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多元過濾是指在一定壓力下，由一定厚度的顆粒狀或非顆粒狀物料將濁度較高的水過濾，有效地去除懸浮雜質(zhì)，使水變清的過程。常用的過濾材料有石英砂、無(wú)煙煤、錳砂等，主要用于水處理除濁、軟化水、純水的預(yù)處理等，出水濁度可達(dá)3度以下。
過濾器的含義，在水處理過程中，過濾器一般是用石英砂、無(wú)煙煤等濾料將水中懸浮雜質(zhì)截留，使水得到澄清的過程。多孔材料被稱為過濾器，石英砂是最常用的過濾器。過濾材料有粒狀、粉狀、纖維狀等多種。常見的過濾材料有石英砂，無(wú)煙煤，活性炭，磁鐵礦，陶瓷球，塑料球等。在工業(yè)循環(huán)水處理系統(tǒng)中，多介質(zhì)過濾器(濾床)既用兩種以上的介質(zhì)作為過濾層，又用來去除污水中的雜質(zhì)，吸附油等，使水質(zhì)符合循環(huán)使用要求。過濾器的作用，主要是去除水中的懸浮或膠態(tài)雜質(zhì)，尤其是對(duì)沉降法無(wú)法去除的微粒、細(xì)菌等，BODs、COD等也有一定的去除作用。
這些濾體主要包括：簡(jiǎn)體濾體；布水組件；支撐組件；反洗氣管；濾料；排氣閥(外置)等。
一、過濾材料的選用依據(jù)
(1)必須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以防止在反沖刷過程中迅速磨損和破裂；
(2)良好的化學(xué)穩(wěn)定性；
(3)不含危害人類健康和有毒物質(zhì)，以及不含危害生產(chǎn)和影響生產(chǎn)的物質(zhì)；
過濾材料的選擇，應(yīng)盡可能選用吸附容量大，截污能力強(qiáng)，產(chǎn)水量大，出水水質(zhì)優(yōu)良的濾料。過濾料以支撐為主，在過濾過程中，由于強(qiáng)度高、間隙小、孔隙穩(wěn)定、孔隙大，便于正洗工序，濾后水順利通過；同樣，反洗工序，反洗水、反洗空氣等均可順利通過。在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式中，卵石分為四個(gè)規(guī)格，自底向上先大后小。
多介質(zhì)過濾器用于水處理，常見的有：無(wú)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。
二、在濾層的設(shè)計(jì)中，我們主要考慮以下幾個(gè)因素：
1.不同的濾料在密度上存在較大的差異，保證反洗擾動(dòng)后不會(huì)出現(xiàn)混層現(xiàn)象。
2.根據(jù)產(chǎn)水的不同，選擇不同的濾料。
3.粒徑要求下層濾料的粒徑小于上層濾料的粒徑，以確保下層濾料的有效性和充分利用率。
實(shí)際上，以三層濾床為例，上層濾料粒徑最大，且由低密度輕質(zhì)濾料如無(wú)煙煤、活性炭等組成；中層濾料粒徑中等，且高密度中等，一般由石英砂等組成；而下層濾料則由低密度重質(zhì)濾料等組成。三層介質(zhì)過濾器由于受密度差的限制，濾料選擇基本固定。上部濾料起粗過濾作用，下部濾料起精過濾作用，這樣能充分發(fā)揮多介質(zhì)濾床作用，出水水質(zhì)明顯優(yōu)于單層濾料。對(duì)飲用水而言，無(wú)煙煤、樹脂等過濾材料的使用是禁止的。
三、石英砂濾池
本實(shí)用新型是以石英砂為濾料的一種過濾器。能有效去除水中的懸浮物，對(duì)水中的膠體、鐵、有機(jī)物、殺蟲劑、錳、細(xì)菌、病毒等污染物有明顯的去除效果。它具有過濾阻力小、比表面積大、耐酸堿性強(qiáng)、耐氧化、PH適用范圍2-13、抗污染性能好等優(yōu)點(diǎn)，石英砂過濾器的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是通過優(yōu)化濾料和過濾器的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了濾料的自適應(yīng)運(yùn)行，濾料對(duì)原水濃度、操作條件、預(yù)處理工藝等都具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性，即過濾時(shí)濾床自動(dòng)形成上疏下密的狀態(tài)，有利于保證各種運(yùn)行條件下的出水水質(zhì)，反洗時(shí)濾料充分散開，清洗效果好。砂濾機(jī)具有過濾速度快，過濾精度高，截污能力大等優(yōu)點(diǎn)。適用于電力、電子、飲料、自來水、石油、化工、冶金、紡織、造紙、食品、游泳池、市政工程等行業(yè)的各類工藝用水，生活用水，循環(huán)用水及廢水預(yù)處理。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作自控，處理流量大，反沖次數(shù)少，過濾效率高，阻力小，操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
四、活化碳過濾器
過濾材料為活性炭，用于去除色、味、氯及有機(jī)物，作用方式以吸附為主，活性炭是一種人造的吸附材料。
活化碳濾池廣泛應(yīng)用于生活用水和食品、化工、電力等行業(yè)的預(yù)處理中。因活性炭具有發(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，其對(duì)水中溶解性有機(jī)物，如苯類、酚類等有很強(qiáng)的吸附能力，而對(duì)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、染料等，其去除效果更佳。顆�；钚蕴刻幚硭蠥g^+、Cd^2+、CrO4^2-等離子體的脫除率在85%以上。經(jīng)活性炭過濾后，水中懸浮物的脫除率在0.1mg/L以下，COD的脫除率在40%~50%，游離氯的脫除率在0.1mg/L以下。
五、反沖法過程
濾芯反洗，主要是指濾芯在使用某一周期后，濾芯的濾層對(duì)一定數(shù)量的雜物、污漬進(jìn)行截留、吸附，造成濾芯出水水質(zhì)下降，主要表現(xiàn)為：濾芯正常濾后水質(zhì)變差，進(jìn)、出水管路壓力差增大，同時(shí)，單個(gè)濾芯的流量減小。反沖洗原理：水流反沖過濾料層，使濾料層膨脹、懸浮，借助水流的剪切力和顆粒碰撞的摩擦力，將濾料層中的污物沖刷干凈，隨反沖洗水排出。
六、需要反沖洗。
在過濾過程中，原水中的懸浮物等被濾料層截留，并不斷積聚在濾料層中，從而使濾層孔隙逐漸被污物堵塞，在濾層表面形成濾餅，從而使過濾水頭損失增大。在達(dá)到一定的極限后，濾料需要被清洗，這樣濾層就可以恢復(fù)工作性能，繼續(xù)工作。(2)過濾時(shí)，由于水頭損失增大，水流對(duì)吸附在濾料表面的污物的剪切力增大，其中一些顆粒在水流的沖擊下向下移動(dòng)，最終導(dǎo)致水中懸浮物含量不斷上升，水質(zhì)變差，當(dāng)雜質(zhì)通過濾層時(shí)，過濾器失去過濾作用。所以在一定程度上，需要對(duì)濾料進(jìn)行清洗，以恢復(fù)濾料層的納污能力。(3)污水中的懸浮物含有大量的有機(jī)物，長(zhǎng)期滯留在濾層中會(huì)導(dǎo)致濾層中細(xì)菌微生物的富集繁殖，產(chǎn)生厭氧腐敗，需要定期清洗濾料。
七、反沖參數(shù)的控制與確定。
(1)膨脹高度：反沖洗時(shí)，為保證濾料顆粒有足夠的間隙，使污物能迅速隨水排出，濾層膨脹應(yīng)稍大。但是當(dāng)膨脹率過大時(shí)，濾料在單位體積內(nèi)的顆粒數(shù)目減少，顆粒碰撞的可能性降低，因此不利于清洗。雙重過濾，膨脹率在40%-50%之間。
注：在生產(chǎn)運(yùn)行中，濾料的充填高度、膨脹高度等均是隨機(jī)檢查的，因?yàn)樵谡７聪催^程中，會(huì)有部分濾料漏掉或磨損，需要補(bǔ)充。過濾層比較穩(wěn)定，具有以下優(yōu)點(diǎn)：保證過濾水質(zhì)穩(wěn)定，保證反沖洗效果。
(2)反洗水的水量和壓力：一般設(shè)計(jì)要求反洗水為40m3/(m2•h)，反洗水為≤0.15MPa。(3)反洗氣量和壓力：反洗氣量和壓力為15m/(m•h)，反洗氣量≤0.15MPa。
注：在反洗時(shí)，通入的反洗空氣集中在過濾器頂部，大部分應(yīng)該通過雙孔排氣閥排出。日用品生產(chǎn)。需要經(jīng)常檢查排氣閥是否通暢，主要表現(xiàn)在閥球升降自由度上。
八、氣水結(jié)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毫米的濾層表面，通入空氣數(shù)分鐘，然后用水反沖洗。用于表面污染重、內(nèi)部污染較輕的過濾器。
注：相應(yīng)的閥門，關(guān)閉必須到位；否則，當(dāng)水位下降到濾層表面以下，濾層上部沒有水的浸潤(rùn)，在顆粒上下擾動(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)空氣與水聯(lián)合反洗：從靜止濾層下同時(shí)將空氣和反洗水注入，在上升過程中，空氣在砂層上合形成大氣泡，當(dāng)遇到濾料時(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)，有利于空氣對(duì)濾料的擦洗。反沖和反沖的空氣。
注意：水的反洗壓力和空氣的反洗壓力和強(qiáng)度不同，應(yīng)注意先后順序，避免反洗水進(jìn)入空氣管道。
(3)在氣水聯(lián)合反洗結(jié)束后，停止進(jìn)入空氣，反洗水保持相同的流量，繼續(xù)沖洗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的狀態(tài)。
九、濾料板結(jié)原因分析
(1)截留在濾層上表層的污物，如果在一定周期內(nèi)，不能有效地去除，在隨后的反洗過程中，如果反洗空氣的分布不均勻會(huì)導(dǎo)致膨脹高度不均勻，隨著反洗空氣的搓動(dòng)，搓動(dòng)量小的地方，濾料表面的油污等雜質(zhì)不能有效去除，在投入下一正常濾水周期后，局部負(fù)荷增大，雜質(zhì)會(huì)從表面沉入內(nèi)部，球團(tuán)逐漸增大，并同時(shí)向過濾器的填充深度內(nèi)延伸，直至整個(gè)過濾器失效。
備注：實(shí)際運(yùn)行中，反洗空氣不均勻的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，主要是由于底部布?xì)夤艿赖拇┛�、局部濾帽的堵塞或損壞或是柵管間距的變形等原因引起。
(2)濾層的表面濾料顆粒細(xì)小，反沖洗時(shí)相互碰撞機(jī)會(huì)少，動(dòng)量小，所以不易清洗干凈。附著的砂粒易結(jié)成小泥球。當(dāng)反沖洗結(jié)束濾層重新級(jí)配時(shí)，泥球就進(jìn)入下層濾料中，隨著泥球的長(zhǎng)大不斷向深處移動(dòng)。
(3)原水中所包含的油，截留在過濾器內(nèi)，經(jīng)反洗并殘余部分，日積月累，是導(dǎo)致過濾器濾料板結(jié)的主要因素。何時(shí)進(jìn)行反洗可根據(jù)原水的水質(zhì)特點(diǎn)和出水水質(zhì)要求，采用限定水頭損失、出水水質(zhì)或過濾時(shí)間等標(biāo)準(zhǔn)來確定
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