液體過濾簡介

• 來源：【鎮(zhèn)田機(jī)械：【chrisdong.cn】提供非標(biāo)不銹鋼罐定制生產(chǎn)　發(fā)布時(shí)間：2015-10-04　點(diǎn)擊數(shù)：1254 次

根據(jù)過濾介質(zhì)的不同，一般將過濾分為氣體過濾和液體過濾，液體過濾是使含雜質(zhì)的液體流過具有一定孔隙率的過濾介質(zhì)，液體中的雜質(zhì)被截留在介質(zhì)表面或內(nèi)部而除去。

根據(jù)所采用的過濾介質(zhì)不同，可將其分為下列四類：

(1)  格篩過濾（screen）

過濾介質(zhì)為柵條或?yàn)V網(wǎng)，用以去除粗大的懸浮物，如雜草、破布、纖維、紙漿等。其典型設(shè)備有格柵、篩網(wǎng)和微濾機(jī)，此種過濾方式一般適用于大流量、對(duì)過濾精度要求不高的場合。

(2)  微孔過濾(micro filtration)

采用成型濾材，如濾布、濾片、燒結(jié)濾管、蜂房濾芯等，也可在過濾介質(zhì)上預(yù)先涂上一層助濾劑 (如硅藻土)形成孔隙細(xì)小的濾餅，用以去除粒徑細(xì)微的顆粒。根據(jù)過濾精度的不同采用不同的過濾材質(zhì)。

(3)  膜過濾(membrane filtration)

采用特別的半透膜作過濾介質(zhì)，在一定的推動(dòng)力(如壓力、電場力等)下進(jìn)行過濾，由于濾膜孔隙極小且具有選擇性，可以除去水中細(xì)菌、病毒、有機(jī)物和溶解性溶質(zhì)。主要設(shè)備有反滲透、超過濾和電滲析等。膜過濾的其耐高溫腐蝕等優(yōu)越性使其獲得了越來越多的應(yīng)用，但是相對(duì)高昂的價(jià)格和高技術(shù)限制使其還未能夠完全普及。

 (4)  深層過濾(depth filtration)

采用顆粒狀濾料，如石英砂、無煙煤等。由于濾料顆粒之間存在孔隙，廢水穿過一定深度的濾層，水中的懸浮物即被截留。為區(qū)別于上述三類表面或淺層過濾過程，這類過濾稱之為深層過濾，簡稱過濾。

過濾在水處理中的作用：

在給水處理中，常用過濾處理沉淀或澄清池出水，使濾后出水渾濁度滿足用水要求；

在廢水處理中，過濾常作為吸附、離子交換、膜分離法等預(yù)處理手段；

作為生化處理后的深度處理，使濾后水達(dá)到回用的要求。

根據(jù)過濾機(jī)理，可將其分為下列三類：

(1)  阻力截留：

當(dāng)廢水流過濾料層時(shí)，粒徑較大的懸浮物顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料間的空隙越來越小，截污能力隨之變得越來越高。結(jié)果逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成的濾膜，并由它起主要的過濾作用。這種作用屬于阻力截留或篩濾作用。

 (2)  重力沉降：

廢水通過濾料層時(shí)，眾多的濾料介質(zhì)表面提供了巨大的沉降面積。一般情況下，1m3粒徑為0.5mm的濾料中就擁有400m2不受水力沖刷而可供懸浮物沉降的有效面積，形成無數(shù)的小“沉淀池”，懸浮物極易在此沉降下來。

重力沉降強(qiáng)度主要取決于濾料直徑和過濾速度。濾料越小，沉降面積越大；濾速越小則水流越平穩(wěn)，這些都有利于懸浮物的沉降。

(3)  接觸絮凝：

由于濾料有較大的表面積，它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外，砂粒在水中表面常帶有負(fù)電荷，能吸附帶有正電的鐵、鋁等膠體，從而在濾料表面形成帶正電的薄膜，進(jìn)而又吸附帶負(fù)電荷的粘土及多種有機(jī)膠體，在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。

在大多數(shù)情況下，濾料表面對(duì)尚未凝聚的膠體還能起到接觸碰撞的媒介作用，促進(jìn)其凝聚過程。

過濾的周期和工藝過程

過濾的周期

從過濾開始到結(jié)束延續(xù)的時(shí)間稱為過濾周期（或工作周期），從過濾開始到反洗結(jié)束稱為一個(gè)過濾循環(huán)。

過濾的工藝

過濾工藝包括過濾和反洗兩個(gè)階段：

過濾(filtration)：過濾即截留污染物；

反洗(backwashing)：反洗即把污染物從濾料層中沖走，使之恢復(fù)過濾能力。

配水系統(tǒng)的作用：

(1) 均勻收集濾后水，所以，它又稱為排水系統(tǒng)；

(2) 更重要的是均勻分配反沖洗水。

(3) 配水系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)是濾池正常工作，保持濾料層穩(wěn)定的重要保證。

(4) 所謂大阻力配水系統(tǒng)是指盡可能增大配水系統(tǒng)中布水孔眼的阻力，使反洗水在流向全池各部的水頭損失盡可能相等，保證配水均勻。

快濾池的運(yùn)行管理

(1) 優(yōu)良的濾池應(yīng)具備以下性能：

1）濾料納污能力大，過濾水頭損失小，工作周期長；

2）出水水質(zhì)符合回用或外排的要求；

3）反洗耗水量少，效果好，反洗后濾料分層穩(wěn)定而不發(fā)生很大程度的濾料混雜。

(2) 濾速變化及控制

1）按照在過濾周期內(nèi)濾速的分布形態(tài)，濾池有兩種基本運(yùn)行方式，即：

恒速過濾(constant rate):在整個(gè)過濾周期中過濾的速度不變。

降速過濾(declining rate)：在過濾周期中過濾速度是隨時(shí)間變化的，開始時(shí)大，過濾結(jié)束時(shí)小。

(3) 濾池反沖洗

濾池反沖洗的目的是清除截留在濾料孔隙中的懸浮物，恢復(fù)其過濾能力。一般濾池采用濾后水反沖洗，并輔以表面沖洗（surface wash)或空氣沖洗(air scour)。

反沖洗的指標(biāo)：

反沖洗的指標(biāo)有濾料的膨脹率、反沖洗強(qiáng)度、反沖洗時(shí)間、反沖洗水頭、反沖洗水的供應(yīng)和排除、空氣沖洗和表面沖洗等。

1）膨脹率（expanding rate)：濾料層膨脹后與膨脹前的厚度差與過濾時(shí)濾料的厚度之比，用百分?jǐn)?shù)表示。一般用符號(hào)e表示。

反洗時(shí)的膨脹率要適當(dāng)。膨脹率太低，水流剪切力?。慌蛎浡蔬^高，顆碰撞次數(shù)會(huì)減少，還會(huì)沖動(dòng)墊料層及流失濾料。

2）反沖洗強(qiáng)度(backwash flow rate)：單位時(shí)間內(nèi)單位濾池面積所通過的反沖洗水量稱為反沖洗強(qiáng)度，通常用q表示，它的單位是L/(m2?s)。

反沖洗強(qiáng)度的大小與濾料的粒度、水的溫度、孔隙率和要求的膨脹率有關(guān)?？捎迷囼?yàn)的方法確定。

3）反沖洗時(shí)間(backwash time)：反沖洗時(shí)間依濾層污染程度而異，應(yīng)根據(jù)運(yùn)行情況來確定。

4）反沖洗水頭(head)：反沖洗所需水頭等于濾層、墊層、配水系統(tǒng)及管路的水頭損失之和，并留有1.5－2.0m的富余水頭。具體可根據(jù)有關(guān)流體力學(xué)的方法計(jì)算。

5）反沖洗水的供應(yīng)和排除：一般是用濾后水作為反沖洗用水。反沖洗水可用水塔或水泵供給。反沖洗排出的污水(spent backwash water)應(yīng)及時(shí)排除，通常返回處理系統(tǒng)的首端。

6）空氣沖洗(air scour)：空氣沖洗是在濾料層和墊層之間加空氣管，在反沖洗的同時(shí)鼓入壓力空氣，增加對(duì)顆粒的攪動(dòng)，增加顆粒之間互相碰撞和摩擦的機(jī)會(huì)，加強(qiáng)反沖洗效果。強(qiáng)度據(jù)具體情況確定。

7）表面沖洗(surface wash)：在過濾含有機(jī)物質(zhì)較多的原水時(shí)，濾層表面往往生成由濾料顆粒、懸浮物和粘性物形成的泥球。為了破壞泥球，提高沖洗質(zhì)量，常用壓力水進(jìn)行表面沖洗。

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