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機(jī)械過濾器,多介質(zhì)過濾器設(shè)計(jì)原理介紹
機(jī)械過濾器,多介質(zhì)過濾器設(shè)計(jì)原理介紹。
多介質(zhì)過濾器利用一種或幾種過濾介質(zhì),在一定壓力下使?jié)岫雀叩乃ㄟ^一定厚度的粒狀或非粒狀材料,有效地去除浮游雜質(zhì)使水明確的過程。常用的濾料有石英砂、無煙煤、錳砂等,主要用于水處理除濁、軟化水、純凈水級(jí)預(yù)處理等,出水濁度可達(dá)3度以下。
過濾材質(zhì):SS304不銹鋼、316L不銹鋼、Q235碳鋼、玻璃鋼等。
過濾的意思:在水處理過程中,過濾一般是指石英砂、無煙煤等過濾層截留水中浮起的雜質(zhì),使水清晰。用于過濾的多孔材料稱為過濾材料,石英砂是最常見的過濾材料。濾料有顆粒狀,粉狀和纖維狀多種多樣。常用過濾器有石英砂、無煙煤、活性炭、磁鐵礦、開拓石榴石、陶瓷、塑料球等。
多介質(zhì)過濾器(過濾床)采用兩種以上介質(zhì)作為過濾層的介質(zhì)過濾器。在工業(yè)循環(huán)水處理系統(tǒng)中,用于去除污水中的雜質(zhì)、吸附油等,使水質(zhì)符合循環(huán)使用的要求。過濾的作用主要是清除水中的浮動(dòng)或膠狀雜質(zhì),尤其是沉淀技術(shù)不能清除的微粒子和細(xì)菌等,對(duì)BOD和COD等也有一定程度的清除效果。
多介質(zhì)過濾器主要由過濾器體、配套管道和閥門組成。
其中過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;過濾材料;排氣閥(外部)
一、過濾材料的選擇依據(jù)。
1、必須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,以免在反沖洗過程中迅速磨損和破碎;
2.化學(xué)穩(wěn)定性好
3、不含有對(duì)人體健康有害的有毒物質(zhì),不含有對(duì)生產(chǎn)有害的影響生產(chǎn)的物質(zhì)
4、過濾材料的選擇,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)好的過濾材料。
在過濾材料中,玉石主要發(fā)揮支撐作用,在過濾過程中,強(qiáng)度高,相互間隔間隙穩(wěn)定,間隙大,在正清洗過程中,過濾后的水順利通過,同樣,在反清洗過程中,反清洗水和反清洗空氣等可以順利通過。在正常配置中,玉石分為四種規(guī)格,鋪路方式自下而上大小。
5.過濾材料粒徑與填充高度的關(guān)系。
過濾床的高度和過濾材料的平均粒徑比值為800~1000(設(shè)計(jì)規(guī)范)。過濾材料粒徑的大小與過濾精度有關(guān)。
二、多介質(zhì)過濾器。
水處理中常用的多媒體過濾器有無煙煤石英砂磁鐵礦過濾器、活性炭石英砂磁鐵礦過濾器、活性炭石英砂過濾器、石英砂陶瓷過濾器等。
三、多介質(zhì)過濾器過濾層設(shè)計(jì)的主要考慮因素如下:
1、不同過濾材料密度差大,保證清洗干擾后不會(huì)混合。
2.根據(jù)生產(chǎn)水的用途選擇過濾材料。
3、粒徑要求下層過濾材料粒徑小于上層過濾材料粒徑,保證下層過濾材料的有效性和充分利用。
實(shí)際上,以三層過濾床為例,上層過濾材料的粒徑最大,由密度小的輕質(zhì)過濾材料構(gòu)成,如無煙煤、活性炭的中層過濾材料的粒徑中央,密度中央,一般由石英砂構(gòu)成的下層過濾材料由粒徑最小、密度最大的重質(zhì)過濾材料構(gòu)成,如磁鐵礦。由于密度差的限制,三層介質(zhì)過濾器的過濾材料選擇基本固定。上層過濾材料發(fā)揮粗過濾作用,下層過濾材料發(fā)揮精過濾作用,充分發(fā)揮多過濾器的作用,出水水質(zhì)明顯優(yōu)于單層過濾器的過濾器。飲用水一般禁止使用無煙煤、樹脂等過濾材料。
四、石英砂濾網(wǎng):
石英砂過濾器是以石英砂為過濾材料的過濾器。能夠有效去除水中的懸浮物,對(duì)水中的膠體、鐵、有機(jī)物、農(nóng)藥、錳、細(xì)菌、病毒等污染物有明顯的去除作用。它具有過濾阻力小、比表面積大、抗酸堿性強(qiáng)、抗氧化、PH適用范圍2-13、抗污性好等優(yōu)點(diǎn)。石英砂濾波器的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是通過優(yōu)化濾波器和濾波器的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了濾波器的自適應(yīng)運(yùn)行,濾波器對(duì)原水濃度、操作條件、預(yù)處理技術(shù)等具有很強(qiáng)的自適應(yīng)性,即過濾時(shí)濾波器床自動(dòng)形成上下密度狀態(tài),有利于在各種運(yùn)行條件下保證出水水質(zhì),反洗時(shí)濾波器充分散開,清洗效果好。石英砂濾料具有過濾速度快、過濾精度高、截污容量大等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電力、電子、飲料、自來水、石油、化工、冶金、紡織、造紙、食品、游泳池、市政工程等各種工藝水、生活水、循環(huán)水和廢水的預(yù)處理領(lǐng)域。
石英砂濾料設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制理流量大,反沖次數(shù)少,過濾效率高,阻力小,操作維護(hù)方便等特點(diǎn)。
五、活性炭過濾器:
過濾材料為活性炭,用于去除顏色、味道、馀氯和有機(jī)物,其主要作用是吸附。活性炭是人工制作的吸附劑。
活性炭過濾器廣泛應(yīng)用于生活用水和食品工業(yè)、化工、電力等行業(yè)的水預(yù)處理;钚蕴烤哂邪l(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積,因此對(duì)水中溶解性有機(jī)物,如苯類、酚類化合物等具有較強(qiáng)的吸附能力,對(duì)于用生物法和化學(xué)法難以去除的有機(jī)污染物,如色度、異味、表面活性劑、合成洗滌劑和染料等具有較好的去除效果。顆粒活性炭對(duì)水中的Ag^+、Cd^2+、CrO4^2-等離子去除率達(dá)到85%以上;钚蕴窟^濾床后,水中懸掛不足0.1mg/L,COD去除率一般為40%~50%,游離氯不足0.1mg/L。
六、反沖洗技術(shù):
1、過濾器的反洗主要是指過濾器使用一定周期后,其過濾層截留和吸附一定量的垃圾和污垢,過濾器的出水水質(zhì)下降。主要表征:過濾器正常過濾后水質(zhì)變差,進(jìn)水和出水管道壓力差增大,同時(shí)單臺(tái)過濾器流量下降。
2.反沖洗的原理。
水流反向通過過過濾層,使過濾層膨脹、浮起,用水流的剪切力和粒子的碰撞摩擦力清洗過濾層,脫離過濾層內(nèi)的污垢,與反洗水排出。
3.反沖洗的必要性。
(1)在過濾過程中,原水中的懸浮物等被過濾層截留吸附,在過濾層中積累,過濾層的孔隙逐漸被污垢堵塞,在過濾層表面形成過濾餅,過濾水頭的損失增加。達(dá)到一定限度時(shí),過濾材料需要清洗,使過濾層恢復(fù)工作性能,繼續(xù)工作。
(2)過濾時(shí)水頭損失增加,水流對(duì)吸附在過濾材料表面的污垢的剪切力增大,其中一些粒子在水流的沖擊下移動(dòng)到下層過濾材料中,最終水中浮游材料的含量上升,水質(zhì)變差,雜質(zhì)通過過過濾層時(shí),過濾器失去過濾效果。因此,在一定程度上需要清洗過濾材料,恢復(fù)過濾層的污染能力。
(3)污水中的浮游物含有大量有機(jī)物,長(zhǎng)期滯留在過濾層中,過濾層中細(xì)菌微生物繁殖,發(fā)生厭氧腐敗現(xiàn)象,需要定期清洗過濾材料。
4、反沖洗參數(shù)控制和確定。
(1)膨脹高度。
反沖洗時(shí),為了保證過濾粒子有足夠的間隙,污垢會(huì)迅速隨水排出過濾層,過濾層的膨脹率必須更大。但膨脹率過大時(shí),單位體積過濾材料顆粒數(shù)減少,顆粒碰撞的機(jī)會(huì)也減少,不利于清洗。雙層過濾器,膨脹率為40%-50%。注意:在生產(chǎn)運(yùn)行中,隨機(jī)檢查過濾材料的填充高度、膨脹高度等,在正常的反洗過程中,過濾材料的一部分會(huì)丟失或磨損,需要補(bǔ)充。相對(duì)穩(wěn)定的過濾層具有確保過濾水質(zhì)穩(wěn)定、反沖洗效果的優(yōu)點(diǎn)。
(2)反洗水量和壓力。
一般設(shè)計(jì)要求,反洗水的強(qiáng)度為40m/(cmmh),反洗水的壓力≤0.15mpa。
(3)反洗空氣量和壓力。
反洗空氣強(qiáng)度為15m/(mth),反洗空氣壓力≤0.15mpa。注意:在反洗過程中,通過的反洗空氣聚集在過濾器的頂部,大部分必須用雙孔排氣閥排出。在日常生產(chǎn)中,需要經(jīng)常檢查排氣閥的通暢性,主要表現(xiàn)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:先將濾池水位降到100毫米以上的濾層表面,通入空氣,數(shù)分鐘后用水反沖洗。用于表面污染重、內(nèi)部污染較輕的過濾器。
注:相應(yīng)的關(guān)閉閥必須到位;否則,當(dāng)水位下降到濾層表面以下時(shí),濾層上部無水浸潤(rùn),顆粒上下擾動(dòng)期間,污物不能有效排出,反而會(huì)向?yàn)V層深處移動(dòng)。
2.氣水聯(lián)合反洗:從靜止濾層下同時(shí)將氣水和反洗水注入,氣升時(shí)在砂層上合形成大氣泡,遇濾料時(shí)又變成小氣泡,同時(shí)對(duì)濾料表面產(chǎn)生擦洗作用;反洗水將濾料頂松,使濾料處于懸浮狀態(tài),有利于氣對(duì)濾料的擦洗。反洗水與反洗氣的膨脹作用相互疊加,比單獨(dú)操作時(shí)膨脹作用更強(qiáng)。
注:水的反洗力與空氣的反洗力及強(qiáng)度不同,應(yīng)注意順序,避免反洗水進(jìn)入風(fēng)管。
3.在氣水聯(lián)合反洗結(jié)束后,停止入氣,反洗水保持流量不變,繼續(xù)沖洗3min~5min,即可除去濾床內(nèi)遺留的氣泡。
注:請(qǐng)注意頂部雙孔排氣閥的狀況。
八、濾料板結(jié)產(chǎn)生的原因分析:
1.截取濾層上部表面的污物,如果在某一周期內(nèi)不能有效去除,在后續(xù)的反洗過程中,如果反洗空氣的分布不均勻,將導(dǎo)致膨脹高度不均勻。由于反洗空氣的搓動(dòng),搓動(dòng)量小的地濾料表面的油污等雜質(zhì)無法有效地去除,在投入下一個(gè)正常濾水周期后,局部負(fù)荷增加,雜質(zhì)會(huì)從地濾料表面沉入內(nèi)部,顆粒顆粒逐漸增大,并向填充層方向延伸,直至濾料全部失效。
注:在實(shí)際運(yùn)行中,反洗空氣不均勻現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn),主要是由于下部布?xì)夤艿来┛祝植繛V帽堵塞或損壞,或管子間距變形所致。
2.濾層的表面濾料顆粒細(xì)小,反沖洗時(shí)互相碰撞機(jī)會(huì)少,動(dòng)量小,因此不易清潔。粘結(jié)砂粒容易結(jié)成小泥球。反沖洗結(jié)束后,濾層被重新分配,泥漿球進(jìn)入下層過濾,隨著泥漿球不斷深入深層。
3.濾料板內(nèi)部的含油物被截取在原水中,經(jīng)反洗后殘留,日積月累,是造成濾料板結(jié)的主要原因。在什么情況下進(jìn)行反洗,可根據(jù)原水水質(zhì)特點(diǎn)和出水水質(zhì)要求,采用標(biāo)準(zhǔn),如限定水頭損失、出水水質(zhì)或過濾時(shí)間等來確定。
九、過濾器處理及驗(yàn)收過程中的注意事項(xiàng):
1.要求出水槽與濾板平行允差不大于2mm。
2.濾板的水平度和平整度均小于±1.5mm。過濾板的結(jié)構(gòu)采用整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。若筒體直徑較大,或受原料、運(yùn)輸?shù)葪l件限制,也可采用雙層板拼接成形。
3.對(duì)濾板與筒體各接頭處的合理處理,對(duì)于空氣反洗環(huán)節(jié)尤為重要。
1)為了消除由于濾板加工、筒體卷繞等方面的誤差而造成的濾板與筒體的徑向間隙,一般采用圓弧環(huán)板逐段焊接。觸點(diǎn)必須全焊好。
2)中心管和濾板徑向間隙的處理方法同上。
注:以上措施保證過濾與反洗只能通過過濾蓋或排管間隙連接。并保證反洗滌與過濾通道的分布均勻。
4.濾板上加工過的通孔,徑向誤差±1.5mm。過濾帽導(dǎo)桿與過濾板通孔之間的配合尺寸增大,不利于安裝固定過濾帽?锥吹募庸け仨毷褂脵C(jī)械裝置。
5.過濾帽的材質(zhì),尼龍最好,其次是ABS。由于濾料上部加入,對(duì)濾帽擠出負(fù)荷大,要求強(qiáng)度高,以免發(fā)生變形。過濾蓋與過濾板(上下表面)的接觸表面應(yīng)加裝彈性橡膠墊。
污水處理設(shè)備