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纤维过滤技术的发展

发布时间:2019-07-10

纤维滤料的出现

在粒状滤料的传统观念下,围绕着提高滤速,增大截污容量,提高过滤效率及反冲洗等几个方面的技术问题,滤料经历了从单层石英砂滤料到双层滤料、三层滤料、均质滤料、人工轻质陶粒滤料、硅藻土滤料等新型滤料的发展历程。但由于粒状滤料自身的缺陷,使以上凡方面的问题未能取得突破。人们开始探寻粒状滤料以外的替代材料作为滤料。纤维滤料以其优越的性能优势开始走进人们的视野。

以软填料——纤维代替传统的粒状滤料是深层过滤技术发展史上一种崭新的思维和尝试。也标志着以纤维滤料为核心的现代过滤技术的开始。

与传统的刚性粒状滤料相比,纤维滤料堆积孔隙较大,密度较小,这决定了纤维滤料过滤器中的滤速可以很大,而床层阻力很小,反冲洗性能较好。并且,由于纤维的吸水率很高,纤维的毛细孔较大,具有较高的比表面积,作为滤料可吸附大量悬浮物,因此可获得较高的脱除率和容量负荷。此外,由于纤维丝束不会发生流失,因此,纤维滤池在反冲强度的控制上较粒状滤料滤池要求低,可使滤料反冲洗更彻底10

由于纤维滤料在过滤特性和反冲洗方面所具备的优势,近年来,纤维过滤技术越来越被人们重视。然而,人工合成纤维在初期仅能用于气体除尘过滤,对于水的过滤,由于缺乏有效的清洗手段,直到上世纪80年代才开始应用。 

短纤维过滤

1981,日本尤尼奇卡公司研究人员采用短纤维作滤料,形成杂乱短纤维深层滤床,并对其进行研究11/12。此后,国内也开始了对短纤维过滤器的研究。

短纤维过滤器采用杂乱无章的短纤维作为滤料,形成深层过滤床。通常纤维的平均直径为0.1-30um,10-30mm,滤床的缺点是纤维易流失,滤床体积较大,反冲洗不彻底。但短纤维过滤器过滤效果较好,其悬浮物脱除效率高,达到96.8%,比纤维球滤料高31.7%,截泥量大,过滤周期长,阻力小,滤料加工简单。然而对于滤后短纤维滤料的反冲洗方式及条件,尚需进行系统研究。

纤维球过滤

在短纤维滤料的基础上,日本尤尼奇卡公司经过反复的研究改进,制成了纤维球滤料。国内清华大学环境工程研究所从1983年起也对纤维球滤料进行了大量的试验研究,研制了国产纤维球滤料,并用不同规模,对多种水质进行了长期的试验和应用研究

纤维球滤料过滤时,由于水流经过滤层所产生的阻力,加上滤层截污后的自身重力,使滤层上松下紧,孔隙率自上而下由大到小分布,这样的滤层结构较为合理,形成了近似理想的孔隙分布。截留的杂质随过滤的进行逐渐深入到滤层内部,凡乎分布于整个滤层,能有效去除0.5-10um的微小颗粒,截污能力强,过滤周期长,且滤速快,为砂滤床的5-8倍。经简单的反冲洗可重复使用。但积留在纤维球内部的积泥不容易洗出,过滤时容易释放,影响出水水质。


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