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機(jī)械過濾器的分析
作者：北京羅道羅量子科技集團(tuán)有限公司 時(shí)間：2020-06-16 瀏覽：
機(jī)械過濾器又稱多介質(zhì)過濾器
摘要：通過對(duì)多介質(zhì)過濾器的構(gòu)造介紹，著重闡述反沖洗工藝，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行中出現(xiàn)的缺陷，進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的措施。
關(guān)鍵詞多介質(zhì)過濾器過濾反沖洗
多介質(zhì)過濾器，在工業(yè)循環(huán)水處理系統(tǒng)中，用以去除污水中雜質(zhì)、吸附油等，使水質(zhì)符合循環(huán)使用的要求。過濾的含義，在水處理過程中，過濾一般是指以石英砂、無煙煤等粒狀濾料層截留水中懸浮雜質(zhì)，從而使水獲得澄清的工藝過程。過濾的作用，主要是去除水中的懸浮或膠態(tài)雜質(zhì)，特別是能有效地去除沉淀技術(shù)不能去除的微小粒子和細(xì)菌等，BODs和COD等也有某種程度的去除效果。性能參數(shù)如表1所示：
太鋼現(xiàn)有的循環(huán)水處理系統(tǒng)中，如熱連軋水處理、連鑄水處理等，均有多介質(zhì)過濾器的應(yīng)用。
1過濾器的構(gòu)造和濾料
多介質(zhì)過濾器主要由以下部分構(gòu)成：(1)過濾器體；(2)配套管線和閥門。其中過濾器體又包括①簡(jiǎn)體；②布水組件；③支撐組件；④反洗氣管；⑤濾料；⑥排氣閥(外置)等。
表2(見下頁)所示為各部件的功用和結(jié)構(gòu)形式。濾料的選擇依據(jù)：(1)濾料必須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以免在反沖洗過程中很快地磨損和破碎；(2)濾料的化學(xué)穩(wěn)定性要好；(3)濾料不應(yīng)含有對(duì)人體健康有害及有毒物質(zhì)，不應(yīng)含有對(duì)生產(chǎn)有害、影響生產(chǎn)的物質(zhì)；(4)濾料的選擇，應(yīng)盡量采用吸附能力、截污能力大、產(chǎn)水量高、出水水質(zhì)好的濾料。其中的卵石，主要是起支撐作用，在過濾工藝過程中，因其強(qiáng)度高，相互之間的間距縫隙穩(wěn)定，即孔隙大，便于正洗工序中，濾后水順利通過；反之，反洗工序中，反洗水和反洗空氣等順利通過。常規(guī)配置中，卵石分為四種規(guī)格，鋪墊方式，先大后小。濾料的粒徑和裝填高度之間的關(guān)系：濾床的高度和濾料的平均粒徑的比值為800～1ooo(設(shè)計(jì)規(guī)范)。濾料的粒徑的大小和過濾精度相關(guān)。
2反沖洗工藝及部分參數(shù)的分析
2．1反沖洗工藝
過濾器的反洗，主要是指過濾器在使用一定周期后，其濾料表層截留或顆粒的外表面吸附一定數(shù)量的雜物或污漬，這樣過濾器的性能出現(xiàn)劣化，主要表征：過濾器的正常濾后水質(zhì)變差，進(jìn)水和出水管道的壓力差增大，同時(shí)，單臺(tái)過濾器的流量降低。反沖洗的原理：水流逆向通過濾料層，使濾層膨脹、懸浮，借水流剪切力和顆粒碰撞摩擦力清洗濾料層并將濾層內(nèi)污物排出。
2．2反沖洗的必要性
(1)在過濾過程中，原水中的懸浮物被濾料表面吸附并不斷地在濾料層中積累，由于濾層孔隙逐漸被污物堵塞，過濾水頭損失不斷增加，當(dāng)達(dá)到某一限度時(shí)，濾料需進(jìn)行清洗，使濾層恢復(fù)工作性能，繼續(xù)工作。
(2)過濾時(shí)由于水頭損失增加，水流對(duì)吸附在濾料表面的污物的剪切力變大，其中有些顆粒在水流的沖擊下移到下層濾料中去，最終會(huì)使水中的懸浮物含量不斷上升，水質(zhì)變差，到一定程度時(shí)，需要清洗濾料，以便恢復(fù)濾料層的納污能力。
(3)污水中的懸浮物中含有大量有機(jī)物，長(zhǎng)期滯留在濾層中會(huì)發(fā)生厭氧腐敗現(xiàn)象，需定期清洗濾料。
2．3反沖洗參數(shù)的控制和確定
(1)膨脹高度：反沖洗時(shí)，為了保證濾料顆粒有足夠的間隙使污物迅速隨水排出濾層，濾層膨脹率應(yīng)大一些。但膨脹率過大時(shí)，單位體積中濾料的顆粒數(shù)變少，顆粒碰撞的機(jī)會(huì)也減少，所以對(duì)清洗不利。雙層濾料，膨脹率為40％----50％。
注意：在生產(chǎn)運(yùn)行中，對(duì)濾料的填充高度、膨脹高度等隨機(jī)進(jìn)行檢查，因?yàn)檎７聪催^程中，會(huì)有部分濾料的跑失或磨損，需要進(jìn)行補(bǔ)充。相對(duì)穩(wěn)定的濾層，有以下優(yōu)點(diǎn)：確保過濾水質(zhì)的穩(wěn)定，保證反沖洗的效果。
(2)反洗水量和壓力：一般設(shè)計(jì)要求，反洗水的強(qiáng)度為40m3／(mz·
h)，反洗水的壓力≤0．15MPa。
(3)反洗空氣量和壓力：反洗空氣的強(qiáng)度為15m／(m·h)，反洗空氣
的壓力≤0．15MPa。注意：在反洗過程中，通入的反洗空氣匯集于過濾器的頂部，大部分應(yīng)通過雙孔排氣閥排出。日常生產(chǎn)中。需經(jīng)常檢查排氣閥的通暢性，主要表征在閥球升降的自由度上。
2．4空氣輔助清洗
(1)先用空氣沖洗，后用水反沖洗。首先將濾池水位降至濾層表面上100mm處，通入空氣數(shù)分鐘，然后用水反沖洗。適用于表面污染重而內(nèi)部污染輕的濾池。
注意：相應(yīng)的閥門，關(guān)閉必須到位；否則，水位降到很低時(shí)，濾層的上部，沒有水的浸潤(rùn)，顆粒的上下擾動(dòng)過程中，污物不能有效排出，反而會(huì)深處移動(dòng)。
(2)空氣和水同時(shí)反沖洗。從靜止濾層下部送入空氣，在砂層內(nèi)合并成的大氣泡一面反復(fù)分散，一面上升，由于氣泡直徑較小，濾料受到的擾動(dòng)較輕。另一方面，濾層反沖洗時(shí)呈懸浮狀態(tài)，氣泡直徑大，清洗效果好。
聯(lián)合反沖洗，反洗水和反洗空氣的膨脹作用。相互疊加，比單一進(jìn)行時(shí)，作用更強(qiáng)。注意：水的反洗壓力和空氣的反洗壓力不同。強(qiáng)度不同，工作的先后順序中，避免反洗水進(jìn)入空氣管道。
(3)在氣一水聯(lián)合沖洗結(jié)束后，停止反洗空氣，反洗水以同樣的流量，繼續(xù)沖洗3min5min，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)。)
3濾帽式過濾器的特點(diǎn)
和舊有的排管式相比，濾帽式過濾器有以下突出的特點(diǎn)：
(1)反洗采用氣墊層沖洗，提高沖洗效果，降低運(yùn)行成本，延長(zhǎng)濾料的使用壽命。
(2)設(shè)備下部采用濾帽收水，解決由于設(shè)備壓力變化而引起濾料跑失的問題，同時(shí)，減少過濾器底部承脫層的高度和數(shù)量，減輕設(shè)備的運(yùn)行重量。
(3)反洗流程中，濾帽結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的體現(xiàn)：初期，當(dāng)氣墊層厚度達(dá)到一定厚度時(shí)，氣由桿上的孔和槽少量進(jìn)入水中，連同水由弱到強(qiáng)一起對(duì)濾料進(jìn)行氣、水
混合沖洗；當(dāng)氣墊層厚度達(dá)到設(shè)計(jì)厚度(通常要求600mm)時(shí)，氣體將由濾帽桿的下部口進(jìn)入，通過濾帽均勻分布，濾料在氣體的推動(dòng)下進(jìn)行膨脹，高強(qiáng)度的相互摩擦，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的氣體與水混合沖洗濾料的目的。
4濾料‘板結(jié)’原因的分析
(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，隨著反洗空氣的搓動(dòng)，如果反洗空氣的分布不均勻，膨脹高
度發(fā)生變化，搓動(dòng)量小的地方，濾料表面的油污或雜物，不能去除，在投入下一正常濾水周期后，局部負(fù)荷增大，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)過濾器產(chǎn)生失效。
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)，如底部布?xì)夤艿赖拇╂軱，局部濾帽的堵塞或損壞，或是柵管間距的變形。
(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)反沖洗后濾層重新級(jí)配時(shí)，泥球就隨之長(zhǎng)大而不斷向深處移動(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。
5加工或驗(yàn)收工序中注意事項(xiàng)
(1)要求出水槽與濾板的平行允差小于2mm。
(2)濾板的水平度及不平度均小于±1．5mm。濾板的結(jié)構(gòu)，采用整體加工。當(dāng)筒體直徑較大時(shí)，或受原材料、運(yùn)輸?shù)确矫嬷萍s時(shí)，也可采用兩瓣，拼接成形。
(3)濾板和筒體各接合部位的處理，對(duì)空氣反洗環(huán)節(jié)，尤為重要。①因?yàn)V板加工和筒體卷制等方面誤差，為消除濾板和筒體的徑向間隙，采用圓弧環(huán)板，逐段焊接。接觸部位，必需采用滿焊。②中心管道和濾板的徑向間隙，同樣處置。
備注：上述措施，確保過濾介質(zhì)、反洗介質(zhì)，只有通過濾帽或排管間隙連通。同時(shí)，也就保證了反洗和過濾通道的分布均勻性。
(4)濾板上加工的通孑L，徑向誤差為±1．5mm。濾帽導(dǎo)桿和濾板通孑L之問，配合尺寸的增大，不利于濾帽的安裝或固定。通孑L的加工，必須采用機(jī)械設(shè)備。
(5)濾帽的材質(zhì)，尼龍不錯(cuò)，ABS次之。因上部添加的濾料，對(duì)濾帽的擠壓負(fù)荷極大，要求強(qiáng)度要高，避免變形。濾帽與濾板的接觸面(上、下表面)，需加彈性橡膠墊。
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