石英砂、活性炭、锰砂过滤器结构原理

 石英砂、活性炭、锰砂过滤器结构原理及主要参数
过滤器是污水处理过程中去除颗粒物的一种常见装置。当流体进 入置有一定规格滤料（网）的时，其杂质被阻挡，而清洁的滤液则由过滤器出口排出，当需要清洗时，只要将可拆卸的过滤介质取出，处理后重新装入即可，因此，使用维护极为方便。过滤是将原水通过多孔层的过滤介质（滤料），使水中悬浮物和胶体物质被截留在滤料层的孔隙中或介质表面上，分离水中的不溶杂质。根据滤层种类的不同，常见的过滤器有石英砂过滤器、活性碳过滤、锰砂过滤器等几种。
一：石英砂过滤器
石英砂过滤器的过滤介质是石英砂，也称压力过滤器。这是一种最常见的水过滤设备，应用广泛。
过滤原理：
a、机械过滤（阻力截留）。当颗粒大于滤料空隙，或大于已沉积的悬浮颗粒之间的空隙时，颗粒被截留，从而使表面滤料孔隙越来越小，拦截后面的颗粒。（滤渣起过滤作用）
b、重力沉降。原水通过滤层时，滤料颗粒提供了大量的沉降面积，只要流速适宜，其中的颗粒就会向这些表面沉降。/ A6 g) P! P) B9 Q5 U8 x& I  |
c、吸附凝聚。一般作为滤料的砂粒表面带有负电荷，能吸附带正电荷的微粒（如铝、铁等絮体及硅酸），形成带正电荷薄膜，因而能使带负电荷的胶体（粘土及其他有机物）凝聚在砂粒表面。（影响大）
滤料要求：
①有足够的机械强度；
②有足够的化学稳定性，过滤时不发生溶解，不产生有毒，有害物质；
③有适当的级配、形状均匀度和孔隙度。
一般采用沙、石英砂、活性炭、磁铁矿粒等固体颗粒。
滤料层结构：
滤层根据滤料装填种类的数量分为单过滤器、双层过滤器、多介质过滤器，单层滤料过滤器在水流反冲洗水力分级以后，粒径小的滤料在上层，粒径大的滤料在下层，其出水水质差，过滤周期短。双层滤料过滤器或多介质过滤器中的滤料层水力反冲洗分层后，密度大的细滤料在底层，密度小的粗料在上层，滤料沿程从粗到细，截污能力沿程渐增，这种滤床性能优越，截污容量大，过滤周期长，出水水质好，水头损失增长速度慢。
垫层：
为了防止过滤时滤料进入配水系统以及冲洗时能均匀布水，在滤层和配水系统之间设置垫层(承托层)。垫层应能在高速水流反冲洗的情况下保持不被冲动；能形成均匀的孔隙以保证冲洗水的均匀分布；同时应材料坚固，不溶于水。垫层一般采用天然卵石或碎石。
过滤器的清洗：-
目前．清洗方法大多采用逆流水力冲洗 。 在逆流水冲洗时，有时还兼用压缩空气反冲、机械或超声波扰动等措施加强冲洗效果，同时节省冲洗用水量。冲洗效果取决于适宜的冲洗强度。
二：锰砂过滤器
当原水中铁、锰、砷、氟化物、溶解性总固体含量超过《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006 ）的规定时，应进行净化处理。 因我国地下水分布较广，铁和锰共存于地下水中。对于地下水除铁除锰常使用天然锰砂滤料，锰砂过滤器是承载锰砂滤料的主要装置。
锰砂过滤器的结构如下：
1-罐体；2-滤料层；3-垫料层；4-集配水管；5-进水管；6-反冲洗排水管；7-出水管；8-反冲洗进水管；9-自动排气阀；10-排气管
锰砂过滤器主要参数：
除铁、除锰滤池工作周期宜根据水质及气候条件确定，一般为8～48h。
滤料厚度：一般采用800～1200mm
滤料粒径：锰砂滤料：dmin=O.6mm、dmax=1.2～2.0mm。
石英砂滤料：dmin=O.5mm、dmax=1.2mm。
滤   速:应据水质和处理工艺而定，滤速宜为5～10m/h。
冲洗参数：冲洗强度：12～20L/（S.m2）
冲洗时间：5～15min
具体设计应根据原水水质情况，参照有关技术规范要求以及相似条件水厂的运行经验或试验，通过技术经济比较后确定。
三：活性炭过滤器
活性炭过滤器是利用活性炭的吸附工艺去除一些其它过滤器无法去除的溶解性有机物，如酚、醛、纺织染料、色素、杀虫剂等，一般作为末端水处理设备，或生化处理后难以降解的污染物的去除和最后脱色。广泛应用于给水和排水工程的深度处理。
   活性炭过滤器从结构上与多介质过滤器基本相同，不同的是内部装有具有较强吸附功能的活性炭，优质果壳活性炭有非常多的微孔和巨大的比表面积（1000m2/g），因此具有很强的物理吸附能力。活性炭过滤器就是以此为滤料，主要去除水中的余氯、胶体微粒、有机物、色度和异味等。对各类膜均有破坏作用。特别是反渗透膜对余氯十分敏感。因此对于以城市白来水为水源的纯净水生产线，活性炭更主要的功能是吸附水中余氯，起到保护RO膜的作用。对于以优良地下水为水源的纯净水生产线，有时可省去活性碳过滤器。
 活性炭过滤器的结构：与池式过滤器相似，只是将滤料由砂改成了颗粒状活性炭而已，过滤器的底部可装填0.2~0.3m高的鹅卵石及石英砂滤料作为支持层，石英砂上面再装填1.0~1.5m厚的活性炭作为过滤吸附层。活性炭过滤器结构如上图。
活性炭过滤器日常维护：
（1）系统长期停运后,重新开启时,要对滤料进行约5分钟的正洗,冲洗至出水清澈为止.
（2）系统初次运行或长期停运后再运行时,应对设备进行排气:开启排气阀,进水阀,然后进水,直到排气阀排出水没有空气为止(部分小型过滤器不单独设置排气阀,可用出水口进行排气).
（3）对于大型过滤器,可用空气擦洗,以增强反冲洗效果,一般通入压缩空气(强度10~18 l/s.m2),然后进行气水反冲洗.
（4）设备反洗时应控制好反冲洗强度,应避免活性炭冲洗泄漏出系统.
（5）根据进水水质的情况,应定期更换活性炭滤料,一般3~6个月更换一次.
特别提醒：
活性炭过滤器使用一段时间后，由于截污过多，活性炭表面及内部的微孔被水中的杂质堵塞，活性丧失，造成压降增大和出水水质变差，细菌大量繁殖，这时应对它进行反洗，反洗后要进行一定时间的正洗。建议每天检查活性炭罐出水含余氯量，评定活性炭罐的情况。定期反冲砂滤、活性炭罐。一般每周一次以上。