自动反冲洗高效纤维过滤器的研究

　　在水处理过程中,由于环境的复杂性,原水经常受到外界的污染,主要体现在浊度的增加。我们开发的自动反冲洗高效纤维过滤器能有效地滤除原水中的固体杂质和微小悬浮物,并能自动地对过滤介质及时地进行反冲洗,以保证工艺过程的可靠性和连续性。整个过程完全实现了自动化。　　在过滤介质表面进行的过滤,液体中的固体颗粒和微小悬浮物被过滤介质截留,在过滤介质表层架桥形成滤饼层。此后,过滤介质和滤饼层共同截留液体中的固体颗粒和微小悬浮物。随着过滤时间增长、滤饼层的增厚,过滤阻力不断增加(过滤过程中可以认为过滤介质阻力是一常数,但滤饼层阻力随滤饼厚度增加而增加)。过滤时间增长到一定程度,微小的固体颗粒及胶状物堵塞过滤介质和滤饼层过滤液体的流道,造成过滤速率下降,直至出现流道被完全堵塞。因而只有不断地更新过滤介质表面,才能使得工艺过程维持较高的过滤速率。自动反冲洗高效纤维过滤器是一种能满足上述要求的新型过滤器。　1、结构及工艺流程　　自动反冲洗高效纤维过滤器由筒体、液体提升泵、液体进出口、过滤介质、清洗气泵(或压缩空气泵)、出入口阀、排污阀、排气阀、控制电路组成(筒体根据应用场所的不同而选用不同的材质)。含有固体小颗粒悬浮物和胶体悬浮物的原水经提升泵从自动反冲洗高效纤维过滤器的上入水口进入筒体内腔(入水口压力为P1),滤液通过过滤介质从过滤器的下出水口流出(下出水口压力为P2),固体悬浮物和胶体悬浮物被过滤介质的表面滤膜吸附截留,过滤阻力逐渐增大,上下口压力差逐渐升高。当上下口压力差达到某限定值时,信号传入控制电路,电路自动切换,从而停止入口水提升泵,切换相应的进出口阀门,启动压缩气泵,进行空气反冲洗(见图1);持续一段时间后,再由电路控制,切换相应的阀门,停止气泵,开水泵,进行净水反冲洗;反复二三次,过滤介质得到了完全清洗,然后由电路控制切换到过滤状态,出入口压力恢复到设置的压力值,则整个过滤和清洗过程实现了全自动控制。工艺流程见图2。

　　自动反冲洗高效纤维过滤器的控制电路由测量部分、控制系统和执行机构3部分组成,见图3。其中测量部分为继电器、自动控制压力表(压力传感器);控制系统包括继电器、时间延迟继电器、控制电动阀的延时电路;执行机构由继电器、电动阀、提升水泵和压缩空气泵组成。安装在入口处的自动控制压力表,当压力值超过设定值时,其将压力信号传输到与之相连的继电器,然后由后者控制控制电路和执行机构,停止提升水泵,切换出入口电动阀门的开关,开启气泵,进行气洗操作;然后由延时电路控制停止气泵,切换出入口电动阀门,开启提升水泵,进行净水反冲洗操作;反复二三次后,切换至过滤状态,自动控制压力表恢复至原来状态。这样,自动反冲洗高效纤维过滤器的控制电路根据接受到的压力信号,按设置的程序输出信号,使过滤介质及时得到了清洗,实现了自动操作。　2、工作原理　　由于清洗时,大部分时间使用空气进行反冲洗,上升空气泡的振动可有效地将附着于滤料表面污物擦洗下来,并使之悬浮于水中,只需很短的时间用水反冲把污物排出,因而反冲洗净水用量少,冲洗效率高,切换到过滤过程后,过滤效果波动小。

　　过滤介质是过滤工艺中影响过滤精度、过滤速率等技术指标的重要元件,其寿命、性能和可靠性取决于过滤介质的材料及其性能,同时也取决于被处理物料的性质等因素。自动反冲洗高效纤维过滤器选用经过表面亲水处理过的低弹性、高蓬松的尼龙纤维,将其纺织成束(具有很大的表面积),固定于筒内的花板上。当过滤时纤维束被扭转压缩,使之紧密排列成不规则形,成为一圆柱状的过滤床,水流从圆柱状的过滤床上部进入,经过滤层,由于液体在空隙中形成液膜,各种悬浮物被滤膜截住,净水从下部流出。反冲时,纤维束被空气和水吹起、复位,过滤层不断地伸缩,这样可把纤维束中的过滤物挤出,随水带走。　3、结论　　(1)自动反冲洗高效纤维过滤器能有效地滤除原水中的固体悬浮物,及时地自动清洗过滤介质。　　(2)自动反冲洗高效纤维过滤器反冲洗主要以气洗为主,水洗为辅,因此反冲洗净水用量少、时间短、冲洗效率高,对过滤操作影响小、波动小,过滤过程基本保持连续,处理量大,纳污量多。　　(3)自动反冲洗高效纤维过滤器设备结构简单、可靠、全密封、全自动操作;控制电路设定程序可调性强,便于应用到各种水处理工程的预处理工序中。