纖維球過濾器全解析--懂技術才能懂行

　由于粒狀濾料本身的缺陷，在提高濾速、增大納污能力、提高過濾精度、延長運行周期等多方面均為取得突破，在尋求新的過濾材料的過程中，纖維濾料以其優越的特性開始登上過濾的舞臺。,與傳統的粒狀濾料相比，纖維濾料堆積的的空隙率大，密度小，使得纖維過濾器的濾速可以很高，過濾阻力很??；由于纖維濾料比較細小，因而具有很大的比表面積，可以吸附大量的膠體顆粒等物質，使得過濾器的納污容量大，具有較高的去除率；濾料的壓實度隨水流方向逐漸增大，使得過濾進水側可以吸附截留粒徑較大的膠體顆粒，過濾產水側可以吸附截留粒徑較小的顆粒，形成理想的過濾狀態，并且過濾精度要高于粒狀濾料；由于對濾料進行了固定，使得在過濾過程和反洗過程中濾料都不會發生流失現象，并且反洗強度較粒狀濾料要低[40]。隨著合成纖維技術的發展，可供選擇的纖維種類越來越多，纖維的物理化學性質有了很大的改進，進一步確保了纖維濾料能用于各種過濾的過程。纖維濾料是目前公認的*為理想的過濾材料之一，越來越在各個方面得到了廣泛的應用., ,采用纖維濾料進行水處理是從80年代開始的，在纖維濾料的研究過程中，纖維過濾器也在不斷的發展和改進，國內主要有纖維球過濾和纖維束過濾器兩種形式。纖維材料的種類主要有以下幾種：,（1）短纖維單絲亂堆濾料：密度略大于水的短纖維絲亂堆構成濾床，為防止濾料流失在過濾器中設置過濾絲網，其缺點顯而易見，如纖維濾絲容易流失，纏在網上，過濾效果不好[42]。,（2）纖維球：此類過濾材料有多種形式，其特點是制造簡單，但濾料內部過濾到的雜質不易反洗，多次運行后短纖維易從纖維球上脫落[43]。,（3）“布帛片”濾料：其形態類似于切割后的毛氈，特點是不掉絲，但濾料內部過濾的雜質不易清洗干凈仍是它的缺點。,（4）棒狀纖維濾料：纖維絲束之間形成多個連接點，形成棒狀，按一定長度切開。,（5）彗星式纖維濾料：這是一種不對稱構型的過濾材料，一端的纖維絲固定在密度較大的實體內，另一端較為松散，形態像彗星[44]。,（6）纖維束濾料：這是一種生產較為規格化的纖維濾料，將成卷后的纖維絲拉成束狀，形成纖維束，纖維束采用一端固定或者兩端固定的方式[45]。,（7）改性纖維濾料：采用新的配方合成的特種纖維絲，主要將纖維濾料由親油型改為親水型，這種濾料主要用于處理含油污水。,3纖維過濾器,,纖維過濾裝置在工業水處理中已經得到了廣泛的應用，其中頗具代表性的纖維過濾器有：前蘇聯的高度可調型纖維過濾器、瑞典的刷型纖維過濾器、日本的纖維球過濾器以及中國的膠囊式和無囊式纖維過濾器等，這些過濾器雖然在形式上差別很大，但原理基本相同，以下就對差別明顯的幾種纖維過濾器進行介紹：,（1）纖維球過濾器：纖維球本身比較疏松，由于纖維球之間的纖維絲可以相互穿插，這時纖維球主要表現為一個整體，由于纖維球本身有一定的彈性，在過濾水流壓力和自身重力的作用下使得濾層的過濾孔徑由上到下按照由大到小分布，形成一種理想的過濾方式，上層濾料截留粒徑較大的顆粒，下層截留粒徑較小的，使得整個濾層充分發揮過濾作用，但由于纖維球呈輻射狀，周圍松散，中心密實，反洗時難以清除中心部位截留的污染物，采用汽、水聯合洗容易使濾料流失，且不易洗凈[47]。,（2）膠囊擠壓式纖維濾器：將長纖維束上端固定在過濾器頂部，下端懸掛重錘，纖維層中間安裝膠囊，過濾前先將膠囊充水，使其膨脹到一定的程度，對周圍的纖維產生擠壓的作用力，而且由于囊充水后受自身重力的影響，使得纖維層的過濾孔徑從上到下按照由大到小的形式分布，是非常理想的過濾過濾形態，過濾濾速是一普通砂濾的2-5倍，截污能力是普通砂濾的2-4倍[48]。清洗過濾器時，先將膠囊內的水排放干凈，使得纖維束不受囊的擠壓，然后先采用氣洗和水洗聯合將纖維束清洗干凈，加壓囊式纖維束過濾器，由于囊的可充水、排水的特性成功的解決了纖維層的壓實和疏松的問題，過濾精度可根據需要隨意調節，而且纖維束不易流失，過濾形態接近于理想狀態，隨著囊材料的開發研究，目前囊的使用壽命在逐漸延長，使得加壓囊式纖維過濾器在水處理中廣泛應用。,（3）壓力板式纖維過濾器：壓力板可以再過濾器上部也可以在過濾器下部，以壓力板在上部為例，纖維束一端在有一定開孔率的壓力板上，另一端固定在出水板上，過濾時通過水流對壓力板產生壓力，通過擠壓上層纖維使上層的纖維進一步擠壓下層纖維，直到達到平衡，反洗時，因為壓力板的設計密度接近水的密度，使得壓力板能夠被水流輕易的沖起，帶動纖維舒展，達到對纖維層的徹底清洗，但壓力板有時會出現卡塞現象，影響穩定運行，另外壓力板的開孔率不能太低，太低會影響濾層的配水和反洗時擦洗氣體的流通，其有關機理需要進一步的研究。,（4）自壓式纖維過濾器：這種過濾器也分兩種形式，一種是出水孔板在下部，另一種是出水孔板在上部，另一端與限制其位置的結構相連，這種過濾器在運行過程中僅靠水流對濾層實現壓縮，由于纖維的剛度小，只要保持適當的填裝密度，僅靠水流的壓力就可以像纖維球過濾器一樣將纖維束壓縮，使纖維束的空隙率隨水流的方向逐漸減小，達到理想的過濾狀態。但若經過長時間的運行纖維束有可能形成固定的彎曲軌道，繼續運行時，纖維束就不會像剛開始那樣緩慢的彎曲，而是按照彎曲軌道直接彎下去，不能實現理想的過濾空隙率，使得水頭損失加大，截污量減少。,（5）旋壓式纖維過濾器：這是英國研制的一種纖維過濾器，纖維一般采用尼龍、丙綸等，纖維兩端編制起來制成薄片，通過黏結的方法固定在接頭上，過濾時，傳動機構推動活接頭向下滑，以一定的角度纏繞在內筒上，形成過濾層，纖維還有粗?；饔?，使細小液滴形成大的液低，然后在沉淀區依靠重力分離后排出，反洗時，活接頭上升，纖維松開，床層中的固體雜質能被很快清除，由于纖維對液滴的凝聚效果明顯好于粒狀濾料，因此該裝置適分離含油廢水中的原油和油制品，也適用于油和水的分離[49]。,（6） 深層過濾器：這種過濾裝置是由英國Exeter大學分離中心研制的，纖維材料選用羊毛、碳纖維等，過濾時，通過活塞壓縮過濾介質形成濾層，過濾精度可以通過活塞對了纖維的壓縮程度調節，反洗時，反洗液從地不進入，活塞在一定高度震蕩，可加快纖維的清洗速度并節省反洗液，HW深層過濾器以其過濾材質在生物和化工方面的獨特優勢，多用于過濾有腐蝕性的高溫液體和已融化的金屬聚合物，在醫學和化工方面應用廣泛[50]。,