多介質(zhì)過濾器的設計原理解析

多介質(zhì)過濾器是利用一種或幾種過濾介質(zhì)，在一定的壓力下把濁度較高的水通過一定厚度的粒狀或非粒材料，從而有效的除去懸浮雜質(zhì)使水澄清的過程，常用的濾料有石英砂，無煙煤，錳砂等，主要用于水處理除濁，軟化水、純水的前級預處理等，出水濁度可達3度以下。
        過濾的含義，在水處理過程中，過濾一般是指以石英砂、無煙煤等濾料層截留水中懸浮雜質(zhì)，從而使水獲得澄清的工藝過程。 用于過濾的多孔材料稱為濾料，石英砂是常見的濾料。濾料有粒狀，粉狀和纖維狀多種。常用濾料有石英砂、無煙煤、活性炭、磁鐵礦、拓榴石、陶瓷、塑料球等。
        多介質(zhì)過濾器（濾床），既采用兩種以上的介質(zhì)作為濾層的介質(zhì)過濾器，在工業(yè)循環(huán)水處理系統(tǒng)中，用以去除污水中雜質(zhì)、吸附油等，使水質(zhì)符合循環(huán)使用的要求。過濾的作用，主要是去除水中的懸浮或膠態(tài)雜質(zhì)，特別是能有效地去除沉淀技術(shù)不能去除的微小粒子和細菌等，BOD和COD等也有某種程度的去除效果。
一、過濾器構(gòu)成
        多介質(zhì)過濾器主要由過濾器體、配套管線和閥門構(gòu)成。
        其中過濾器體主要包括以下組件：簡體；布水組件；支撐組件；反洗氣管；濾料；排氣閥（外置）等。

二、濾料的選擇依據(jù)
        1、必須有足夠的機械強度，以免在反沖洗過程中很快地磨損和破碎；
        2、化學穩(wěn)定性要好；
        3、不含有對人體健康有害及有毒物質(zhì)，不含有對生產(chǎn)有害、影響生產(chǎn)的物質(zhì)；
        4、濾料的選擇，應盡量采用吸附能力、截污能力大、產(chǎn)水量高、出水水質(zhì)好的濾料。
        在濾料中，卵石主要是起支撐作用，在過濾工藝過程中，因其強度高，相互之間的間距縫隙穩(wěn)定，孔隙大，便于正洗工序中，濾后水順利通過；同樣，反洗工序中，反洗水和反洗空氣等能順利通過。常規(guī)配置中，卵石分為四種規(guī)格，鋪墊方式為自下而上先大后小。

三、濾料的粒徑和裝填高度之間的關(guān)系
        濾床的高度和濾料的平均粒徑的比值為800～1000（設計規(guī)范）。濾料的粒徑的大小和過濾精度相關(guān)。

四、多介質(zhì)過濾器
        在水處理上使用的多介質(zhì)過濾器，常見的有：無煙煤-石英砂-磁鐵礦過濾器，活性炭-石英砂-磁鐵礦過濾器，活性炭-石英砂過濾器，石英砂-陶瓷過濾器等。
多介質(zhì)過濾器的濾層設計，主要考慮的因素為：
        1、不同濾料具有較大的密度差，保證反洗擾動后不會發(fā)生混層現(xiàn)象。
        2、根據(jù)產(chǎn)水用途選擇濾料。
        3、粒徑要求下層濾料粒徑小于上層濾料粒徑，以保證下層濾料的有效性和充分利用。
        事實上，以三層濾床為例，上層濾料粒徑大，有密度小的輕質(zhì)濾料組成，如無煙煤、活性炭；中層濾料粒徑居中，密度居中，一般為石英砂組成；下層濾料由粒徑小，密度大的重質(zhì)濾料組成，如磁鐵礦。由于密度差的限制，三層介質(zhì)過濾器的濾料選擇基本上是固定的。上層濾料起粗濾作用，下層濾料起精濾作用，這樣就充分發(fā)揮了多介質(zhì)濾床的作用，出水水質(zhì)明顯好于單層濾料的濾床。而對于飲用水，一般禁止使用無煙煤，樹脂等濾料。

五、石英砂過濾器
        石英砂過濾器是一種采用石英砂作為濾料的過濾器?？捎行コ械膽腋∥铮λ械哪z體、鐵、有機物、農(nóng)藥、錳、細菌、病毒等污染物有明顯的去除作用。其有過濾阻力小，比表面積大，耐酸堿性強，耐氧化，PH適用范圍為2-13，抗污染性好等優(yōu)點，石英砂過濾器的*優(yōu)點還在于通過優(yōu)化濾料和過濾器的設計，實現(xiàn)了過濾器的自適應運行，濾料對原水濃度、操作條件、預處置工藝等具有很強的自適應性，即在過濾時濾床自動形成上疏下密狀態(tài)，有利于在各種運行條件下保證出水水質(zhì)，反洗時濾料充分散開，清洗效果好。砂過濾器具有過濾速度快、過濾精度高、截污容量大等優(yōu)點。廣泛用于電力、電子、飲料、自來水、石油、化工、冶金、紡織、造紙、食品、游泳池、市政工程等各種工藝用水、生活用水、循環(huán)用水和廢水的預處理領域。
        石英砂過濾器設備結(jié)構(gòu)簡單、運行可以實現(xiàn)自動控制、處理流量大、反沖次數(shù)少、過濾效率高、阻力小、操作維修方便等特點。

六、活性炭過濾器
        濾料為活性炭，用于去除色、味、余氯和有機物，其主要作用方式是吸附，活性炭是一種人工制成的吸附劑。
        活性碳過濾器廣泛用于生活用水及食品工業(yè)、化工、電力等行業(yè)的水的預處理。由于活性炭具有發(fā)達的細孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，因此對水中的溶解性有機物，如苯類，酚類化合物等具有很強的吸附能力，而且對于用生物法和化學法很難去除的有機污染物，如色度、異臭、表面活性劑、合成洗滌劑和染料等都有較好的去除效果。粒狀活性炭對水中的Ag^+，Cd^2+，CrO4^2-等離子去除率達85%以上。通過活性炭濾床后，水中懸固小于0.1mg/L，COD去除率一般為40%~50%，游離氯小于0.1mg/L。