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彗星式纖維濾料的過濾原理、結(jié)構(gòu)特點、使用效果

文章出處：鞏義市盛世凈水材料有限公司 發(fā)表時間： 2019-08-15 10:15:30

彗星式纖維濾料是一種新型過濾材料，它采用理論物理學原理——非線性科學的分形結(jié)構(gòu)理論來指導設(shè)計的，zui顯著的特征是其不對稱結(jié)構(gòu)和分形結(jié)構(gòu)。

在該濾床的橫斷面（水平）上空隙率分布均勻，確保了過濾時水流通道大小一致性，其直接效果是截污量均勻，水流短路現(xiàn)象得以避免。在該濾床的縱斷面（垂直）空隙率分布由上至下逐漸減少，空隙率沿濾床縱斷面呈上大下小的梯度分布，該結(jié)構(gòu)十分有利于水中固體懸浮物的有效分離，即濾床上部脫附的顆粒很容易在下部窄通道的濾床中被捕獲而截留。

彗星式纖維濾料在過濾時，比重較大的彗核對纖維絲束起到壓密作用，同時由于彗核尺寸較小，對過濾斷面空隙分布的均勻性影響不大，從而提高了濾床的截污能力。

彗星式纖維濾料的五大特點：

1、孔隙率高

2、過濾速度快

3、過濾精度高，阻力小

4、納污量大

5、抗沖擊能力強

盛世凈水彗星式纖維濾料（863濾料）的并線、送料、注塑、切割等均采用自動化設(shè)備，每天產(chǎn)能接近1000kg左右。彗星式纖維過濾材料的規(guī)格尺寸經(jīng)實驗研究確定，其合適的尺寸為：φ2.2×0.4×(35~40)( 彗核直徑×絲束直徑×彗尾長度）。

過濾時，密度較大的“彗核” 起的作用是對纖維束進行壓密，由于“彗核”的尺寸較小， 對于過濾斷面孔隙率分布的均勻性影響很小，從而提高了濾床的截污能力。在進行汽水同時反沖洗時，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并擺動，產(chǎn)生了較強的剪切力，并且過濾材料之間的相互碰撞也加劇了纖維在水中所受到的機械作用力，過濾材料的不規(guī)則形狀使過濾材料在反沖洗水流的作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，強化了纖維在水中所受的機械作用力，上述的幾種力的共同作用結(jié)果加速了附著在纖維表面的固體雜質(zhì)顆粒，從而提高了過濾材料的洗凈度。

3.1.2 濾床成熟期
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　　深層過濾器在反沖洗后的過濾初期有一段水質(zhì)不穩(wěn)定階段，稱之為濾床的成熟期[7]或初濾階段。過濾開始階段對過濾器內(nèi)反洗水置換速度的大小、濾層壓縮的快慢和濾床橫向的孔隙結(jié)構(gòu)決定了成熟期的長短。較高的濾速不僅使彗星式纖維濾料濾層積留的反沖洗水很快被置換出去，同時也令濾層迅速壓縮達到足夠的致密度；而彗星式纖維濾料尺度小、結(jié)構(gòu)不對稱等因素，使其濾床的孔隙結(jié)構(gòu)在橫向的均勻性得到明顯改善。纖維球濾料的初濾階段約為1h，彗星式纖維過濾器在20-100m/h的濾速范圍內(nèi)初濾時間大為3min，出水濁度便下降到1NTU以下。
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　　3.1.3 反沖洗特點
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　　由表5可知，相同濾速和進水濁度條件下，纖維球濾料的反沖洗耗水率為5-8%，而彗星式纖維濾料的反沖洗耗水率為1-2%。反沖洗時通過過濾器的觀察窗發(fā)現(xiàn)，濾料被沖散后，單個濾料在水流和氣流的共同作用下在過濾器內(nèi)運動的同時，由于受到彗尾、彗核密度差（Δρ≥0.13）及不對稱結(jié)構(gòu)的影響，彗尾纖維散開并擺動，產(chǎn)生較強的甩曳力，使附著的固體顆粒易于脫離。其中彗尾容易散開是因為每個濾料所包含的纖維根數(shù)少，一般24股×（24-48）根纖維單絲，故反洗時纖維絲與絲之間相互約束較弱。
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　　3.2 濾床水頭損失
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　　濾速增大或進水濁度增大，濾層總水頭損失隨時間增長較快。
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　　彗星式濾料的總水頭損失與過濾時間并不呈嚴格的線性關(guān)系，因為除了濾速和進水濁度增加而引起的濾床阻力增加外，截污量的增大引起濾床進一步壓縮，濾床的孔隙率減小，使水頭損失上升。
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　　3.3 濾料填裝量
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　　濾料填裝量過少，會使濾床過早的穿透，出水濁度值迅速升高，達不到理想效果；反之濾料填裝量過多，會產(chǎn)生不必要的水頭損失，并且在相同的反沖洗條件下，濾料的流化程度降低，影響反沖洗效果。
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　　3.4 運行實例
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　　彗星式纖維濾料過濾器在山東某鋼廠污水處理廠的“污泥脫水車間中水回用”運轉(zhuǎn)試驗表明，其對有機物有較強的去除能力。
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　　該工藝為對二沉池出水投加絮凝劑后直接過濾。過濾器直徑Ф800mm，濾速40m/h，采用氣-水聯(lián)合反沖洗，絮凝劑為聚合氯化鋁，投加量2-8mg/L。表6為各測定項目的平均去除率情況。
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