多介質過濾器是利用一種或幾種(zhǒng)過(guò)濾介質,在一定的壓力下把濁度較(jiào)高的(de)水通過一定厚度的粒狀或非粒材料,從而有效的除去懸浮雜質使水澄清的(de)過程,常用的濾料有石(shí)英砂,無煙煤,錳砂等,主(zhǔ)要用於水處理除濁,軟化水,純水的前級預處理等,出水濁度可達3度以下(xià)。
過(guò)濾的含義,在(zài)水處理過程中,過濾一般是指以石英砂(shā)、無(wú)煙煤等濾料層截留(liú)水中懸浮雜質,從而使水獲得澄清的工藝過程。 用於過濾的多孔材(cái)料稱為濾料,石英砂是最常(cháng)見(jiàn)的濾料。濾料有粒狀,粉狀和纖維狀多種。常(cháng)用濾料有石英砂、無煙煤、活性炭、磁鐵礦、拓榴石(shí)、陶瓷、塑料球等。多介質過濾器(濾床),既(jì)采用兩種(zhǒng)以(yǐ)上的介質作(zuò)為濾層的介質過濾器,在工業循環水處理係統中,用以去除汙水中雜質、吸附油等,使水(shuǐ)質符合(hé)循環使用的要求。過濾的(de)作(zuò)用,主要(yào)是去除水中的懸浮或膠態雜質,特別(bié)是能有效地去除沉澱技術不能去(qù)除的微(wēi)小粒子和細菌等,BODs和COD等也有某種程度的去除效果。
其中過濾器體主要包括以下組件:簡體;布水組件;支撐組件;反洗氣管;濾料;排氣(qì)閥(外置)等。
濾料的選擇依(yī)據
(1)必(bì)須有足夠的機械強度,以免在反(fǎn)衝洗過程中很快地磨損和破碎;
(2)化學穩定性要好;
(3)不含有對人體健康有害及有毒物質,不含有對生產有害、影響生產的(de)物(wù)質;
(4)濾料的選(xuǎn)擇,應盡(jìn)量(liàng)采用吸附能力、截汙能力大、產水量高(gāo)、出水水質好的濾(lǜ)料。
在濾料中(zhōng),卵石主(zhǔ)要是(shì)起支撐作用,在(zài)過濾工藝過程中,因其強度高,相互之間的間距縫(féng)隙穩定,孔隙大,便於正洗工序中(zhōng),濾後水順利通過;同樣,反洗工序中,反洗水和(hé)反洗空氣等能順(shùn)利通過。常規配置中(zhōng),卵石分為四種(zhǒng)規格,鋪(pù)墊(diàn)方(fāng)式為自下而上先(xiān)大後小。
在水處理上(shàng)使用的多介質過(guò)濾器,常見的有:無煙煤(méi)-石(shí)英砂-磁鐵礦過濾器(qì),活性炭-石英砂-磁鐵礦過濾器,活性炭-石英砂(shā)過濾器(qì),石英砂-陶瓷過濾(lǜ)器等。
多介(jiè)質過(guò)濾器的濾層(céng)設計,主要考慮的因素為:
1、不同濾料具有(yǒu)較大的密度差,保證反洗擾動後不會發生混(hún)層現象。
2、根據產水用途選擇(zé)濾料(liào)。
3、粒(lì)徑(jìng)要求下層濾料粒徑小於上層濾料粒(lì)徑,以保證下層濾料的有效性和充分利用。
事實上,以三層濾(lǜ)床為例,上層濾(lǜ)料粒徑最大,有密(mì)度(dù)小的輕質濾料組成,如無煙煤、活性炭;中層濾料粒徑(jìng)居中,密度居中,一般為(wéi)石英砂組成;下層濾(lǜ)料由粒徑最小,密度最大的重質濾料組成,如磁鐵礦。由於密度差的限製,三層介質過濾器的濾料選擇(zé)基本上是(shì)固定的。上層濾(lǜ)料起粗濾作用,下層(céng)濾料(liào)起精濾作用(yòng),這樣就充分發揮了多介質濾床的作用,出水(shuǐ)水質(zhì)明顯好於單層濾料的濾床。而對(duì)於飲用水,一般禁(jìn)止使用無煙煤,樹脂等濾料。
石英砂過濾器
石英砂(shā)過(guò)濾(lǜ)器是一種采用石(shí)英砂作為(wéi)濾(lǜ)料的過濾器。可有效去除水中(zhōng)的懸浮物,並(bìng)對水中(zhōng)的膠體(tǐ)、鐵、有(yǒu)機物、農藥、錳、細菌、病毒等汙(wū)染物有明顯的去除作用。其(qí)有過(guò)濾(lǜ)阻力小,比(bǐ)表麵積大,耐酸堿性(xìng)強,耐氧化,PH適用範(fàn)圍為2-13,抗汙染性好等優點,石英砂過濾器的獨特優點還在於通過優化濾料和過濾器(qì)的(de)設計,實現了過(guò)濾器的(de)自適應運行(háng),濾料對原水(shuǐ)濃度(dù)、操作條(tiáo)件、預處置工藝(yì)等具有很強的自適應性,即在過濾(lǜ)時濾(lǜ)床自動形成上疏下密狀態,有利於在各種運行(háng)條件下保證出水水質(zhì),反洗時濾料充分(fèn)散(sàn)開,清洗效果好。砂(shā)過濾器具有過濾速度快、過濾精度高(gāo)、截汙容量大等優點。廣泛用於電力、電子、飲料、自來水、石油、化工、冶金、紡織、造紙(zhǐ)、食品、遊泳池、市政(zhèng)工程等(děng)各種工藝用水、生活用水、循環用水和廢水的預處理領域。石英砂過濾器設(shè)備結構(gòu)簡單、運行可以實現自(zì)動控製、處理流量大、反衝次數少、過濾(lǜ)效率高、阻(zǔ)力小、操作維修方便等特(tè)點。
活性炭過濾(lǜ)器
濾料為活性(xìng)炭(tàn),用於去除色、味、餘氯和有機物,其(qí)主要作用方式是吸附,活性炭是一種人工製(zhì)成的吸附劑。
活性碳過濾器廣泛用於生(shēng)活用水及食(shí)品(pǐn)工業、化(huà)工、電力等行業的水的預處理。由於活性炭具(jù)有(yǒu)發達的細孔結構和巨大(dà)的比表麵積,因此對水(shuǐ)中的溶解性有機物,如苯類,酚類化合物(wù)等具有很(hěn)強的吸附能力,而且對於用生物法和化學法很難去除的有機汙染物,如色(sè)度、異臭、表麵活性劑、合成洗滌劑和染料等都有較好的去除效果。粒狀活性炭對水(shuǐ)中的Ag^+,Cd^2+,CrO4^2-等(děng)離子去(qù)除率達85%以上。通過(guò)活性炭濾床後,水(shuǐ)中懸固(gù)小(xiǎo)於0.1mg/L,COD去(qù)除率一般為40%~50%,遊離氯小(xiǎo)於0.1mg/L。
反衝洗工藝
過濾器的反洗,主要是指過濾器在使用一定周(zhōu)期後,其濾料層截留(liú)和吸附一定量的雜物和汙漬,這使(shǐ)得過濾器的出水水質下降,主(zhǔ)要表征:過濾器的(de)正常濾後水質變差,進水和(hé)出水管道的壓力差增大(dà),同時,單台過濾器的流量降低。反衝洗的(de)原(yuán)理:水流逆向(xiàng)通過濾料(liào)層,使濾層膨脹、懸浮(fú),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的汙物脫(tuō)離並(bìng)隨反洗水排出。
反衝洗(xǐ)的必要性
(1)在過濾過程中,原(yuán)水中的懸浮物等被濾料(liào)層截留吸(xī)附並不斷地在濾料層中積累,於是濾層孔隙逐漸被汙物堵塞,在濾層表麵形成濾餅,過濾水頭損(sǔn)失不斷增加。當達到某一限度時,濾料(liào)需進行清洗,使濾層恢複工作性能(néng),繼續工作。
(2)過濾時由於水頭(tóu)損失增加,水流對吸附在濾料表麵的汙物的剪切力變大,其中有些顆(kē)粒在水流的衝擊下移到下層濾料中去(qù),最終會使水中的懸浮物含量不斷上升,水質變差,當(dāng)雜質(zhì)透過(guò)濾層時,過濾器失去過濾效果(guǒ)。因此,到一定(dìng)程度時,需要清洗濾料,以便恢複濾料層的納汙能力(lì)。
(3)汙水中的懸浮物中含有大量有機物,長期滯留在濾層中會導致濾層中細菌微生物富集繁殖,發生厭氧腐敗現象,需定期清(qīng)洗濾料。
反衝洗參數控製和確(què)定
(1)膨脹高度:反衝洗時,為了保證濾料顆粒有足夠的間隙使汙物迅速隨水排出濾層,濾層膨脹率應大一些。但膨脹率過大時,單位體積中濾料的顆粒數變少(shǎo),顆粒碰撞的(de)機會也減少,所(suǒ)以對清洗不利。雙層濾料,膨脹率為(wéi)40%----50% 。注意:在生(shēng)產運行中,對濾料(liào)的填充高度、膨脹高度等(děng)隨機進行檢查,因為正常反洗(xǐ)過程中(zhōng),會有部分濾料的跑失或磨損,需要進行(háng)補充。相對(duì)穩定的濾層,有以下優點:確保過濾水質的穩(wěn)定,保證反衝洗(xǐ)的效(xiào)果。(2)反洗(xǐ)水量和壓力:一般(bān)設(shè)計要求,反洗水的強度為40 m3/(m2•h),反洗水的壓力≤0.15 MPa。(3)反洗空氣量(liàng)和壓(yā)力:反洗空氣的強度為15 m /(m •h),反洗空氣的壓力≤0.15 MPa。注意:在(zài)反洗過程中,通入(rù)的反洗空氣匯集(jí)於過濾器的頂部,大部分應通過雙孔排氣閥排(pái)出(chū)。日(rì)常生產(chǎn)中。需經常檢查排氣閥的通暢性,主要表征在閥球升降的自由(yóu)度上。
氣水聯合(hé)反洗
(1)先用空氣衝洗,再用水反衝洗:首先將濾池水(shuǐ)位降至(zhì)濾層表(biǎo)麵上100 mm處,通入空氣數分鍾,然後用水反衝洗。適用於表麵汙染重而(ér)內部汙染輕的濾池。
注意:相應的閥門,關閉必須到位;否則,水位降到濾層表麵以下時,濾層的上部沒有水的浸(jìn)潤(rùn),顆粒的上下擾動過程中,汙物不能有效排出,反而會往濾層深處移動。
(2)空氣(qì)和水聯合反洗:從靜止濾層下部同時送入空氣和反洗水,空氣(qì)在上升過程(chéng)中在砂層內合形成大氣泡,遇到濾料時又變成小氣泡,同時(shí)對濾料表麵產生擦洗作用;反洗水頂鬆濾層,使濾料呈懸浮狀態,利於空氣(qì)對濾料的擦洗(xǐ)。反洗(xǐ)水和反洗空氣的膨脹(zhàng)作用相互疊加,比單一進行時,作(zuò)用(yòng)更強。
注意:水的反洗壓力和空氣的反洗壓力和強度不同,應注(zhù)意先(xiān)後順序,避免(miǎn)反洗水進入空氣管道(dào)。
(3)在氣水聯合反洗結束後,停止進入空氣,反洗水保持相同(tóng)的(de)流量,繼續衝(chōng)洗3 min ~5 min,即可去除遺留在濾床中的氣泡。
備注:可留意頂部雙孔(kǒng)排氣閥(fá)的狀態。
濾料板結原因(yīn)分(fèn)析
(1)截留在濾層上表層的汙物(wù),如果在一定周期內,不能(néng)有效地(dì)去除,在隨後的反洗過程中,如果反洗空氣的分布不均勻會導(dǎo)致膨脹高度不均勻,隨著反洗空氣的搓動,搓動量小的地方,濾料表麵的油汙等(děng)雜質不(bú)能有效去(qù)除,在投入下一正常濾水周期後,局部負荷增大(dà),雜(zá)質會從表(biǎo)麵沉入內部,球團逐漸增大,並同時向過濾器的填充深度內延伸(shēn),直至整個過(guò)濾器失效。 備注:實(shí)際運行中,反洗空氣不(bú)均勻的現(xiàn)象經常(cháng)出現,主要是(shì)由(yóu)於底部布氣管道的穿孔、局部濾帽的堵塞或損壞或是柵管間距(jù)的(de)變形等原因引起。
(2)濾層(céng)的表麵濾料顆粒細小(xiǎo),反(fǎn)衝洗時相互碰撞機會少(shǎo),動量(liàng)小(xiǎo),所以不易清(qīng)洗幹淨。附著的砂(shā)粒易結成小泥(ní)球。當反衝洗結束濾層重新級配時,泥球就進(jìn)入下層濾料(liào)中,隨著泥球的長大(dà)不斷(duàn)向深(shēn)處移動。
(3)原水中所包含(hán)的油,截留在(zài)過濾器內,經反洗並殘餘部分,日積月累,是導致過濾器濾料板結的主要(yào)因素。何時進行反洗可根據原水的水質特點和出水水質(zhì)要求,采用限定水頭損失、出水水(shuǐ)質(zhì)或過濾(lǜ)時間等標準來確定