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多介质过滤器


1简介

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,石英砂是最常见的滤料。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、多孔陶瓷、塑料球等。

多介质过滤器

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,BOD5和COD等也有某种程度的去除效果。性能参数如下表所示:

2结构介绍

多介质过滤器广泛用于水处理的工艺中,多介质过滤器主要由以下部分构成:配套管线和阀门。其中过滤器体又包括:① 筒体;②反洗气管;③布水组件;④支撑组件;⑤滤料;⑥排气阀(外置)等

3作用

去除水中的泥砂、悬浮物、胶体等杂质和藻类等生物,降低对反渗透膜元件的机械损伤及污染。

4内滤层构成

过滤器内多介质滤料为优质均粒砾石、石英砂、磁铁矿、无烟煤等滤料,这些滤料根据其比重和粒径的大小在过滤器罐体内科学有序的分布,如比重小而粒径稍大的无烟煤放在滤床的最上层,比重适中和粒径小的石英砂放在滤床的中层,比重大和粒径大的砾石放在滤床的最下层。这样的配比保证了过滤器在进行反洗的时候不会产生乱层现象,从而保证了滤料的截留能力。

多介质过滤器性能参数

5原理

多介质过滤器(又称机械过滤器)是以成层状的无烟煤、砂、细碎的石榴石或其他材料为床层,一个典型的多介质过滤器。

床的顶层由最轻和最粗品级的材料组成,而最重和最细品级的材料放在床的低部。其原理为按深度过滤–水中较大的颗粒在顶层被去除,较小的颗粒在过滤器介质的较深处被去除。从而使水质达到粗过滤后的标准。

设备是压力式的,其原理是当原水自上而下通过滤料时,水中悬浮物由于吸附和机械阻流作用被滤层表面截留下来;当水流进滤层中间时,由于滤料层中的砂粒排列的更紧密,使水中微粒有更多的机会与砂粒碰撞,于是水中凝絮物、悬浮物和砂粒表面相互粘附,水中杂质截留在滤料层中,从而得到澄清的水质。经过滤后的出水悬浮物可在5毫克/升以下。

6特点

1、多孔介质过滤器广泛用于水处理的工艺中,可以单独使用,但多数是做为水质深度处理(交换树脂、电渗析、反渗透)的预过滤。

2、多介质过滤器是常用的水质深度净化的预处理装置,可根据工艺要求填加不同的滤料。

3、多介质过滤器材质可采用玻璃钢、A3钢防腐或衬胶、全不锈钢。操作方式有全自动和手动两种形式,自动控制是采用美国进口的自动控制器及气、液动阀控制,操作简便易于维护保养,在各行各业水处理工艺的前处理装置得到广泛的应用。

4、多介质过滤器(含双滤料过滤器)的过滤材料应有足够的化学稳定性,各介质的相对密度和粒径应有一定差别,由无烟煤与石英砂组成的双层滤料过滤器所用的无烟煤相对密度为1.4—1.6,粒径为0.8—1.8mm,石英砂相对密度为2.6—2.65,粒径为0.5—1.2mm;3层滤料过滤器除了以上两种滤料外还可以用锰砂、磁铁矿之类的重质矿石,其相对密度为4.7—5.0,粒径为0.5—4mm。

7构造

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。

8滤料选择

(1)必须有足够的机械强度,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。

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800~1 000(设计规范)。

滤料的粒径的大小和过滤精度相关。

下表所示为各部件的功用和结构形式。

各部件的功用和结构形式

9砂滤器构成

石英砂过滤器构成分为过滤系统和控制系统。过滤系统通常由高效过滤单元,三通自动阀门,进出水管道,排污管道构成。其中高效过滤单元中包括各种过滤介质。控制系统通常由PLC定时控制器,压差控制器,电磁三通阀及控制管路构成。

AIGER石英砂过滤器剖面图

10类型

多介质过滤器常见的滤料有:无烟煤,陶粒、石英砂、活性炭等。

多介质类

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,上层滤料粒径最大,由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;下层滤料由粒径最小,密度最大的重质滤料组成,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。

石英砂类

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适用范围为2-13,抗污染性好等优点,石英砂过滤器的独特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