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機械過濾器的分析
作者: 發布日期:2018-05-03 14:25

機械過濾器又稱多介質過濾器

摘要:通過對多介質過濾器的構造介紹,著重闡述反衝洗工藝,對生產運行中出現的缺陷,進行分析並提出相應的措施。
    關鍵詞 多介質過濾器過濾反衝洗


多介質過濾器,在工業循環水處理係統中,用以去除汙水中雜質、吸附油等,使水質符合循環使用的要求。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,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雜質,特別是能有效地去除沉澱技術不能去除的微小粒子和細菌等,BODs和COD等也有某種程度的去除效果。性能參數如表1所示:
          
    太鋼現有的循環水處理係統中,如熱連軋水處理、連鑄水處理等,均有多介質過濾器的應用。
    1 過濾器的構造和濾料
    多介質過濾器主要由以下部分構成:(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構形式。濾料的選擇依據:(1)濾料必須有足夠的機械強度,以免在反衝洗過程中很快地磨損和破碎;(2)濾料的化學穩定性要好;(3)濾料不應含有對人體健康有害及有毒物質,不應含有對生產有害、影響生產的物質;(4)濾料的選擇,應盡量采用吸附能力、截汙能力大、產水量高、出水水質好的濾料。其中的卵石,主要是起支撐作用,在過濾工藝過程中,因其強度高,相互之間的間距縫隙穩定,即孔隙大,便於正洗工序中,濾後水順利通過;反之,反洗工序中,反洗水和反洗空氣等順利通過。常規配置中,卵石分為四種規格,鋪墊方式,先大後小。濾料的粒徑和裝填高度之間的關係:濾床的高度和濾料的平均粒徑的比值為800~1 ooo(設計規範)。濾料的粒徑的大小和過濾精度相關。
    2 反衝洗工藝及部分參數的分析
        
    2.1 反衝洗工藝
    過濾器的反洗,主要是指過濾器在使用一定周期後,其濾料表層截留或顆粒的外表麵吸附一定數量的雜物或汙漬,這樣過濾器的性能出現劣化,主要表征:過濾器的正常濾後水質變差,進水和出水管道的壓力差增大,同時,單台過濾器的流量降低。反衝洗的原理: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並將濾層內汙物排出。
    2.2 反衝洗的必要性
    (1)在過濾過程中,原水中的懸浮物被濾料表麵吸附並不斷地在濾料層中積累,由於濾層孔隙逐漸被汙物堵塞,過濾水頭損失不斷增加,當達到某一限度時,濾料需進行清洗,使濾層恢複工作性能,繼續工作。
    (2)過濾時由於水頭損失增加,水流對吸附在濾料表麵的汙物的剪切力變大,其中有些顆粒在水流的衝擊下移到下層濾料中去,最終會使水中的懸浮物含量不斷上升,水質變差,到一定程度時,需要清洗濾料,以便恢複濾料層的納汙能力。
    (3)汙水中的懸浮物中含有大量有機物,長期滯留在濾層中會發生厭氧腐敗現象,需定期清洗濾料。
    2.3 反衝洗參數的控製和確定
    (1)膨脹高度:反衝洗時,為了保證濾料顆粒有足夠的間隙使汙物迅速隨水排出濾層,濾層膨脹率應大一些。但膨脹率過大時,單位體積中濾料的顆粒數變少,顆粒碰撞的機會也減少,所以對清洗不利。雙層濾料,膨脹率為40%----50% 。
    注意:在生產運行中,對濾料的填充高度、膨脹高度等隨機進行檢查,因為正常反洗過程中,會有部分濾料的跑失或磨損,需要進行補充。相對穩定的濾層,有以下優點:確保過濾水質的穩定,保證反衝洗的效果。
    (2)反洗水量和壓力:一般設計要求,反洗水的強度為40 m3/(mz·
h),反洗水的壓力≤0.15 MPa。
    (3)反洗空氣量和壓力:反洗空氣的強度為15 m /(m ·h),反洗空氣
的壓力≤0.15 MPa。注意:在反洗過程中,通入的反洗空氣匯集於過濾器的頂部,大部分應通過雙孔排氣閥排出。日常生產中。需經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)先用空氣衝洗,後用水反衝洗。首先將濾池水位降至濾層表麵上100 mm處,通入空氣數分鍾,然後用水反衝洗。適用於表麵汙染重而內部汙染輕的濾池。
    注意:相應的閥門,關閉必須到位;否則,水位降到很低時,濾層的上部,沒有水的浸潤,顆粒的上下擾動過程中,汙物不能有效排出,反而會深處移動。
    (2)空氣和水同時反衝洗。從靜止濾層下部送入空氣,在砂層內合並成的大氣泡一麵反複分散,一麵上升,由於氣泡直徑較小,濾料受到的擾動較輕。另一方麵,濾層反衝洗時呈懸浮狀態,氣泡直徑大,清洗效果好。
    聯合反衝洗,反洗水和反洗空氣的膨脹作用。相互疊加,比單一進行時,作用更強。注意:水的反洗壓力和空氣的反洗壓力不同。強度不同,工作的先後順序中,避免反洗水進入空氣管道。
    (3)在氣一水聯合衝洗結束後,停止反洗空氣,反洗水以同樣的流量,繼續衝洗3 min 5 min,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。)
    3 濾帽式過濾器的特點
    和舊有的排管式相比,濾帽式過濾器有以下突出的特點:
    (1)反洗采用氣墊層衝洗,提高衝洗效果,降低運行成本,延長濾料的使用壽命。
    (2)設備下部采用濾帽收水,解決由於設備壓力變化而引起濾料跑失的問題,同時,減少過濾器底部承脫層的高度和數量,減輕設備的運行重量。
    (3)反洗流程中,濾帽結構特點的體現:初期,當氣墊層厚度達到一定厚度時,氣由杆上的孔和槽少量進入水中,連同水由弱到強一起對濾料進行氣、水
混合衝洗;當氣墊層厚度達到設計厚度(通常要求600 mm)時,氣體將由濾帽杆的下部口進入,通過濾帽均勻分布,濾料在氣體的推動下進行膨脹,高強度的相互摩擦,進而實現高強度的氣體與水混合衝洗濾料的目的。
    4 濾料‘板結’原因的分析
    (1)截留在濾層上表層的汙物,如果在一定周期內,不能有效地去除,在隨後的反洗過程中,隨著反洗空氣的搓動,如果反洗空氣的分布不均勻,膨脹高
度發生變化,搓動量小的地方,濾料表麵的油汙或雜物,不能去除,在投入下一正常濾水周期後,局部負荷增大,會從表麵沉入內部,球團逐漸增大,並同時向過濾器的填充深度內延伸,直至整個過濾器產生失效。
    備注:實際運行中,反洗空氣不均勻的現象經常出現,如底部布氣管道的穿孑L,局部濾帽的堵塞或損壞,或是柵管間距的變形。
    (2)濾層的表麵濾料顆粒細小,反衝洗時相互碰撞機會少,動量小,所以不易清洗幹淨。附著的砂粒易結成小泥球。當反衝洗後濾層重新級配時,泥球就隨之長大而不斷向深處移動。(3)原水中所包含的油,截留在過濾器內,經反洗並殘餘部分,日積月累,是導致過濾器濾料板結的主要因素。
    何時進行反洗可根據原水的水質特點和出水水質要求,采用限定水頭損失、出水水質或過濾時間等標準來確定。
    5 加工或驗收工序中注意事項
    (1)要求出水槽與濾板的平行允差小於2 mm。
    (2)濾板的水平度及不平度均小於±1.5 mm。濾板的結構,采用整體加工最優。當筒體直徑較大時,或受原材料、運輸等方麵製約時,也可采用兩瓣,拚接成形。
    (3)濾板和筒體各接合部位的處理,對空氣反洗環節,尤為重要。①因濾板加工和筒體卷製等方麵誤差,為消除濾板和筒體的徑向間隙,采用圓弧環板,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、反洗介質,隻有通過濾帽或排管間隙連通。同時,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±1.5 mm。濾帽導杆和濾板通孑L之問,配合尺寸的增大,不利於濾帽的安裝或固定。通孑L的加工,必須采用機械設備。
    (5)濾帽的材質,尼龍最佳,ABS次之。因上部添加的濾料,對濾帽的擠壓負荷極大,要求強度要高,避免變形。濾帽與濾板的接觸麵(上、下表麵),需加彈性橡膠墊。

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