高效纤维过滤器

高效纤维过滤器
一、简介
GXS系列高效纤维束过滤器是一种结构先进、性能优良的压力式纤维过滤设备。

它采用一种新型的束状软填料-纤维作为滤元，其滤料直径可达几十微米甚至几微米，并具有比表面积大，过滤阻力小等优点，解决了粒状滤料的过滤精度受滤料粒径限制等问题。

微小的滤料直径，极大的增加了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会及滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率和截污能力。

为充分发挥纤维束滤料的特长，在过滤器的滤层下端设有可改变纤维密度的活动孔板调节装置。

设备运行时，水从下至上通过滤层。

此时，活动孔板调节装置向上运动。

纤维被加压后，滤层沿水流动方向的密度逐渐加大，相应滤层空隙直径和孔隙逐渐减小，实现了深层过滤。

当滤层被污染需要清晰再生时，清洗水从上到下通过滤层。

这时，活动孔板调节装置自动下降，使纤维拉开并处于放松状态，即可方便的进行清洗。

纤维束过滤器能有效地去除水中的悬浮物，同时对水中的细菌、病毒、大分子有机物、胶体、铁、锰等有明显的去除作用，具有过滤速度快、精度高、截污容量大、操作方便、运行可靠、不需特殊维护等优点。

设备广泛应用于电力、石油、化工、冶金、造纸、纺织、食品、饮料、自来水、游泳池等各种工业、民用给水、工艺用水、循环冷却水、和废水的过滤处理。

二、工作原理
高效纤维过滤器是一种采用经过特殊加工处理、膨松度较高、吸附能力强的纤维为滤料结构新颖的过滤器，它在不提高过滤阻力的同时，提高了过滤效率和效果。

该过滤器是以纤维束为滤料，若干纤维束以一定密度垂直挂在多孔板上，下端挂料坠，组成滤料层。

为调节滤层的密度，在纤维束滤料内部设置由不透水的柔性材料构成的加压室（即胶囊），通过加压室的充水和排水使纤维滤料紧密和松散。

过滤时，加压室充入一定体积的水，此时胶囊形成垂直向上方向截面积逐渐增大的倒梨形状，使纤维处于一定的压实状态，下紧上松，待过滤的水从设备下部进入，沿纤维束伸展方向流过，先经过粗滤料再经过细滤料的反粒度式过滤，清水从设备上部引出，充分发挥了整个滤层截污作用。

清洗时，排出加压室内的水，纤维束被放松，用水下向洗（同时用压缩空气从滤料上部吹洗），然后在用水和压缩空气上向清洗，清洗出截留物，使纤维滤层得到再生。

滤料是一种高分子化学纤维材料（丙纶纤维），具有滤料直径小，滤料比表面积和比表面自由能大的优点，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力。

其化学性质很稳定，不带任何活性功能基团，水中悬浮物向纤维滤料表面的迁移和既有物理吸附又有化学吸附。

三、过滤器结构
高效过滤器的外形与机械过滤器的基本一样，只是内部装置有所不同，且进行了防腐处理。

过滤器上部布水装置是多孔板（兼挂纤维束和胶囊）；下部进水装置为挡水板，进气装置为母支管式；料坠的作用是防止运行或清洗时纤维相互缠绕和乱层，另外也起到配水、配气的作用。

主要部件的结构和作用
（1）多孔隔板：它位于过滤器内上部，由钢板制成，与器壁焊接固定，其上开有很多小孔，每一孔上悬挂固定一束丙纶纤维长丝。

多孔隔板的作用主要是固定和悬挂纤维滤料。

（2）胶囊：在纤维的周围或内部装有密封式胶囊。

根据过滤器的直径不同，胶囊装置分为外囊式和内囊式两种。

为了保证纤维压实密度的均匀性，内囊式又分为单囊式和多囊式。

胶囊由橡胶膜制成。

其作用是将过滤器分为加压室和过滤室，并对纤维滤料产生压力，致使
过滤室形成不同的过水截面。

（3）纤维滤料：在多孔隔板下悬挂着丙纶纤维束长丝，其一端固定在多孔隔板上，另一端吊着管形重坠。

丙纶即聚丙烯，其化学结构式为
[—CH—CH2—]n，
|
CH3
它是不带有任何功能基团的高分子，这种材料对水中的悬浮颗粒没有特殊的活性，主要起物理吸附作用，这与石英砂等粒状滤料相似，吸附的结合势能较差，所以纤维表面吸附的泥渣可用水冲洗和压缩空气擦洗的物理方法去除。

丙纶丝的直径仅有几十微米，其表面积比石英砂等粒状滤料大得多。

纤维滤层在加压室的作用下，其密度不同，形成不同的区域，大体上可分为松散区、紧密区和压实区。

各区域对悬浮颗粒的截留作用是不同的。

松散区主要是流动接触及产生接触凝聚作用，所以该区域能截留较大的悬浮颗粒；紧密区主要是惯性碰撞及悬浮颗粒间的吸附架桥作用，所以该区域能截留较小的悬浮颗粒；压实区主要是机械截留作用，属于精密过滤，对于水中的胶体、大分子有机物、细菌及病毒等微小杂质具有较强的去除能力。

（4）管形重坠：管形重坠通过管形重坠上的卡子与纤维束自由端连接。

管形重坠的作用是防止运行或清洗时纤维互相缠绕和乱层，另外也起配水和配气的作用。

（5）配气装置：它位于过滤器底部，由钢管制成，其上布有一定数量的小孔。

其作用是在过滤器清洗过程中通入压缩空气，达到空气擦洗的目的。

四、产品特点
（1）截污容量大：工作时水从孔隙直径较大的滤层一侧流入，从孔隙直径较小的滤层一侧流出，悬浮物可以渗透到滤层深处被吸附截流，能有效发挥整个滤层的截物能力，提高了截污容量。

截污容量为5~10kg/m3，比砂滤器高2~4倍。

（2）过滤精度高：过滤器采用纤维滤料，这种滤料比表面积大，吸附能力强，出水侧滤层存在压实区，保证了足够大的滤料密度，起到保护水质的作用。

水中悬浮物的去除率可接近100%，出水浊度可控制在1~2FTU。

（3）过滤阻力小：由于存在压实区，将增大过滤阻力。

但由于压实区的厚度只占整个滤层厚度的一小部分，整个滤层的孔隙率较大，滤层总压头损失并不大。

周期平均水头损失为0.02~0.06Mpa，最大水头损失不超过0.2 Mpa
（4）操作方便：过滤器内设置胶囊，通过对胶囊的充排水可方便地实现过滤器的运行和再生。

（5）过滤流速快：由于过滤阻力小，滤料吸附能力强，出水侧滤层存在压实区，有很高的过滤精度，所以工作流速可以达到很高。

（6）吨水造价低：低于砂滤器。

（7）自耗水量低：仅为周期制水量的1~3%。

五、运行操作
高效纤维过滤器的运行操作主要包括正常运行和失效后的清洗。

在设备运行前应检查各阀门及配套设备是否正常工作，加压室的各支管阀门是否处于开启状态；检查管道泵、风机等电器元件的接线是否正确、匹配。

具体操作过程如下：
（1）滤床充水：打开排气阀和下向洗入口阀，调整下向洗流速至30m/h、压力0.05MPa，待水充满滤床后，打开下向洗出口阀。

（2）下向洗：打开空气入口阀，向滤床内送入空气。

调节过滤器入、出口阀门开度，使滤床在下向洗过程中保持满水状态（以排气阀微量出水为标准）。

过滤器清洗用空气的流量为20.11m3/min、压力为0.05 Mpa。

（3）上向洗：打开上向洗排水阀门，再打开上向洗入口阀门，调节上向洗入口阀门的开度，将上向洗流速控制在15m/h左右。

上向洗时，过滤器入、出口压力仍应保持在0.05MPa 左右。

如果上向洗水流太急或压力太大，同样会造成料坠上浮、纤维堆积，影响设备运行。

（4）排气：上向洗结束前，打开风机排空阀，先关闭空气入口阀门和风机，继续上向洗3~5分钟，将过滤器内残余的空气排出后，上向洗结束。

（5）加压室充水：加压室充水前设备应处于满水状态。

打开加压室充水阀门，开管道泵向加压室充水。

应注意在加压室充水时，充水速度要适当。

充水速度过快、过慢都会影响水表计量精度。

观察水表，监测加压室充水量和充水压力，当充水量达到计算数值、压力达到0.03~0.05MPa之间时，关闭充水阀门、关闭管道泵，加压室充水结束。

（6）预投运：充水结束后，关闭充水阀门、管道泵。

开原水进口阀门、清水出口阀门并调节阀门开度，使运行流速、流量适当。

（7）投运：取样化验预投运出水水质达到使用要求时，设备即可投入运行。

设备投运后，流速应控制在30m/h。

这时，初始过滤阻力一般为0.02~0.04Mpa运行时应定期检测入出口压差和滤速。

滤速不宜长时间超过30m/h，最大不得超过50m/h，入、出口压差一般不超过0.1MPa
（8）滤床失效、加压室排水：水质恶化达不到要求或入出口压差超标。

滤床失效后，即停止运行，进行加压室排水。

此时，打开加压室排水阀和下向洗进水阀门，使滤床内升压至0.06~0.1MPa左右，将加压室内部的水全部挤出后，关闭加压室排水阀和下向洗进水阀。

高效纤维过滤器失效停运后，按上述操作方法逐步进行清洗。