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多介质过滤器介绍汇总
2024-05-16 新伟环保

多介质过滤是一种水处理技术,多介质过滤器,也被称为机械过滤器或滤床,是一种在工业循环水处理系统中常用的设备。它采用两种以上的介质作为滤层,如无烟煤、砂、细碎的石榴石或其他材料,这些介质以成层状排列。

主要用于去除水中的悬浮物、颗粒物、胶体等杂质,以达到净化水质的目的。该过程利用不同粒度、材质的滤料(介质)按一定比例混合装填成滤床,这些介质通常包括石英砂、无烟煤、活性炭、树脂等。每种介质因其特有的孔隙结构和表面特性,对不同大小和性质的污染物具有不同的拦截和吸附能力,因此多介质过滤能够更全面且有效地净化水质。


一、多介质过滤的特点:

1.多层介质组合:多介质过滤器内部填充有多种过滤介质,如石英砂、无烟煤、锰砂等,这些介质按照粒径大小分层排列,形成一个有效的过滤梯度,能更全面地去除水中的悬浮物、胶体和其他杂质。

2.高效去除悬浮物:通过物理拦截、重力沉淀和深层过滤等机制,多介质过滤器能有效降低水的浊度,去除大部分悬浮物,改善水的外观和透明度。

3.预处理应用广泛:多介质过滤器常作为反渗透(RO)、纳滤(NF)、离子交换、电渗析等高级水处理技术的预处理步骤,为这些精密处理单元提供保护,延长其使用寿命并维持处理效率。

4.自动化操作:许多多介质过滤系统配备了自动控制系统,能够根据压差、时间或流量等参数自动启动反冲洗程序,减少了人工干预,提高了运行效率。

5.反冲洗功能:包括水反冲洗和气反冲洗,用于周期性地清洗滤料,恢复滤床的过滤性能。水反冲洗通过逆向水流冲刷滤料,去除表面及深层杂质;气反冲洗则通过气泡的搅动作用,有效松动滤料,辅助去除深层污垢。

6.适应性强:可以根据水质的具体情况,调整滤料的种类、配比和层数,以满足不同水处理需求。

7.维护简便:虽然需要定期维护和反冲洗,但整体操作相对简单,更换滤料周期较长,降低了运营成本。

8.结构坚固:多介质过滤器的外壳通常由耐腐蚀材料(如玻璃钢、不锈钢)制成,能够承受一定压力,保证长期稳定运行。

多介质过滤技术以其高效、稳定、易维护等特点,适用于多种水处理场景,从饮用水处理到工业废水处理均有广泛应用。

多介质过滤器介绍汇总(图1)



二、多介质过滤不同的划分类型:


1. 按照介质的种类:单一介质过滤器:只使用一种滤料,如仅用石英砂的过滤器。多层介质过滤器:使用两种或多种不同滤料分层布置,如上层无烟煤下层石英砂的组合。

2.按照滤料的组合:
-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

3. 按照过滤器尺寸:
- 小型过滤器:直径小于1000mm。
- 大型过滤器:直径大于1000mm。

4. 按照结构特点:单一多介质过滤器(浅层介质过滤器):使用单一滤料层,如仅石英砂填充。多层介质过滤器(深层次介质过滤器):由多种滤料按特定级配混合布置,形成多层过滤结构。

5. 按照设计目的:标准过滤器:用于常规的悬浮物去除。特殊功能过滤器:如添加活性炭层以去除有机物、色度和异味,或使用锰砂去除铁锰离子。
每种类型的多介质过滤器都有其特定的应用场景和处理优势,选择时需根据实际水质状况、处理要求及成本效益等因素综合考虑。

多介质过滤器介绍汇总(图2)



三、多介质过滤在水处理中的主要作用:

1. 去除悬浮物和颗粒物:水流通过由不同大小和材质的滤料(如石英砂、无烟煤、锰砂等)组成的滤床时,悬浮物和颗粒物因物理拦截和吸附作用被截留在滤料表面和内部,从而有效降低水的浊度。

2. 预处理:作为反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)等精密膜分离技术及离子交换系统的预处理步骤,多介质过滤可以去除可能堵塞膜孔或影响树脂功能的较大颗粒杂质,保护后续处理单元,延长其使用寿命并提高整体处理效率。

3. 软化水质:虽然这不是多介质过滤器的主要功能,但在使用特定滤料(如锰砂)时,可辅助去除水中的部分铁、锰离子,有助于软化水质。

4. 去除有机物和色度:活性炭作为多介质之一时,能有效吸附水中的有机污染物和色素,改善水的感官质量,如颜色、味道和气味。

5. 控制微生物生长:适当的滤料组合和操作条件可以抑制水中微生物的生长,减少生物膜的形成,保持水质稳定。

6. 循环水处理:在工业循环水系统中,多介质过滤器能去除循环水中的杂质和油污,确保水质符合循环使用的标准,减少设备腐蚀和结垢。

通过上述作用,多介质过滤为各种水处理应用提供了基础且关键的净化步骤,无论是饮用水处理、工业用水处理还是废水处理,都是不可或缺的一环。

多介质过滤器介绍汇总(图3)



四、多介质过滤器中使用的滤料主要包括:

1. 石英砂:这是一种最常见的滤料,因其密度大、硬度高、截污能力强和使用寿命长而被广泛应用。石英砂能够有效去除水中的悬浮物,提高水的透明度和降低浊度,适用于河水净化、污水净化和地表水处理等。

2. 活性炭:活性炭具有极强的吸附能力,能有效去除水中的有机物、氯、臭味和色素,改善水的口感。由于其价格相对较高,通常用于饮用水处理、中水回用和高级水处理阶段。

3. 无烟煤:无烟煤的密度相对较小,具有较强的截污能力,常用于污水处理和除油过滤,特别是在需要去除较大颗粒物质的场合。

4. 锰砂:锰砂特别适用于去除水中的铁、锰离子,对于含铁水体的处理非常有效,能帮助解决水的铁锈色问题。

5. 纤维球/纤维束:这类滤料具有较大的比表面积,可以高效去除水中的微小悬浮物,适合于深度净化处理。

6. 核桃壳: 核桃壳滤料因其特殊的孔隙结构,对某些特定污染物有很好的吸附效果。

7. 磁铁矿、石榴石、麦饭石:这些特殊滤料在特定的水处理场景下使用,如磁铁矿可以用于去除水中的铁磁性杂质,石榴石和麦饭石则因为其独特的物理化学性质,能去除某些特定污染物。

8. 陶粒、鹅卵石:常作为支撑层或预过滤层,帮助分布水流,保护下层更细小的滤料不被大颗粒物质损坏。

选择滤料时会考虑水质的具体需求、处理目标、成本效益以及滤料的反冲洗和再生特性,通常根据实际情况调整滤料的种类、粒径和配比。在实际应用中,这些滤料往往会按照一定的比例和顺序叠加填充,以实现最佳的过滤效果。

多介质过滤器介绍汇总(图4)



五、确定多介质过滤器滤层厚度的方法:


1. 常用标准高度:常见配置中,石英砂滤料的推荐高度约为800毫米,无烟煤滤料的填充高度大约为400毫米。这些数值是基于长期实践经验和过滤效率的平衡得出的。

2. 罐体高度与视镜:具体高度还需根据过滤罐的实际尺寸调整,如果过滤罐配有视镜,滤料高度通常会填充至视镜中心线,以方便观察反洗效果和滤料状态。

3. 反洗空间预留:为了确保滤料能够有效反冲洗,需要在滤料层上方预留足够的空间,一般反洗空间占滤料高度的50%到60%,即约300-400毫米左右。

4. 级配设计:滤料填充时需遵循一定的级配原则,即上层滤料粒径较细,下层滤料粒径较粗,以优化过滤效果和反洗效率。

5. 实际需求调整:最终的滤层厚度还需要根据具体的水质情况、处理量以及期望达到的水质标准进行调整。例如,对于需要更高过滤精度的应用,可能会增加滤料层数或调整滤料类型及配比。
虽然存在一些通用的推荐值,但多介质过滤器的滤层厚度设计是一个综合考量的过程,需要专业评估后确定。

多介质过滤器介绍汇总(图5)



六、调整多介质过滤器的滤层厚度确实需要谨慎操作,以下是一些更具体的步骤和注意事项:


停机并排空:
在调整滤层厚度之前,首先需要停止过滤器的运行,并排空其中的水。这是为了确保在调整过程中不会因水流而造成干扰或危险。

检查并准备:在排空后,检查过滤器的内部情况,包括滤层的状态和可能存在的损坏。同时,准备好所需的工具和材料,如铲子、筛网、新的滤料等。

拆卸部分结构:根据需要调整的滤层厚度,拆卸与滤层相关的部分结构,如承托板、滤料层等。在拆卸过程中,要小心操作,避免损坏过滤器的其他部分。

调整滤层厚度:根据调整的目标,添加或减少相应的滤料。可以使用铲子或其他工具将滤料均匀地铺设在过滤器内部。在添加新滤料时,要注意滤料的种类和规格,以确保其符合过滤器的要求。

重新安装结构:在调整完滤层厚度后,将之前拆卸的结构重新安装好。在安装过程中,要确保各部分之间的连接牢固,并避免出现泄漏或其他问题。

清洗和检查:在安装完成后,对过滤器进行清洗,以去除在调整过程中可能产生的杂质和污垢。然后,检查过滤器的各部分是否正常运行,包括进出水口、阀门等。

测试和运行:在清洗和检查完成后,对过滤器进行测试,以确保其过滤效果符合要求。可以逐渐增加进水量,观察过滤器的出水水质和运行情况。如果一切正常,则可以投入正常运行。
在调整多介质过滤器的滤层厚度时,应根据实际情况和过滤器的要求进行操作。遵循规程和安全要求,确保操作过程的安全和可靠。如不确定如何操作或遇到问题,及时咨询专业人士或厂家。

多介质过滤器介绍汇总(图6)



七、选择滤料和滤料组合时,应考虑关键因素:

1. 水质分析:首先,需要详细了解原水的水质报告,包括悬浮物含量、有机物含量、浊度、硬度、pH值、铁锰含量等指标,这是选择滤料的基础。

2. 处理目标:明确过滤的目的是什么,比如是去除悬浮物、有机物、脱色、除味、软化水质还是去除特定污染物(如铁、锰等)。不同的处理目标对应不同类型的滤料。

3. 滤料特性:石英砂:适用于去除悬浮物和提高水质透明度。活性炭:适合去除有机物、氯化物、异味和色素。无烟煤:对大颗粒杂质和部分有机物有较好的去除效果。锰砂:针对含铁、锰的水体特别有效。其他特殊滤料:如树脂、纤维球等,根据具体需求选用。

4. 级配与组合:合理安排滤料的粒径和密度,上层使用粒径较大、密度较小的滤料,下层使用粒径较小、密度较大的滤料,以实现逐级过滤和防止滤料混层。根据处理需求,可能需要两层或更多层不同滤料的组合。

5. 反冲洗性能:考虑滤料的反冲洗难易程度,选择易于反冲洗且不易流失的滤料组合,确保滤床的长期有效性。

6. 经济性:考虑滤料的成本、更换频率以及对后续处理设备的影响,选择性价比高的滤料组合。

7. 实践经验:参考行业标准、同类项目案例以及供应商推荐,结合实际工程经验来决定。

8. 环境适应性:考虑滤料在特定工作环境下的耐久性和稳定性,比如温度、压力、化学稳定性等。

通过计算和实验验证,确定最适合水处理项目的滤料类型和组合方案。实践中可能需要对初步选定的滤料组合进行现场测试或小规模试验,以优化最终配置。

多介质过滤器介绍汇总(图7)



八、多介质过滤器常见的组合工艺和方式:

1. 预处理阶段:

混凝沉淀 + 多介质过滤:首先通过混凝剂和助凝剂的作用,使水中的悬浮物、胶体凝聚成较大颗粒,再通过沉淀池去除大部分颗粒,之后进入多介质过滤器进一步去除残留的悬浮物和微粒。

砂滤 + 多介质过滤:在一些系统中,先通过单一介质(如砂滤)进行初步过滤,去除较大颗粒物,再通过多介质过滤器进行深度净化,以提高出水水质。


2. 深度处理阶段:

多介质过滤 + 活性炭吸附:多介质过滤去除悬浮物后,水流经过活性炭滤层,利用活性炭的吸附性能去除有机物、色素、异味等。

多介质过滤 + 软化:适用于硬度较高的水,通过多介质过滤去除杂质后,使用离子交换树脂进行软化处理,降低水的硬度。


3. 高级处理与净化阶段:

多介质过滤 + 反渗透(RO):作为反渗透前的预处理,多介质过滤去除颗粒物,保护反渗透膜免受污染和堵塞,确保RO系统的稳定运行。

多介质过滤 + 超滤(UF):超滤前的预处理,同样为了保护超滤膜,提高整体过滤效率和膜寿命。


4. 特殊处理需求:

多介质过滤 + 锰砂/锰铁砂过滤:针对含铁、锰较高的水源,锰砂或锰铁砂能有效去除铁、锰离子。

多介质过滤 + 树脂软化 + 消毒:在工业用水或饮用水处理中,先通过多介质过滤去除杂质,再用树脂软化降低硬度,最后加入消毒剂如氯气或紫外线消毒,确保水质安全。

组合工艺的选择和顺序依据原水水质、最终用途(如饮用、工业冷却、锅炉补给水等)相应的水质标准来定制,实现经济高效和水质达标目标。

多介质过滤器介绍汇总(图8)



九、控制多介质过滤器的过滤精度的主要方面

1. 选择合适的滤料组合与级配:不同种类的滤料(如石英砂、无烟煤、活性炭、磁铁矿等)具有不同的密度和孔隙结构,因此对不同大小颗粒的拦截能力也不同。通过合理搭配不同粒径的滤料,可以形成梯度过滤层,提高过滤效率和精度。 精确的级配是指滤料从上至下粒径逐渐增大,顶层滤料粒径最小,底层最大,这样可以有效拦截不同大小的颗粒物。

2. 调节滤料层厚度: 滤料层的总厚度直接影响过滤深度,厚度越大,过滤精度往往越高,但也会增加阻力和反冲洗难度。需要根据实际水质需求和处理量平衡考虑。

3. 控制反冲洗参数: 反冲洗的强度和时间对恢复滤料的过滤性能至关重要。合理的反冲洗强度(如4-15L/s·㎡)和时间(如5-7分钟)能够有效去除滤料间累积的杂质,而不损伤滤料或改变其级配,从而保持过滤精度。

4. 使用缠绕式或蜂房结构滤芯:特殊设计的滤芯如缠绕式或蜂房结构滤芯,通过控制缠绕密度可以实现不同的过滤精度,这类滤芯具有外疏内密的结构,适合去除细微颗粒。

5. 定期检查与维护: 定期检查滤料层的状态,及时补充流失的滤料,确保滤料层结构稳定,避免因滤料缺失导致过滤精度下降。监测过滤前后压差和出水水质,当压差过大或水质不达标时,考虑是否需要调整滤料或改进过滤工艺。

6. 预处理优化: 强化预处理环节,如混凝、沉淀等,可以有效减少进入多介质过滤器的大颗粒物质,减轻过滤负担,间接提升过滤精度。

控制多介质过滤器的过滤精度是一个综合性的过程,需要根据具体情况灵活调整上述各要素,以达到既定的水质处理目标。

多介质过滤器介绍汇总(图9)



十、确定过滤介质的层数和厚度主要取决因素:

1. 水质要求:最终出水水质的标准是最基本的决定因素。对于要求高的过滤精度,可能需要更多层次的过滤介质或更厚的滤层来去除更小的颗粒物。

2. 原水水质:根据原水中的悬浮固体、胶体、有机物等杂质的含量和类型,选择合适的滤层结构。杂质含量高时,可能需要较厚的滤层或者多层介质来确保有效过滤。

3. 过滤介质特性:不同介质的孔隙大小、比表面积、密度和拦截效率不同。选择时需考虑介质的过滤性能和适用范围,以及它们相互之间的搭配。

4. 过滤流速:滤层厚度和层数会影响过滤流速。一般而言,滤层越厚或层数越多,流速会减慢,但这有助于提高过滤效率和精度。

5. 反冲洗效果:需要考虑反冲洗时能否有效清除滤层中的杂质,过厚或过多层数可能增加反冲洗难度,影响清洗效果。

6. 设备尺寸和压力损失:设备的尺寸限制了滤层的总厚度,同时,过厚的滤层会导致过滤过程中压力损失加大,增加能耗。

7. 经验与试验:实践中,过滤介质的层数和厚度往往是基于经验和现场试验确定的。通过小规模试验证明某种配置的有效性后,再应用于实际系统中。

具体到数值,多介质过滤器中,单层滤料的厚度通常取值在7~9米/小时,双层滤料则为9~11米/小时。而对于水处理滤料,重力式滤池滤层厚度一般为700~1000mm,压力式过滤器滤层厚度则可能为1200mm、2400mm、3000mm等,这都需要根据实际处理需求和条件来具体设定。

多介质过滤器介绍汇总(图10)



十一、多介质过滤系统主要的核心部分构成:

1. 过滤器体:
通常是一个圆柱形或矩形容器,作为容纳过滤介质和进行水处理的空间。材质可能为碳钢、不锈钢或玻璃钢等,以适应不同的工作环境和耐腐蚀要求。

2. 配套管线:包括进水管、出水管、反洗水管、排水管等,用于引导水流进出过滤器以及在反冲洗时提供必要的水力条件。

3. 阀门:主要有进水阀、出水阀、反洗阀、排放阀、旁通阀等,用于控制水流方向和流量,实现过滤、反冲洗、正洗等操作模式的切换。

4. 布水组件:位于过滤器顶部,负责均匀分配进入过滤器的原水,确保水流均匀穿透整个滤床,提高过滤效率。


5. 支撑组件:用于支撑滤料,保持滤料层的稳定结构,通常包括多层不同孔径的筛网或托盘。


6. 反洗气管:在某些设计中,用于在反冲洗阶段引入空气,帮助松动滤料层,提高清洗效率。


7. 滤料:由两种或多种不同粒径和材质的介质分层填充而成,常见的滤料包括石英砂、无烟煤、锰砂、陶粒等,各层滤料按特定级配排列,以实现分级过滤效果。


8.排气阀(外置):在过滤器顶部设置,用于在系统启动或反冲洗结束后排出滤料层中的空气,保证水流顺畅。

9. 控制系统:包括PLC定时控制器、压差控制器、电磁阀等,用于自动控制过滤和反冲洗过程,根据设定的参数或实际运行状况自动执行操作。
共同协作,实现了多介质过滤系统对原水的净化处理,有效去除水中的悬浮物、胶体和其他杂质,为后续的水处理工艺提供良好的水质条件。

多介质过滤器介绍汇总(图11)



十二、多介质过滤系统的工作原理:

基于物理拦截、沉淀、吸附等机制,通过一系列精心设计的过滤介质层来去除水中的悬浮物、胶体以及其他杂质。其核心过程大致可以分为以下步骤:
1. 原水进入:待处理的原水从过滤器的上部进入,流经各个过滤介质层。

2. 分级过滤:多介质过滤器内部通常填充有不同粒径和密度的滤料,如上层使用较粗的无烟煤,下层则是较细的石英砂等。这些滤料按一定级配排列,形成层层拦截的过滤结构。原水在通过这些介质时,较大的颗粒首先被上层较粗的滤料捕获,随后较小的颗粒被下层更细的滤料截留。这种分级过滤机制提高了整体的过滤效率和精度。

3. 吸附与拦截:
除了物理拦截外,滤料表面的吸附作用也对去除有机物、部分溶解性杂质有重要作用。例如,活性炭层能有效吸附水中的有机物、色素和异味等。

4. 机械阻流与絮凝:在水流经过滤料层时,水中的微粒会在滤料表面和间隙中发生碰撞、重叠和架桥现象,促进杂质间的絮凝,进一步提高过滤效果。

5.清水产出:经过滤料层层过滤后的清水,从过滤器底部流出,达到预设的水质标准。

6.反冲洗过程:当过滤器运行一段时间后,滤料层逐渐积累杂质,压差增大,这时需要进行反冲洗。反冲洗过程中,水流方向逆转,快速水流从下往上通过滤床,同时可能伴随空气擦洗,以松动并带走滤料层中的杂质,恢复滤料的过滤性能。

多介质过滤器介绍汇总(图12)



十三、多介质过滤器滤料污染后的处理方法:


1. 污染程度评估:首先,检查滤料的污染情况,分析污染是轻度还是重度。这通常涉及到观察滤料的颜色、气味、以及对过滤性能的影响。

2. 轻微污染处理:反冲洗:执行反冲洗操作,通过水流逆向流动,以去除滤料表面和间隙中的杂质。调整反洗强度和时间,必要时可适当增强反洗频率和缩短反洗时间。

检查与清洁:检查进出水口及布水器是否受污染,如有污染应及时清洗,以避免再次污染滤料。

3.重度污染处理:更换滤料:如果滤料污染严重,导致过滤性能无法恢复,必须更换全部滤料。重度污染可能包括滤料结块、严重堵塞或化学性质改变等情况。

清洗罐体:在更换滤料前,仔细清洗过滤器罐体,以去除附着在罐壁和内部结构上的污染物。

分析污染源:查找造成重度污染的原因,可能是原水质量突变、预处理不足或操作不当,针对性地解决问题,避免再次发生。

4. 预防措施:加强预处理:确保上游的预处理系统(如混凝、沉淀等)有效运行,减少进入多介质过滤器的污染物负荷。

优化运行参数:根据水质情况,适时调整过滤流速、反洗周期和强度,保持最优运行状态。

定期维护:制定并执行定期检查和维护计划,包括滤料的检查、设备的清洁和性能测试,及时发现并解决问题。

上述步骤,可以有效处理多介质过滤器滤料的污染问题,恢复其过滤性能,确保水质处理效果。

多介质过滤器介绍汇总(图13)



十四、多介质过滤系统的主要能耗来源:


1. 泵送能耗:这是多介质过滤系统最主要的能耗,因为需要水泵将原水抽入过滤器,并在反冲洗时提供足够的压力来清洗滤料。能耗量与所需提升的高度、管道阻力、流量和反冲洗频率有关。

2. 反冲洗能耗:反冲洗时,为了有效地松动和冲洗滤料层,需要短时间内提供较大流量的水,这会消耗较多能量。反冲洗的频率和持续时间直接影响这部分能耗。

3. 控制系统的能耗:包括自动控制阀、传感器、PLC等控制系统元件的电力消耗,虽然相比泵送能耗低得多,但在持续运行中仍需考虑。

4. 辅助设备能耗:例如,如果过滤系统中包含有空气压缩机用于气水反冲洗,或者加热系统用于寒冷地区防止冬季冻结,则这些辅助设备也会消耗能源。
总体来说,多介质过滤系统的能耗相比于其他高级水处理单元(如反渗透、电渗析等)要低,因为它主要依赖于物理过滤过程,没有相变或高压操作。为了节能,可以采取如下措施:优化泵的运行效率,选用高效节能的泵型。合理安排反冲洗周期和时间,避免过度或不足的反冲洗。维护良好的预处理,减少进入过滤器的污染物,从而降低反冲洗频率。实施自动化控制策略,精确控制各项操作参数,以达到最佳能效比。

具体能耗数值需要根据过滤系统的实际规格、原水水质、处理量以及操作参数来计算。

多介质过滤器介绍汇总(图14)



十五、判断多介质过滤器是否需要更换滤料,可以参考以下几个指标和方法:


1. 压差增大:随着过滤器运行时间的增加,滤料层拦截的杂质增多,导致进出口之间的压差逐渐增大。当压差显著超出初始设计值或与以往相比有大幅增长,且在反冲洗后无法恢复正常水平,这通常意味着滤料已达到吸附或拦截饱和状态,需要更换。


2. 出水水质下降:监测出水的浊度、硬度、有机物含量等关键水质指标,如果这些指标持续升高,表明滤料的过滤效能已经减弱,可能需要更换。


3. 反冲洗效果不佳:即使按照正常程序进行反冲洗,如果发现出水水质改善不明显,或反冲洗后压差减少不明显,说明滤料可能已达到使用寿命,难以通过反冲洗彻底清洁。


4. 滤料外观变化:对于像活性炭这样的可视觉判断的滤料,如果观察到滤料颜色明显变浅(如活性炭由黑色变为灰黄色),表明其吸附能力已大大降低,需要更换。


5. 使用周期:根据经验或厂家推荐的滤料更换周期,如一般的多介质过滤器滤料一般推荐一年左右更换一次,但实际更换周期需根据水质情况灵活调整。


6. 维护记录与性能评估:参考设备的维护记录和历史性能数据,如果发现过滤效率连续几个周期内持续下降,即使其他指标尚未达到极限,也可能预示着滤料效能衰退,需要考虑更换。

结合运行数据、水质监测、反冲洗效果和经验判断,可以较为准确地判断多介质过滤器滤料是否需要更换。

多介质过滤器介绍汇总(图15)



十六、多介质过滤器的冲洗方式主要包括:
1. 正洗(Forward Flush):
正洗是在过滤器投入运行前后进行的清洗过程,其目的是去除过滤层表面的松散杂质和破碎的滤料颗粒,确保过滤后的水质清澈。正洗时,水流方向与过滤时相同,即从上往下流过滤料层,然后通过排水阀排出。正洗通常在过滤器首次启动前、反洗后或更换滤料后进行,直到出水清澈为止。


2. 反洗(Backwash):反洗是为了清除滤料层内部积累的杂质,恢复滤料的过滤能力。此过程通过从过滤器底部引入水流,使水流方向与过滤时相反,即从下往上流,使得滤料层膨胀并悬浮起来,利用水力冲刷滤料间的杂质,随后这些杂质随反洗水由顶部的排放口排出。反洗可根据需要分为均匀反洗(即全体反洗)和局部反洗,其中均匀反洗涉及整个滤料层,而局部反洗则是分段进行。


3. 空气擦洗(Air Scouring):空气擦洗是一种辅助冲洗方式,通常在反洗之后进行,特别是在处理含有较多有机物或容易形成生物膜的水体时更为有效。该过程通过注入压缩空气,使空气在滤料间产生气泡,以进一步松动和去除附着在滤料上的顽固杂质,增强冲洗效果。

多介质过滤器的冲洗是一个综合过程,结合了正洗、反洗及可能的空气擦洗,确保过滤器长期保持高效的过滤性能。冲洗的具体操作步骤和频率需根据实际水质状况和过滤器设计要求来确定。

多介质过滤器介绍汇总(图16)



十七、反冲洗中,避免滤料流失的关键措施:
1. 正确的反冲洗流速:确保反冲洗流速适中,一般为过滤速度的2至3倍,但不超过滤料的承压极限。过高的流速会导致滤料被冲出,而过低则无法有效清洗滤料。应根据滤料的粒径、比重和设备规格调整最佳流速。


2. 合理的反冲洗时间:设定适当的反冲洗时间,以确保滤料得到充分清洗的同时,避免过度冲洗导致滤料流失。通常,反冲洗时间在10至15分钟,但需根据实际情况调整。


3. 滤料层级稳定:确保滤料按正确顺序和比例填充,一般上层采用密度小、颗粒大的滤料(如无烟煤),下层为密度大、颗粒小的滤料(如石英砂)。稳定的层状结构可以有效防止滤料在反冲洗时混合和流失。


4. 安装合适的支撑层:在滤料层底部设置合适的承托层,如大颗粒石英砂或鹅卵石,可以防止细小滤料被冲出。


5. 反洗阀门控制:使用精确控制的反洗阀门,逐步增加水流,避免瞬间高压冲击滤床。


6. 检查和维护:定期检查过滤器的密封性,包括顶盖、人孔盖和管道接口,确保没有泄漏。同时,定期检查滤料层的状况,及时补充流失的滤料。


7. 空气擦洗辅助:对于易发生滤料流失的情况,可以在水反冲洗前或后采用空气擦洗,通过气泡的搅动作用松动滤料间的杂质,减少对滤料的直接水力冲击。


8. 监控和调整:安装压差计和流量计,监控反冲洗过程中的压力变化和流量,根据监测结果适时调整反冲洗参数。
遵循以上措施,可以有效减少多介质过滤器反冲洗过程中的滤料流失,维持过滤系统的稳定运行和长寿命。

多介质过滤器介绍汇总(图17)



十八、在进行多介质过滤器的反冲洗操作时,需要注意以下控制因素以确保反冲洗效果并保护过滤器及滤料:


1. 反洗触发条件:监控过滤器的进出口压差和SDI值(淤泥密度指数),当进出口压差超过0.07MPa或SDI值大于4时,应立即进行反冲洗。


2. 反洗水量:确保反洗水量充足,一般反洗水量为正洗水量的2.5到4倍,通常选择3倍的水量,以有效冲刷滤料层中的杂质。


3. 空气擦洗:在反洗过程中加入空气擦洗,控制压缩空气的输入强度在18—25L/(s*m2),以松动滤料并增强清洗效果,同时避免因强度过高导致滤料流失。


4. 滤层膨胀率:控制滤层膨胀率在40%-50%之间,既能使滤料充分膨胀,暴露并去除深层杂质,又不至于导致滤料混乱或流失。


5. 反洗时间和流速:合理设置反洗时间,确保足够长的时间以完成彻底清洗,同时控制反洗流速,保持流速稳定,避免滤料移动不均或损坏。


6. 反洗水的流向和分布:确保反洗水均匀分布并沿预定路径流动,防止形成空穴、局部堵塞或滤料层不均匀磨损。


7. 泵的运行状态:监控反洗水泵的运行状态,确保水流稳定,必要时使用自吸泵或辅助泵来维持稳定的反洗压力和流量。


8. 反洗结束后的处理:反洗结束后,应开启排污阀门,排放清洗产生的废水,并确认排放水质符合环保标准。

多介质过滤器介绍汇总(图18)


通过精细控制这些因素,可以有效提高反冲洗效率,延长过滤器运行周期,同时保护过滤介质,确保整个水处理系统的稳定运行。


十九、介质过滤常用水气反冲洗的必要性:

水反冲洗和气反冲洗在介质过滤系统中都是非常重要的维护操作,它们对于保持过滤系统的高效运行和延长滤料使用寿命至关重要。下面分别说明这两种反冲洗方式的应用必要性:

水反冲洗的必要性:

1. 清除堵塞物:在过滤过程中,原水中的悬浮物、杂质等被滤料层截留并积累,导致滤层孔隙逐渐被堵塞,过滤水头损失增加。水反冲洗通过逆向流动的水流,有效移除滤层表面及内部积累的污物,恢复滤料的渗透性。

2. 恢复过滤效能:随着滤料层堵塞,过滤效率下降,水反冲洗可以快速恢复滤床的过滤能力,减少水头损失,保证出水水质。

3. 延长滤料寿命:定期的水反冲洗能够防止滤料因长期堵塞而失效,从而延长其使用周期,减少更换频率和维护成本。

气反冲洗的必要性:

1. 深层清洁:相比于水反冲洗,气反冲洗能更有效地松动滤料深层次的污物,因为气体在上升过程中形成的气泡具有较好的扰动效果,可以穿透滤层深处,松动并带出紧附在滤料上的杂质。

2. 节约水资源:气反冲洗相比水反冲洗更加节水,尤其在水资源紧张的地区,这一点尤为重要。

3. 提高滤速和截污能力:气反冲洗有助于重新分布滤料,使其更加疏松,从而提高滤速和滤料层的截污能力,延长过滤周期。

4. 减少停机时间:高效的气反冲洗可以在较短时间内完成,减少滤池的停机维护时间,保证连续供水。

气水反冲洗的综合优势:结合水反冲洗和气反冲洗的双重作用,即气水混合反冲洗,可以进一步提升清洗效果。气水反冲洗不仅能更彻底地去除滤层内的污染物,还能够在节水的同时提高整个过滤系统的效率和稳定性,是一种高效且经济的维护手段。选择合适的反冲洗方式需根据具体滤池类型、处理要求以及现场条件来确定。

多介质过滤器介绍汇总(图19)



二十、多介质过滤技术应用行业和领域:

1. 工业用水:广泛应用于电子电力、石油化工、冶金电镀、造纸纺织、制药透析等领域,作为工业生产过程中的预处理步骤,去除水中的悬浮物、有机物、胶体等杂质,保证生产设备的安全运行和产品质量。

2. 市政自来水处理:在自来水厂中,多介质过滤器用于原水的预处理,有效去除水中的泥沙、悬浮物等杂质,提高饮用水的质量和安全性。

3. 食品饮料行业:用于生产过程中的原料水处理,确保最终产品的纯净度和安全标准,如饮料、啤酒、乳制品等的制造用水。

4. 医院及医疗领域:在医院的血液透析用水处理、实验室纯水制备等场合,多介质过滤是保障水质安全的重要环节。

5. 泳池水处理:用于游泳池循环水的净化,去除水中的悬浮物、微生物,保持水质清洁透明,符合卫生标准。

6. 冷却水循环系统:工业冷却塔、数据中心冷却系统等,通过多介质过滤去除循环水中的悬浮物,减少设备腐蚀和结垢,提高系统效率。

7. 中水回用和污水处理:在城市污水处理及中水回用项目中,作为预处理或后处理手段,提高水的再利用率。

8. 农业灌溉:用于净化灌溉水源,去除可能堵塞喷头或影响作物生长的杂质。

9. 半导体及电子制造业:在高纯水制备过程中,作为前期预处理步骤,确保水质符合半导体芯片制造的严格要求。

10. 酒店及商业建筑:用于空调系统冷却水处理和生活用水的初级净化,提升设施运行效率和用户用水体验。


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