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澳门赌场几种纤维过滤器的工作原理及特性(精
发布时间发布时间:2021-01-04 10:48

  几种纤维过滤器的工作原理及特性(精)_生物学_自然科学_专业资料。几种纤维过滤器的工作原理及特性(精)

  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 文章编号:1000-4602(200306- 中图分类号:TU991.24 0023-03 文献标识码:B 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。澳门赌场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.19 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 CHINA WA TER &WASTEWA TER 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

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