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彗星式纤维滤料的过滤原理、结构特点、使用效果

文章出处:金沙城中心全部网址 发表时间: 2019-08-15 10:15:30

彗星式纤维滤料是一种新型过滤材料,它采用理论物理学原理——非线性科学的分形结构理论来引导设计的,zui显著的特征是其不对称结构和分形结构。

在该滤床的横断面(水平)上空隙率分布均匀,确保了过滤时水流通道大小一致性,其直接效果是截污量均匀,水流短路现象得以避免。在该滤床的纵断面(垂直)空隙率分布由上至下逐渐减少,空隙率沿滤床纵断面呈上大下小的梯度分布,该结构十分有利于水中固体悬浮物的有效分离,即滤床上部脱附的颗粒很容易在下部窄通道的滤床中被捕获而截留。

彗星式纤维滤料在过滤时,比重较大的彗核对纤维丝束起到压密作用,同时由于彗核尺寸较小,对过滤断面空隙分布的均匀性影响不大,从而提高了滤床的截污能力。

彗星式纤维滤料的五大特点:

1、孔隙率高

2、过滤速度快

3、过滤精度高,阻力小

4、纳污量大

5、抗冲击能力强

盛世净水彗星式纤维滤料(863滤料)的并线、送料、注塑、切割等均采用自动化设备,每天产能接近1000kg左右。彗星式纤维过滤材料的规格尺寸经实验研究确定,其合适的尺寸为:φ2.2×0.4×(35~40)( 彗核直径×丝束直径×彗尾长度)。

过滤时,密度较大的“彗核” 起的作用是对纤维束进行压密,由于“彗核”的尺寸较小, 对于过滤断面孔隙率分布的均匀性影响很小,从而提高了滤床的截污能力。在进行汽水同时反冲洗时,由于“彗核”和“彗尾”纤维丝束的密度差,“彗尾”纤维丝束随反冲洗水流散开并摆动,产生了较强的剪切力,并且过滤材料之间的相互碰撞也加剧了纤维在水中所受到的机械作用力,过滤材料的不规则形状使过滤材料在反冲洗水流的作用下产生旋转,强化了纤维在水中所受的机械作用力,上述的几种力的共同作用结果加速了附着在纤维表面的固体杂质颗粒,从而提高了过滤材料的洗净度。

3.1.2 滤床成熟期
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  深层过滤器在反冲洗后的过滤初期有一段水质不稳定阶段,称之为滤床的成熟期[7]或初滤阶段。过滤开始阶段对过滤器内反洗水置换速度的大小、滤层压缩的快慢和滤床横向的孔隙结构决定了成熟期的长短。较高的滤速不仅使彗星式纤维滤料滤层积留的反冲洗水很快被置换出去,同时也令滤层迅速压缩达到足够的致密度;而彗星式纤维滤料尺度小、结构不对称等因素,使其滤床的孔隙结构在横向的均匀性得到明显改善。纤维球滤料的初滤阶段约为1h,彗星式纤维过滤器在20-100m/h的滤速范围内初滤时间大为3min,出水浊度便下降到1NTU以下。
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  3.1.3 反冲洗特点
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  由表5可知,相同滤速和进水浊度条件下,纤维球滤料的反冲洗耗水率为5-8%,而彗星式纤维滤料的反冲洗耗水率为1-2%。反冲洗时通过过滤器的观察窗发现,滤料被冲散后,单个滤料在水流和气流的共同作用下在过滤器内运动的同时,由于受到彗尾、彗核密度差(Δρ≥0.13)及不对称结构的影响,彗尾纤维散开并摆动,产生较强的甩曳力,使附着的固体颗粒易于脱离。其中彗尾容易散开是因为每个滤料所包含的纤维根数少,一般24股×(24-48)根纤维单丝,故反洗时纤维丝与丝之间相互约束较弱。
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  3.2 滤床水头损失
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  滤速增大或进水浊度增大,滤层总水头损失随时间增长较快。
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  彗星式滤料的总水头损失与过滤时间并不呈严格的线性关系,因为除了滤速和进水浊度增加而引起的滤床阻力增加外,截污量的增大引起滤床进一步压缩,滤床的孔隙率减小,使水头损失上升。
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  3.3 滤料填装量
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  滤料填装量过少,会使滤床过早的穿透,出水浊度值迅速升高,达不到理想效果;反之滤料填装量过多,会产生不必要的水头损失,并且在相同的反冲洗条件下,滤料的流化程度降低,影响反冲洗效果。
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  3.4 运行实例
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  彗星式纤维滤料过滤器在山东某钢厂污水处理厂的“污泥脱水车间中水回用”运转试验表明,其对有机物有较强的去除能力。
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  该工艺为对二沉池出水投加絮凝剂后直接过滤。过滤器直径Ф800mm,滤速40m/h,采用气-水联合反冲洗,絮凝剂为聚合氯化铝,投加量2-8mg/L。表6为各测定项目的平均去除率情况。
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