纖維束過濾器工作原理

纖維束過濾器取消了“囊充水”系統(tǒng)，設(shè)備由固定多孔板、活動多孔板、纖維束濾料、布?xì)庋b置等組成?；顒佣嗫装蹇缮舷乱苿?，過濾時，在水力作用下，濾料順?biāo)鞣较蚩障队纱笾饾u變小，纖維密度變大，形成理想的過濾層面，其過濾過程既有縱向深層過濾，又有橫向深層過濾，有效地提高了過濾精度和過濾速度；清洗時，使纖維束達(dá)到疏松狀態(tài)，同時，采用氣水合洗的方法，在氣泡聚散和水力沖洗過程中，纖維束處于不斷抖動狀態(tài)，在水力和上升氣泡的作用下，反沖洗濾料而使其再生。

為充分發(fā)揮纖維束濾料的特長，在過濾器的濾層下端設(shè)有可改變纖維密度的活動孔板調(diào)節(jié)裝置。設(shè)備運行時，水從下至上通過濾層。此時，活動孔板調(diào)節(jié)裝置向上運動。纖維被加壓后，濾層沿水流動方向的密度逐漸加大，相應(yīng)濾層空隙直徑和孔隙逐漸減小，實現(xiàn)了深層過濾。當(dāng)濾層被污染需要清晰再生時，清洗水從上到下通過濾層。這時，活動孔板調(diào)節(jié)裝置自動下降，使纖維拉開并處于放松狀態(tài)，即可方便的進(jìn)行清洗。

纖維束過濾器能有效地去除水中的懸浮物，同時對水中的細(xì)菌、病毒、大分子有機(jī)物、膠體、鐵、錳等有明顯的去除作用，具有過濾速度快、精度高、截污容量大、操作方便、運行可靠、不需特殊維護(hù)等優(yōu)點。設(shè)備廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金、造紙、紡織、食品、飲料、自來水、游泳池等各種工業(yè)、民用給水、工藝用水、循環(huán)冷卻水、和廢水的過濾處理 。

1、過濾精度高：水中懸浮物的去除率高達(dá)100%，經(jīng)良好混凝處理的天然水，濁度為20NTU時，過濾出水濁度能控制到2NTU以下。

2、過濾速度快：一般為30m/h，是傳統(tǒng)過濾器的3～5倍，最大可達(dá)50 m/h。

3、截污容量大：一般為5～10kg/m3，是傳統(tǒng)過濾器的2～4倍。

4、可調(diào)節(jié)性強(qiáng)：過濾精度、截污容量、過濾阻力等參數(shù)根據(jù)需要調(diào)節(jié)。

5、占地面積?。褐迫∠嗤乃?，占地僅為傳統(tǒng)過濾器的1/3～1/2。

6、噸水造價低：噸水造價低于傳統(tǒng)過濾器。

7、反沖洗耗水量低：僅為周期制水量的1～3%，一般情況下可用原水上向洗。

8、使用壽命長：設(shè)備無須更換濾元，濾元被污染后，可方便地進(jìn)行清洗，恢復(fù)其過濾性能，濾元壽命不小于10年。

1.料層厚度mm 1200~1600（自由狀態(tài)）

2.過濾速度m/h 20-30

3.最大操作壓力MPa 0.6

4.截污容量kg/m3 10～15

5.過濾壓頭損失MPa 過濾失效時入口、出口壓差一般為0.10-0.2MPa

6.過濾周期h ≥8h

7.懸浮物濁度 濾前≤20（≤20FTU ）≤50（≤50FTU）

8.濾后≤2.0（≤2.0FTU）≤5.0（≤5.0FTU）

9.反沖洗水壓力MPa ≥0.1MPa，最大不超過0.3 MPa

10.清洗強(qiáng)度L/m2.s 8-10

11.清洗空氣壓力MPa 0.05-0.06

12.清洗空氣強(qiáng)度L/m2.s 40-60

13.清洗時間min 20～60

水資源短缺已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，而廢水回用是解決水資源緊缺最方便、有效的方法之一。多介質(zhì)過濾器技術(shù)在總結(jié)以往試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，建成了以纖維束過濾器為核心工藝的廢水回用水質(zhì)深度處理裝置。

該系統(tǒng)的原水為化工、化纖等廠的生產(chǎn)廢水和生活污水的二級處理(主體工藝為UNOX純氧曝氣活性污泥法)出水，其COD為40～100mg/L，濁度為5～30NTU。

過濾器把出水濁度和水頭損失作為控制指標(biāo)，同時測定COD。該系統(tǒng)的出水一部分用于沖廁或澆灌綠地，一部分用作循環(huán)冷卻補(bǔ)水(COD<40mg/L，濁度<5NTU，pH=6～9)。

針對二沉池出水水質(zhì)存在一定波動性的情況選取了有代表性的25個完整的過濾周期，按照濁度<10NTU、10～15NTU、>15NTU分低、中、高三個檔次分別進(jìn)行討論。

安裝及固定：水平的基礎(chǔ)上，用地腳螺栓固定好或焊接在預(yù)埋于基礎(chǔ)中的錨板上。設(shè)備安裝好后其水平偏差不得大于5mm。

管路的連接：安裝好后，即可安裝各管口閥門和外部連接管路。閥門和管路安裝前，應(yīng)將管路內(nèi)表面和法蘭連接面清理干凈，以防止鐵銹和油污等臟物污染濾層。

設(shè)備工作間可布置明渠式排污地溝，地溝的上口用蓋板蓋好。

設(shè)備的進(jìn)氣總管必須高于過濾器的最高點，以防止清洗操作失誤時水倒流入羅茨風(fēng)機(jī)，如無法達(dá)到要求時，應(yīng)在空氣管路上安裝逆止閥。

供給電源：控制箱控制電源為AC380V/50Hz。

1、準(zhǔn)備工作

a、設(shè)備運行前檢查各閥門及配套設(shè)備是否能正常工作。

b、檢查風(fēng)機(jī)等電器元件的接線是否正確、匹配。

2、濾床充水放松

a、打開排氣閥門。

b、啟反洗泵，打開下向洗入口閥門、下向洗出口閥門，待水充滿濾床后，關(guān)閉下向洗出口閥門、下向洗入口閥門，停反洗泵。

3、濾床下向洗

a 、啟反洗泵，開空氣出口閥門（排氣閥門）。并同時打開下向洗入水口、下向洗出水口閥門，延時2分鐘后打開空氣入口閥門，開風(fēng)機(jī)。監(jiān)測下向洗出水口出水水質(zhì)，水質(zhì)達(dá)到入口水水質(zhì)，即可停止下向洗，一般需20分鐘左右。

b 、停止下向洗：停反洗泵，停風(fēng)機(jī)，關(guān)閉空氣入口、下向洗出口、入口閥門，準(zhǔn)備上向洗。

注意：

1、過濾器第一次使用前的第一次清洗為預(yù)清洗，較正常清洗須增加1-2倍時間，預(yù)清洗時有大量泡沫排出，屬正?，F(xiàn)象。

2、開風(fēng)機(jī)前，應(yīng)先打開風(fēng)機(jī)的排空閥，再啟動風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)正常運行后打開過濾器的壓縮空氣入口閥門，再逐漸關(guān)閉排空閥。

3、濾床清洗時，入、出口壓力應(yīng)保持在0.05-0.1MPa左右。壓力太大或清洗水流太急，會造成羅茨風(fēng)機(jī)的電機(jī)運行電流過大而燒毀電機(jī)。

4、過程中，嚴(yán)禁進(jìn)水帶氣。

5、濾床上向洗

a、打開進(jìn)水泵，同時打開上向洗出口、原水入口、空氣入口閥門，開風(fēng)機(jī)。調(diào)節(jié)閥門開度一般在15°左右，控制水壓力0.05-0.1MPa左右，使濾床在清洗過程中總保持滿水狀態(tài)，一般清洗10-15min。

b、待上向洗出口水質(zhì)達(dá)到過濾水質(zhì)要求即可停止上向洗。

6、排氣

清洗結(jié)束前，打開風(fēng)機(jī)排空閥，先關(guān)閉壓縮空氣入口閥門和風(fēng)機(jī)，繼續(xù)清洗3-5min，將過濾器內(nèi)殘余的空氣排出后，關(guān)閉排氣閥，清洗結(jié)束。

注意：下列情況會影響過濾出水水質(zhì)

過濾器濾床清洗后內(nèi)部殘留氣體

設(shè)備運行時進(jìn)水帶氣

清洗空氣入口閥門關(guān)閉不嚴(yán)

7、成床

a、濾床清洗結(jié)束后，打開清水出口閥門，關(guān)閉上向洗出口閥門。

b、設(shè)備進(jìn)入正常制水過程

8、預(yù)投運

設(shè)備在成床狀態(tài)下，調(diào)整進(jìn)水口閥門（上向洗入口）和上向洗出口閥門的開度，一般為15°，使水的流速流量適當(dāng)（一般流速為30m/h），取樣化驗預(yù)投運出水水質(zhì)，當(dāng)水質(zhì)達(dá)標(biāo)時，即可投入使用。

9、投運

進(jìn)水口（上向洗入口）閥門保持開啟狀態(tài)，打開清水出口閥門，并關(guān)上向洗出口閥門，設(shè)備開始運行。

設(shè)備運行后，濾速應(yīng)控制在30m/h。這時初始過濾阻力（即初始設(shè)備的入出口壓力差）一般為0.02-0.04MPa，運行時應(yīng)定期監(jiān)測入出口壓差和濾速。濾速不宜長時間超過30m/h，最大不得超過50m/h。如出口壓力差一般不超過0.1 Mpa，最好設(shè)定為0.06 Mpa。

注意：下向洗入口閥門必須關(guān)嚴(yán)，否則會影響出水水質(zhì)。

10、濾床失效、濾層放松

設(shè)備運行一段時間后，出水水質(zhì)逐漸惡化至不能達(dá)到用水標(biāo)準(zhǔn)時，濾床即進(jìn)入失效狀態(tài)；濾床失效時，設(shè)備的入出口壓差達(dá)到0.10-0.25 MPa(參考值)

濾床失效后，即可停止運行，按照3-6的步驟進(jìn)行再生。

11、設(shè)備維護(hù)和注意事項

a 、維護(hù)濾料性能和更換周期

高效纖維束過濾器所選用的濾料是一種高分子化學(xué)纖維材料，過濾吸附水中的懸浮物以表面物理吸附為主，吸附泥渣后，可用水和空氣擦洗的物理方法再生。這種材料的耐熱溫度為106-127℃，并對各種堿和非氧化性酸有很強(qiáng)的耐腐蝕性，正常情況下連續(xù)使用壽命不少于10年。

b 、注意事項

可能造成出水水質(zhì)不良的原因

①濾床失效

②清洗不徹底

③進(jìn)水帶氣

④混凝劑用量不當(dāng)

⑤過濾流速波動太大

⑥下向洗入口閥門沒有關(guān)嚴(yán)

⑦取樣化驗不準(zhǔn)確

需要特殊清洗的情況

設(shè)備在使用過程中，如發(fā)現(xiàn)有大量微生物繁殖或吸附大量的油污時，需要特殊清洗，可用2%的NaOH溶液將濾料浸泡24小時候，在進(jìn)行清洗。

C、設(shè)備停用時要滿水保存，嚴(yán)禁長時間空罐停用 。

1、全自動控制，則所有進(jìn)出口必需設(shè)置電動閥，并在進(jìn)出水口設(shè)有差壓控制器，設(shè)定進(jìn)出壓差，控制閥門的正常運行（進(jìn)出口壓差不得超過0.1Mpa，一般為0.08 Mpa）。

2、第一次清洗洗完畢設(shè)定程序為：打開原水進(jìn)入閥、清水出口閥自動運行，根據(jù)水質(zhì)情況設(shè)計壓差為0.06-0.08 Mpa（參考值），具體的壓差值應(yīng)在設(shè)備運行一段時間之后，根據(jù)現(xiàn)場具體情況設(shè)定，達(dá)到設(shè)定壓差即自動關(guān)閉原水進(jìn)入閥、清水出口閥；然后同時打開下向洗進(jìn)水閥、下向出水閥口，延時2分鐘后依次打空氣出口閥、空氣進(jìn)口閥，開風(fēng)機(jī)，進(jìn)行氣水合洗，一般清洗時間為20分鐘左右（根據(jù)清洗情況及水質(zhì)、清洗時間可調(diào)）清洗完畢轉(zhuǎn)入上向洗程序：依次關(guān)閉下向洗進(jìn)水閥、下向洗出水閥，打開上向洗出水閥、原水進(jìn)水閥進(jìn)行清洗，一般清洗時間為20分鐘左右（根據(jù)清洗情況及水質(zhì)、清洗時間可調(diào)）清洗完畢，然后打開清水出口閥，關(guān)閉上向洗出水閥、空氣進(jìn)口閥，停風(fēng)機(jī)。3分鐘后再關(guān)閉空氣出口閥。進(jìn)行正常工作，工作一段時間達(dá)到設(shè)定壓差轉(zhuǎn)入反洗程序。

注：空氣進(jìn)口閥必需設(shè)置止回閥，進(jìn)氣管路必須高于設(shè)備高度，并且在管路最高點設(shè)置DN15止回閥，以防倒流

劉凡清、張相臣等。

上海凡清環(huán)境工程有限公司、北京工業(yè)大學(xué)工業(yè)水務(wù)中心等。

纖維束過濾器管路連接圖