传统深层过滤技术的发展

 

在传统的深层过滤中,以石英砂滤料为代表的粒状滤料应用最早,也最广泛,但如前所述,粒状滤料存在其固有缺陷:首先,常规粒状滤料虽可通过减小粒径的办法来提高其滤床横断面上的均匀致密性和增大其比表面积,以提高过滤效果,但考虑到反冲洗效果的降低和过滤阻力的增大,粒状滤料的粒径最小不应小于0.3~0.5mm;

另外,粒状滤料滤层在反冲洗时,上向流水流使砂粒处于悬浮的流化状态,使其产生水力分级现象,即自动地重新按小颗粒在上、大颗粒在下的顺序排列,从而使孔隙尺寸也从上到下逐渐增大。这样,当下向流过滤时,水流因先经过粒径小、孔隙尺寸也小的上部滤层,再到粒径大、孔隙也大的下部滤层。水中悬浮颗粒大部分被截留在上部数厘米深度内,表现为悬浮固体的截留量沿滤层厚度方向呈指数级递减,从而使滤层上部孔隙迅速被悬浮固体堵塞,滤床水头损失迅速上升,而下部滤层大部分容积尚未发挥作用便不得不终止过滤。

石英砂等粒状滤料滤层“水力分级”之不是,促成了“理想滤层”概念的提出。所谓“理想滤层”是指在滤层中,沿过滤方向孔隙尺寸按由大到小递减分布的滤层。按“理想滤层”的方式进行过滤可有效地克服过滤时上部滤层水头损失快速升高的缺点,从而使更多的悬浮物有机会进人更深的滤层得以截留,如此,在过滤终了时,整个滤层的效能均能得以充分发挥。“理想滤层”的概念是研究者们对滤料、滤层和过滤工艺进行不断改进和开发的理论基础。

基于“理想滤层”的概念,研究人员在⒛世纪50年代开发了双层滤料,即在石英砂滤层上部堆置一层粒径较大、密度较小的轻质滤料。使用较早也较广泛的轻质滤料为无烟煤。双层滤料在一定程度上实现了理想深层过滤,使在过滤周期内滤层的有效功能得以发挥,水头损失增速减缓,过滤周期延长,从而提高了床层的生产能力。

 

下一篇:传统深层过滤技术的发展（二）
上一篇:长纤维高速过滤器运行特性的研究（二）