彗星式纖維濾料的自適應(yīng)性
作者：admin 發(fā)布時(shí)間：2023-04-03 點(diǎn)擊：
彗星式纖維濾料 當(dāng)今水處理技術(shù)中，大流量水體的懸浮顆粒分離工藝是制約水處理工程實(shí)際運(yùn)行的一個(gè)難題。評(píng)價(jià)過(guò)濾器是否處于狀態(tài)，濾料的自適應(yīng)性是關(guān)鍵，即過(guò)濾時(shí)濾料構(gòu)成的濾層具有空隙率從上到下逐漸變小的“理想濾層”的特點(diǎn)，反沖洗后濾料充分清潔，并且“理想濾層”的特點(diǎn)不被改變。快濾池的過(guò)濾介質(zhì)是粒狀材料，這幾乎是一個(gè)固定概念。快濾池借粒狀材料的表面積附著懸浮固體，借顆粒間的孔隙來(lái)貯存所截留的懸浮固體。因此粒狀濾料所具有的比表面積和孔隙度大小也就反映了快濾池所具有的去除懸浮固體的極限能力。這個(gè)極限能力可以估計(jì)如下：1m3濾料約含有450l的孔隙，為了讓水流能繼續(xù)通過(guò)濾層，假定可供貯存懸浮固體的孔隙平均值只有110l，即25%的孔隙值。按附著絮體所含干物質(zhì)濃度為10~60g/l計(jì)，得出1m3濾料所能截留的干物質(zhì)量大致在1100g~6600g的范圍內(nèi)。過(guò)濾速度、過(guò)濾工作周期和所去除的懸浮固體濃度三者的乘積必然處在這個(gè)范圍內(nèi)。因此，要突破上述快濾池的截留懸浮固體的能力，必然用粒狀顆粒以外的材料作為過(guò)濾介質(zhì)。彗星式纖維濾料“彗星式纖維濾料”，形象地說(shuō)即為——顆粒狀的濾料象彗星一樣拖著長(zhǎng)長(zhǎng)的“尾巴”—— 纖維，將纖維濾料截污性能好的特征與顆粒濾料反沖洗效果好的特征相結(jié)合，形成一種全新的過(guò)濾材料。顆粒過(guò)濾材料的重要特征是可以方便地在濾池內(nèi)完成清洗，但是采用纖維材料作為過(guò)濾材料的一個(gè)出發(fā)點(diǎn)是其比其他實(shí)體顆粒材料具有大得多的比表面積和空隙率，其孔隙度高達(dá)90%~95%，對(duì)比之下，粒徑1mm石英砂濾層孔隙度為45%，由此推斷，由纖維材料構(gòu)成的濾床具有比常規(guī)顆粒過(guò)濾材料大得多的納污量。納污量為單位體積濾床每周期截留的懸浮顆粒物的質(zhì)量，納污量的提高對(duì)濾池效率的提高具有決定性的意義。這也是在保證濾后水質(zhì)合乎要求及合適過(guò)濾周期的前提之下，應(yīng)用“彗星”式纖維濾料的濾池可以比常規(guī)砂濾料濾池濾速高4~5倍的高濾速運(yùn)行。該過(guò)濾材料的特點(diǎn)是其一端為松散的纖維絲束，又稱(chēng)“彗尾”，另一端纖維絲束固定在密度較大的“彗核”內(nèi)。過(guò)濾時(shí)，密度較大的“彗核”起到了對(duì)纖維絲束的壓密作用，同時(shí)，又由于“彗核”的尺寸較小，對(duì)過(guò)濾斷面空隙率分布的均勻性影響不大，從而提高了濾床的截污能力。氣水同時(shí)反沖洗時(shí)，由于“彗核”和“彗尾” 纖維絲束的密度差，“彗尾” 纖維絲束隨反沖洗水流散開(kāi)并擺動(dòng)，產(chǎn)生較強(qiáng)的甩曳力，過(guò)濾材料之間的相互碰撞也加劇了纖維在水中所受到的機(jī)械作用力，過(guò)濾材料的不規(guī)則形狀使過(guò)濾材料在反沖洗水流作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)化了纖維在水中所受到的機(jī)械作用力，上述幾種力的共同作用結(jié)果使附著在纖維表面的固體雜質(zhì)顆粒很容易脫落，從而提高了過(guò)濾材料的洗凈度。彗星式纖維過(guò)濾材料構(gòu)成的過(guò)濾層其空隙率沿濾層高度呈梯度分布，下部過(guò)濾材料壓實(shí)程度高，空隙率相對(duì)較小，易于保證過(guò)濾精度。整個(gè)濾層空隙率由下而上逐漸增大，這種濾層空隙率的分布特性有利于實(shí)現(xiàn)高速和高精度過(guò)濾。彗星式纖維過(guò)濾材料的規(guī)格尺寸經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究確定，其合適的尺寸為：φ2.2×0.4×(35~40)( 彗核直徑×絲束直徑×彗尾長(zhǎng)度）。
“彗星式纖維濾料”，形象地說(shuō)即為——顆粒狀的濾料象彗星一樣拖著長(zhǎng)長(zhǎng)的“尾巴”—— 纖維。該過(guò)濾材料的特點(diǎn)是一端為松散的纖維絲束，又稱(chēng)“彗尾”，另一端纖維絲束固定在密度較大的“彗核”內(nèi)。過(guò)濾時(shí)，密度較大的“彗核”起到了對(duì)纖維絲束的壓密作用，同時(shí)，又由于“彗核”的尺寸較小，對(duì)過(guò)濾斷面空隙率分布的均勻性影響不大，從而提高了濾床的截污能力。它既有纖維濾料過(guò)濾精度高和截污量大的優(yōu)點(diǎn)，又具有顆粒濾料反沖洗洗凈度高和耗水量少的優(yōu)點(diǎn)，形成了一種全新的過(guò)濾材料。
彗星式纖維濾料在過(guò)濾技術(shù)和水處理方面有廣闊的前景，以該過(guò)濾材料及相關(guān)過(guò)濾技術(shù)等三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)成的水處理系統(tǒng)具有國(guó)際先進(jìn)水平。該濾料是將纖維濾料截污性能好的特征與顆粒濾料反沖洗效果好的特征相結(jié)合，形成的一種全新過(guò)濾材料。顯著的特征就是不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)和分形結(jié)構(gòu)，以此材料為核心研制的D 型過(guò)濾器、 D型過(guò)濾池，解決了高速、高精度過(guò)濾和納污量大三者的統(tǒng)一問(wèn)題，具有廣域、變速、自適應(yīng)、的特點(diǎn)，過(guò)濾精度大于 5 微米，推薦濾速達(dá) 17-23米/小時(shí)，剩余積泥率小于1-2% ，濾床納污量達(dá)到 15-35公斤／m3 ，與傳統(tǒng)砂濾器相比，體積減1/2-1/3，反沖洗耗水量減水2/3-1/2。
彗星式纖維過(guò)濾材料的規(guī)格尺寸經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究確定，其合適的尺寸為：φ2.2×0.4×(35~40)( 彗核直徑×絲束直徑×彗尾長(zhǎng)度）。
采用863科技成果，生產(chǎn)的彗星式纖維濾料使用期限比普通纖維球長(zhǎng)1-2倍，而且不容易分散，過(guò)濾精度更高，反沖洗更容易，在過(guò)濾技術(shù)和水處理方面有廣闊的前景。
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