“彗星式纤维滤料”高速滤池工艺设计

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1、“彗星式纤维滤料”高速滤池工艺设计摘要：简述了“彗星式纤维滤料”的性能，介绍了采用“彗星”式纤维滤料滤池的工艺设计。并结合滤床特点，探讨了该新型滤池的运行效能。表明“彗星”式纤维滤料滤池实现高速过滤，效能优异的特点。关键词：彗星式纤维滤料过滤速度气水反冲洗当今水处理技术中，大流量水体的悬浮颗粒分离工艺是制约水处理工程实际运行的一个难题。评价过滤器是否处于高效状态，滤料的自适应性是关键，即过滤时滤料构成的滤层具有空隙率从上到下逐渐变小的“理想滤层”的特点，反冲洗后滤料充分清洁，并且“理想滤层”的特点不被改变。快滤池的过滤介质是粒状材料，这几乎是一个固定概念。快

2、滤池借粒状材料的表面积附着悬浮固体，借颗粒间的孔隙来贮存所截留的悬浮固体。因此粒状滤料所具有的比表面积和孔隙度大小也就反映了快滤池所具有的去除悬浮固体的极限能力。这个极限能力可以估计如下：1m3滤料约含有450l的孔隙，为了让水流能继续通过滤层，假定可供贮存悬浮固体的孔隙平均值只有110l，即25%的孔隙绝对值。按附着絮体所含干物质浓度为10~60g/l计，得出1m3滤料所能截留的干物质量大致在1100g~6600g的范围内。过滤速度、过滤工作周期和所去除的悬浮固体浓度三者的乘积必然处在这个范围内。因此，要突破上述快滤池的截留悬浮固体的能力，必然用粒状颗粒以

3、外的材料作为过滤介质。清华大学研制成功的“彗星式纤维滤料”，形象地说即为——颗粒状的滤料象彗星一样拖着长长的“尾巴”——纤维，将纤维滤料截污性能好的特征与颗粒滤料反冲洗效果好的特征相结合，形成一种全新的过滤材料。颗粒过滤材料的重要特征是可以方便地在滤池内完成清洗，但是采用纤维材料作为过滤材料的一个出发点是其比其他实体颗粒材料具有大得多的比表面积和空隙率，其孔隙度高达90%~95%，对比之下，粒径1mm石英砂滤层孔隙度为45%，由此推断，由纤维材料构成的滤床具有比常规颗粒过滤材料大得多的纳污量。纳污量为单位体积滤床每周期截留的悬浮颗粒物的质量，纳污量的提高对滤

4、池效率的提高具有决定性的意义。这也是在保证滤后水质合乎要求及合适过滤周期的前提之下，应用“彗星”式纤维滤料的滤池可以比常规砂滤料滤池滤速高4~5倍的高滤速运行。该过滤材料的特点是其一端为松散的纤维丝束，又称“彗尾”，另一端纤维丝束固定在密度较大的“彗核”内。过滤时，密度较大的“彗核”起到了对纤维丝束的压密作用，同时，又由于“彗核”的尺寸较小，对过滤断面空隙率分布的均匀性影响不大，从而提高了滤床的截污能力。气水同时反冲洗时，由于“彗核”和“彗尾”纤维丝束的密度差，“彗尾”纤维丝束随反冲洗水流散开并摆动，产生较强的甩曳力，过滤材料之间的相互碰撞也加剧了纤维在水中

5、所受到的机械作用力，过滤材料的不规则形状使过滤材料在反冲洗水流作用下产生旋转，强化了纤维在水中所受到的机械作用力，上述几种力的共同作用结果使附着在纤维表面的固体杂质颗粒很容易脱落，从而提高了过滤材料的洗净度。彗星式纤维过滤材料构成的过滤层其空隙率沿滤层高度呈梯度分布，下部过滤材料压实程度高，空隙率相对较小，易于保证过滤精度。整个滤层空隙率由下而上逐渐增大，这种滤层空隙率的分布特性有利于实现高速和高精度过滤。彗星式纤维过滤材料的规格尺寸经实验研究确定，其合适的尺寸为：φ2.2×0.4×(35~40)(彗核直径×丝束直径×彗尾长度）。下面以150000m3/d规

6、模的“彗星”式纤维滤料滤池的设计为例，进一步论述其特性。（一）设计基础资料：①设计规模：150000m3/d；②采用“彗星”式纤维滤料；③设计滤速≤30m/h；④恒水位过滤；⑤采用气水反冲洗，采用长柄滤头配水配气系统。设计参数如下表：ediumnoneBORDER-TOP:mediumnoneBORDER-LEFT:mediumnoneBORDER-BOTTOM:mediumnoneBORDER-COLLAPSE:collapse"borderColor=#000000cellSpacing=0cellPadding=0align=centerborder=

7、1>过滤阶段ediumnone:alstyle="LAYOUT-GRID-MODE:charTEXT-ALIGN:center"align=center>设计滤速≤30m/h；恒水位过滤；冲洗前水头损失≥2.5m；“彗星”式纤维滤层800mm；过滤周期16~24h；滤后水浊度≯1NTUediumnonePADDING-LEFT:5.4ptPADDING-BOTTOM:0cmBORDER-LEFT:BORDER-BOTTOM:alstyle="LAYOUT-GRID-MODE:charTEXT-ALIGN:center"align=center>反冲洗阶段

8、ediumnonePADDING-LEFT:5.4p