多介質(zhì)過(guò)濾器的設(shè)計(jì)原理介紹

  西安康諾環(huán)保科技有限公司文章：首先感謝您了解咨詢本公司的水處理設(shè)備產(chǎn)品！為方便您的使用，我們編寫了該多介質(zhì)過(guò)濾器設(shè)備的手冊(cè)，為您的認(rèn)真閱讀和正確使用打下良好基礎(chǔ)。 多介質(zhì)過(guò)濾器是利用一種或幾種過(guò)濾介質(zhì)，在的壓力下把濁度較高的水通過(guò)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，對(duì)BOD和COD等也有某種程度的去除效果。

  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。

一、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。

5、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800～1 000（設(shè)計(jì)規(guī)范）。濾料的粒徑的大小和過(guò)濾精度相關(guān)?！?/span>

二、多介質(zhì)過(guò)濾器/水處理設(shè)備·

在水處理上使用的常見(jiàn)的多介質(zhì)過(guò)濾器有：無(wú)煙煤-石英砂-磁鐵礦過(guò)濾器，活性炭-石英砂-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。

三、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，由密度小的輕質(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；下層濾料由粒徑小，由密度的重質(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)濾床的作用，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。

四、石英砂過(guò)濾器

石英砂過(guò)濾器是利用石英砂作為過(guò)濾介質(zhì)，在壓力下，把濁度較高的水通過(guò)厚度的粒狀或非粒的石英砂過(guò)濾，有效的截留除去水中的懸浮物、有機(jī)物、膠質(zhì)顆粒、微生物、氯、嗅味及部分重金屬離子等，使水澄清的水處理設(shè)備。根據(jù)不同的產(chǎn)水量，需配備不同目數(shù)（不同直徑的石英沙顆粒）的石英砂，都是用于水處理除濁，軟化水，以及純水的前級(jí)預(yù)處理等

五、水處理設(shè)備/活性炭過(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?；钚蕴渴且环N人工制成的吸附劑。

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，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Ag^+，Cd^2+，CrO4^2-等離子去除率達(dá)85%以上。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。

六、康諾水處理設(shè)備反沖洗工藝

1、過(guò)濾器的反洗主要是指過(guò)濾器在使用周期后，其濾料層截留和吸附量的雜物和污漬，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，同時(shí)單臺(tái)過(guò)濾器的流量降低。

2、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內(nèi)的污物脫離并隨反洗水排出。

3、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)濾效果。因此，到程度時(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。

4、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)：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40m3／(㎡?h)，反洗水的壓力≤0．15 MPa。

（3）反洗空氣量和壓力

反洗空氣的強(qiáng)度為15m／(m?h)，反洗空氣的壓力≤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。

七、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內(nèi)部污染輕的濾池。

注意：相應(yīng)的閥門關(guān)閉必須到位；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)程中在砂層內(nèi)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，即可去除在濾床中的氣泡。

備注：可留意頂部雙孔排氣閥的狀態(tài)。

八、濾料板結(jié)原因分析

1、截留在濾層上表層的污物，如果在周期內(nèi)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)從表面沉入內(nèi)部，球團(tuán)逐漸增大，并同時(shí)向過(guò)濾器的填充深度內(nèi)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┛?、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)束濾層重新分配時(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)濾器內(nèi)，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。

九、濾料填裝順序與注意事項(xiàng)

1、多介質(zhì)濾料：自下而上，依次為8-10mm石英砂→5-6mm石英砂→2-3mm石英砂→1-2mm石英砂→無(wú)煙煤，共5層；

2、石英砂過(guò)濾器：自上而下，依次為1-2mm石英砂—(填裝高度500mm)→6-8mm石英砂（填裝高度500mm）→2mm石英砂(填裝高度200mm)，共三層；

3、活性炭過(guò)濾器：自下而上，依次為5-6mm石英砂→活性炭，共2層。

4、每裝完一層同樣規(guī)格濾料，需進(jìn)行攤平處理，然后再裝填另一種規(guī)格的。

5、開(kāi)啟人孔裝填濾料時(shí)，須注意防止野蠻操作，以免損壞設(shè)備內(nèi)部防腐涂層。

十、試運(yùn)行

1、設(shè)備供水壓力和流量須符合設(shè)備運(yùn)行要求。

2、先將控制閥門調(diào)整在反洗位置，注意：反洗進(jìn)水閥門不能開(kāi)啟過(guò)大過(guò)快，一般先開(kāi)啟1/5位置即可，當(dāng)觀察到反洗排水水流滿管后，再緩慢開(kāi)啟進(jìn)水閥門至全部打開(kāi)位置。

3、當(dāng)觀察到反洗排水水流清澈時(shí)，將控制閥門調(diào)整到正洗位置，直到正洗排水水流清澈為止。

4、初次投入運(yùn)行，可反洗→正洗循環(huán)多次，直到觀察到排污水流不渾濁方可投入使用。

十一、使用操作方法：

（1）設(shè)備進(jìn)水壓力需保證在0.25-0.4Mpa之間。

（2）設(shè)備一般連續(xù)運(yùn)行2-3天，或者觀察進(jìn)水水壓力表，壓差達(dá)到0.06MPa時(shí)，需要對(duì)濾料進(jìn)行還原清洗，還原清洗時(shí)間：反洗15-25分鐘；正洗15-25分鐘。

（3）注意：設(shè)備反沖洗、正洗時(shí)，進(jìn)水閥門不要快速開(kāi)啟，動(dòng)作要緩慢，直到觀察到排污水流均勻滿管后再全部開(kāi)啟進(jìn)水閥門。

十二、內(nèi)部濾料更換周期：

石英砂3-5年，活性炭1年，或反復(fù)還原清洗后，設(shè)備進(jìn)出水壓力差大于0.15Mpa。

十三、機(jī)械過(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±1．5 mm。濾板的結(jié)構(gòu)采用整體加工。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。 　

（1）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。

（2）中心管道和濾板的徑向間隙處理方法同上。

備注：上述措施確保了過(guò)濾和反洗只能通過(guò)濾帽或排管間隙連通。同時(shí)，也就保證了反洗和過(guò)濾通道的分布均勻性。

4、濾板上加工的通孔，徑向誤差為±1.5 mm。濾帽導(dǎo)桿和濾板通孔之間配合尺寸的增大，不利于濾帽的安裝或固定。通孔的加工必須采用機(jī)械設(shè)備。　

5、濾帽的材質(zhì)，尼龍，ABS次之。因上部添加的濾料對(duì)濾帽的擠壓負(fù)荷，要求強(qiáng)度要高，以避免變形。濾帽與濾板的接觸面(上、下表面)需加彈性橡膠墊。

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