几种纤维过滤器的工作原理及特性(精)
纤维球过滤器工作原理
纤维球过滤器工作原理
纤维球过滤器是一种常见的液体过滤设备，主要由一群纤维球组成。
它的工作原理是通过纤维球的特殊结构和流体的流经来实现过滤的目的。
当液体经过纤维球过滤器时，液体中的悬浮物质会被纤维球捕获，并分离出来。
这是因为纤维球表面的纤维结构可以形成许多细小的孔隙，这些孔隙能够有效地截留悬浮物质，使其无法通过。
此外，纤维球之间的间距也可以起到过滤的作用。
当液体经过纤维球之间的空隙时，较大的颗粒或其他杂质会被拦截在纤维球之间，从而实现过滤的效果。
纤维球过滤器的滤料通常是纤维球，这些纤维球可以由不同材料制成，如聚丙烯、聚乙烯等。
纤维球的直径一般在0.5-2毫
米之间，可以根据过滤要求选择不同直径的纤维球。
除了过滤物质之外，纤维球过滤器还可以去除部分溶解性物质，例如重金属离子、有机物等。
这是因为纤维球的表面具有一定的吸附性，能够吸附一部分溶解在液体中的物质。
总的来说，纤维球过滤器通过纤维球的特殊结构和流体的流经，实现了对液体中的悬浮物质和溶解物质的过滤和吸附，从而达到净化液体的效果。
纤维球过滤器
高效快速纤维球过滤器的应用摘要:介绍了纤维球过滤器的特点、工作原理及其在脱盐水装置中的应用效果。
现代化大型脱盐水装置中，为了充分利用一级脱盐阳树脂的交换性能，必须要控制进入一级阳离子交换器原水中的悬浮物含量，即低于2mg／L。
兰州石化公司某厂脱盐水装置属兰化乙烯改扩建工程的配套项目。
其制水的工艺过程采用PLC程序控制自动操作。
该装置于1996年一季度建成投产，至今已运行6年，各项指标均符合设计要求。
本文对其原水预处理系统纤维球过滤器作以介绍。
1 设备选型该脱盐水装置的原水由水厂抽取黄河水经澄清过滤后供给。
供水压力为0．3～0．4MPa(G)，原水中悬浮物含量正常约为5mg／L，洪水季节高达8mg／L 以上，为保护阳树脂不被污染，原水进入一级脱盐阳离子交换器前必须要进行预处理，使悬浮物含量低于2mg／L。
装置原水预处理的产水能力正常为310t／h，最大为360t／h。
预处理设备是选用常规的机械过滤器，还是选用新开发的纤维球过滤器，是参加建设的各方都极为关注的问题。
纤维球过滤器是清华大学90年代初开发的新型水过滤器。
该过滤器的主要优点是原水通过滤层的滤速高，最佳滤速为25～30m／h，当滤速为30m／h，仍可保证稳定的出水水质。
处理水量为360t／h时，若选巾3m的过滤器，其台数为2台。
根据本工程用地有限(机械过滤器需要5台)、投资紧张的特点，虽缺乏巾3m纤维球过滤器的某些操作数据，但可借鉴国内已有的巾2m过滤器的相关经验，再采取一些相应的措施，应当可以满足本工程的需要。
因此最终选择了采用两台直径3m的纤维球过滤器并列运行的方案。
2 纤维球过滤器的特点及工作原理纤维球过滤器体内填充高度约1．2m的涤纶纤维球作为过滤层，原水由过滤器上部进入设备，经过过滤层将水中颗粒、胶状物等悬浮物质截留于过滤层中的上部，经过滤层由下部流出，使出水悬浮物低于2mg／L，以确保一级脱盐水装置的稳定运行。
涤纶纤维球滤料具有柔性好、密度小、可压缩和空隙率大的特点，过滤时受工作压力、上层截泥和滤料白重的影响，形成上松下密的理想滤层分布状态，纤维球以其极大的比表面积和孔隙率吸附并截留水中的悬浮颗粒，充分发挥出滤料深层截污能力；因反冲洗容易，故自用水率低；还具有耐磨损、化学稳定性强的优点；当滤料受有机物污染严重时，还易于采用化学清洗方法再生。
纤维球过滤器
杭州上下水处理设备有限公司纤维球过滤器为钢制圆柱形罐体，采用纤维球为过滤介质，压力式运行。
纤维球过滤料与传统的钢性颗粒滤料相比具有以下几个特性：不浮在水面上、弹性效果好、空隙大、工作周期长、水头损失小等优点。
一、工作原理：
在整个处理过程中，滤层空隙沿水流方向逐渐变小，比较符合理想滤料上大下小的空隙分布梯度，效率高，滤速快达到20~50 m，截污容量大，纤维球的过滤周期是砂滤料的3倍左右，过滤效果好，可再生，用汽水反冲洗，冲洗水量为过滤水量的1~2%。
二、产品应用：
广泛应用于生活和各类工艺用水过滤处理，也可作为各种污水回用的深处理，具有过滤速度快，处理水量大，占地少的特点。
纤维球过滤器，配有针轮减速器搅拌装置，在反冲洗时筒内充满水，启动减速器搅拌装置，使桶内纤维球滤料上下翻滚疏松便于清洗。
适用于循环水旁流过滤、生活水深度处理、锅炉给水处理、
杭州上下水处理设备有限公司反渗透前置过滤，污水回用过滤；适用于油田含油污水回注的粗、中、精细过滤及油田、炼油厂污水的外排处理。
三、技术参数：
工作温度：５℃～40℃（特殊温度可定做）
工作压力：0.1MPa~0.6MPa操作方式：手动、全自动操作
产品规格：ф600~ф3000
单机流量：8 m³/h ~210 m³/h
水反洗强度：10～12L/m2·S
过滤速度：20m/h~50m/h 一般30m/h
简体材质：304、316L、Q235衬胶、衬塑、涂环氧
杭州上下水处理设备有限公司
四、产品规格：
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高效纤维束过滤器
高效纤维束过滤器简单介绍该设备是一种结构先进、性能优良的压力式纤维过滤器，它采用了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。
设备结构特点高效纤维束过滤器由壳体、滤元、加压室、管系、加压室充排水系统等零部件组成。
该设备运行时水自下至上通过滤层。
清洗采用气水合洗，清洗效果好。
该过滤器具有深层过滤效果，过滤速度快、截污容量大、出水水质好等优点纤维束过滤的材质是一种软填料－纤维束滤元。
纤维束滤元由特制的纤维长丝丙纶纤维丝( 聚丙烯)制作而成，属微米级滤料（砂滤料属毫米级），纤维束过滤器滤料的特点为：（1）单丝直径可达几十微米甚至几微米，具有巨大的表面自由能和比表面积（直径为1毫米的砂滤层比表面积：6000m2/m3：单丝直径50微米纤维滤层比表面积：80000m2/m3），大大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，可显著提高过滤效率和截污容量；（2）纤维束滤料不缠绕、易清洗、不掉毛、不纠缠、不流失，所以纤维束滤元寿命长可达10年以上，期间不需补充降低了成本，减少了停水检修的时间，避免经常填补和定期更换滤料的麻烦，减轻了劳动强度。
（3）化学稳定性好，过滤过程中不发生任何化学反应；（4）无论反洗强度多大，不会发生流失跑料和破损；一、纤维过滤器的产品介绍纤维过滤器是现在市场上最好的抗负荷过滤器设备，纤维过滤器采用压力式过滤气水，可以同时反冲洗，采用第三代纤维为滤料是最新最合适的，具有水头增加滤层不渗透，水泵，本设备具有过滤速度高，用气水反冲可不设独立的反冲池，安全运输方便处理量大，重量轻，处理效率安全，占地效果小等优点。
二、纤维过滤器的结构和工作原理纤维过滤器主要是由支座入孔、圆筒式压力容器及连接等结构组成，它的工作原理可分为反冲洗和过滤两个阶段。
反冲洗的方法是调节阀门的开关，通过让进水口的排污口排出污水，原水往出水口处进水，在水反冲洗前应先进行反冲，反冲历时5分钟后，再进入水冲洗，当反冲完毕后就可以进行正常运作：过滤时原水加入定量的混凝剂，经水泵快速混合后进入本设备进行净化过滤，随着过滤时间的延续，滤层上截留物逐渐增多，水流经过滤的水头损失会逐渐增多，一般当水头达到5米时，即应进行反冲洗。
过滤器工作原理及类型【精选文档】
一、过滤器的工作原理及类型（产品图片）过滤器按过滤材料可分为表面型、深度型及磁性过滤器。
它们对固体污染物的过滤作用是通过直接阻截和吸附来完成的。
1．表面型过滤器在表面型过滤器中，被滤除的颗粒污染物几乎全部阻截在过滤元件表面上游的一侧。
滤芯材料上具有均匀的标定小孔，可以滤除大于标定小孔的固体颗粒.属于这一类的过滤器有线隙式、网式和片式.图6—1a所示为网式过滤器。
滤芯1由绕在支撑架2上的金属网组成，依靠金属网微小网格来挡住油液中杂质的通过.网式过滤器一般能滤去d＞0.08～0.18mm的杂质颗粒，压力损失低于0。
01Mpa。
网式过滤器没有外壳通常装在液压泵的吸油口处，作粗滤器用,以保证泵不受大颗粒污物的损伤。
该滤器特点是结构简单，通流能力大，清洗方便，但过滤精度低。
图6—1b所示为线隙式过滤器,由外壳3、滤芯4和骨架5等组成。
用一条细铜丝每隔一段距离将铜丝压扁一小段，然后将其缠绕在骨架上,由此形成的许多过滤小间隙。
线隙式过滤器能滤去d＞0.03～0.1mm杂质颗粒,压力损失约0。
07MPa~0.35MPa，常用于低压管道中，这种过滤器的结构简单，过滤精度较高，但滤芯的材料强度较低，不易清洗。
2．深度型过滤器深度型过滤器的滤芯为多孔可透性材料,内部具有曲折迂回的通道。
大于孔径的污染颗粒直接被阻截在靠油液上游的外表面，而较小的颗粒进入滤芯内部通道时，由于受表面张力（分子吸附力、静电力等)的作用偏离流束，而被吸附在过滤通道的内壁上。
故深度型过滤器的过滤原理既有直接阻截,又有吸附作用。
这种滤芯材料有纸芯、烧结金属、毛毡和各种纤维等.图6—2a所示为烧结式过滤器。
滤芯3由金属粉末烧结而成，利用金属颗粒间的微孔来挡住油中的杂质通过。
改变金属粉末的颗粒大小，就可以制出不同过滤精度的滤芯。
烧结式过滤器能滤去d＞0.01~0.1mm杂质颗粒，压力损失约0.03MPa~0.2MPa。
用在压力油路或回油路上。
其特点是制造简单、过滤精度高，滤芯能承受高压，但金属颗粒易脱落，堵塞后不易清洗。
纤维过滤器原理
纤维过滤器原理
纤维过滤器是一种常用的固液分离设备，原理是利用纤维材料的微孔结构和表面电荷效应来实现对悬浮物的过滤和捕集。
纤维过滤器通常由滤料层、支撑层和附件组成。
在纤维过滤器中，滤料层是最重要的部分。
它通常由纤维束、纤维网或纤维布构成，纤维之间形成一定的孔隙结构。
这些孔隙大小可以根据处理物料的不同要求进行设计和调整。
物料通过滤料层时，较大的杂质被阻截在滤料表面，而较小的杂质则可以通过纤维间隙进入滤料内部。
除了孔隙结构外，纤维材料的表面通常带有电荷。
当悬浮物经过纤维过滤器时，带有相反电荷的颗粒会被吸附在纤维表面，从而实现对悬浮物的捕集。
纤维过滤器的运行过程通常可以分为三个阶段：预处理、过滤和清洗。
在预处理阶段，采用物理或化学方式对原料进行预处理，以去除大部分杂质，减轻纤维过滤器的负担。
在过滤阶段，原料通过纤维过滤器进行过滤，悬浮物被捕集在滤料层表面，而清洁液则通过孔隙结构流出。
当滤料层表面的悬浮物积累到一定程度时，就需要进行清洗。
清洗可以采用反冲洗、吹扫、化学清洗等方式，将捕集的悬浮物从纤维过滤器中剥离，并恢复滤料层的过滤性能。
纤维过滤器具有结构简单、操作方便、较高的捕集效率等优点，广泛应用于水处理、废气处理、固体废物处理等领域。
它不仅能够有效地去除悬浮物，还能够去除部分溶解性物质和微生物。
但需要注意的是，纤维过滤器的使用寿命受到滤料层的堵塞和损伤的影响，需要定期进行清洗和更换。
同时，在选用纤维材料时，需要考虑原料的性质和操作条件，以确保过滤效果和设备稳定运行。
精密过滤器工作原理
精密过滤器工作原理精密过滤器是一种高效的过滤设备，广泛应用于各种工业领域和生活领域。
它的工作原理主要包括屏蔽、惯性、拦截和化学作用等几个方面。
首先，精密过滤器通过屏蔽作用来阻止颗粒物进入系统。
当流体通过过滤器时，过滤器的微孔会屏蔽掉颗粒物，使其无法通过，从而实现了初步的过滤作用。
这种屏蔽作用是精密过滤器最基本的工作原理之一。
其次，精密过滤器还利用了惯性作用来分离颗粒物。
当流体中的颗粒物与过滤器表面发生碰撞时，由于惯性的作用，颗粒物会受到惯性力的作用而被分离出来，从而实现了更细致的过滤效果。
除此之外，精密过滤器还通过拦截作用来捕获颗粒物。
过滤器的纤维结构可以有效地拦截颗粒物，使其无法通过过滤器，从而实现了对微小颗粒物的高效过滤。
最后，精密过滤器还可以通过化学作用来去除流体中的杂质。
一些特殊材质的过滤器可以利用化学作用来吸附、分解或转化流体中的有害物质，从而实现了更加彻底的过滤效果。
总的来说，精密过滤器的工作原理是多方面的，包括屏蔽、惯性、拦截和化学作用等几个方面。
这些原理共同作用，使得精密过滤器能够高效地去除流体中的杂质和颗粒物，保证了系统的正常运行和产品的质量。
在实际应用中，根据不同的需求和流体特性，可以选择不同材质和结构的精密过滤器，以达到最佳的过滤效果。
同时，定期清洗和更换过滤器也是保证其正常工作的重要措施，这样可以保持过滤器的高效过滤性能，延长其使用寿命，确保系统的稳定运行。
综上所述，精密过滤器是一种通过屏蔽、惯性、拦截和化学作用等多种原理共同作用的高效过滤设备。
了解其工作原理有助于我们更好地选择和使用精密过滤器，确保系统的安全稳定运行，提高产品的质量和工作效率。
高效纤维滤池、高效纤维过滤器
纤维束纤维束工作原理：过滤时，利用过滤器或滤池中的水位由上而下的重力使滤层压缩，纤维束滤料处于密实状态，提高了滤层截留杂质的效能，保证了滤后水质。
冲洗时，气水由下而上地冲击扰动，使束状滤料处于悬浮松状态，滤层中的吸附截留物得到洗脱。
从而实现了束状纤维滤料无序装填过滤和有序装填反洗的最佳状态。
使用时由上部进水，下部出水。
此时，在水流的作用下和重力的作用下，纤维密度调节装置推动纤维滤床向下运行，纤维滤层被压缩，其堆积密度沿水流方向逐渐加大，使滤层沿水流动方向的孔隙度由大逐渐变小，相应滤层孔隙直径和孔隙逐渐减小，从而形成了一个特别理想的变孔隙深层过滤状态。
其过滤过程既有横向深层过滤，也有纵向深层过滤，从而有效地提高了过滤精度。
当滤层被污染需清洗再生时，清洗水沿反方向通过纤维滤床，在反洗水流和清洗空气的作用下，纤维密度调节装置带动纤维滤床向上运动，使纤维滤料向上伸展，达到松散状态，通过气水混合清洗技术，在气泡聚散和水力冲洗过程中，纤维滤料纵向处于不断抖动状态，由此使得纤维滤料清洗的十分彻底，从而达到理想的清洗效果。
高效纤维滤池1．准备工作a．设备运行前应检查各阀门及配套设备是否能正常工作。
b．检查风机、水泵等电器元件的接线是否正确，匹配。
2．滤床充水放松打开反洗水出口阀，稍后打开反洗水入口阀门，运行2分钟。
3．滤床清洗保持反洗水入口阀门的开度，打开清洗空气入口阀，向滤池内送入清洗空气，清洗约23分钟。
关闭清洗空气进气入口阀门，滤床清洗结束。
注意：◎开风机前应先打开风机疏水阀再启动风机，风机正常运行后打开滤池空气入口阀，再关闭疏水阀。
4.排气关闭清洗空气进气入口阀门后，反洗水出、入口阀门继续保持开启状态，清洗5分钟，将滤层内残留的空气排出后，先关闭反洗水进口阀门，再关闭反洗水出口阀门，清洗结束。
5．投运先将原水入口阀门打开，再打开清水出口阀，向系统送水。
6．滤床失效设备运行一段时间后，出水水质逐渐恶化至不能达到用水标准时，滤床即进入失效状态。
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几种纤维过滤器的工作原理及特性
张万友1,郗丽娟1,陈雪梅1,齐铁范2
(1.东北电力学院应用化学系,吉林吉林市132012; 2.吉林热电厂,吉林吉林市
132001
摘要:对纤维球过滤器、胶囊挤压式纤维过滤器、压力板式纤维过滤器及自压式纤维过滤器的工作原理、结构特点及其存在的问题从理论到实践进行了深入剖析,证实纤维过滤器具有运行流速高、截污能力强和出水水质好的优势。
关键词:纤维过滤器;纤维球;过滤装置
中图分类号:TU991.24文献标识码:B 文章编号:1000-4602(200306-0023-03基金项目:国家重点新产品项目(2002ED660020
与粒状过滤材料相比,纤维过滤材料的比表面积较大,有更大的界面吸附并截留悬浮物,同时纤维较柔软,在过滤时能够实现密度调节或沿水流方向过滤孔径逐渐变小的合理过滤方式,极大程度地实现了深层过滤,使设备出水质量、截污能力、运行流速都得到大幅度提高。
1纤维球过滤器
取一束短纤维,在其中心紧密结扎或热熔粘结,使短纤维形成呈辐射状的球体结构。
这种纤维球的个体特征是球中心纤维密实,越靠近球边缘则纤维越疏松,孔隙率分布不均。
纤维球过滤器是在容器内填装纤维球形成床层,由于纤维球个体较疏松,在床层中纤维球之间的纤维丝可实现相互穿插,此时纤维球的个体特征已不重要,床层形成了一个整体。
床层中纤维球受到的压力为过滤水流的流体阻力、纤维球自身的重力
以及截留悬浮物的重力之和(如果水流从上至下通过床层,该力在滤层中沿水流方向是依次递增的。
因纤维球具备一定弹性,在压力下滤层孔隙率和过滤孔径由大
到小渐变分布,滤料的比表面积由小到大渐变分布。
这是一种过滤效率由低到高递增的理想过滤方式,直径较大、容易滤除的悬浮物可被上层滤层截留,直径较小、不易滤除的悬浮物可被中层或
下层滤层截留。
在整个滤层中,机械筛分和接触絮凝作用都得到充分发挥,从而实现较高的滤速、截污
容量和较好的出水水质。
纤维球过滤污水的现场试验数据表明[1],当运行流速在15~40m/h 时截污容量一般在2~12kg/m 之间,运行流速和截污容量均是砂滤池的数倍,出水浊度明显好于砂滤池。
该过滤器存在的不足是:因纤维球是呈辐射状的球体,靠近球中心部位的纤维密实,反洗时无法实现疏松,截留的污物难于彻底清除;用气、水联合清洗时纤维球易流失,用机械搅拌清洗时纤维球易破碎。
2胶囊挤压式纤维过滤器
过滤器工作原理见图1。
图1胶囊挤压式纤维过滤器示意图
中国给水排水
2003Vol.19CHINA WA TER &WASTEWA TER
No.6
将长纤维束挂装在设备中,纤维束下挂重锤,纤维层中安装数个软质胶囊,过滤前将胶囊充水,横向挤压长纤维,使纤维层孔隙率和过滤孔径由大到小渐变分布,此段滤层特性与纤维球滤层相似,过滤效果也比较接近。
该过滤器的滤速一般为
20~40m/ h,在进水浊度相同的条件下,截污容量是砂滤器的2~4倍。
清洗过滤器时,先排净胶囊中的水,使长纤维束床层得以疏松,再用气—水混合清洗。
在挂装的长纤维滤层中安装可充、排水的软质胶囊,解决了纤维层的压实(过滤、疏松(清洗及纤维流失问题,但也存在一些问题:①设备较复杂,除胶囊外,需设有胶囊充、排水系统及充水计量装置;
②胶囊损坏是困扰用户的难题,其价格较贵且更换作业过程并不方便。
可以用刘氏公式计算出胶囊挤压长纤维过滤器初始工况[2]。
设纤维直径为
50μm,纤维长为1.3 m,纤维填装孔隙率为90%,每只胶囊充水量为150 kg,计算结果如表1。
表1胶囊挤压式纤维过滤器初始水头阻力
设备直径
(m胶囊数
(个
充水后平均
孔隙率(%
水头阻力
(kPa
滤层整体推力
(t
2.0571.6247.5
2.577
3.5199.3
3.0975.31611.4
从表1可看出,在过滤初期,滤层就会产生较大推力,靠近出水侧的上部纤维会受到很大的纵向压力。
因纤维丝纵向刚度极小,在此压力下必然弯曲,使纤维层整体上移。
当纤维层截留一定悬浮物后,随着床层水头阻力增大,此上移距离会更大。
因胶囊中心用钢管(用于进、排水贯通,胶囊下端与钢管下端连接(这样做便于安装时插入纤维层中,所以胶囊不会随纤维层的上移而移动,胶囊外壁在纤维的磨擦力作用下产生向上的拉力。
另一方面,因上部纤维受压力弯曲产生横向堆积,占用的横向空间增大使上部胶囊受到挤压而体积减少,迫使胶囊下部水体积增大。
胶囊下部既受到向上的拉力,又受到内部向外的压力,这应该是胶囊易破损且大多从下部破损的主要原因。
另外,胶囊挤压式过滤器对纤维的压实是靠胶囊,这占用了较大过滤面积,在最大挤压部位(即纤维孔隙率最小部位的过滤线速度最高,滤速高不利于滤料吸附、截留悬浮物,所以此部位不会有效地截留悬浮物。
上部纤维层因被压缩产生横向弯曲并压实,且过滤面积较大,所以,
起到保证出水水质作用的应该是该层。
3压力板式纤维过滤器
此种过滤器有两种结构形式,一种是压力板在上部,另一种是压力板(也叫推力板在下部(原理见图2。
设计思路(以压力板在上部为例:将长纤维束与出水孔板固定,另一端设置于有一定开孔率的压力板上(压力板设计成双层结构或外加浮桶以使其整体密度与水接近。
另外,设计有压力板的导向和限位装置,运行初期靠水流对压力板的水头阻力,首先将靠近压力板侧的纤维压弯,使水头阻力增大后产生向下压力,进一步挤压下部纤维层。
当压力板下压至适当位置时,限位装置使之停止下移。
反洗时,因压力板设计的整体密度与水接近,能够被水流冲起,使纤维层舒展,实现对纤维层的彻底清洗。
图2压力板式纤维过滤器
压力板式过滤器克服了胶囊挤压式过滤器的一些不足,但有时压力板易出现卡塞现象,影响稳定运行。
事实上,压力板(或推力板对纤维的推压作用是值得商榷的。
对这种结构设备的水头阻力的计算结果见表2。
表2不同开孔率的孔板水头阻力和推力开孔率(%251020
水头阻力(Pa250378.7 1.8
推力(kg/m225 3.70.870.18
注:流速为30m/h。
压力板的开孔率不能太低,否则会影响滤层配水和清洗时的空气流通。
另外,为减少卡塞现象,压力板与器壁边缘最少留有10mm缝隙,对于2m直径的过滤器来说此缝隙的面积就相当于2%的开孔率。
从表2可看出,这点微不足道的推力对纤维层
的压缩作用是极为有限的。
另一方面,虽然压力板的密度为1g/mL ,但在进行气、水联合清洗时,气、水混合流体的密度仅为0.12~0.22g/mL ,在这种混合流体中,压力板会产生向下的重力,使压力板的开孔被纤维堵塞,影响气、水流通。
综上所述,压力
板式纤维过滤器的工作机理还值得进一步研究。
4自压式纤维过滤器
自压式纤维过滤器有两种结构形式,一种是出水孔板在下部,一种是出水孔板在上部,长纤维束一端固定在出水孔板上,另一端与一质量极小的限制纤维束相对位置的构件连接。
所谓自压,是指不依靠其他装置,仅靠水流对纤维层的水头阻力实现对纤维层的压缩。
实际上,长纤维丝的纵向刚度很小,只要对纤维进行适当处理并保持适宜的装填密度,依靠滤层的水头阻力就完全可以像纤维球过滤器一样将纤维层压缩。
该过滤器的工作原理见图3。
图3自压式纤维过滤器
当水流自上向下通过纤维层时,在水头阻力作
用下,纤维承受向下的纵向压力且越往下则纤维所受的向下压力越大。
由于纤维纵向刚度很小,当纵向压力足够大时就会产生弯曲,进而纤维层会整体下移,最下部纤维首先弯曲并被压缩,此弯曲、压缩的过程逐渐上移,直至纤维层的支撑力与纤维层的水头阻力平衡(压缩过程需3~5min 。
由于纤维
层所受的纵向压力沿水流方向依次递增,所以纤维
层沿水流方向被压缩弯曲的程度也依次增大,滤层孔隙率和过滤孔径沿水流方向由大到小分布,这样就达到了高效截留悬浮物的理想床层状态。
清洁床层压缩达到平衡后的压缩情况见表3。
表3自压式纤维过滤装置压缩达到平衡时的情况纤维层位置(由上至下(cm 0~2020~78.378.3~9999~119.5119.5~136.5136.5~150纤维层各段初始高度(cm 2058.320.720.51713.5各段被压缩后高度(cm 2053
13
9.575压缩比(压后高/压前高
1
0.910.63
0.46
0.41
0.37
注:流速为30m/h ,水温为13℃。
自压式纤维过滤器的有效过滤面积大,设备结构简单,出现机械故障的因素极少,且接近出水位置的纤维压缩比大,大都呈横向状态,这显然更有利于吸附、截留悬浮物,过滤速度、过滤效率都能得到进一步提高。
5结语
纤维过滤设备在国内应用的十几年时间里,以其高运行流速、高截污能力和出水水质优良等粒状滤料设备无法相比的优势得到迅猛发展。
作为一种新兴过滤技术,在过滤机理、材料选择、设备结构和现场应用等方面尚有较大发展空间,有待于进一步研究、开发和完善。
参考文献:
[1]严煦世.水和废水技术研究[M ].北京:中国建筑工业
出版社,1992.
[2]华绍曾,杨学宁.实用流体阻力手册[M ].北京:国际工
业出版社,1985.电话:************
E-mail:**************.cn
收稿日期:2003-01-27
本期责任编辑:江荣编辑:衣春敏孔红春。