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纖維球濾料過濾和纖維束濾料過濾的區(qū)別
文章作者：藍星凈水人氣：發(fā)表時間：17-12-29 09:24:59
纖維球濾料和纖維束濾料都屬于纖維濾料，但很多廠家在采購過程中會考慮纖維球濾料還是纖維束濾料。首先給大家講解一下纖維球過濾和纖維束過濾的區(qū)別。
首先，纖維球過濾：取一束短纖維,在其中心緊密結扎或熱熔粘結,使短纖維形成呈輻射狀的球體結構。這種纖維球的個體特征是球中心纖維密實,越靠近球邊緣則纖維越疏松,孔隙率分布不均。
纖維球過濾器是在容器內填裝纖維球形成床層,由于纖維球個體較疏松,在床層中纖維球之間的纖維絲可實現相互穿插,此時纖維球的個體特征已不重要,床層形成了一個整體。床層中纖維球受到的壓力為過濾水流的流體阻力、纖維球自身的重力以及截留懸浮物的重力之和(如果水流從上至下通過床層,該力在濾層中沿水流方向是依次遞增的) 。
因纖維球具備一定彈性,在壓力下濾層孔隙率和過濾孔徑由大到小漸變分布,濾料的比表面積由小到大漸變分布。這是一種過濾效率由低到高遞增的理想過濾方式,直徑較大、容易濾除的懸浮物可被上層濾層截留,直徑較小、不易濾除的懸浮物可被中層或下層濾層截留。在整個濾層中,機械篩分和接觸絮凝作用都得到充分發(fā)揮,從而實現較高的濾速、截污容量和較好的出水水質。
纖維球過濾污水的現場試驗數據表明[1 ] ,當運行流速在15～40 m/ h 時截污容量一般在2 ～12kg/ m 之間,運行流速和截污容量均是砂濾池的數倍,出水濁度明顯好于砂濾池。該過濾器存在的不足是:因纖維球是呈輻射狀的球體,靠近球中心部位的纖維密實,反洗時無法實現疏松,截留的污物難于徹底清除;用氣、水聯合清洗時纖維球易流失,用機械攪拌清洗時纖維球易破碎。
然后給大家講解一下纖維束濾料：纖維束濾料過濾的設備--纖維束過濾器，此種過濾器有兩種結構形式,一種是壓力板在上部,另一種是壓力板(也叫推力板) 在下部(原理見圖2) 。設計思路(以壓力板在上部為例) :將長纖維束濾料與出水孔板固定,另一端設置于有一定開孔率的壓力板上(壓力板設計成雙層結構或外加浮桶以使其整體密度與水接近) 。另外,設計有壓力板的導向和限位裝置,運行初期靠水流對壓力板的水頭阻力,首先將靠近壓力板側的纖維壓彎,使水頭阻力增大后產生向下壓力,進一步擠壓下部纖維層。當壓力板下壓至適當位置時,限位裝置使之停止下移。反洗時,因壓力板設計的整體密度與水接近,能夠被水流沖起,使纖維層舒展,實現對纖維層的徹底清洗。
壓力板式過濾器克服了膠囊擠壓式過濾器的一些不足,但有時壓力板易出現卡塞現象,影響穩(wěn)定運行。事實上,壓力板(或推力板) 對纖維的推壓作用是值得商榷的。
不同開孔率的孔板水頭阻力和推力
開孔率( %) 2 5 10 20
水頭阻力(Pa) 250 37 8. 7 1. 8
推力(kg/ m2) 25 3. 7 0. 87 0. 18
注: 流速為30 m/ h。
壓力板的開孔率不能太低,否則會影響濾層配水和清洗時的空氣流通。另外,為減少卡塞現象,壓力板與器壁邊緣最少留有10 mm 縫隙,對于2 m 直徑的過濾器來說此縫隙的面積就相當于2 %的開孔率。從表2 可看出,這點微不足道的推力對纖維層的壓縮作用是極為有限的。另一方面,雖然壓力板的密度為1 g/ mL ,但在進行氣、水聯合清洗時,氣、水混合流體的密度僅為0. 12～0. 22 g/ mL ,在這種混合流體中,壓力板會產生向下的重力,使壓力板的開孔被纖維堵塞,影響氣、水流通。綜上所述,壓力板式纖維過濾器的工作機理還值得進一步研究。
當然，在纖維球和纖維束濾料的采購中，也要考慮目前設備的情況，比如兩種濾料的運行原理不一樣，纖維過濾器的結構也不一樣。
首先，纖維球過濾：取一束短纖維,在其中心緊密結扎或熱熔粘結,使短纖維形成呈輻射狀的球體結構。這種纖維球的個體特征是球中心纖維密實,越靠近球邊緣則纖維越疏松,孔隙率分布不均。
纖維球過濾器是在容器內填裝纖維球形成床層,由于纖維球個體較疏松,在床層中纖維球之間的纖維絲可實現相互穿插,此時纖維球的個體特征已不重要,床層形成了一個整體。床層中纖維球受到的壓力為過濾水流的流體阻力、纖維球自身的重力以及截留懸浮物的重力之和(如果水流從上至下通過床層,該力在濾層中沿水流方向是依次遞增的) 。
因纖維球具備一定彈性,在壓力下濾層孔隙率和過濾孔徑由大到小漸變分布,濾料的比表面積由小到大漸變分布。這是一種過濾效率由低到高遞增的理想過濾方式,直徑較大、容易濾除的懸浮物可被上層濾層截留,直徑較小、不易濾除的懸浮物可被中層或下層濾層截留。在整個濾層中,機械篩分和接觸絮凝作用都得到充分發(fā)揮,從而實現較高的濾速、截污容量和較好的出水水質。
纖維球過濾污水的現場試驗數據表明[1 ] ,當運行流速在15～40 m/ h 時截污容量一般在2 ～12kg/ m 之間,運行流速和截污容量均是砂濾池的數倍,出水濁度明顯好于砂濾池。該過濾器存在的不足是:因纖維球是呈輻射狀的球體,靠近球中心部位的纖維密實,反洗時無法實現疏松,截留的污物難于徹底清除;用氣、水聯合清洗時纖維球易流失,用機械攪拌清洗時纖維球易破碎。
然后給大家講解一下纖維束濾料：纖維束濾料過濾的設備--纖維束過濾器，此種過濾器有兩種結構形式,一種是壓力板在上部,另一種是壓力板(也叫推力板) 在下部(原理見圖2) 。設計思路(以壓力板在上部為例) :將長纖維束濾料與出水孔板固定,另一端設置于有一定開孔率的壓力板上(壓力板設計成雙層結構或外加浮桶以使其整體密度與水接近) 。另外,設計有壓力板的導向和限位裝置,運行初期靠水流對壓力板的水頭阻力,首先將靠近壓力板側的纖維壓彎,使水頭阻力增大后產生向下壓力,進一步擠壓下部纖維層。當壓力板下壓至適當位置時,限位裝置使之停止下移。反洗時,因壓力板設計的整體密度與水接近,能夠被水流沖起,使纖維層舒展,實現對纖維層的徹底清洗。
壓力板式過濾器克服了膠囊擠壓式過濾器的一些不足,但有時壓力板易出現卡塞現象,影響穩(wěn)定運行。事實上,壓力板(或推力板) 對纖維的推壓作用是值得商榷的。
不同開孔率的孔板水頭阻力和推力
開孔率( %) 2 5 10 20
水頭阻力(Pa) 250 37 8. 7 1. 8
推力(kg/ m2) 25 3. 7 0. 87 0. 18
注: 流速為30 m/ h。
壓力板的開孔率不能太低,否則會影響濾層配水和清洗時的空氣流通。另外,為減少卡塞現象,壓力板與器壁邊緣最少留有10 mm 縫隙,對于2 m 直徑的過濾器來說此縫隙的面積就相當于2 %的開孔率。從表2 可看出,這點微不足道的推力對纖維層的壓縮作用是極為有限的。另一方面,雖然壓力板的密度為1 g/ mL ,但在進行氣、水聯合清洗時,氣、水混合流體的密度僅為0. 12～0. 22 g/ mL ,在這種混合流體中,壓力板會產生向下的重力,使壓力板的開孔被纖維堵塞,影響氣、水流通。綜上所述,壓力板式纖維過濾器的工作機理還值得進一步研究。
當然，在纖維球和纖維束濾料的采購中，也要考慮目前設備的情況，比如兩種濾料的運行原理不一樣，纖維過濾器的結構也不一樣。
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