多介质过滤器设备分析（一）
2023-06-19 来自: 中国水网 浏览次数:259
衡美水处理为您介绍一种性能优良的水处理设备——多介质过滤器。
多介质过滤器是指过滤器中含有多种过滤介质，在设定压力下使浊度较高的水通过，从而有效除去悬浮杂质，使水澄清的水处理设备。不同的介质滤料按不同要求及比重依次装填于过滤器中，所以叫多介质过滤器。常用的滤料有石英砂、无烟煤、锰砂、石榴石、活性炭等。主要使用于水处理除浊，软化水，纯水的前级预处理等，出水浊度可达3度以下。
一、简介
过滤的含义：在水处理过程中，过滤一般是指以石英砂、无烟煤等滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水澄清的工艺过程。用于过滤的多孔材料称为滤料，滤料有粒状、粉状和纤维状多种，常用滤料有石英砂、无烟煤、活性炭、磁铁矿、拓榴石、多孔陶瓷、塑料球等，石英砂是常见、常用的滤料。
多介质过滤器，即采用两种以上的介质作为滤层的介质过滤器，在工业循环水处理系统中，用以去除污水中杂质、吸附油等，使水质符合循环使用的要求。过滤的作用，主要是去除水中的悬浮或胶态杂质，特别是能有效地去除沉淀技术不能去除的微小粒子和细菌等，BOD5和COD等也有某种程度的去除效果。
二、结构介绍
多介质过滤器广泛用于水处理的工艺中，多介质过滤器主要由过滤器体、配套管线和阀门构成。其中过滤器体又包括：
1、筒体；
2、反洗气管；
3、布水组件；
4、支撑组件；
5、滤料；
6、排气阀（外置）。
三、作用
多介质过滤器可去除水中的泥砂、悬浮物、胶体等杂质和藻类等生物，降低对反渗透膜元件的机械损伤及污染。
四、内滤层组成
过滤器内多介质滤料为均粒砾石、石英砂、磁铁矿、无烟煤等滤料，这些滤料根据其比重和粒径的大小在过滤器罐体内科学有序的分布，如比重小而粒径稍大的无烟煤放在滤床的上层，比重适中和粒径小的石英砂放在滤床的中层，比重大和粒径大的砾石放在滤床的下层。这样的配比保证了过滤器在进行反洗的时候不会产生乱层现象，从而保证了滤料的截留能力。
五、原理
多介质过滤器是以成层状的无烟煤、砂、细碎的石榴石或其他材料为床层，一个典型的多介质过滤器顶层由轻和粗品级的材料组成，而重和细品级的材料放在床的低部。其原理为按深度过滤——水中较大的颗粒在顶层被去除，较小的颗粒在过滤器介质的较深处被去除。从而使水质达到粗过滤后的标准。
设备为压力式，其原理是当原水自上而下通过滤料时，水中悬浮物由于吸附和机械阻流作用被滤层表面截留下来；当水流进滤层中间时，由于滤料层中的砂粒排列的更紧密，使水中微粒有更多的机会与砂粒碰撞，于是水中凝絮物、悬浮物和砂粒表面相互粘附，水中杂质截留在滤料层中，从而得到澄清的水质。经过滤后的出水悬浮物可在5毫克/升以下。
六、特点
1、多介质过滤器广泛用于水处理的工艺中，可以单独使用，但多数是做为水质深度处理（交换树脂、电渗析、反渗透）的预过滤。
2、多介质过滤器是常用的水质深度净化的预处理装置，可根据工艺要求填加不同的滤料。
3、多介质过滤器材质可采用玻璃钢、A3钢防腐或衬胶、全不锈钢。操作方式有全自动和手动两种形式，自动控制是采用美国进口的自动控制器及气、液动阀控制，操作简便易于维护保养，在各行各业水处理工艺的前处理装置得到广泛的应用。
4、多介质过滤器的过滤材料应有足够的化学稳定性，各介质的相对密度和粒径应有差别，由无烟煤与石英砂组成的双层滤料过滤器所用的无烟煤相对密度为1.4—1.6，粒径为0.8—1.8mm，石英砂相对密度为2.6—2.65，粒径为0.5—1.2mm;3层滤料过滤器除了以上两种滤料外还可以用锰砂、磁铁矿之类的重质矿石，其相对密度为4.7—5.0，粒径为0.5—4mm。
七、构造
多介质过滤器主要由过滤器体、配套管线和阀门构成。
其中过滤器体主要包括以下组件：筒体；布水组件；支撑组件；反洗气管；滤料；排气阀（外置）等。
八、滤料选择
1、有足够的机械强度，以免在反冲洗过程中很快磨损和破碎；
2、化学稳定性要好；
3、不含有对人体健康有害及有毒物质，不含有对生产有害、影响生产的物质；
4、滤料的选择，应尽量采用吸附能力、截污能力大、产水量高、出水水质好的滤料。
在滤料中，卵石主要起支撑作用，在过滤工艺过程中，因其强度高，相互之间的间距缝隙稳定，孔隙大，便于正洗工序中，滤后水顺利通过；同样，反洗工序中，反洗水和反洗空气等能顺利通过。
5、常规配置中，卵石分为四种规格，铺垫方式为自下而上先大后小。
6、滤料的粒径和装填高度之间的关系：
滤床的高度和滤料的平均粒径的比值为800～1 000（设计规范）。
滤料的粒径的大小和过滤精度相关。
九、滤料类型
多介质过滤器常见的滤料有：无烟煤，陶粒、石英砂、活性炭等。
1、多介质类
在水处理上经常使用的多介质过滤器有：无烟煤-石英砂-磁铁矿过滤器，活性炭-石英砂-磁铁矿过滤器，活性炭-石英砂过滤器，石英砂-陶瓷过滤器等。
多介质过滤器的滤层设计，主要考虑的因素为：
（1）不同滤料具有较大的密度差，保证反洗扰动后不会发生混层现象；
（2）根据产水用途选择滤料；
（3）粒径要求下层滤料粒径小于上层滤料粒径，以保证下层滤料的有效性和充分利用。
事实上，以三层滤床为例，上层滤料粒径大，由密度小的轻质滤料组成，如无烟煤、活性炭；中层滤料粒径居中，密度居中，一般为石英砂组成；下层滤料由粒径小，密度高的重质滤料组成，如磁铁矿。由于密度差的限制，三层介质过滤器的滤料选择基本上是固定的。上层滤料起粗滤作用，下层滤料起精滤作用，这样就充分发挥了多介质滤床的作用，出水水质明显好于单层滤料的滤床。
而对于饮用水，一般禁止使用无烟煤，树脂等滤料。
2、石英砂类
石英砂过滤器是一种采用石英砂作为滤料的过滤器。优点如下：
（1）可有效去除水中的悬浮物，对水中的胶体、铁、有机物、农药、锰、细菌、病毒等污染物有明显的去除作用；
（2）石英砂过滤器设备结构简单、运行可以实现自动控制、处理流量大、反冲次数少、过滤效率高、阻力小、操作维修方便；
（3）石英砂过滤器有过滤阻力小，表面积大，耐酸碱性强，耐氧化，PH适用范围为2-13，抗污染性好等优点；
（4）石英砂过滤器通过优化滤料和过滤器的设计，实现了过滤器的自适应运行，滤料对原水浓度、操作条件、预处置工艺等具有很强的自适应性，即在过滤时滤床自动形成上疏下密状态，有利于在各种运行条件下保证出水水质，反洗时滤料充分散开，清洗效果好。
（5）石英砂过滤器具有过滤速度快、过滤精度高、截污容量大等优点。
石英砂过滤器广泛用于电力、电子、饮料、自来水、石油、化工、冶金、纺织、造纸、食品、游泳池、市政工程等各种工艺用水、生活用水、循环用水和废水的预处理领域。
3、铁锰类
装填精制锰砂和石英砂二元滤料，用于去除水中铁、锰。一般只在含铁锰原水的预处理中使用。
4、活性炭类
滤料为活性炭，用于去除色、味、余氯和有机物，其主要作用方式是吸附，活性炭是一种人工制成的吸附剂。
活性碳过滤器广泛用于生活用水及食品工业、化工、电力等行业的水的预处理。由于活性炭具有发达的细孔结构和巨大的比表面积，因此对水中的溶解性有机物，如苯类，酚类化合物等具有很强的吸附能力，而且对于用生物法和化学法很难去除的有机污染物，如色度、异臭、表面活性剂、合成洗涤剂和染料等都有较好的去除效果。
