Filtry-multimedialne, zwane także filtrami mechanicznymi lub filtrami-głębokozłożowymi, są jednymi z podstawowych urządzeń w systemach wstępnego uzdatniania wody. Ich podstawowa koncepcja projektowa wykorzystuje wiele materiałów filtracyjnych o różnych gęstościach i rozmiarach cząstek, aby utworzyć idealny rozkład porów warstwy filtra od góry do dołu, od grubej do drobnej, uzyskując w ten sposób wysoką-precyzyjność i wysoką-zanieczyszczeń-pojemność głębokiej filtracji.
I. Rdzeń projektu: teoria warstwowego złoża filtracyjnego
Główną wadą tradycyjnych filtrów jedno-(takich jak piasek kwarcowy) jest „filtracja powierzchniowa” złoża filtracyjnego. Większość zawieszonych cząstek stałych naniesionych przez przepływ wody zostaje uwięziona na powierzchni kilkucentymetrowych materiałów filtracyjnych, co prowadzi do szybkiego wzrostu strat ciśnienia i wymaga częstego płukania wstecznego.
Filtry-z wieloma mediami, poprzez staranny dobór dwóch lub większej liczby mediów filtracyjnych, wykorzystują różnice w gęstości i wielkości cząstek, aby automatycznie utworzyć stabilną warstwę po płukaniu wstecznym:
Materiały filtracyjne o małej-gęstości (takie jak antracyt) pomimo większego rozmiaru cząstek pozostaną w górnej warstwie.
Materiały filtracyjne o dużej-gęstości (takie jak granat i magnetyt), pomimo mniejszego rozmiaru cząstek, pozostaną stabilnie umieszczone w dolnej warstwie.
Tworzy to gradientową warstwę filtra z „luźną górą i gęstym dołem”. Duże cząstki zawieszone w strumieniu wody są najpierw wychwytywane przez górny, zgrubny materiał filtracyjny, podczas gdy drobniejsze cząstki są wychwytywane przez dolny, drobniejszy materiał filtracyjny. Znacząco zwiększa to głębokość wnikania zanieczyszczeń, skutecznie wykorzystując całą warstwę filtracyjną, a tym samym znacznie wydłużając cykl filtracji i poprawiając skuteczność filtracji.
II. Kluczowe szczegóły techniczne i dane
1. Wybór i konfiguracja mediów filtrujących: Typowe konfiguracje obejmują media podwójne-i potrójne-media.
Wyjaśnienie danych:
Efektywna wielkość cząstek (d10): Odnosi się do średnicy otworu sita, przez którą może przejść 10% materiału filtracyjnego; jest to kluczowy parametr charakteryzujący szorstkość materiału filtracyjnego.
Współczynnik jednorodności (UC): UC=d60/d10. Im wartość ta jest bliższa 1, tym bardziej jednolity jest rozmiar cząstek materiału filtrującego. Generalnie, aby zmniejszyć mieszanie warstw podczas płukania wstecznego, wymagana jest wartość mniejsza niż 1,7.
Wysokość warstwy: Całkowita wysokość warstwy filtra wynosi zazwyczaj 800–1200 mm. Warstwa antracytu jest najwyższa i zapewnia wystarczającą przestrzeń dla zanieczyszczeń.
2. Prędkość filtracji
Prędkość filtracji jest kluczowym parametrem operacyjnym w projekcie, bezpośrednio wpływającym na jakość ścieków i cykl operacyjny.
Standardowe projektowe natężenie przepływu: 8-12 m/h.
Konstrukcja konserwatywna/wysoko-standardowa: 5-8 m/h można wybrać do uzdatniania wody surowej o dużym zmętnieniu lub do zastosowań o wyjątkowo wysokich wymaganiach dotyczących ścieków.
Projekt wysoko-prędkościowy: do 15-20 m/h, ale zwykle wymaga wyższej jakości wody surowej (mniejsze zmętnienie) i częstszego płukania wstecznego; należy stosować ostrożnie.
Wzór obliczeniowy: Średnica filtra (D)=2 × sqrt (projektowe natężenie przepływu (m³/h) / (prędkość przepływu (m/h) × π))
Przykład: Projektowane natężenie przepływu 100 m³/h, wybierz prędkość przepływu 10 m/h. D=2 × sqrt(100/(10 × 3,14) ) ≈ 2 × sqrt(3,185) ≈ 3,57m, można wybrać znormalizowany zbiornik o średnicy 3,5 metra lub 3,6 metra.
Projektowanie-filtrów wielomedialnych, wybór-filtrów wielomedialnych SY cena_funkcje i parametry_metoda użycia_zakres zastosowania_Songyan Shanghai Pudong New Area - Sieć Przemysłu Maszyn Farmaceutycznych
3. System płukania wstecznego
Płukanie wsteczne jest kluczem do przywrócenia wydajności filtra. Niewłaściwy projekt może prowadzić do problemów, takich jak zbijanie się mediów filtracyjnych, mieszanie warstw i wycieki mediów.
Metoda płukania wstecznego: zwykle stosuje się „płukanie wsteczne powietrzem-wodą”, które jest znacznie skuteczniejsze niż płukanie pojedynczą wodą.
Antracyt: 12-15 L/(m²·s) (około. 43-54 m³/(m²·h))
Piasek kwarcowy: 13-16 L/(m²·s) (około. 47-58 m³/(m²·h))
Krok 1: Szorowanie powietrzem - Wprowadź sprężone powietrze (natężenie około. 50-60 m³/(m²·h)), aby mocno pocierać powierzchnię materiału filtrującego, powodując oddzielenie przylegających substancji. Ten etap nie wymaga drenażu lub wymaga jedynie niskiego poziomu wody.
Krok 2: Płukanie wsteczne wodą - Spłucz czystą wodą (zwykle wodą filtrowaną) z dużą intensywnością od dołu do góry. Intensywność płukania wstecznego jest parametrem krytycznym.
Krok 3: Płukanie do przodu - Po płukaniu wstecznym przepłucz wodą w normalnym kierunku filtracji przez kilka minut, aż ścieki będą przejrzyste (zmętnienie<1 NTU) before starting the next operating cycle.
Czas płukania wstecznego: Zwykle trwa 10-20 minut, aż zmętnienie ścieków przestanie się zmniejszać.
Zużycie wody do płukania wstecznego: Około 1%-3% wyprodukowanej wody, co stanowi główną część wody zużywanej na potrzeby własne systemu.
4. Warunki zakończenia pracy i uruchomienia płukania wstecznego
Zakończenie różnicy ciśnień: Jest to najczęściej stosowana i niezawodna metoda sterowania. Płukanie wsteczne rozpoczyna się automatycznie, gdy różnica ciśnień na złożu filtracyjnym osiągnie 0,05-0,08 MPa (około 0,5-0,8 kg/cm²).
Zakończenie czasu: Jako warunek awaryjny ustawiony jest maksymalny czas pracy (np. 24–72 godziny), aby zapobiec wzrostowi różnicy ciśnień w wyniku nagłej poprawy jakości wody.
Zakończenie jakości ścieków: rzadko używane samodzielnie, zwykle jako alarm. Alarm jest wyzwalany, gdy zmętnienie ścieków przekracza ustawioną wartość (np. 1 NTU).
III. Rozważania dotyczące projektu konstrukcyjnego
Zbiornik: stal węglowa wyłożona gumą lub stal nierdzewna 316L. Ciśnienie projektowe wynosi zazwyczaj 0,6 MPa.
System dystrybucji wody: Górna rura główna lub przegroda zapewniająca równomierny pobór wody i zapobiegająca szorowaniu powierzchni materiału filtracyjnego.
System gromadzenia wody: Podstawowy element, który musi zapewniać:
Równomierny rozkład wody popłucznej bez martwych stref. Skuteczne zbieranie ścieków podczas filtracji. Brak wycieków materiału filtrującego. Typowe formy: płyta kopułowa + nasadka filtra, rura sitowa ze stali nierdzewnej, cegły filtracyjne itp. Wśród nich „płyta kopułowa + nasadka filtra w kształcie grzybka-z ABS” jest obecnie najbardziej popularną i niezawodną formą.
Otwór wylotowy: Na górze i po bokach powinny znajdować się włazy ułatwiające początkowe napełnianie oraz późniejszą konserwację i wymianę materiału filtracyjnego.
IV. Wskaźniki wydajności i zastosowania
Wymagania dotyczące wody na wlocie: Zwykle wymagane jest zmętnienie na wlocie<20 NTU, ideally <5 NTU.
Dokładność wody wylotowej: może stabilnie dotrzeć<1 NTU; with good design and proper operation, outlet water can reach 0.1-0.3 NTU.
Usuwanie SDI (wskaźnik gęstości osadu): Skutecznie zmniejsza wartości SDI, zapewniając ochronę dalszych systemów odwróconej osmozy (RO). Dobrze-działający-filtr multimedialny może osiągnąć wyjściowe SDI na poziomie<5, or even <3.