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反洗多介质过滤器原理结构及行业应用权威指南

描述反洗多介质过滤器是一种利用多层不同粒径滤料实现水中杂质去除的过滤器,属于水处理预处理环节的核心净化单元,主要依靠滤料颗粒之间的孔隙筛分、吸附截污作用完成水质净化,当滤层截污量达到饱和后,可通过反向

反洗多介质过滤器原理结构及行业应用权威指南

来源:佳洁宝滤器
      
发布时间:8分钟前
      
所属栏目:产品资讯

描述

反洗多介质过滤器是一种利用多层不同粒径滤料实现水中杂质去除的过滤器,属于水处理预处理环节的核心净化单元,主要依靠滤料颗粒之间的孔隙筛分、吸附截污作用完成水质净化,当滤层截污量达到饱和后,可通过反向冲洗的方式清理滤层截留的污染物,恢复滤料的过滤性能,实现设备的长期循环使用,目前已经成为各类水处理工艺中应用最广泛的净化单元之一。

内容

反洗多介质过滤器的核心内容围绕过滤净化和反冲洗再生两大核心功能展开,完整的运行流程包含多个阶段,核心内容可以梳理为以下几点:

  • 原水进水阶段:待净化的原水通过加压输送进入过滤器罐体,自上而下流经多层滤料层

  • 杂质截留阶段:原水中的悬浮物、胶体、泥沙、大分子有机物等杂质被截留在滤层的不同深度位置,过滤后的出水从罐体底部流出输送至下一处理单元

  • 滤层饱和识别:当过滤器进出水压差达到预设阈值或者过滤运行时长达到设定值,系统自动触发反冲洗程序

  • 反冲洗再生阶段:反向引入冲洗水,部分项目搭配压缩空气辅助擦洗,从罐体底部自下而上冲扫滤层,让滤料层膨胀松动,将截留的污染物剥离并随冲洗水排出

  • 静置沉降阶段:反冲洗结束后,滤料逐渐沉降分层,恢复初始的滤层结构,等待下一轮过滤周期

不同应用场景下的反洗多介质过滤器会根据原水水质调整运行流程内容,比如针对高浊度原水会增加空气擦洗的步骤,提升反冲洗的清洁效果。

工作原理

反洗多介质过滤器属于多介质过滤器的细分品类,工作原理分为过滤工作原理和反冲洗再生原理两部分,两种原理配合实现设备的连续稳定运行:

过滤工作原理

反洗多介质过滤器采用深层过滤技术,依靠三种核心作用完成杂质去除:

  • 筛分作用:不同粒径的滤料按照粒径从大到小从上到下排布,大粒径滤料在上层先截留原水中大颗粒的泥沙、悬浮物,小粒径滤料在下层截留更小的杂质,颗粒间隙逐步缩小实现分级筛分,大幅提升整体截污容量

  • 吸附作用:不同材质的滤料表面带有一定的吸附电位,可以吸附原水中带异性电荷的胶体杂质、部分重金属离子,进一步提升出水水质

  • 沉淀作用:滤料颗粒之间的孔隙相当于一个个微小的沉淀池,水中的细小杂质会在孔隙中发生沉淀滞留,进一步提升过滤效果

反冲洗再生原理

随着过滤过程持续,滤层截留的杂质越来越多,滤层孔隙逐渐被堵塞,进出水口的压差会不断升高,过滤效率下降,此时反冲洗过程启动:冲洗水从过滤器底部进入,以远大于过滤流速的流速自下而上流过滤层,水流的剪切力会带动滤料颗粒相互碰撞摩擦,将附着在滤料表面的杂质剥离下来,搭配压缩空气擦洗时,气流的扰动会进一步提升杂质剥离效果,剥离后的杂质随冲洗水从顶部的排污口排出,完成滤层的再生,让过滤器重新恢复过滤能力。

产品结构

反洗多介质过滤器为模块化的压力罐体结构,主要由以下几个功能部分组成:

  • 罐体主体:一般采用碳钢衬塑、食品级不锈钢或者玻璃钢材质制作,可承受内部过滤压力,密封性能优异,防止水体泄漏和外界杂质进入,根据处理水量大小可以做成立式或者卧式结构,大部分中小水量项目采用立式结构,占地面积更小

  • 进水布水系统:位于罐体顶部,作用是将进水均匀分布到整个滤层截面,避免出现布水偏流导致局部滤层提前堵塞,常见的结构有挡板式布水、多孔管布水、滤水帽布水几种

  • 滤料层:是反洗多介质过滤器的核心过滤单元,一般由2-3种不同材质、不同粒径的滤料按照密度和粒径分层排布,常用的滤料组合有石英砂+无烟煤、石英砂+活性炭、无烟煤+石英砂+磁铁矿等

  • 底部集水系统:位于罐体底部滤层下方,作用是收集过滤后的干净出水,同时在反冲洗过程中均匀分配反冲洗水流,常见的结构有多孔板滤水帽、砾石承托层搭配多孔集水管等

  • 管路阀门系统:包含进水阀、出水阀、反冲洗进水阀、反冲洗排污阀、排气阀等,用于切换不同运行阶段的通路,自动型反洗多介质过滤器会搭配气动或者电动阀门,实现程序自动控制

  • 控制与监测部件:包含压差计、流量计、定时器、PLC控制模块等,用于监测过滤运行状态,自动触发反冲洗程序,实现无人值守运行

产品参数

反洗多介质过滤器的参数根据处理水量和原水水质不同有较大差异,常规的参数范围如下:

  • 设计处理流量:单台设备从0.5吨每小时到上百吨每小时不等,大流量项目可以多台并联组合使用

  • 设计工作压力:一般在0.2MPa到0.6MPa之间,特殊高压工况可以定制更高压力等级

  • 过滤流速:常规设计过滤流速在5m/h到20m/h之间,根据出水要求调整,出水要求越高过滤流速设计越低

  • 滤层总厚度:一般在700mm到1500mm之间,滤料层数越多滤层总厚度越大

  • 反冲洗强度:一般为10-30L/(m⊃2;·s),空气擦洗强度一般为10-20L/(m⊃2;·s),单次反冲洗时长一般为5-15分钟

  • 进出水浊度范围:进水浊度一般要求不超过50NTU,出水浊度可以稳定达到5NTU以下,精度要求较高的项目出水浊度可达到1NTU以下

产品特性

和单一介质过滤器相比,反洗多介质过滤器具备以下核心优势特性:

  • 截污容量大:分层排布的不同粒径滤料可以实现不同深度的杂质截留,整体截污容量远高于单一滤料的过滤器,过滤周期更长,反冲洗频率更低

  • 反冲洗再生性能好:滤料分层结构合理,反冲洗时杂质容易剥离排出,再生彻底,滤料损耗低,使用寿命长

  • 过滤精度可调:可以根据出水水质要求调整滤料组合、滤层厚度和过滤流速,适应不同原水水质的处理需求

  • 自动化程度高:可配置全自动控制系统,自动识别滤层饱和状态,自动完成反冲洗全过程,不需要人工操作,运行维护成本低

  • 耐冲击负荷:对原水的浊度波动、流量波动适应能力强,不会因为短期进水浊度升高就直接影响出水水质,适合作为预处理单元使用

  • 占地面积小:立式罐体结构集成化设计,和其他水处理工艺单元相比,单位处理水量的占地面积更小,安装布置灵活

产品介绍

反洗多介质过滤器作为水处理工艺中应用最广泛的预处理设备,主要作用是去除原水中的泥沙、悬浮物、胶体、残余藻类等杂质,降低原水的浊度和污染指数,保护后续的反渗透、离子交换、超滤等核心水处理设备不受杂质污染和磨损,延长核心设备的使用寿命,降低整体水处理系统的运行成本。

按照控制方式不同,反洗多介质过滤器可以分为手动型和自动型两类,手动型依靠人工操作阀门完成反冲洗,设备采购成本更低,适合小型项目或者运行频率低的场景;自动型搭配电动或气动阀和PLC控制模块,自动完成运行和反冲洗全过程,适合大中型水处理项目,符合现代化水处理系统的无人值守运行要求。

按照滤料功能不同,反洗多介质过滤器还可以分为常规多介质过滤器和除铁除锰多介质过滤器、脱氯活性炭多介质过滤器等不同类型,除铁除锰型采用锰砂作为核心滤料,可以去除水中溶解性的二价铁锰离子,活性炭型可以吸附水中的余氯、小分子有机物和异味,满足不同的水质净化需求。

应用案例

目前反洗多介质过滤器已经在各类水处理项目中得到成熟应用,以下是几个典型的应用案例:

  • 市政村镇集中供水项目:南方某村镇以河道水为原水,雨季原水浊度波动大,最高可达100NTU以上,采用两台并联的反洗多介质过滤器作为核心预处理设备,总处理能力为1万吨/天,过滤后出水浊度稳定在3NTU以下,后续消毒后出水达标,解决了村镇雨季供水浊度超标的问题

  • 电厂锅炉补给水预处理项目:北方某热电厂以地表水作为锅炉补给水原水,为了保护后续反渗透装置不被悬浮物污染堵塞,采用反洗多介质过滤器作为预处理单元,将进水污染指数SDI从原水的19降低到4以下,完全满足反渗透进水要求,反渗透膜的清洗频率从每3个月一次延长到每8个月一次,大幅降低了运行维护成本

  • 工业园区中水回用项目:某工业园区污水处理厂的二级生化出水需要处理后回用到企业生产,采用反洗多介质过滤器作为深度过滤单元,去除水中残留的活性污泥絮体和悬浮物,过滤后出水浊度稳定在1NTU以下,满足后续反渗透脱盐的进水要求,产出的中水回用到园区企业生产,实现了水资源的循环利用

应用行业

反洗多介质过滤器的应用范围十分广泛,主要应用的行业包括:

  • 市政供水行业:用于市政自来水厂、村镇集中供水工程的原水净化,去除泥沙悬浮物降低浊度

  • 电力行业:用于电厂锅炉补给水、循环冷却水的水处理预处理,保护反渗透、离子交换等核心设备

  • 化工行业:用于化工生产工艺用水、化工废水预处理回用,去除水中杂质满足生产用水要求

  • 食品饮料行业:用于生产用水的净化预处理,去除水中杂质和异味,保障产品水质安全

  • 制药行业:用于制药纯化水、注射用水的预处理环节,满足后续深度净化的进水要求

  • 污水处理与回用行业:用于城市污水处理、工业废水处理后的深度过滤,实现中水回用

  • 纺织印染行业:用于印染废水处理回用,去除废水中残留的染料颗粒和悬浮物,提升回用水质

常见问题解答

反洗多介质过滤器多久需要反冲洗一次?

反冲洗的频率不是固定值,一般根据进出水压差触发,当压差达到0.05-0.1MPa的预设阈值时就需要进行反冲洗,也可以按照运行时长定时触发,常规原水水质下一般运行12-24小时反冲洗一次即可。

反洗多介质过滤器的滤料需要多久更换一次?

正常运行情况下,反洗多介质过滤器的滤料损耗很慢,优质滤料正常使用3-5年才需要补充或整体更换,如果原水水质杂质含量特别高,或者反冲洗强度设置过大,滤料损耗会加快,更换周期会相应缩短。