煤、活性炭、磁铁矿、拓榴石、陶瓷、塑料球等。

多介质过滤器(滤床),既采用两种以上的介质作为滤层的介质过滤器,在工业循环水处理系统中,用以去除污水中杂质、吸附油等,使水质符合循环使用的要求。过滤的作用,主要是去除水中的悬浮或胶态杂质,特别是能有效地去除沉淀技术不能去除的微小粒子和细菌等,BODCOD等也有某种程度的去除效果。

一、过滤器构成

多介质过滤器主要由过滤器体、配套管线和阀门构成。

其中过滤器体主要包括以下组件:简体;布水组件;支撑组件;反洗气管;滤料;排气阀(外置)等。

二、滤料的选择依据

1有足够的机械强度,以免在反冲洗过程中很快地磨损和破碎;

2化学稳定性要好;  

3不含有对人体健康有害及有毒物质,不含有对生产有害、影响生产的物质;

4滤料的选择,应尽量采用吸附能力、截污能力大、产水量高、出水水质好的滤料。

在滤料中,卵石主要是起支撑作用,在过滤工艺过程中,因其强度高,相互之间的间距缝隙稳定,孔隙大,便于正洗工序中,滤后水顺利通过;同样,反洗工序中,反洗水和反洗空气等能顺利通过。常规配置中,卵石分为四种规格,铺垫方式为自下而上先大后小。

三、滤料的粒径和装填高度之间的关系

滤床的高度和滤料的平均粒径的比值为8001000设计规范)。滤料的粒径的大小和过滤精度相关。  

四、多介质过滤器

在水处理上使用的多介质过滤器,常见的有:无烟煤-石英砂-磁铁矿过滤器,活性炭-石英砂-磁铁矿过滤器,活性炭-石英砂过滤器,石英砂-陶瓷过滤器等。

多介质过滤器的滤层设计,主要考虑的因素为:

1、不同滤料具有较大的密度差,保证反洗扰动后不会发生混层现象。

2、根据产水用途选择滤料。

3、粒径要求下层滤料粒径小于上层滤料粒径,以保证下层滤料的有效性和充分利用。

事实上,以三层滤床为例,上层滤料粒径,有密度小的轻质滤料组成,如无烟煤、活性炭;中层滤料粒径居中,密度居中,一般为石英砂组成;下层滤料由粒径,密度重质滤料组成,如磁铁矿。由于密度差的限制,三层介质过滤器的滤料选择基本上是固定的。上层滤料起粗滤作用,下层滤料起精滤作用,这样就充分发挥了多介质滤床的作用,出水水质明显好于单层滤料的滤床。而对于饮用水,一般禁止使用无烟煤,树脂等滤料。

五、石英砂过滤器

石英砂过滤器是一种采用石英砂作为滤料的过滤器。可有效去除水中的悬浮物,并对水中的胶体、铁、有机物、农药、锰、细菌、病毒等污染物有明显的去除作用。其有过滤阻力小,比表面积大,耐酸碱性强,耐氧化,PH适用范围2-13,抗污染性好等优点,石英砂过滤器的优点还在于通过优化滤料和过滤器的设计,实现了过滤器的自适应运行,滤料对原水浓度、操作条件、预处置工艺等具有很强的自适应性,即在过滤时滤床自动形成上疏下密状态,有利于在各种运行条件下保证出水水质,反洗时滤料充分散开,清洗效果好。砂过滤器具有过滤速度快、过滤精度高、截污容量大等优点。广泛用于电力、电子、饮料、自来水、石油、化工、冶金、纺织、造纸、食品、游泳池、市政工程等各种工艺用水、生活用水、循环用水和废水的预处理领域。   

石英砂过滤器设备结构简单、运行可以实现自动控制、处理流量大、反冲次数少、过滤效率高、阻力小、操作维修方便等特点


多介质过滤器


六、活性炭过滤器

滤料为活性炭,用于去除色、味、余氯和有机物,其主要作用方式是吸附,活性炭是一种人工制成的吸附剂。

活性碳过滤器广泛用于生活用水及食品工业、化工、电力等行业的水的预处理。由于活性炭具有发达的细孔结构和巨大的比表面积,因此对水中的溶解性有机物,如苯类,酚类化合物等具有很强的吸附能力,而且对于用生物法和化学法很难去除的有机污染物,如色度、异臭、表面活性剂、合成洗涤剂和染料等都有较好的去除效果。粒状活性炭对水中的Ag^+Cd^2+CrO4^2-等离子去除率达百分之八十五以上。通过活性炭滤床后,水中悬固小于0.1mg/L游离氯小于0.1mg/L

七、反冲洗工艺

滤器的反洗,主要是指过滤器在使用周期后,其滤料层截留和吸附杂物和污渍,这使得过滤器的出水水质下降,主要表征:过滤器的正常滤后水质变差,进水和出水管道的压力差加大,同时,单台过滤器的流量降低。

反冲洗的原理:水流逆向通过滤料层,使滤层膨胀、悬浮,借助水流的剪切力和颗粒的碰撞摩擦力清洗滤料层使滤层内的污物脱离并随反洗水排出。

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