过滤器原理以及过滤介质技术介绍

过滤器原理以及过滤介质技术介绍

　　一、过滤原理

　　(一)基本概念过滤是利用某种多孔介质对悬浮液进行分离的操作。工作时，在外力作用下，悬浮液中的液体通过介质的孔道流出，固体颗粒被截留，从而实现分离。一般将待过滤的悬浮液称为滤浆;所采用的多孔介质称为过滤介质;通过介质孔道的液体称为滤液;被截留的固体物称为滤饼或滤渣。

　　过滤操作的推动力是过滤介质上下游两侧的压力差，产生压力差的方法有以下几种：

　　①利用滤浆自身的压头;

　　②在滤浆表面加压;

　　③在过滤介质的下游一侧抽真空;

　　④利用惯性离心力。

　　过滤操作根据作用原理可分为两类：

　　①筛析过滤过滤介质的孔目数小于固体颗的直径，依靠筛析作用将固体颗粒从悬浮液中除去。

　　筛析过滤在过滤初期细小颗粒流出，滤液比较混浊。随着饼层的形成和加厚，滤液逐渐变清。由于筛孔逐渐受堵，过滤速度呈降低趋势。过滤过程当滤饼层形成，筛析作用便由饼层产生，过滤介质失去筛析作用，只起支撑饼层的作用，称饼层过滤。

　　②吸附过滤(深床过滤)：过滤介质的网孔目数大于固体颗粒的直径，固体颗粒进入过滤介质孔道后被介质表面所吸附。

　　实际生产中，筛析和吸附同时作用，吸附过滤介质截留较大颗粒;筛析过滤介质饼层可以吸附较小颗粒。

　　二、过滤介质和助滤剂

　　1.过滤介质?过滤介质的主要作用是支撑滤饼，须具有多孔结构，足够的机械强度和尽可能小的流动阻力，耐腐蚀性。

　　常用的过滤介质有以下类型：

　　①织物介质，如工业滤布，金属丝网等;

　　②粒状介质，如珍珠岩粉，纤维素，硅藻土等;

　　③固体纸板，如脱色木质纸板，合成纤维板等;

　　④过滤膜，由纤维素和其它聚合物构成。粒状介质是作为助滤剂预涂于织物介质表面使用，用于粗滤;固体纸板介质多用于半精滤及精滤;过滤膜介质用于精滤及超精滤。

　　2 ，助滤剂将某些坚硬的粒状物预涂于过滤介质表面或添加于滤浆中，以形成较为坚硬而松散的滤饼，使滤液能够顺利通过，这种粒状物称为助滤剂。对助滤剂的要求：助滤剂是一种坚硬，疏松结构的粉状或纤维状的固体，能形助滤剂应能较好地悬浮于料液中，颗粒大小合适，不含可溶于滤液的物质。

　　常用的助滤剂有硅藻土，纤维素等。

　　使用助滤剂的目的：防止过滤介质孔道堵塞，或降低滤饼的过滤阻力。

　　加助滤剂和方法有预涂法和预混法。

　　葡萄酒生产中过滤操作使用的助滤剂主要是硅藻土和纤维素。硅藻土是水生植物硅藻的化石，由古生物积沉岩硅藻的遗骸构成。其主要成分为SiO2(占85-90%)，呈灰白色粉末，粒度一般为30-40μm，zui小为2μm，zui大为300-400μm，比重为0.31-0.7.

　　其主要特性为：

　　①主要成分为SiO2，化学稳定性好。不溶于除氢氟酸以外的任何强酸，能溶于苛性碱。对不同浓度及不同温度的滤浆均可适用;

　　②作为助滤剂使用时，可获得较高的过滤速度和理想的澄清度。硅藻土具有无数的小孔和复孔，其孔隙率为80-90%，这就为截留固体颗粒提供了较大的空间。加之骨架坚硬，形成的滤饼基本具有不可压缩的特点，在压力变化的情况下仍能基本保持疏松多孔状态，过滤阻力小，可获得较高的过滤速度及理想的澄清度;

　　三、过滤速度

　　1.过滤速度与过滤速率单位时间内通过单位过滤面积滤液的体积称为过滤速度，即：?u=V/Atm3/m2式中：A——过滤面积，m2;?t——过滤时间，s;?V——时间t内流出的滤液体积，m3单位时间内获得的滤液体积称为过滤速率，表示过滤设备的生产能力。?过滤速率?Q=V/t=u.A?其单位m3/h及L/min表示。

　　2.影响过滤速度的因素

　　①滤浆的粘度粘度越大，过滤阻力越大，过滤速度越小;

　　②滤饼厚度滤饼厚度越大，阻力越大，过滤速度越小。当厚度达到一定程度会使过滤终止;

　　③滤饼性质不可压缩滤饼的颗粒坚硬，滤液通过的流道不会因压力的增大而变小，阻力基本保持不变，或随过滤时间的持续阻力增加很慢，过滤速度基本随压力的升高按比例增大;小颗粒在较大压力作用下会堵塞孔道，故过滤初期压力不能太大，避免流道过早地堵塞。

　　四、过滤操作的方式

　　恒压过滤

　　过滤操作是在恒定的压差下进行，称为恒压过滤。恒压过滤是zui常用的过滤方式，过滤过程中，随着饼层的不断增厚，阻力增加大，因压差不变，过滤速度将逐渐降低。

　　先恒速后恒压过滤

　　这种过滤方式是开始先以较低的速度进行恒速过滤，以免压力过早升高形成流道堵塞，当压力升高到给定值后再采用恒压过滤。采用定量泵，过滤初期保持恒定速度，随着时间的持续，泵出口压力升高，若此压力升至能使支路阀自动开启的设定值时，支路打开，部分滤浆返回泵入口，进入压滤机的滤浆减少

　　【全自动软水器传统设备的弊病】

　　良好的水处理装置，从总体上应当是;技术、运行平稳、操作简便;具体表现在：不结垢、不腐蚀、无事故;效果上突出：节能、、安全、符合国家有关标准。这是业内专业人士和众多有识之士为之探索的重要课题。到目前为止，国内民用锅炉、空调设施的补给水绝大部分一直沿用人工操作的钠离子交换法进行处理。因其投资不高、简便易行、适应性强，几乎占领了锅炉水处理的这一领地。但是，由于工艺和人为等因素的干扰，使其无法摆脱它固有的先天的缺陷。

　　系统阀门 多--系统中的每个交换罐都必须毫不例外的配置七个阀门。每个运行周期至少对其切换 28 次。并毫不例外的由人工检测和判断。辜不论其操作的规范和失误，单就各连接点的跑、冒、滴、漏就足以让人头痛不已。而由此带来的工耗、水耗、电耗、盐耗以及维修费的居高不下，是原始的人工处理方式所无法克服的。

　　再生系统 繁--由于再生系统盐水的制备和输送，必须有足够的溶盐、沉淀、过滤、盐水泵、输配管和相应的防腐措施;供电实施的功率不低于　3 千瓦;一般都要建造单独的水处理间。辅助设施的投资远大于水处理装置的本身。运行管理相对繁杂、制水成本相对要高。

　　终点控制 难--锅炉水处理装置能否安全可靠的工作，关键在于严格检测和正确判断每个工序的“停止点”;并及时无误的对系统进行快速切换。这对传统水处理方法来说，是永远无法实现的。大家知道，每个软化周期都有从软化到再生、从再生到软化的两次切换操作。对于人工操作的装置来说，每步运作，不是滞后必然超前，别无选择!对于*个操作，如果经常运作滞后，对系统促成的损失是不堪设想的。明智的做法当然是一切都提前执行。而第二个切换，则往往担心再生不够而人为的滞后执行。因此，这种传统的“掐头去尾”的运作方式，必然使各项指标成倍地增加，是运行成本无法下降的根本原因。

　　【反渗透设备的进水要求与预处理】

　　反渗透作为一种新型的纯物理脱盐工艺，由于反渗透膜元件的结构、材质、脱盐机理等条件的限制，反渗透设备对进水有较高的条件要求：

　　温度条件在1到45℃之间;pH值必须在2到11的范围之内;有机物含量(COD，mg/L)应该小于1.5;浊度(NTU)应该控制在1.0以下;淤泥密度指数(SDI值)<4.0;余氯含量<0.1mg/L(实际控制在0);铁含量(mg/L)：溶氧>5mg/L时，Fe<0.05;二氧化硅含量(mg/L)：浓水中SiO2<100;LSI：pHb-pHs<0;Sr、Ba等易形成难溶盐的离子：Ipb<0.8Ksp。

　　后三项通过添加阻垢剂可适当提高其值。

　　若如果上述指标某一项或几项不达标时，会对反渗透膜造成以下影响：1、RO反渗透膜受金属氧化物污染;2、胶体污染;3、RO反渗透膜结垢;4、悬浮物污堵RO反渗透膜;5、有机物及微生物等污染，导致出水COD升高。进而对整个反渗透装置造成不良影响：降低反渗透纯净水系统的产水量;低昂地反渗透纯净水系统的产水品质;增加反渗透设备运行的能耗，包括原水、电耗;增加水处理的运行成本，包括反渗透阻垢剂、树脂再生盐、其他水处理药剂等。

　　反渗透预处理在其中发挥着不可替代的作用。当预处理没有做好，反渗透进水水质严重不达标，且时间过长的情况下，会导致反渗透膜元件不可逆的物理、化学损伤，大大缩短反渗透膜元件的使用寿命。

　　反渗透预处理的目的是解决如下问题，以保证反渗透设备稳定运行和使用寿命。

　　*，防止膜面结垢(包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、铁铝氧化物等);

　　第二，防止有机物质的污堵;

　　第三，防止微生物的污堵;

　　第四，防止胶体物质及悬浮固体微粒污堵;

   第五，保持反渗透装置产水量稳定。