過濾器原理以及過濾介質(zhì)技術(shù)介紹

　　一、過濾原理

　　(一)基本概念過濾是利用某種多孔介質(zhì)對(duì)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介質(zhì)的孔道流出，固體顆粒被截留，從而實(shí)現(xiàn)分離。一般將待過濾的懸浮液稱為濾漿;所采用的多孔介質(zhì)稱為過濾介質(zhì);通過介質(zhì)孔道的液體稱為濾液;被截留的固體物稱為濾餅或?yàn)V渣。

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

　　①利用濾漿自身的壓頭;

　?、谠跒V漿表面加壓;

　　③在過濾介質(zhì)的下游一側(cè)抽真空;

　?、芾脩T性離心力。

　　過濾操作根據(jù)作用原理可分為兩類：

　　①篩析過濾過濾介質(zhì)的孔目數(shù)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。

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

　?、谖竭^濾(深床過濾)：過濾介質(zhì)的網(wǎng)孔目數(shù)大于固體顆粒的直徑，固體顆粒進(jìn)入過濾介質(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，吸附過濾介質(zhì)截留較大顆粒;篩析過濾介質(zhì)餅層可以吸附較小顆粒。

　　二、過濾介質(zhì)和助濾劑

　　1.過濾介質(zhì)?過濾介質(zhì)的主要作用是支撐濾餅，須具有多孔結(jié)構(gòu)，足夠的機(jī)械強(qiáng)度和盡可能小的流動(dòng)阻力，耐腐蝕性。

　　常用的過濾介質(zhì)有以下類型：

　?、倏椢锝橘|(zhì)，如工業(yè)濾布，金屬絲網(wǎng)等;

　　②粒狀介質(zhì)，如珍珠巖粉，纖維素，硅藻土等;

　　③固體紙板，如脫色木質(zhì)紙板，合成纖維板等;

　?、苓^濾膜，由纖維素和其它聚合物構(gòu)成。粒狀介質(zhì)是作為助濾劑預(yù)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;過濾膜介質(zhì)用于精濾及超精濾。

　　2 ，助濾劑將某些堅(jiān)硬的粒狀物預(yù)涂于過濾介質(zhì)表面或添加于濾漿中，以形成較為堅(jiān)硬而松散的濾餅，使濾液能夠順利通過，這種粒狀物稱為助濾劑。對(duì)助濾劑的要求：助濾劑是一種堅(jiān)硬，疏松結(jié)構(gòu)的粉狀或纖維狀的固體，能形助濾劑應(yīng)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：防止過濾介質(zhì)孔道堵塞，或降低濾餅的過濾阻力。

　　加助濾劑和方法有預(yù)涂法和預(yù)混法。

　　葡萄酒生產(chǎn)中過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(gòu)成。其主要成分為SiO2(占85-90%)，呈灰白色粉末，粒度一般為30-40μm，zui小為2μm，zui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(wěn)定性好。不溶于除氫氟酸以外的任何強(qiáng)酸，能溶于苛性堿。對(duì)不同濃度及不同溫度的濾漿均可適用;

　　②作為助濾劑使用時(shí)，可獲得較高的過濾速度和理想的澄清度。硅藻土具有無數(shù)的小孔和復(fù)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(jiān)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)，過濾阻力小，可獲得較高的過濾速度及理想的澄清度;

　　三、過濾速度

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

　　2.影響過濾速度的因素

　?、贋V漿的粘度粘度越大，過濾阻力越大，過濾速度越小;

　?、跒V餅厚度濾餅厚度越大，阻力越大，過濾速度越小。當(dāng)厚度達(dá)到一定程度會(huì)使過濾終止;

　　③濾餅性質(zhì)不可壓縮濾餅的顆粒堅(jiān)硬，濾液通過的流道不會(huì)因壓力的增大而變小，阻力基本保持不變，或隨過濾時(shí)間的持續(xù)阻力增加很慢，過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，故過濾初期壓力不能太大，避免流道過早地堵塞。

　　四、過濾操作的方式

　　恒壓過濾

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

　　先恒速后恒壓過濾

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

　　【全自動(dòng)軟水器傳統(tǒng)設(shè)備的弊病】

　　良好的水處理裝置，從總體上應(yīng)當(dāng)是;技術(shù)、運(yùn)行平穩(wěn)、操作簡(jiǎn)便;具體表現(xiàn)在：不結(jié)垢、不腐蝕、無事故;效果上突出：節(jié)能、、安全、符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這是業(yè)內(nèi)專業(yè)人士和眾多有識(shí)之士為之探索的重要課題。到目前為止，國內(nèi)民用鍋爐、空調(diào)設(shè)施的補(bǔ)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(yīng)性強(qiáng)，幾乎占領(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，使其無法擺脫它固有的先天的缺陷。

　　系統(tǒng)閥門 多--系統(tǒng)中的每個(gè)交換罐都必須毫不例外的配置七個(gè)閥門。每個(gè)運(yùn)行周期至少對(duì)其切換 28 次。并毫不例外的由人工檢測(cè)和判斷。辜不論其操作的規(guī)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。而由此帶來的工耗、水耗、電耗、鹽耗以及維修費(fèi)的居高不下，是原始的人工處理方式所無法克服的。

　　再生系統(tǒng) 繁--由于再生系統(tǒng)鹽水的制備和輸送，必須有足夠的溶鹽、沉淀、過濾、鹽水泵、輸配管和相應(yīng)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(dú)的水處理間。輔助設(shè)施的投資遠(yuǎn)大于水處理裝置的本身。運(yùn)行管理相對(duì)繁雜、制水成本相對(duì)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(yán)格檢測(cè)和正確判斷每個(gè)工序的“停止點(diǎn)”;并及時(shí)無誤的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行快速切換。這對(duì)傳統(tǒng)水處理方法來說，是永遠(yuǎn)無法實(shí)現(xiàn)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(duì)于人工操作的裝置來說，每步運(yùn)作，不是滯后必然超前，別無選擇!對(duì)于*個(gè)操作，如果經(jīng)常運(yùn)作滯后，對(duì)系統(tǒng)促成的損失是不堪設(shè)想的。明智的做法當(dāng)然是一切都提前執(zhí)行。而第二個(gè)切換，則往往擔(dān)心再生不夠而人為的滯后執(zhí)行。因此，這種傳統(tǒng)的“掐頭去尾”的運(yùn)作方式，必然使各項(xiàng)指標(biāo)成倍地增加，是運(yùn)行成本無法下降的根本原因。

　　【反滲透設(shè)備的進(jìn)水要求與預(yù)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(jié)構(gòu)、材質(zhì)、脫鹽機(jī)理等條件的限制，反滲透設(shè)備對(duì)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(nèi);有機(jī)物含量(COD，mg/L)應(yīng)該小于1.5;濁度(NTU)應(yīng)該控制在1.0以下;淤泥密度指數(shù)(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)，F(xiàn)e<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(xiàng)通過添加阻垢劑可適當(dāng)提高其值。

　　若如果上述指標(biāo)某一項(xiàng)或幾項(xiàng)不達(dá)標(biāo)時(shí)，會(huì)對(duì)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(jié)垢;4、懸浮物污堵RO反滲透膜;5、有機(jī)物及微生物等污染，導(dǎo)致出水COD升高。進(jìn)而對(duì)整個(gè)反滲透裝置造成不良影響：降低反滲透純凈水系統(tǒng)的產(chǎn)水量;低昂地反滲透純凈水系統(tǒng)的產(chǎn)水品質(zhì);增加反滲透設(shè)備運(yùn)行的能耗，包括原水、電耗;增加水處理的運(yùn)行成本，包括反滲透阻垢劑、樹脂再生鹽、其他水處理藥劑等。

　　反滲透預(yù)處理在其中發(fā)揮著不可替代的作用。當(dāng)預(yù)處理沒有做好，反滲透進(jìn)水水質(zhì)嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)，且時(shí)間過長(zhǎng)的情況下，會(huì)導(dǎo)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(yù)處理的目的是解決如下問題，以保證反滲透設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行和使用壽命。

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

　　第二，防止有機(jī)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(wěn)定。