多介質過濾器是利用一種或幾種過濾介質,在一定(dìng)的(de)壓力(lì)下把濁度較(jiào)高的水通(tōng)過一定厚(hòu)度的粒狀或非粒材料,從而(ér)有效的除去懸浮雜質使水澄清的過(guò)程,常用的(de)濾料有(yǒu)石英砂,無煙煤,錳砂等(děng),主要用於水處(chù)理除濁,軟化水,純(chún)水的前級預處理等,出(chū)水濁(zhuó)度可達3度以下。
過濾的含義,在水處理過程(chéng)中,過濾一般是(shì)指以石英砂、無(wú)煙煤等濾料(liào)層截留水中懸浮雜質,從而使水獲得澄清的工藝過程。 用於過濾(lǜ)的多孔材料(liào)稱為濾料,石英砂是最常見的(de)濾料。濾料有粒狀,粉狀和纖維狀多種。常用濾(lǜ)料有石英砂、無煙煤(méi)、活性炭、磁鐵礦、拓榴石、陶瓷、塑料球等。多介質過濾器(濾床(chuáng)),既采用兩種以上的介質作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(zhì)、吸附油(yóu)等,使水質(zhì)符合循環使用的要求。過濾的作用,主要是去除(chú)水中的懸(xuán)浮(fú)或膠態雜質,特(tè)別是能有效地去除沉澱技術不(bú)能(néng)去除的微小(xiǎo)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(yào)包括以下組件(jiàn):簡體;布(bù)水組件;支(zhī)撐組件;反洗氣管;濾料;排氣閥(外置)等(děng)。
濾(lǜ)料(liào)的選擇依據
(1)必須(xū)有足夠(gòu)的機械強度,以免在反衝洗過程中很快地磨損和破碎;
(2)化學穩定(dìng)性要好;
(3)不含有(yǒu)對人體健康有害及有毒物(wù)質,不含有對生產有(yǒu)害、影響生產的(de)物質;
(4)濾料的選擇,應盡量采用吸(xī)附能力、截汙能力大、產水量高、出水水質好的濾料。
在濾料(liào)中(zhōng),卵(luǎn)石主(zhǔ)要是起支撐作用,在過濾工藝過程中,因其強度高,相互(hù)之間的(de)間距縫隙(xì)穩定,孔隙大,便於正洗工序中,濾後水順利通過;同樣,反洗(xǐ)工序中,反洗水和反洗空氣等能順(shùn)利(lì)通過。常規(guī)配置(zhì)中(zhōng),卵石分為四種規格,鋪墊方(fāng)式為自下而上先大(dà)後小。
在水處理上使用的多介質過濾器,常見的有:無煙煤-石英砂-磁鐵礦過濾器,活性炭-石英砂-磁(cí)鐵礦過濾器,活性炭-石英砂過濾器,石英砂-陶瓷過濾器等。
多介質過濾器的(de)濾層設計,主要考慮的因素為(wéi):
1、不同濾料具有較大的密度差,保證反洗擾動後不會發生混層現象。
2、根據產水用途選擇濾料(liào)。
3、粒徑要求下(xià)層(céng)濾料粒徑小(xiǎo)於上層濾料(liào)粒徑,以保證下層濾料的(de)有效性和充(chōng)分利用。
事實上,以三層濾床為例,上層濾料粒徑最大,有密度小的輕(qīng)質濾料組成,如無(wú)煙煤、活性炭;中層濾料粒徑居中,密度(dù)居(jū)中,一般為石英砂組成;下層(céng)濾(lǜ)料由粒徑最小,密度最大的重(chóng)質濾料組成,如磁鐵礦。由於密度差的限製,三層介質過(guò)濾(lǜ)器的濾料選擇基本上是固定的(de)。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(duō)介質濾床的作用,出水水質明顯好於單層濾料的濾床(chuáng)。而對於飲用水,一般禁止使用(yòng)無煙(yān)煤(méi),樹脂等濾料。
石英砂(shā)過濾(lǜ)器
石英砂(shā)過濾器是一種采用石英砂作為(wéi)濾料的過濾器。可有效去除水(shuǐ)中的懸浮物,並對水中的膠體、鐵、有機物、農(nóng)藥、錳、細菌、病毒等汙染物有明顯的去除作用。其有過濾阻力小,比表麵積大(dà),耐酸堿性(xìng)強,耐氧化,PH適用範圍為2-13,抗汙染性好等優點,石(shí)英砂過濾器的獨特優點還在於通過(guò)優化濾料和過濾器的設計,實(shí)現了過濾器的自適應運行,濾料對原(yuán)水濃(nóng)度、操作條件、預處置工(gōng)藝等具有很(hěn)強的自適應性,即(jí)在過濾時(shí)濾床自動形成(chéng)上(shàng)疏下密狀態,有利(lì)於在各種運行條(tiáo)件下保證出水水質,反洗時濾(lǜ)料充分散開,清洗效果好。砂過濾器具(jù)有過濾速度快、過濾精度高、截汙容量大等優點。廣泛用於電力、電子、飲(yǐn)料、自來水、石油、化工、冶金、紡織、造紙、食品、遊泳池、市政工程等各種工藝用水、生活用水、循環用水和廢水的預處理領域。石英砂過濾器設備(bèi)結構簡單、運行可以實現(xiàn)自動控製、處理流(liú)量大、反(fǎn)衝次數少、過濾效率高、阻力小、操(cāo)作維修方便等特點。
活性炭過濾器
濾料為活性炭,用於去除色、味、餘氯和有機(jī)物,其主要作用方式是吸(xī)附,活性炭是一(yī)種人工製成的吸附劑。
活性碳過濾器廣泛用於生活用水及食品工業、化工、電力等行業的水的預處理。由於(yú)活性炭具有發達的細孔結構和巨大的比表麵積,因(yīn)此對水中的溶(róng)解性有機物,如苯類,酚類化(huà)合物等具有很強的吸附能力,而且對於用生物法和化學法很難去除的有機汙染(rǎn)物,如色(sè)度、異(yì)臭、表麵活性劑、合成洗滌劑和染料等都有(yǒu)較好的去(qù)除效果。粒狀活性炭對水中的(de)Ag^+,Cd^2+,CrO4^2-等離子去除率(lǜ)達85%以上。通過活性炭濾床後,水中懸固小於0.1mg/L,COD去除率一般為40%~50%,遊離氯(lǜ)小於0.1mg/L。
反衝洗工藝(yì)
過濾器的(de)反洗(xǐ),主要是指過濾器在使用一定周期後,其濾料層截留和吸附一定量的雜物(wù)和汙漬,這使得過濾器的出水水質下降,主要表(biǎo)征:過濾器的正常濾後水質變(biàn)差,進(jìn)水和(hé)出水管道的壓力(lì)差增大,同時,單台過濾器(qì)的流量降低。反衝洗的原理:水流逆向(xiàng)通過濾料(liào)層,使濾層膨脹、懸浮,借助水流的剪切力和顆粒的碰撞摩(mó)擦力清洗濾料層使濾層內的汙物脫離並隨反洗水排出。
反衝洗(xǐ)的必要(yào)性
(1)在過濾(lǜ)過程中,原水中的懸浮物等被濾料層截留吸附並不斷地在(zài)濾(lǜ)料層中(zhōng)積(jī)累,於是濾層孔隙逐(zhú)漸被汙物(wù)堵塞,在濾層表麵形成濾餅,過濾水頭損失不斷(duàn)增加。當達到某一限度(dù)時,濾料(liào)需進行清洗,使濾層恢複工作性能,繼續工作。
(2)過濾時由於水頭損失增加,水流對吸附在濾料表麵的汙物的(de)剪切力變大,其中有些顆粒在水流的衝擊下移到下層(céng)濾料中去,最終會使水中的懸浮物含量不斷上升,水質變差,當雜質透過濾層時(shí),過(guò)濾器失去(qù)過濾效果。因(yīn)此,到一定程度時,需要清洗濾料,以便恢複(fù)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(qī)滯(zhì)留(liú)在濾層中會導(dǎo)致(zhì)濾層中細菌微生物富集繁殖,發生厭氧腐敗(bài)現象(xiàng),需定(dìng)期清洗濾料。
反衝洗參數控(kòng)製和確(què)定
(1)膨脹高度:反衝(chōng)洗時(shí),為了保證濾料顆粒有足夠的間隙使汙(wū)物迅速隨(suí)水排(pái)出濾層,濾層膨脹率應大一些。但膨脹率過大時(shí),單位體積中(zhōng)濾料的顆粒數變少,顆粒碰撞(zhuàng)的機會(huì)也減少,所以對清洗不利。雙層濾(lǜ)料,膨脹率為(wéi)40%----50% 。注意:在生產運行中,對濾料的填充高度、膨脹高度等隨機進行檢查,因為(wéi)正常反洗過程中,會有部分濾料的跑失或磨損,需要進行補充。相對穩定的濾層,有以下優點:確保過濾水質(zhì)的穩定,保證反衝洗的效果(guǒ)。(2)反洗水量和(hé)壓(yā)力:一般設計(jì)要求(qiú),反洗水的強度為40 m3/(m2•h),反洗水的壓力≤0.15 MPa。(3)反洗空(kōng)氣量和壓力:反洗空氣的強(qiáng)度為(wéi)15 m /(m •h),反洗(xǐ)空氣的壓(yā)力(lì)≤0.15 MPa。注意:在反洗(xǐ)過程中,通入的反洗空氣匯集於過濾(lǜ)器的頂部,大部分應通過雙孔排氣閥排出(chū)。日(rì)常生產中。需(xū)經(jīng)常檢查排氣閥的通暢性,主要表征在閥(fá)球升降的自由度上。
氣水聯合反洗
(1)先用空氣(qì)衝洗,再用水反衝洗:首先將濾池水位降至濾層表麵上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內部汙染輕(qīng)的濾池。
注意:相應的閥門(mén),關閉必須到位;否則,水位降到濾層(céng)表麵以下時(shí),濾層的上部沒有水的浸潤,顆粒的(de)上下擾動過(guò)程中,汙(wū)物不能有效排(pái)出,反而會往濾層深處移動。
(2)空氣和(hé)水聯合反(fǎn)洗:從靜止濾層下部同時送入空氣(qì)和反(fǎn)洗水,空氣(qì)在上升過程中在(zài)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(liào)表麵(miàn)產生擦洗作用;反洗水頂鬆濾層,使濾料呈懸浮(fú)狀態,利於(yú)空氣對濾料的擦(cā)洗(xǐ)。反(fǎn)洗水(shuǐ)和反洗(xǐ)空氣的膨脹作用相互疊加,比單一進行時,作用(yòng)更強。
注(zhù)意:水的反洗壓力和空氣的(de)反洗壓力和強度不同,應注意先(xiān)後順序,避免(miǎn)反洗水進入空氣管道。
(3)在氣(qì)水聯合(hé)反洗結束後,停止進入空氣,反洗水保持相同的流量,繼續衝洗3 min ~5 min,即可去除遺留在濾床中的氣泡。
備注:可留意頂部雙孔排氣閥(fá)的狀態(tài)。
濾料板結原因分析
(1)截留在(zài)濾層上表層的汙物,如果在一定周期內,不能有效地去除,在隨後的反洗過(guò)程中,如果反洗空氣的分布不均勻會導致膨脹高(gāo)度不均勻,隨著反洗(xǐ)空氣的搓(cuō)動,搓動量小的地方,濾料表麵的油汙等雜質不能有效去除,在投入下一正常濾水(shuǐ)周期後,局部(bù)負荷增大,雜質會從表麵(miàn)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,直至(zhì)整個過濾(lǜ)器失效。 備(bèi)注:實際運行中,反(fǎn)洗空氣不均勻的現象(xiàng)經常出現,主要是由於底部布氣管道的穿孔、局部濾帽的(de)堵塞或損壞或是柵管間距的變形等原因引起。
(2)濾層的表麵濾(lǜ)料顆粒細小(xiǎo),反衝洗(xǐ)時相互碰撞機會(huì)少,動量小,所以不易清(qīng)洗幹淨。附(fù)著的砂粒易結成小泥球。當反衝洗結束濾(lǜ)層重新級配時,泥球就進入下層(céng)濾料中,隨著泥球的長大不斷向深處移動。
(3)原水中所包(bāo)含的油,截(jié)留在過濾(lǜ)器內,經(jīng)反洗並殘餘(yú)部分,日積月累,是(shì)導致過(guò)濾器濾(lǜ)料板結的主要因(yīn)素。何時(shí)進(jìn)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、出水水質或過濾時間(jiān)等標準來確定


