自動反沖洗高效纖維過濾器的研究

　　在水處理過程中,由于環(huán)境的復(fù)雜性,原水經(jīng)常受到外界的污染,主要體現(xiàn)在濁度的增加。我們開發(fā)的自動反沖洗高效纖維過濾器能有效地濾除原水中的固體雜質(zhì)和微小懸浮物,并能自動地對過濾介質(zhì)及時地進(jìn)行反沖洗,以保證工藝過程的可靠性和連續(xù)性。整個過程完全實(shí)現(xiàn)了自動化。　　在過濾介質(zhì)表面進(jìn)行的過濾,液體中的固體顆粒和微小懸浮物被過濾介質(zhì)截留,在過濾介質(zhì)表層架橋形成濾餅層。此后,過濾介質(zhì)和濾餅層共同截留液體中的固體顆粒和微小懸浮物。隨著過濾時間增長、濾餅層的增厚,過濾阻力不斷增加(過濾過程中可以認(rèn)為過濾介質(zhì)阻力是一常數(shù),但濾餅層阻力隨濾餅厚度增加而增加)。過濾時間增長到一定程度,微小的固體顆粒及膠狀物堵塞過濾介質(zhì)和濾餅層過濾液體的流道,造成過濾速率下降,直至出現(xiàn)流道被完全堵塞。因而只有不斷地更新過濾介質(zhì)表面,才能使得工藝過程維持較高的過濾速率。自動反沖洗高效纖維過濾器是一種能滿足上述要求的新型過濾器。　1、結(jié)構(gòu)及工藝流程　　自動反沖洗高效纖維過濾器由筒體、液體提升泵、液體進(jìn)出口、過濾介質(zhì)、清洗氣泵(或壓縮空氣泵)、出入口閥、排污閥、排氣閥、控制電路組成(筒體根據(jù)應(yīng)用場所的不同而選用不同的材質(zhì))。含有固體小顆粒懸浮物和膠體懸浮物的原水經(jīng)提升泵從自動反沖洗高效纖維過濾器的上入水口進(jìn)入筒體內(nèi)腔(入水口壓力為P1),濾液通過過濾介質(zhì)從過濾器的下出水口流出(下出水口壓力為P2),固體懸浮物和膠體懸浮物被過濾介質(zhì)的表面濾膜吸附截留,過濾阻力逐漸增大,上下口壓力差逐漸升高。當(dāng)上下口壓力差達(dá)到某限定值時,信號傳入控制電路,電路自動切換,從而停止入口水提升泵,切換相應(yīng)的進(jìn)出口閥門,啟動壓縮氣泵,進(jìn)行空氣反沖洗(見圖1);持續(xù)一段時間后,再由電路控制,切換相應(yīng)的閥門,停止氣泵,開水泵,進(jìn)行凈水反沖洗;反復(fù)二三次,過濾介質(zhì)得到了完全清洗,然后由電路控制切換到過濾狀態(tài),出入口壓力恢復(fù)到設(shè)置的壓力值,則整個過濾和清洗過程實(shí)現(xiàn)了全自動控制。工藝流程見圖2。

　　自動反沖洗高效纖維過濾器的控制電路由測量部分、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)3部分組成,見圖3。其中測量部分為繼電器、自動控制壓力表(壓力傳感器);控制系統(tǒng)包括繼電器、時間延遲繼電器、控制電動閥的延時電路;執(zhí)行機(jī)構(gòu)由繼電器、電動閥、提升水泵和壓縮空氣泵組成。安裝在入口處的自動控制壓力表,當(dāng)壓力值超過設(shè)定值時,其將壓力信號傳輸?shù)脚c之相連的繼電器,然后由后者控制控制電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu),停止提升水泵,切換出入口電動閥門的開關(guān),開啟氣泵,進(jìn)行氣洗操作;然后由延時電路控制停止氣泵,切換出入口電動閥門,開啟提升水泵,進(jìn)行凈水反沖洗操作;反復(fù)二三次后,切換至過濾狀態(tài),自動控制壓力表恢復(fù)至原來狀態(tài)。這樣,自動反沖洗高效纖維過濾器的控制電路根據(jù)接受到的壓力信號,按設(shè)置的程序輸出信號,使過濾介質(zhì)及時得到了清洗,實(shí)現(xiàn)了自動操作。　2、工作原理　　由于清洗時,大部分時間使用空氣進(jìn)行反沖洗,上升空氣泡的振動可有效地將附著于濾料表面污物擦洗下來,并使之懸浮于水中,只需很短的時間用水反沖把污物排出,因而反沖洗凈水用量少,沖洗效率高,切換到過濾過程后,過濾效果波動小。

　　過濾介質(zhì)是過濾工藝中影響過濾精度、過濾速率等技術(shù)指標(biāo)的重要元件,其壽命、性能和可靠性取決于過濾介質(zhì)的材料及其性能,同時也取決于被處理物料的性質(zhì)等因素。自動反沖洗高效纖維過濾器選用經(jīng)過表面親水處理過的低彈性、高蓬松的尼龍纖維,將其紡織成束(具有很大的表面積),固定于筒內(nèi)的花板上。當(dāng)過濾時纖維束被扭轉(zhuǎn)壓縮,使之緊密排列成不規(guī)則形,成為一圓柱狀的過濾床,水流從圓柱狀的過濾床上部進(jìn)入,經(jīng)過濾層,由于液體在空隙中形成液膜,各種懸浮物被濾膜截住,凈水從下部流出。反沖時,纖維束被空氣和水吹起、復(fù)位,過濾層不斷地伸縮,這樣可把纖維束中的過濾物擠出,隨水帶走。　3、結(jié)論　　(1)自動反沖洗高效纖維過濾器能有效地濾除原水中的固體懸浮物,及時地自動清洗過濾介質(zhì)。　　(2)自動反沖洗高效纖維過濾器反沖洗主要以氣洗為主,水洗為輔,因此反沖洗凈水用量少、時間短、沖洗效率高,對過濾操作影響小、波動小,過濾過程基本保持連續(xù),處理量大,納污量多。　　(3)自動反沖洗高效纖維過濾器設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、可靠、全密封、全自動操作;控制電路設(shè)定程序可調(diào)性強(qiáng),便于應(yīng)用到各種水處理工程的預(yù)處理工序中。