過(guò)濾器原理以及過(guò)濾介質(zhì)技術(shù)介紹

　　過(guò)濾器原理以及過(guò)濾介質(zhì)技術(shù)介紹

 

　　一、過(guò)濾原理

 

　　(一)基本概念：過(guò)濾是利用某種多孔介質(zhì)對懸浮液進(jìn)行分離的操作。工作時(shí)，在外力作用下，懸浮液中的液體通過(guò)介質(zhì)的孔道流出，固體顆粒被截留，從而實(shí)現分離。一般將待過(guò)濾的懸浮液稱(chēng)為濾漿;所采用的多孔介質(zhì)稱(chēng)為過(guò)濾介質(zhì);通過(guò)介質(zhì)孔道的液體稱(chēng)為濾液;被截留的固體物稱(chēng)為濾餅或濾渣。

 

　　過(guò)濾操作的推動(dòng)力是過(guò)濾介質(zhì)上下游兩側的壓力差，產(chǎn)生壓力差的方法有以下幾種：

 

　?、倮脼V漿自身的壓頭;

 

　?、谠跒V漿表面加壓;

 

　?、墼谶^(guò)濾介質(zhì)的下游一側抽真空;

 

　?、芾脩T性離心力。

 

　　過(guò)濾操作根據作用原理可分為兩類(lèi)：

 

　?、俸Y析過(guò)濾過(guò)濾介質(zhì)的孔目數小于固體顆的直徑，依靠篩析作用將固體顆粒從懸浮液中除去。

 

　　篩析過(guò)濾在過(guò)濾初期細小顆粒流出，濾液比較混濁。隨著(zhù)餅層的形成和加厚，濾液逐漸變清。由于篩孔逐漸受堵，過(guò)濾速度呈降低趨勢。過(guò)濾過(guò)程當濾餅層形成，篩析作用便由餅層產(chǎn)生，過(guò)濾介質(zhì)失去篩析作用，只起支撐餅層的作用，稱(chēng)餅層過(guò)濾。

 

　?、谖竭^(guò)濾(深床過(guò)濾)：過(guò)濾介質(zhì)的網(wǎng)孔目數大于固體顆粒的直徑，固體顆粒進(jìn)入過(guò)濾介質(zhì)孔道后被介質(zhì)表面所吸附。

 

　　實(shí)際生產(chǎn)中，篩析和吸附同時(shí)作用，吸附過(guò)濾介質(zhì)截留較大顆粒;篩析過(guò)濾介質(zhì)餅層可以吸附較小顆粒。

 

　　二、過(guò)濾介質(zhì)和助濾劑

 

　　1.過(guò)濾介質(zhì)?過(guò)濾介質(zhì)的主要作用是支撐濾餅，須具有多孔結構，足夠的機械強度和盡可能小的流動(dòng)阻力，耐腐蝕性。

 

　　常用的過(guò)濾介質(zhì)有以下類(lèi)型：

 

　?、倏椢锝橘|(zhì)，如工業(yè)濾布，金屬絲網(wǎng)等;

 

　?、诹罱橘|(zhì)，如珍珠巖粉，纖維素，硅藻土等;

 

　?、酃腆w紙板，如脫色木質(zhì)紙板，合成纖維板等;

 

　?、苓^(guò)濾膜，由纖維素和其它聚合物構成。粒狀介質(zhì)是作為助濾劑預涂于織物介質(zhì)表面使用，用于粗濾;固體紙板介質(zhì)多用于半精濾及精濾;過(guò)濾膜介質(zhì)用于精濾及超精濾。

 

　　2 ，助濾劑將某些堅硬的粒狀物預涂于過(guò)濾介質(zhì)表面或添加于濾漿中，以形成較為堅硬而松散的濾餅，使濾液能夠順利通過(guò)，這種粒狀物稱(chēng)為助濾劑。對助濾劑的要求：助濾劑是一種堅硬，疏松結構的粉狀或纖維狀的固體，能形助濾劑應能較好地懸浮于料液中，顆粒大小合適，不含可溶于濾液的物質(zhì)。

 

　　常用的助濾劑有硅藻土，纖維素等。

 

　　使用助濾劑的目的：防止過(guò)濾介質(zhì)孔道堵塞，或降低濾餅的過(guò)濾阻力。

 

　　加助濾劑和方法有預涂法和預混法。

 

　　葡萄酒生產(chǎn)中過(guò)濾操作使用的助濾劑主要是硅藻土和纖維素。硅藻土是水生植物硅藻的化石，由古生物積沉巖硅藻的遺骸構成。其主要成分為SiO2(占85-90%)，呈灰白色粉末，粒度一般為30-40μm，小為2μm，大為300-400μm，比重為0.31-0.7.

 

　　其主要特性為：

 

　?、僦饕煞譃镾iO2，化學(xué)穩定性好。不溶于除氫氟酸以外的任何強酸，能溶于苛性堿。對不同濃度及不同溫度的濾漿均可適用;

 

　?、谧鳛橹鸀V劑使用時(shí)，可獲得較高的過(guò)濾速度和理想的澄清度。硅藻土具有無(wú)數的小孔和復孔，其孔隙率為80-90%，這就為截留固體顆粒提供了較大的空間。加之骨架堅硬，形成的濾餅基本具有不可壓縮的特點(diǎn)，在壓力變化的情況下仍能基本保持疏松多孔狀態(tài)，過(guò)濾阻力小，可獲得較高的過(guò)濾速度及理想的澄清度;

 

　　三、過(guò)濾速度

 

　　1.過(guò)濾速度與過(guò)濾速率單位時(shí)間內通過(guò)單位過(guò)濾面積濾液的體積稱(chēng)為過(guò)濾速度，即：?u=V/Atm3/m2式中：A——過(guò)濾面積，m2;?t——過(guò)濾時(shí)間，s;?V——時(shí)間t內流出的濾液體積，m3單位時(shí)間內獲得的濾液體積稱(chēng)為過(guò)濾速率，表示過(guò)濾設備的生產(chǎn)能力。?過(guò)濾速率?Q=V/t=u.A?其單位m3/h及L/min表示。

 

　　2.影響過(guò)濾速度的因素

 

　?、贋V漿的粘度粘度越大，過(guò)濾阻力越大，過(guò)濾速度越小;

 

　?、跒V餅厚度濾餅厚度越大，阻力越大，過(guò)濾速度越小。當厚度達到一定程度會(huì )使過(guò)濾終止;

 

　?、蹫V餅性質(zhì)不可壓縮濾餅的顆粒堅硬，濾液通過(guò)的流道不會(huì )因壓力的增大而變小，阻力基本保持不變，或隨過(guò)濾時(shí)間的持續阻力增加很慢，過(guò)濾速度基本隨壓力的升高按比例增大;小顆粒在較大壓力作用下會(huì )堵塞孔道，故過(guò)濾初期壓力不能太大，避免流道過(guò)早地堵塞。

 

　　四、過(guò)濾操作的方式

 

　　恒壓過(guò)濾

 

　　過(guò)濾操作是在恒定的壓差下進(jìn)行，稱(chēng)為恒壓過(guò)濾。恒壓過(guò)濾是常用的過(guò)濾方式，過(guò)濾過(guò)程中，隨著(zhù)餅層的不斷增厚，阻力增加大，因壓差不變，過(guò)濾速度將逐漸降低。

 

　　先恒速后恒壓過(guò)濾

 

　　這種過(guò)濾方式是開(kāi)始先以較低的速度進(jìn)行恒速過(guò)濾，以免壓力過(guò)早升高形成流道堵塞，當壓力升高到給定值后再采用恒壓過(guò)濾。采用定量泵，過(guò)濾初期保持恒定速度，隨著(zhù)時(shí)間的持續，泵出口壓力升高，若此壓力升至能使支路閥自動(dòng)開(kāi)啟的設定值時(shí)，支路打開(kāi)，部分濾漿返回泵入口，進(jìn)入壓濾機的濾漿減少

 

　　【全自動(dòng)軟水器傳統設備的弊病】

 

　　良好的水處理裝置，從總體上應當是;運行平穩、操作簡(jiǎn)便;具體表現在：不結垢、不腐蝕、無(wú)事故;效果上突出：節能、高效、安全、符合國家有關(guān)標準。這是業(yè)內專(zhuān)業(yè)人士和眾多有識之士長(cháng)期為之探索的重要課題。到目前為止，國內民用鍋爐、空調設施的補給水絕大部分一直沿用人工操作的鈉離子交換法進(jìn)行處理。因其投資不高、簡(jiǎn)便易行、適應性強，幾乎長(cháng)期占領(lǐng)了鍋爐水處理的這一領(lǐng)地。但是，由于工藝和人為等因素的干擾，使其無(wú)法擺脫它固有的先天的缺陷。

 

　　系統閥門(mén) 多--系統中的每個(gè)交換罐都必須毫不例外的配置七個(gè)閥門(mén)。每個(gè)運行周期至少對其切換 28 次。并毫不例外的由人工檢測和判斷。辜不論其操作的規范和失誤，單就各連接點(diǎn)的跑、冒、滴、漏就足以讓人頭痛不已。而由此帶來(lái)的工耗、水耗、電耗、鹽耗以及維修費的居高不下，是原始的人工處理方式所無(wú)法克服的。

 

　　再生系統 繁--由于再生系統鹽水的制備和輸送，必須有足夠的溶鹽、沉淀、過(guò)濾、鹽水泵、輸配管和相應的防腐措施;供電實(shí)施的功率不低于　3 千瓦;一般都要建造單獨的水處理間。輔助設施的投資遠大于水處理裝置的本身。運行管理相對繁雜、制水成本相對要高。

 

　　終點(diǎn)控制 難--鍋爐水處理裝置能否安全可靠的工作，關(guān)鍵在于嚴格檢測和正確判斷每個(gè)工序的“停止點(diǎn)”;并及時(shí)無(wú)誤的對系統進(jìn)行快速切換。這對傳統水處理方法來(lái)說(shuō)，是永遠無(wú)法實(shí)現的。大家知道，每個(gè)軟化周期都有從軟化到再生、從再生到軟化的兩次切換操作。對于人工操作的裝置來(lái)說(shuō)，每步運作，不是滯后必然超前，別無(wú)選擇!對于第一個(gè)操作，如果經(jīng)常運作滯后，對系統促成的損失是不堪設想的。明智的做法當然是一切都提前執行。而第二個(gè)切換，則往往擔心再生不夠而人為的滯后執行。因此，這種傳統的“掐頭去尾”的運作方式，必然使各項指標成倍地增加，是運行成本無(wú)法下降的根本原因。

 

　　【反滲透設備的進(jìn)水要求與預處理】

 

　　反滲透作為一種新型的純物理脫鹽工藝，由于反滲透膜元件的結構、材質(zhì)、脫鹽機理等條件的限制，反滲透設備對進(jìn)水有較高的條件要求：

 

　　溫度條件在1到45℃之間;pH值必須在2到11的范圍之內;有機物含量(COD，mg/L)應該小于1.5;濁度(NTU)應該控制在1.0以下;淤泥密度指數(SDI值)<4.0;余氯含量<0.1mg/L(實(shí)際控制在0);鐵含量(mg/L)：溶氧>5mg/L時(shí)，Fe<0.05;二氧化硅含量(mg/L)：濃水中SiO2<100;LSI：pHb-pHs<0;Sr、Ba等易形成難溶鹽的離子：Ipb<0.8Ksp。

 

　　后三項通過(guò)添加阻垢劑可適當提高其值。

 

　　若如果上述指標某一項或幾項不達標時(shí)，會(huì )對反滲透膜造成以下影響：1、RO反滲透膜受金屬氧化物污染;2、膠體污染;3、RO反滲透膜結垢;4、懸浮物污堵RO反滲透膜;5、有機物及微生物等污染，導致出水COD升高。進(jìn)而對整個(gè)反滲透裝置造成不良影響：降低反滲透純凈水系統的產(chǎn)水量;低昂地反滲透純凈水系統的產(chǎn)水品質(zhì);增加反滲透設備運行的能耗，包括原水、電耗;增加水處理的運行成本，包括反滲透阻垢劑、樹(shù)脂再生鹽、其他水處理藥劑等。

 

　　反滲透預處理在其中發(fā)揮著(zhù)不可替代的作用。當預處理沒(méi)有做好，反滲透進(jìn)水水質(zhì)嚴重不達標，且時(shí)間過(guò)長(cháng)的情況下，會(huì )導致反滲透膜元件不可逆的物理、化學(xué)損傷，大大縮短反滲透膜元件的使用壽命。

 

　　反滲透預處理的目的是解決如下問(wèn)題，以保證反滲透設備穩定運行和使用壽命。

 

　　第一，防止膜面結垢(包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵鋁氧化物等);

 

　　第二，防止有機物質(zhì)的污堵;

 

　　第三，防止微生物的污堵;

 

　　第四，防止膠體物質(zhì)及懸浮固體微粒污堵;

 

　　第五，保持反滲透裝置產(chǎn)水量穩定。