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    過濾器原理以及過濾介質技術介紹

    過濾器原理以及過濾介質技術介紹 

    發布時間:2018-04-24

    過濾器原理以及過濾介質技術介紹

    一、過濾原理

    (一)基本概念:過濾是利用某種多孔介質對懸浮液進行分離的操作。工作時,在外力作用下,懸浮液中的液體通過介質的孔道流出,固體顆粒被截留,從而實現分離。一般將待過濾的懸浮液稱為濾漿;所采用的多孔介質稱為過濾介質;通過介質孔道的液體稱為濾液;被截留的固體物稱為濾餅或濾渣。

    過濾操作的推動力是過濾介質上下游兩側的壓力差,產生壓力差的方法有以下幾種:

    ①利用濾漿自身的壓頭;

    ②在濾漿表面加壓;

    ③在過濾介質的下游一側抽真空;

    ④利用慣性離心力。

    過濾操作根據作用原理可分為兩類:

    ①篩析過濾過濾介質的孔目數小于固體顆的直徑,依靠篩析作用將固體顆粒從懸浮液中除去。

    篩析過濾在過濾初期細小顆粒流出,濾液比較混濁。隨著餅層的形成和加厚,濾液逐漸變清。由于篩孔逐漸受堵,過濾速度呈降低趨勢。過濾過程當濾餅層形成,篩析作用便由餅層產生,過濾介質失去篩析作用,只起支撐餅層的作用,稱餅層過濾。

    ②吸附過濾(深床過濾):過濾介質的網孔目數大于固體顆粒的直徑,固體顆粒進入過濾介質孔道后被介質表面所吸附。

    實際生產中,篩析和吸附同時作用,吸附過濾介質截留較大顆粒;篩析過濾介質餅層可以吸附較小顆粒。

    二、過濾介質和助濾劑

    1.過濾介質?過濾介質的主要作用是支撐濾餅,須具有多孔結構,足夠的機械強度和盡可能小的流動阻力,耐腐蝕性。

    常用的過濾介質有以下類型:

    ①織物介質,如工業濾布,金屬絲網等;

    ②粒狀介質,如珍珠巖粉,纖維素,硅藻土等;

    ③固體紙板,如脫色木質紙板,合成纖維板等;

    ④過濾膜,由纖維素和其它聚合物構成。粒狀介質是作為助濾劑預涂于織物介質表面使用,用于粗濾;固體紙板介質多用于半精濾及精濾;過濾膜介質用于精濾及超精濾。

    2 ,助濾劑將某些堅硬的粒狀物預涂于過濾介質表面或添加于濾漿中,以形成較為堅硬而松散的濾餅,使濾液能夠順利通過,這種粒狀物稱為助濾劑。對助濾劑的要求:助濾劑是一種堅硬,疏松結構的粉狀或纖維狀的固體,能形助濾劑應能較好地懸浮于料液中,顆粒大小合適,不含可溶于濾液的物質。

    常用的助濾劑有硅藻土,纖維素等。

    使用助濾劑的目的:防止過濾介質孔道堵塞,或降低濾餅的過濾阻力。

    加助濾劑和方法有預涂法和預混法。

    葡萄酒生產中過濾操作使用的助濾劑主要是硅藻土和纖維素。硅藻土是水生植物硅藻的化石,由古生物積沉巖硅藻的遺骸構成。其主要成分為SiO2(占85-90%),呈灰白色粉末,粒度一般為30-40μm,最小為2μm,最大為300-400μm,比重為0.31-0.7.

    其主要特性為:

    ①主要成分為SiO2,化學穩定性好。不溶于除氫氟酸以外的任何強酸,能溶于苛性堿。對不同濃度及不同溫度的濾漿均可適用;

    ②作為助濾劑使用時,可獲得較高的過濾速度和理想的澄清度。硅藻土具有無數的小孔和復孔,其孔隙率為80-90%,這就為截留固體顆粒提供了較大的空間。加之骨架堅硬,形成的濾餅基本具有不可壓縮的特點,在壓力變化的情況下仍能基本保持疏松多孔狀態,過濾阻力小,可獲得較高的過濾速度及理想的澄清度;

    三、過濾速度

    1.過濾速度與過濾速率單位時間內通過單位過濾面積濾液的體積稱為過濾速度,即:?u=V/Atm3/m2式中:A——過濾面積,m2;?t——過濾時間,s;?V——時間t內流出的濾液體積,m3單位時間內獲得的濾液體積稱為過濾速率,表示過濾設備的生產能力。?過濾速率?Q=V/t=u.A?其單位m3/h及L/min表示。

    2.影響過濾速度的因素

    ①濾漿的粘度粘度越大,過濾阻力越大,過濾速度越小;

    ②濾餅厚度濾餅厚度越大,阻力越大,過濾速度越小。當厚度達到一定程度會使過濾終止;

    ③濾餅性質不可壓縮濾餅的顆粒堅硬,濾液通過的流道不會因壓力的增大而變小,阻力基本保持不變,或隨過濾時間的持續阻力增加很慢,過濾速度基本隨壓力的升高按比例增大;小顆粒在較大壓力作用下會堵塞孔道,故過濾初期壓力不能太大,避免流道過早地堵塞。

    四、過濾操作的方式

    恒壓過濾

    過濾操作是在恒定的壓差下進行,稱為恒壓過濾。恒壓過濾是最常用的過濾方式,過濾過程中,隨著餅層的不斷增厚,阻力增加大,因壓差不變,過濾速度將逐漸降低。

    先恒速后恒壓過濾

    這種過濾方式是開始先以較低的速度進行恒速過濾,以免壓力過早升高形成流道堵塞,當壓力升高到給定值后再采用恒壓過濾。采用定量泵,過濾初期保持恒定速度,隨著時間的持續,泵出口壓力升高,若此壓力升至能使支路閥自動開啟的設定值時,支路打開,部分濾漿返回泵入口,進入壓濾機的濾漿減少

    【全自動軟水器傳統設備的弊病】

    良好的水處理裝置,從總體上應當是;運行平穩、操作簡便;具體表現在:不結垢、不腐蝕、無事故;效果上突出:節能、高效、安全、符合國家有關標準。這是業內專業人士和眾多有識之士長期為之探索的重要課題。到目前為止,國內民用鍋爐、空調設施的補給水絕大部分一直沿用人工操作的鈉離子交換法進行處理。因其投資不高、簡便易行、適應性強,幾乎長期占領了鍋爐水處理的這一領地。但是,由于工藝和人為等因素的干擾,使其無法擺脫它固有的先天的缺陷。

    系統閥門 多--系統中的每個交換罐都必須毫不例外的配置七個閥門。每個運行周期至少對其切換 28 次。并毫不例外的由人工檢測和判斷。辜不論其操作的規范和失誤,單就各連接點的跑、冒、滴、漏就足以讓人頭痛不已。而由此帶來的工耗、水耗、電耗、鹽耗以及維修費的居高不下,是原始的人工處理方式所無法克服的。

    再生系統 繁--由于再生系統鹽水的制備和輸送,必須有足夠的溶鹽、沉淀、過濾、鹽水泵、輸配管和相應的防腐措施;供電實施的功率不低于 3 千瓦;一般都要建造單獨的水處理間。輔助設施的投資遠大于水處理裝置的本身。運行管理相對繁雜、制水成本相對要高。

    終點控制 難--鍋爐水處理裝置能否安全可靠的工作,關鍵在于嚴格檢測和正確判斷每個工序的“停止點”;并及時無誤的對系統進行快速切換。這對傳統水處理方法來說,是永遠無法實現的。大家知道,每個軟化周期都有從軟化到再生、從再生到軟化的兩次切換操作。對于人工操作的裝置來說,每步運作,不是滯后必然超前,別無選擇!對于第一個操作,如果經常運作滯后,對系統促成的損失是不堪設想的。明智的做法當然是一切都提前執行。而第二個切換,則往往擔心再生不夠而人為的滯后執行。因此,這種傳統的“掐頭去尾”的運作方式,必然使各項指標成倍地增加,是運行成本無法下降的根本原因。

    【反滲透設備的進水要求與預處理】

    反滲透作為一種新型的純物理脫鹽工藝,由于反滲透膜元件的結構、材質、脫鹽機理等條件的限制,反滲透設備對進水有較高的條件要求:

    溫度條件在1到45℃之間;pH值必須在2到11的范圍之內;有機物含量(COD,mg/L)應該小于1.5;濁度(NTU)應該控制在1.0以下;淤泥密度指數(SDI值)<4.0;余氯含量<0.1mg/L(實際控制在0);鐵含量(mg/L):溶氧>5mg/L時,Fe<0.05;二氧化硅含量(mg/L):濃水中SiO2<100;LSI:pHb-pHs<0;Sr、Ba等易形成難溶鹽的離子:Ipb<0.8Ksp。

    后三項通過添加阻垢劑可適當提高其值。

    若如果上述指標某一項或幾項不達標時,會對反滲透膜造成以下影響:1、RO反滲透膜受金屬氧化物污染;2、膠體污染;3、RO反滲透膜結垢;4、懸浮物污堵RO反滲透膜;5、有機物及微生物等污染,導致出水COD升高。進而對整個反滲透裝置造成不良影響:降低反滲透純凈水系統的產水量;低昂地反滲透純凈水系統的產水品質;增加反滲透設備運行的能耗,包括原水、電耗;增加水處理的運行成本,包括反滲透阻垢劑、樹脂再生鹽、其他水處理藥劑等。

    反滲透預處理在其中發揮著不可替代的作用。當預處理沒有做好,反滲透進水水質嚴重不達標,且時間過長的情況下,會導致反滲透膜元件不可逆的物理、化學損傷,大大縮短反滲透膜元件的使用壽命。

    反滲透預處理的目的是解決如下問題,以保證反滲透設備穩定運行和使用壽命。

    第一,防止膜面結垢(包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵鋁氧化物等);

    第二,防止有機物質的污堵;

    第三,防止微生物的污堵;

    第四,防止膠體物質及懸浮固體微粒污堵;

    第五,保持反滲透裝置產水量穩定。


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