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    卫生净水

    多介质过滤器在净水中的应用

    1  1 1.介质过滤器简介

     多介质过滤器(又称机械过滤器)是以成层状的无烟煤、砂、细碎的石榴石或其他材料为床层,床的顶层由最轻和最粗品级的材料组成,而最重和最细品级的材料放在床的低部。其原理为按深度过滤--水中较大的颗粒在顶层被去除,较小的颗粒在过滤器介质的较深处被去除。从而使水质达到粗过滤后的标准。

      多介质过滤器可去除水中大颗粒悬浮物,从而降低水的SDI值,满足深层净化的水质要求。该设备具有造价低廉,运行费用低,操作简单;滤料经过反洗,可多次使用,滤料使用寿命长等特点。

      多介质过滤器广泛用于水处理工艺中,主要用于水处理除浊、软化水、电渗析、反渗透的前级预处理,也可用于地表水、地下水的除泥沙等。

    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,石英砂是最常见的滤料。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、多孔陶瓷、塑料球等。

    2.结构介绍

    多介质过滤器广泛用于水处理的工艺中,多介质过滤器主要由以下部分构成:配套管线和阀门。其中过滤器体又包括:① 筒体;②反洗气管;③布水组件;④支撑组件;⑤滤料;⑥排气阀(外置)等

    3.作用

    去除水中的泥砂、悬浮物、胶体等杂质和藻类等生物,降低对反渗透膜元件的机械损伤及污染。

    4.内滤层构成

    过滤器内多介质滤料为优质均粒砾石、石英砂、磁铁矿、无烟煤等滤料,这些滤料根据其比重和粒径的大小在过滤器罐体内科学有序的分布,如比重小而粒径稍大的无烟煤放在滤床的最上层,比重适中和粒径小的石英砂放在滤床的中层,比重大和粒径大的砾石放在滤床的最下层。这样的配比保证了过滤器在进行反洗的时候不会产生乱层现象,从而保证了滤料的截留能力。

    多介质过滤器(又称机械过滤器)是以成层状的无烟煤、砂、细碎的石榴石或其他材料为床层,一个典型的多介质过滤器。

    床的顶层由最轻和最粗品级的材料组成,而最重和最细品级的材料放在床的低部。其原理为按深度过滤--水中较大的颗粒在顶层被去除,较小的颗粒在过滤器介质的较深处被去除。从而使水质达到粗过滤后的标准。

    设备是压力式的,其原理是当原水自上而下通过滤料时,水中悬浮物由于吸附和机械阻流作用被滤层表面截留下来;当水流进滤层中间时,由于滤料层中的砂粒排列的更紧密,使水中微粒有更多的机会与砂粒碰撞,于是水中凝絮物、悬浮物和砂粒表面相互粘附,水中杂质截留在滤料层中,从而得到澄清的水质。经过滤后的出水悬浮物可在5毫克/升以下。 

    5.介质过滤器特点:

    1)多孔介质过滤器广泛用于水处理的工艺中,可以单独使用,但多数是做为水质深度处理(交换树脂、电渗析、反渗透)的预过滤。

    2)多介质过滤器是常用的水质深度净化的预处理装置,可根据工艺要求填加不同的滤料。

    3)多介质过滤器材质可采用玻璃钢、A3钢防腐或衬胶、全不锈钢。操作方式有全自动和手动两种形式,自动控制是采用美国进口的自动控制器及气、液动阀控制,操作简便易于维护保养,在各行各业水处理工艺的前处理装置得到广泛的应用。

    4)多介质过滤器(含双滤料过滤器)的过滤材料应有足够的化学稳定性,各介质的相对密度和粒径应有一定差别,由无烟煤与石英砂组成的双层滤料过滤器所用的无烟煤相对密度为1.4—1.6,粒径为0.8—1.8mm,石英砂相对密度为2.6—2.65,粒径为0.5—1.2mm;3层滤料过滤器除了以上两种滤料外还可以用锰砂、磁铁矿之类的重质矿石,其相对密度为4.7—5.0,粒径为0.5—4mm。

    6.滤料选择

    (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。

    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。

    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800~1 000(设计规范)。

    滤料的粒径的大小和过滤精度相关。

    7.类型

    多介质过滤器常见的滤料有:无烟煤,陶粒、石英砂、活性炭等。

    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,上层滤料粒径最大,由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;下层滤料由粒径最小,密度最大的重质滤料组成,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。

    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。

    铁锰类

    装填精制锰砂和石英砂二元滤料,用于去除水中铁、锰。一般只在含铁锰原水的预处理中使用。

    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。