過濾的含義
在水處理過程中,過濾一般是指以石英砂、無煙煤等濾料層截留水中懸浮雜質(zhì),從而使水獲得澄清的工藝過程。用于過濾的多孔材料稱為濾料,石英砂是較常見的濾料。濾料有粒狀,粉狀和纖維狀多種。常用濾料有石英砂、無煙煤、活性炭、磁鐵礦、拓榴石、陶瓷、塑料球等。
多介質(zhì)過濾器(濾床),既采用兩種以上的介質(zhì)作為濾層的介質(zhì)過濾器,在工業(yè)循環(huán)水處理系統(tǒng)中,用以去除污水中雜質(zhì)、吸附油等,使水質(zhì)符合循環(huán)使用的要求。過濾的作用,主要是去除水中的懸浮或膠態(tài)雜質(zhì),特別是能有效地去除沉淀技術(shù)不能去除的微小粒子和細(xì)菌等,BODs和COD等也有某種程度的去除效果。
過濾器構(gòu)成
多介質(zhì)過濾器主要由過濾器體、配套管線和閥門構(gòu)成。
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;排氣閥(外置)等。
濾料的選擇依據(jù)
(1)必須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,以免在反沖洗過程中很快地磨損和破碎;
(2)化學(xué)穩(wěn)定性要好;
(3)不含有對人體健康有害及有毒物質(zhì),不含有對生產(chǎn)有害、影響生產(chǎn)的物質(zhì);
(4)濾料的選擇,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)好的濾料。
在濾料中,卵石主要是起支撐作用,在過濾工藝過程中,因其強(qiáng)度高,相互之間的間距縫隙穩(wěn)定,孔隙大,便于正洗工序中,濾后水順利通過;同樣,反洗工序中,反洗水和反洗空氣等能順利通過。常規(guī)配置中,卵石分為四種規(guī)格,鋪墊方式為自下而上先大后小。
多介質(zhì)過濾器
在水處理上使用的多介質(zhì)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(zhì)過濾器的濾層設(shè)計,主要考慮的因素為:
1、不同濾料具有較大的密度差,保證反洗擾動后不會發(fā)生混層現(xiàn)象。
2、根據(jù)產(chǎn)水用途選擇濾料。
3、粒徑要求下層濾料粒徑小于上層濾料粒徑,以保證下層濾料的有效性和充分利用。
事實上,以三層濾床為例,上層濾料粒徑較大,有密度小的輕質(zhì)濾料組成,如無煙煤、活性炭;中層濾料粒徑居中,密度居中,一般為石英砂組成;下層濾料由粒徑較小,密度較大的重質(zhì)濾料組成,如磁鐵礦。由于密度差的限制,三層介質(zhì)過濾器的濾料選擇基本上是固定的。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)揮了多介質(zhì)濾床的作用,出水水質(zhì)明顯好于單層濾料的濾床。而對于飲用水,一般禁止使用無煙煤,樹脂等濾料。
石英砂過濾器
石英砂過濾器是一種采用石英砂作為濾料的過濾器?捎行コ械膽腋∥,并對水中的膠體、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。
其有過濾阻力小,比表面積大,耐酸堿性強(qiáng),耐氧化,PH適用范圍為2-13,抗污染性好等優(yōu)點(diǎn),石英砂過濾器的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)還在于通過優(yōu)化濾料和過濾器的設(shè)計,實現(xiàn)了過濾器的自適應(yīng)運(yùn)行,濾料對原水濃度、操作條件、預(yù)處置工藝等具有很強(qiáng)的自適應(yīng)性,即在過濾時濾床自動形成上疏下密狀態(tài),有利于在各種運(yùn)行條件下保證出水水質(zhì),反洗時濾料充分散開,清洗效果好。
砂過濾器具有過濾速度快、過濾精度高、截污容量大等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于電力、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用水、生活用水、循環(huán)用水和廢水的預(yù)處理領(lǐng)域!
石英砂過濾器設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可以實現(xiàn)自動控制、處理流量大、反沖次數(shù)少、過濾效率高、阻力小、操作維修方便等特點(diǎn)。
活性炭過濾器
濾料為活性炭,用于去除色、味、余氯和有機(jī)物,其主要作用方式是吸附,活性炭是一種人工制成的吸附劑。
活性碳過濾器廣泛用于生活用水及食品工業(yè)、化工、電力等行業(yè)的水的預(yù)處理。由于活性炭具有發(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積, 因此對水中的溶解性有機(jī)物,如苯類,酚類化合物等具有很強(qiáng)的吸附能力,而且對于用生物法和化學(xué)法很難去除的有機(jī)污染物,如色度、異臭、表面活性劑、合成洗滌劑和染料等都有較好的去除效果。粒狀活性炭對水中的Ag^+,Cd^2+,CrO4^2-等離子去除率達(dá)85%以上。[3] 通過活性炭濾床后,水中懸固小于0.1mg/L,COD去除率一般為40%~50%,游離氯小于0.1mg/L。
反沖洗工藝
過濾器的反洗,主要是指過濾器在使用一定周期后,其濾料層截留和吸附一定量的雜物和污漬,這使得過濾器的出水水質(zhì)下降,主要表征:過濾器的正常濾后水質(zhì)變差,進(jìn)水和出水管道的壓力差增大,同時,單臺過濾器的流量降低。
反沖洗的原理:水流逆向通過濾料層,使濾層膨脹、懸浮,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(nèi)的污物脫離并隨反洗水排出。
反沖洗的必要性
(1)在過濾過程中,原水中的懸浮物等被濾料層截留吸附并不斷地在濾料層中積累,于是濾層孔隙逐漸被污物堵塞,在濾層表面形成濾餅,過濾水頭損失不斷增加。當(dāng)達(dá)到某一限度時,濾料需進(jìn)行清洗,使濾層恢復(fù)工作性能,繼續(xù)工作。
(2)過濾時由于水頭損失增加,水流對吸附在濾料表面的污物的剪切力變大,其中有些顆粒在水流的沖擊下移到下層濾料中去,較終會使水中的懸浮物含量不斷上升,水質(zhì)變差,當(dāng)雜質(zhì)透過濾層時,過濾器失去過濾效果。因此,到一定程度時,需要清洗濾料,以便恢復(fù)濾料層的納污能力。
(3)污水中的懸浮物中含有大量有機(jī)物,長期滯留在濾層中會導(dǎo)致濾層中細(xì)菌微生物富集繁殖,發(fā)生厭氧腐敗現(xiàn)象,需定期清洗濾料。