全自動盤片式過濾器在水處理技術中的應用
作者： 來源： 日期：2014/6/1 14:48:08 人氣：96
1 目前過濾器的現狀
國內水處理技術中使用的過濾器, 有石英砂過濾器、膠囊纖維過濾器、盤式纖維過濾器、濾芯式過濾器、篩網式過濾器等。
(1) 石英砂過濾器
過濾精度比較高, 能有效去除水中濁度, 但設備體積龐大, 操作比較困難, 濾料容易板結, 反沖洗水耗大, 約為制水量的8 %～10 %。因設備龐大很難實現自動控制, 已屬原始的過濾設備。在自來水和污水處理中廣泛使用的砂濾池, 不在本文敘述的范圍。
(2) 高效纖維過濾器
最早是膠囊式纖維過濾器, 主要特點是, 在過濾精度上無選擇性; 反洗時水量比較大; 需要壓縮空氣輔助反洗; 容易滋生藻類細菌影響水質; 纖維束要定期更換; 膠囊易老化; 設備龐大, 操作比較困難。
其更新換代產品是浮動盤式纖維過濾器, 它克服了膠囊老化的弊病, 但其他缺點并無改變。
(3) 篩網式過濾器
過濾精度較低, 容易產生顆粒堵塞, 纖維纏繞, 藻類滋生等現象。
如果工藝要求過濾精度較高時, 篩網精度必須很高, 篩網目數增加, 堆積、卡塞、纖維纏繞現象就相應增加, 而且隨著運行時間延長而惡化。
首先是堆積問題, 由于篩網的目數很高, 很容易產生正面堆積和背面堆積, 在龍骨與篩網之間的接觸部分更易形成。無論清洗噴嘴怎么變化, 堆積問題都很難解決;
其次是卡塞問題, 殘留的顆粒卡在篩網中很難被噴嘴吸走, 時間一長, 顆粒堆積, 細菌、苔蘚滋生, 結為一體, 大大縮小了過濾面積;
第三是纖維纏繞, 無論噴嘴是哪種形式, 強力吸附噴嘴也好, 還是強力噴射和吸附雙重噴嘴也好, 都很難解決纖維纏繞問題。
由于篩網編織非常密集, 隨著篩網阻力增大,在過濾、反洗過程中, 很容易造成篩網變形, 使吸嘴和篩網之間的最佳距離受到破壞, 惡化了反沖洗效果。
全自動篩網式過濾器的水力驅動器, 很容易產生堵塞或動作遲緩等現象。
這類設備多為國外進口, 長期運行, 其缺點就顯現出來, 所以在采用時要慎重。
(4) 多介質過濾器
水經過特制的濾芯達到過濾的目的。由于有機物和膠體顆粒易在濾芯的微孔內凝聚, 所以不易清洗, 必須定期更換濾芯。過濾精度無選擇性, 運行成本高。
2 盤片式過濾器工作原理
盤式過濾器是由濾水能力20t/ h 左右的單個過濾頭組合而成。每個過濾頭內裝有上百個盤片, 盤片形狀類似光盤, 厚約1mm , 兩面刻有螺旋狀溝槽, 螺旋線由內向外輻射。一塊盤兩面的螺旋方向相反。壓緊的兩片間溝槽形成密布的交叉網, 并且越向圓心越細密。在工作狀態時, 盤片在彈簧力和水力的作用下, 緊緊壓在一起, 水由外圓向圓心流過, 懸浮物即被截留在“網”中。當過濾阻力增大時, 或達到設定的運行時間, 開始反沖洗。此時水由圓心向外圓流動, 水壓克服彈簧緊力, 盤片松動, 將泥砂沖走。但如何確保在很短時間內, 所有盤片都能分開, 得到沖洗, 是這一技術的關鍵。假定壓緊的盤片只有兩片松開, 其余仍被粘結, 高速水流則從縫隙沖出, 在盤片表面螺旋溝槽水力條件下, 迫使盤片向不同方向旋轉。這樣, 一方面泥垢很快被沖刷掉, 另一方面旋轉力又迫使其他盤片分開, 很快就以等比級數的傳播速度分開所有盤片。對于一塊干凈的盤片來說, 由于兩面的螺旋溝槽輻射方向相反, 水力沖刷時保持靜止。
3 主要優點
(1) 精確過濾。可根據用水要求選擇不同精度的過濾器, 有20μm、55μm、100μm、200μm多種規格。
(2) 高效反洗。特殊的結構決定了它能在20s左右完成清洗, 因而反沖洗水量很少。
(3) 全自動運行。在過濾器組套內, 工作和反洗狀態自動切換, 可確保連續出水, 水質穩定, 系統壓損小。該設備采用標準模塊化設計, 通過增減濾頭數, 改變設備容量, 靈活可靠, 互換性強。
(4) 體積小, 出力大, 占地面積小。可靈活利用空間, 因地制宜安裝。
(5) 運行可靠維護簡單。幾乎不需日常維護,不需專用工具, 備品備件很少。
(6) 使用壽命長。盤片的化學、機械性能穩定, 運行無磨損、無腐蝕。
4 盤片式過濾器在我廠的實際應用
我廠電站水處理中原生水過濾器為<3000 直徑的石英砂機械過濾器, 1997 年改造為氣囊式高效纖維過濾器。但經過幾年的運行, 除因纖維長期運行出水質量較差外, 氣囊的老化漏氣直接威脅生產。在改造中我們選擇了以色列進口的全自動盤片過濾器。出力每小時200t 3 套, 過濾精度100μm。一年來的運行效果非常理想。此設備具有全自動運行, 水質穩定; 占地面積小, 安裝簡單; 不需專人監視和維護; 自用水量少, 運行成本低等優點。
國內水處理技術中使用的過濾器, 有石英砂過濾器、膠囊纖維過濾器、盤式纖維過濾器、濾芯式過濾器、篩網式過濾器等。
(1) 石英砂過濾器
過濾精度比較高, 能有效去除水中濁度, 但設備體積龐大, 操作比較困難, 濾料容易板結, 反沖洗水耗大, 約為制水量的8 %～10 %。因設備龐大很難實現自動控制, 已屬原始的過濾設備。在自來水和污水處理中廣泛使用的砂濾池, 不在本文敘述的范圍。
(2) 高效纖維過濾器
最早是膠囊式纖維過濾器, 主要特點是, 在過濾精度上無選擇性; 反洗時水量比較大; 需要壓縮空氣輔助反洗; 容易滋生藻類細菌影響水質; 纖維束要定期更換; 膠囊易老化; 設備龐大, 操作比較困難。
其更新換代產品是浮動盤式纖維過濾器, 它克服了膠囊老化的弊病, 但其他缺點并無改變。
(3) 篩網式過濾器
過濾精度較低, 容易產生顆粒堵塞, 纖維纏繞, 藻類滋生等現象。
如果工藝要求過濾精度較高時, 篩網精度必須很高, 篩網目數增加, 堆積、卡塞、纖維纏繞現象就相應增加, 而且隨著運行時間延長而惡化。
首先是堆積問題, 由于篩網的目數很高, 很容易產生正面堆積和背面堆積, 在龍骨與篩網之間的接觸部分更易形成。無論清洗噴嘴怎么變化, 堆積問題都很難解決;
其次是卡塞問題, 殘留的顆粒卡在篩網中很難被噴嘴吸走, 時間一長, 顆粒堆積, 細菌、苔蘚滋生, 結為一體, 大大縮小了過濾面積;
第三是纖維纏繞, 無論噴嘴是哪種形式, 強力吸附噴嘴也好, 還是強力噴射和吸附雙重噴嘴也好, 都很難解決纖維纏繞問題。
由于篩網編織非常密集, 隨著篩網阻力增大,在過濾、反洗過程中, 很容易造成篩網變形, 使吸嘴和篩網之間的最佳距離受到破壞, 惡化了反沖洗效果。
全自動篩網式過濾器的水力驅動器, 很容易產生堵塞或動作遲緩等現象。
這類設備多為國外進口, 長期運行, 其缺點就顯現出來, 所以在采用時要慎重。
(4) 多介質過濾器
水經過特制的濾芯達到過濾的目的。由于有機物和膠體顆粒易在濾芯的微孔內凝聚, 所以不易清洗, 必須定期更換濾芯。過濾精度無選擇性, 運行成本高。
2 盤片式過濾器工作原理
盤式過濾器是由濾水能力20t/ h 左右的單個過濾頭組合而成。每個過濾頭內裝有上百個盤片, 盤片形狀類似光盤, 厚約1mm , 兩面刻有螺旋狀溝槽, 螺旋線由內向外輻射。一塊盤兩面的螺旋方向相反。壓緊的兩片間溝槽形成密布的交叉網, 并且越向圓心越細密。在工作狀態時, 盤片在彈簧力和水力的作用下, 緊緊壓在一起, 水由外圓向圓心流過, 懸浮物即被截留在“網”中。當過濾阻力增大時, 或達到設定的運行時間, 開始反沖洗。此時水由圓心向外圓流動, 水壓克服彈簧緊力, 盤片松動, 將泥砂沖走。但如何確保在很短時間內, 所有盤片都能分開, 得到沖洗, 是這一技術的關鍵。假定壓緊的盤片只有兩片松開, 其余仍被粘結, 高速水流則從縫隙沖出, 在盤片表面螺旋溝槽水力條件下, 迫使盤片向不同方向旋轉。這樣, 一方面泥垢很快被沖刷掉, 另一方面旋轉力又迫使其他盤片分開, 很快就以等比級數的傳播速度分開所有盤片。對于一塊干凈的盤片來說, 由于兩面的螺旋溝槽輻射方向相反, 水力沖刷時保持靜止。
3 主要優點
(1) 精確過濾。可根據用水要求選擇不同精度的過濾器, 有20μm、55μm、100μm、200μm多種規格。
(2) 高效反洗。特殊的結構決定了它能在20s左右完成清洗, 因而反沖洗水量很少。
(3) 全自動運行。在過濾器組套內, 工作和反洗狀態自動切換, 可確保連續出水, 水質穩定, 系統壓損小。該設備采用標準模塊化設計, 通過增減濾頭數, 改變設備容量, 靈活可靠, 互換性強。
(4) 體積小, 出力大, 占地面積小。可靈活利用空間, 因地制宜安裝。
(5) 運行可靠維護簡單。幾乎不需日常維護,不需專用工具, 備品備件很少。
(6) 使用壽命長。盤片的化學、機械性能穩定, 運行無磨損、無腐蝕。
4 盤片式過濾器在我廠的實際應用
我廠電站水處理中原生水過濾器為<3000 直徑的石英砂機械過濾器, 1997 年改造為氣囊式高效纖維過濾器。但經過幾年的運行, 除因纖維長期運行出水質量較差外, 氣囊的老化漏氣直接威脅生產。在改造中我們選擇了以色列進口的全自動盤片過濾器。出力每小時200t 3 套, 過濾精度100μm。一年來的運行效果非常理想。此設備具有全自動運行, 水質穩定; 占地面積小, 安裝簡單; 不需專人監視和維護; 自用水量少, 運行成本低等優點。
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