多介質(zhì)過(guò)濾器地設(shè)計(jì)原理

1、多介質(zhì)過(guò)濾器的設(shè)計(jì)原理多介質(zhì)過(guò)濾器是利用一種或幾種過(guò)濾介質(zhì)， 在一定的壓力下把濁度 較高的水通過(guò)一定厚度的粒狀或非粒材料， 從而有效的除去懸浮雜質(zhì) 使水澄清的過(guò)程，常用的濾料有石英砂，無(wú)煙煤，錳砂等，主要用于 水處理除濁，軟化水，純水的前級(jí)預(yù)處理等， 出水濁度可達(dá) 3 度以下。過(guò)濾的含義，在水處理過(guò)程中，過(guò)濾一般是指以石英砂、無(wú)煙煤等 濾料層截留水中懸浮雜質(zhì)，從而使水獲得澄清的工藝過(guò)程。 用于過(guò) 濾的多孔材料稱為濾料 ，石英砂 是最常見(jiàn)的濾料。濾料有粒狀，粉狀 和纖維狀多種。常用濾料有 石英砂、無(wú)煙煤、活性炭、磁鐵礦、拓榴 石、陶瓷、塑料球等 。多介質(zhì)過(guò)濾器（濾床） ，既采用兩種以上的介 質(zhì)作

2、為濾層的介質(zhì)過(guò)濾器， 在工業(yè)循環(huán)水處理系統(tǒng)中， 用以去除污水 中雜質(zhì)、吸附油等，使水質(zhì)符合循環(huán)使用的要求。過(guò)濾的作用， 主要 是去除水中的懸浮或膠態(tài)雜質(zhì)， 特別是能有效地去除沉淀技術(shù)不能去 除的微小粒子和細(xì)菌等，BODs和COD等也有某種程度的去除效果。 性能參數(shù)如下表所示： 過(guò)濾器構(gòu)成多介質(zhì)過(guò)濾器主要由過(guò)濾器體、 配套管線和閥門構(gòu)成。其中過(guò)濾器體主要包括以下組件：簡(jiǎn)體；布水組件；支撐組件；反洗氣 管；濾料；排氣閥 （外置 ）等。濾料的選擇依據(jù)（1）必須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以免在反沖洗過(guò)程中很快地磨損和破碎；(2)化學(xué)穩(wěn)定性要好；(3)不含有對(duì)人體健康有害及有毒物質(zhì)，不含有對(duì)生產(chǎn)有害、影響生產(chǎn)的

3、物質(zhì)；(4)濾料的選擇，應(yīng)盡量采用吸附能力、截污能力大、產(chǎn)水量高、出水水質(zhì)好的濾 料。 在濾料中，卵石主要是起支撐作用，在過(guò)濾工藝過(guò)程中， 因其強(qiáng)度高，相互之間的間距縫隙穩(wěn)定，孔隙大，便于正洗工序中， 濾后水順利通過(guò)；同樣，反洗工序中，反洗水和反洗空氣等能順利通 過(guò)。常規(guī)配置中， 卵石分為四種規(guī)格， 鋪墊方式為自下而上先大后小。 濾料的粒徑和裝填高度之間的關(guān)系濾床的高度和濾料的平均粒徑的比值為 8001 000(設(shè)計(jì)規(guī))。 濾料的粒徑的大小和過(guò)濾精度相關(guān)。下表所示為各部件的功用和結(jié)構(gòu)形式。 多介質(zhì)過(guò)濾器在水處理上使用的多介質(zhì)過(guò)濾器，常見(jiàn)的有：無(wú)煙煤 -石英砂- 磁鐵礦過(guò)濾器，活性炭 -石英砂

4、-磁鐵礦過(guò)濾器，活性炭-石英砂過(guò)濾器， 石英砂 -陶瓷過(guò)濾器等。多介質(zhì)過(guò)濾器的濾層設(shè)計(jì)，主要考慮的因素為：1、不同濾料具有較大的密度差，保證反洗擾動(dòng)后不會(huì)發(fā)生 混層現(xiàn)象。 2、根據(jù)產(chǎn)水用途選擇濾料。 3、粒徑要求下層濾料粒徑小 于上層濾料粒徑，以保證下層濾料的有效性和充分利用。事實(shí)上，以 三層濾床為例，上層濾料粒徑最大，有密度小的輕質(zhì)濾料組成，如無(wú) 煙煤、活性炭；中層濾料粒徑居中，密度居中，一般為石英砂組成； 下層濾料由粒徑最小，密度最大的重質(zhì)濾料組成，如磁鐵礦。由于密 度差的限制， 三層介質(zhì)過(guò)濾器的濾料選擇基本上是固定的。 上層濾料 起粗濾作用， 下層濾料起精濾作用， 這樣就充分發(fā)揮了多介質(zhì)

5、濾床的 文檔作用，出水水質(zhì)明顯好于單層濾料的濾床。 而對(duì)于飲用水，一般禁止 使用無(wú)煙煤，樹(shù)脂等濾料。石英砂過(guò)濾器石英砂過(guò)濾器是一種采用石英砂作為濾料的過(guò)濾器。 可有效去 除水中的懸浮物， 并對(duì)水中的膠體、鐵、有機(jī)物、農(nóng)藥、錳、細(xì)菌、 病毒等污染物有明顯的去除作用 。其有過(guò)濾阻力小，比表面積大，耐 酸堿性強(qiáng)，耐氧化， PH 適用圍為 2-13，抗污染性好等優(yōu)點(diǎn)，石英砂 過(guò)濾器的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)還在于通過(guò)優(yōu)化濾料和過(guò)濾器的設(shè)計(jì)， 實(shí)現(xiàn)了過(guò)濾 器的自適應(yīng)運(yùn)行，濾料對(duì)原水濃度、操作條件、預(yù)處置工藝等具有很 強(qiáng)的自適應(yīng)性， 即在過(guò)濾時(shí)濾床自動(dòng)形成上疏下密狀態(tài)， 有利于在各 種運(yùn)行條件下保證出水水質(zhì)，反洗時(shí)濾料充

6、分散開(kāi)，清洗效果好。砂 過(guò)濾器具有過(guò)濾速度快、過(guò)濾精度高、截污容量大等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于 電力、電子、飲料、自來(lái)水、石油、化工、冶金、紡織、造紙、食品、 游泳池、市政工程等各種工藝用水、生活用水、循環(huán)用水和廢水的預(yù) 處理領(lǐng)域。 石英砂過(guò)濾器設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控 制、處理流量大、反沖次數(shù)少、過(guò)濾效率高、阻力小、操作維修方便 等特點(diǎn)?；钚蕴窟^(guò)濾器濾料為活性炭，用于去除色、味、余氯和有機(jī)物，其主要作用 方式是吸附，活性炭是一種人工制成的吸附劑。 多介質(zhì)過(guò)濾器，活 性炭過(guò)濾器活性碳過(guò)濾器廣泛用于生活用水及食品工業(yè)、 化工、電力等行業(yè) 的水的預(yù)處理。 由于活性炭具有發(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積

7、， 因此對(duì)水中的溶解性有機(jī)物， 如苯類，酚類化合物等具有很強(qiáng)的吸附 能力，而且對(duì)于用生物法和化學(xué)法很難去除的有機(jī)污染物，如色度、 異臭、表面活性劑、合成洗滌劑和染料等都有較好的去除效果。 粒狀 活性炭對(duì)水中的AgA+ , CdA2+, CrO4八2-等離子去除率達(dá)85%以上。3 通過(guò)活性炭濾床后， 水中懸固小于 0.1mg/L ， COD 去除率一般為 40%50%，游離氯小于 0.1mg/L 。反沖洗工藝過(guò)濾器的反洗， 主要是指過(guò)濾器在使用一定周期后， 其濾料層截留 和吸附一定量的雜物和污漬， 這使得過(guò)濾器的出水水質(zhì)下降，主要表征：過(guò)濾器的正常濾后水質(zhì)變差， 進(jìn)水和出水管道的壓力差增大， 同

8、時(shí)，單臺(tái)過(guò)濾器的流量降低。 反沖洗的原理： 水流逆向通過(guò)濾料層， 使濾層膨脹、 懸浮， 借助水流的剪切力和顆粒的碰撞摩擦力清洗濾料 層使濾層的污物脫離并隨反洗水排出。反沖洗的必要性 (1)在過(guò)濾過(guò)程中，原水中的懸浮物等被濾料層截留吸附并不 斷地在濾料層中積累， 于是濾層孔隙逐漸被污物堵塞， 在濾層表面形 成濾餅，過(guò)濾水頭損失不斷增加。當(dāng)達(dá)到某一限度時(shí)，濾料需進(jìn)行清 洗，使濾層恢復(fù)工作性能，繼續(xù)工作。(2)過(guò)濾時(shí)由于水頭損失 增加，水流對(duì)吸附在濾料表面的污物的剪切力變大， 其中有些顆粒在 水流的沖擊下移到下層濾料中去， 最終會(huì)使水中的懸浮物含量不斷上 升，水質(zhì)變差，當(dāng)雜質(zhì)透過(guò)濾層時(shí)，過(guò)濾器失去過(guò)

9、濾效果。因此，到 一定程度時(shí)，需要清洗濾料，以便恢復(fù)濾料層的納污能力。 (3) 污水中的懸浮物中含有大量有機(jī)物， 長(zhǎng)期滯留在濾層中會(huì)導(dǎo)致濾層中 細(xì)菌微生物富集繁殖，發(fā)生厭氧腐敗現(xiàn)象，需定期清洗濾料。反沖洗參數(shù)控制和確定(1)膨脹高度：反沖洗時(shí)，為了保證濾料顆粒有足夠的間隙使 污物迅速隨水排出濾層，濾層膨脹率應(yīng)大一些。但膨脹率過(guò)大時(shí)，單 位體積中濾料的顆粒數(shù)變少， 顆粒碰撞的機(jī)會(huì)也減少， 所以對(duì)清洗不 利。雙層濾料，膨脹率為 40 50 。注意：在生產(chǎn)運(yùn)行中，對(duì)濾料的填充高度、 膨脹高度等隨機(jī)進(jìn)行檢查， 因?yàn)檎７聪催^(guò)程中， 會(huì)有部分濾料的跑失或磨損，需要進(jìn)行補(bǔ)充。相對(duì)穩(wěn)定的濾層，有以 下優(yōu)點(diǎn)：

10、確保過(guò)濾水質(zhì)的穩(wěn)定，保證反沖洗的效果。(2)反洗水量和壓力：一般設(shè)計(jì)要求，反洗水的強(qiáng)度為40 m3/(m2 h),反洗水的壓力w 0. 15 MPa。(3)反洗空氣量和壓力：反洗空氣的強(qiáng)度為15 m /(m h),反洗空氣的壓力w 0. 15 MPa。注意：在反洗過(guò)程中, 通入的反洗空氣匯集于過(guò)濾器的頂部, 大部分應(yīng)通過(guò)雙 孔排氣閥排出。日常生產(chǎn)中。需經(jīng)常檢查排氣閥的通暢性,主要表征 在閥球升降的自由度上。氣水聯(lián)合反洗(1)先用空氣沖洗，再用水反沖洗：首先將濾池水位降至濾層 表面上100 mm處，通入空氣數(shù)分鐘，然后用水反沖洗。適用于表面 污染重而部污染輕的濾池。 注意：相應(yīng)的閥門，關(guān)閉必須到

11、位； 否則，水位降到濾層表面以下時(shí)，濾層的上部沒(méi)有水的浸潤(rùn)，顆粒的 上下擾動(dòng)過(guò)程中，污物不能有效排出，反而會(huì)往濾層深處移動(dòng)。 (2)空氣和水聯(lián)合反洗：從靜止濾層下部同時(shí)送入空氣和反洗水，空 氣在上升過(guò)程中在砂層合形成大氣泡， 遇到濾料時(shí)又變成小氣泡， 同 時(shí)對(duì)濾料表面產(chǎn)生擦洗作用；反洗水頂松濾層，使濾料呈懸浮狀態(tài)， 利于空氣對(duì)濾料的擦洗。 反洗水和反洗空氣的膨脹作用相互疊加， 比 單一進(jìn)行時(shí)，作用更強(qiáng)。注意：水的反洗壓力和空氣的反洗壓力和強(qiáng)度不同， 應(yīng)注意先后順序， 避免反洗水進(jìn)入空氣管道。(3)在氣水聯(lián)合反洗結(jié)束后，停止進(jìn)入空氣，反洗水保持相同的流量，繼 續(xù)沖洗3 min 5 min,即可去

12、除遺留在濾床中的氣泡。備注：可留意頂部雙孔排氣閥的狀態(tài)。編輯本段濾料板結(jié)原因分析(1)截留在濾層上表層的污物,如果在一定周期,不能有效地 去除,在隨后的反洗過(guò)程中, 如果反洗空氣的分布不均勻會(huì)導(dǎo)致膨脹 高度不均勻,隨著反洗空氣的搓動(dòng),搓動(dòng)量小的地方,濾料表面的油 污等雜質(zhì)不能有效去除, 在投入下一正常濾水周期后, 局部負(fù)荷增大, 雜質(zhì)會(huì)從表面沉入部, 球團(tuán)逐漸增大, 并同時(shí)向過(guò)濾器的填充深度延 伸,直至整個(gè)過(guò)濾器失效。備注：實(shí)際運(yùn)行中,反洗空氣不均勻的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn), 主要是由于底部布?xì)夤艿赖拇┛住?局部濾帽的堵塞或損壞或是柵管間距的變形等原因引起。(2)濾層的表面濾料顆粒細(xì)小，反沖洗時(shí)相互碰撞

13、機(jī)會(huì)少，動(dòng)量小，所以不易清洗干凈。 附著的砂粒易結(jié)成小泥球。 當(dāng)反沖洗結(jié)束濾層重新級(jí)配時(shí)， 泥球就進(jìn) 入下層濾料中，隨著泥球的長(zhǎng)大不斷向深處移動(dòng)。(3)原水中所包含的油，截留在過(guò)濾器，經(jīng)反洗并殘余部分，日積月累，是導(dǎo)致過(guò) 濾器濾料板結(jié)的主要因素。 何時(shí)進(jìn)行反洗可根據(jù)原水的水質(zhì)特 點(diǎn)和出水水質(zhì)要求， 采用限定水頭損失、 出水水質(zhì)或過(guò)濾時(shí)間等標(biāo)準(zhǔn) 來(lái)確定。編輯本段過(guò)濾器加工和驗(yàn)收工序的注意事項(xiàng)(1)要求出水槽與濾板的平行允差不大于 2 mm。(2) 濾板的水平度及不平度均小于士 1. 5 mm。濾板的結(jié)構(gòu)，采用整體加工最 優(yōu)。當(dāng)筒體直徑較大時(shí)，或受原材料、運(yùn)輸?shù)确矫嬷萍s時(shí)，也可采用 兩瓣拼接成形。(3)對(duì)濾板和筒體各接合部位的合理處理，對(duì)空氣反洗環(huán)節(jié)尤為重要。為消除因?yàn)V板加工和筒體卷制等方面誤差造成的濾板和筒體的徑向間隙， 一般采用圓弧環(huán)板逐段焊接。 接 觸部位必需采用滿焊。中心管道和濾板的徑向間隙處理方法同上