摘 要: 水的预处理是深度除盐工艺中不可缺少的环节,这个过程的好坏直接影响下一步深度水处理的效果及离子交换装置的正常运行. 在水的预处理中,过滤又是一个十分重要的过程. 针对辽宁发电厂化学分厂过滤器的使用、更新过程,通过对过滤器所使用滤料发展史的介绍及传统粒状滤料与现代新型滤料纤维在实际应用中的对比,阐述纤维滤料的优越性. 同时,通过实际应用,针对胶囊挤压式纤维过滤器及滑板式纤维过滤器的结构特点及实际应用情况进行比较,体现滑板式纤维过滤器在水处理过程中较好的应用性.
关键词: 纤维束; 过滤; 过滤器
天然水中杂质的种类很多,这些杂质按照分散质颗粒的大小可相应地分成悬浮物、胶体和溶解物质. 由于火力发电厂对水质的要求很高,因此需要对水进行深度净化. 天然水经混凝、沉淀处理后,虽然除去了水中的大部分悬浮物和胶体杂质,但仍有少量细小的悬浮颗粒残留在其中,为减少对下一步深度水处理工艺产生不良影响,保证离子交换装置的正常运行,通常采用过滤的方法进一步除去水中的悬浮杂质. 以往大多采用以粒状材料为滤料的过滤技术,现在随着过滤技术的发展,纤维滤料以其过滤精度高、截污容量大、运行出力大的优点而逐渐取代粒状滤料[1 ] .
1 过滤器所使用滤料的比较
在传统的过滤技术中大多采用粒状材料为滤料,采用这种滤料的过滤器设备比较简单,且当滤层失效后易于用反洗的方法恢复其过滤能力,但是由于粒状滤料的局限性,使过滤器的截污能力、过滤速度和出水质量都受到很大的限制. 由长丝制成的纤维束是近几年出现的传统滤料的替代产品,它以一定的密度排布于过滤器中,因其纤维尺寸小,表面积较大,从而有较大的界面吸附. 由于纤维的柔软性使其能在过滤过程中实现密度调节,使滤层纤维间的最小孔隙远远小于传统过滤器使用的粒状滤料(如石英砂等)的孔隙,因此它的截污能力很强,从而达到深层过滤的目的. 同时,因其运行时出力较大(如石英砂过滤器出力为60 t/ h ,纤维过滤器的出力可达95 t/ h) ,故克服了粒状滤料过滤精度受粒径限制等问题[2 ,3 ] ,现在纤维已被广泛应用于过滤器中. 辽宁发电厂化学分厂初期以使用胶囊挤压式纤维过滤器为主,下面简介一下此种过滤器.
2 胶囊挤压式纤维过滤器
2. 1 基本结构及工作原理
这种类型的过滤器(如图1 所示) 是一种采用新型软填料纤维做滤料的过滤器. 设备内部有许多长纤维束挂在其中,纤维束的下端由重锤牵引,设备设有进水装置和出水装置,在运行时,由下部进水,上部出水. 在纤维束中安装有数个软质胶囊,罐内上部设有加压室为胶囊充水,充水后的胶囊横向挤压纤维起压实纤维的作用,保证过滤效果. 在设备的底部设有搓洗风管,清洗时,将加压室胶囊中的水挤出,使纤维处于完全松散状态,以达到良好的清洗效果.
2. 2 使用情况分析
辽宁发电厂化学分厂最初以胶囊挤压式纤维过滤器逐渐代替粒状滤料过滤器的实际使用过程中,这种胶囊式纤维过滤器与传统的石英砂、无烟煤等粒状滤料过滤器相比,在没有提高过滤阻力的同时,使滤层纤维间的最小孔隙为10～40μm ,极大地增加了滤料的比表面积和表面自由能力,增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力,从而提高了过滤效率和截污容量. 该厂于1998 年对这种过滤器进行了系统查定,数据如表1 所示.
通过表1 数据来看,此设备可使自来水浊度降低约40 % ,除铁率约为30 %. 尽管这种过滤器有以上的优点,但仍然存在许多不足. 首先,除胶囊外,还要设有胶囊充、排水系统,设备比较复杂,操作繁琐;另外,由于运行过程中胶囊下部既受向上的拉力,又受其内部向外的压力,造成胶囊极易破损,而且胶囊的价格较昂贵,这就相应地增加了设备的维护费用;此外,更换胶囊的工作也较复杂,给检修和维护带来麻烦,增加了日常工作量. 为了克服胶囊挤压式纤维过滤器的不足,该厂进一步将此过滤器更新为滑板式纤维过滤器.
3 滑板式纤维过滤器
滑板式纤维过滤器有2 种结构形式:一种是滑板在上部,一种是滑板在下部. 这里讨论滑板在下部结构形式的纤维过滤器,结构如图2 所示.
3. 1 基本结构及工作原理
在过滤器内部,纤维束一端固定在出水孔板上,另一端固定在滑板上,滑板为不锈钢孔板,其开孔率为出水孔板开孔率的50 % ,且滑板与罐壁间留有约20 mm 的缝隙. 在运行时,水流自下而上,依靠水流压力对滑板的水头阻力,将滑板托起,靠近滑板侧的纤维首先被压弯,被压弯的纤维水头阻力增大,进一步挤压上部纤维,使纤维密度逐渐加大,相应的滤层孔隙直径逐渐减小,达到过滤的目的. 在清洗时,纤维滤层拉开,处于放松状态,水自上而下,空气由下至上,进行水、气联合清洗,达到对纤维滤层理想的清洗效果.
3. 2 使用情况介绍
滑板式纤维过滤器保留了胶囊式纤维过滤器的许多优点,由于以滑板代替胶囊挤压纤维滤层,克服了胶囊经常损坏的弊病,大大降低了维护费用(约2 万元/ 年) ,而且结构也相对简单,易于运行人员操作,同时也减少了检修和维护的工作量. 辽宁发电厂化学分厂在水处理过程中正逐渐以滑板式纤维过滤器取代胶囊挤压式纤维过滤器.
4 结 论
通过以上分析得出,滑板式纤维过滤器能够达到较高的截污能力,而且能获得高运行流速,是传统粒状滤料过滤器所无法比拟的,且克服了胶囊挤压式过滤器的不足,正在被越来越广泛的应用在水处理过程中.
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