过滤系统常见问题

　　天然水经过混凝处理后，虽然已将其中大部分悬浮物除掉，从外观上看也常常是澄清的，但实际上水中仍免不了残留有少量细小的悬浮颗粒，需进一步过滤出去，否则，当进行离子交换处理时，会污染树脂，妨碍交换器运行。锅炉给水处理系统中，常采用粒状滤料的过滤方法。

　　1、过滤的原理

　　过滤的作用就是通过适当的滤层较为彻底的除去水中的悬浮物杂质。一般认为过滤是表面吸附和机械阻留等的综合结果。

　　首先，当水开始自上部进入滤层时，水中部分悬浮物由于吸附和机械阻留作用，被滤层表面截留下来。此时，悬浮物之间会彼此发生重叠和架桥等作用，所以过了一段时间后，在滤层表面就好像形成一层附加的滤膜。

　　在以后的过滤中，这层滤膜就会起主要的过滤作用。在实际过滤运行中，起过滤作用的不仅是滤层的表面，事实上当水流入滤层中间时，也会因吸附和混凝的结果起到截留悬浮物的作用。

　　2、滤料的选择

　　用作滤料的物质，应具备以下条件：

　　●化学性能稳定，不影响出水水质；

　　●机械强度良好，使用中不碎裂；

　　●粒度大小适当，均匀性好。

　　常用的滤料有石英砂、无烟煤、大理石等。

　　A、滤料的化学稳定性

　　为了实验滤料的化学稳定性，可在一定的条件下，分别用中性溶液（可采用浓度为500㎎/l的NaCl溶液）、酸性溶液（可用HCl配成PH值约为2的水溶液）、碱性溶液（可用NaOH配成PH约为12的水溶液）将滤料浸泡24小时左右，以观察水溶液被污染的情况，一般，石英砂适用于中性和酸性水，而不能用于例如石灰处理的碱性水，因为SiO2会溶解。石灰处理时，可用无烟煤或者半烧白云石作滤料。

　　B、滤料的粒径和不均匀系数

　　a)粒径。

　　不同的滤料和不同的过滤工况，对滤料粒径有不同的要求，使用时，细小的悬浮物会穿过滤层，而且在反洗时难以使滤层充分松动，造成反洗不彻底，以致沉积物和滤料结成硬块，并由此产生水流不均匀，出水水质降低和过滤器很快失效的现象；粒径过小，则水阻过大，过滤的滤层中水头的损失也会增加的很快，从而缩短过滤的周期，反洗水的消耗量也就会相对增加。

　　b)不均匀系数。

　　滤料颗粒的大小不均匀，有两种不良后果：一是使反洗操作困难，反洗强度太大会带出微小颗粒，反洗强度太小又不能松动下部滤层；二是易使过滤情况恶化，颗粒大小不匀通常意味着有细小的滤粒，这些细小的滤粒往往会集中在滤层的上面，结果造成污物都堆积在滤层表面，使水头损失增加得很快，过滤周期变短。

　　一般当用石英砂或大理石作滤料时，有效粒径可采用0.35㎜，不均匀系数应不大于2；当用无烟煤时，有效粒径可采用0.6㎜，不均匀系数应不大于3。

　　3、影响过滤运行的因素

　　1）过滤设备的运行情况：

　　运行时水流从上向下通过滤层，除去水中的悬浮物；

　　当水流通过滤层的水头损失（又称压力降）达到允许值或出水浊度开始超过允许值时，为了恢复其截污能力，要用快速水自下而上进行反洗，以清除滤层中在运行时所截留的泥渣和因滤料碎裂所生成的粉末；

　　反洗后再用水自上而下正洗至出水浊度合格，然后再投入下一循环的过滤运行。

　　2）过滤的运行效果，主要由两个方面进行评价：

　　一是出水水质，往往用浊度来表示；

　　二是滤层的截污能力，又称泥渣容量。它是指在保持滤池出水水质合格的条件下，在整个过滤周期中，单位体积的滤料所能截留的泥渣质量。

　　3）影响过滤效果的因素主要有滤速、反洗和水流的均匀性等，分析如下：

　　A、滤速

　　v=Q/S（m/h）

　　式中：Q--过滤器的出力，m3/h；

　　S--过滤器的过滤截面积，m2。

　　由此可知，所指的滤速并非指水通过滤料间孔隙时的速度，而是假定滤料不占有空间时水通过滤池的速度，是表示滤池中水流快慢的一种相对数据。

　　过滤器的最佳过滤速度与滤料特性和进出水的水质条件有关。过滤时最大允许滤速主要决定于滤料的粒径，粒径越小，允许的滤料越小。

　　B、反洗

　　在运行中确定过滤器是否需要反洗的监督指标不是出水水质的浊度，而是水流通过滤层的水头损失，这是因为出水浊度的变动规律性不强，难以检测；而水头损失变化明显，且压力的检测比较简单。

　　当过滤器运行到水头损失（即压差）达到一定值时，就应停止运行，进行反洗。过滤器不能运行至压差过大后才反洗的主要原因是：水头损失很大时，要达到一定出力，必须增大进水压力，这样易造成滤层破裂，大量水流就会从裂纹处穿过，破坏过滤作用，使出水水质很快变差。

　　反洗时水流速度的大小可用“反洗强度”来表达，其单位是L/（m2·s），表示每秒钟内流过每平方米过滤截面的反洗水量（升）。反洗强度应掌握适当，既要使滤层充分松动，使颗粒间能相互碰撞和摩擦，同时冲走泥渣和微小的滤料碎末，又不至于将正常的颗粒带走。一般情况下，石英砂的反洗强度为15～18 L/（m2·s），而无烟煤由于密度较小，反洗强度为10～12 L/（m2·s）。反洗时间一般为5～10分钟。

　　4、润新阀在过滤系统中的设计

　　主要是在选型时候应注意的问题。

　　润新过滤阀反洗流量特性曲线和运行流量特性曲线比较接近，因此在选型的时候要根据系统设计的反洗强度，再结合润新阀的反洗流量曲线，选择合适的阀头，而不能根据系统的产水量和润新阀的最大产水量来选型。

　　例如：一套产水量为10m3/h活性碳过滤系统，且要求反洗流量为25 m3/h时，可选润新阀F78B，而不能选F75A。