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多介质过滤器的设计原理解析

发布时间:2020-08-04浏览:160次

多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质,在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料,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。
        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,BOD和COD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、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。

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800~1000(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,上层滤料粒径大,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;下层滤料由粒径小,密度大的重质滤料组成,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。

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。

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85%以上。通过活性炭滤床后,水中悬固小于0.1mg/L,COD去除率一般为40%~50%,游离氯小于0.1mg/L。

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