انتخاب رسانه و بهینه‌سازی درجه‌بندی فیلتر چندرسانه‌ای

در مقایسه با فیلترهای تک رسانه ای، مزایای اصلی فیلترهای چند رسانه ای عبارتند از:

دستیابی به توزیع ایده آل "مدیای فیلتر": آب از بالا به پایین از طریق لایه هایی از محیط فیلتر با چگالی و اندازه ذرات مختلف جریان می یابد و به طور طبیعی یک توزیع منفذی با مواد درشت تر در بالا و مواد ریزتر در پایین ایجاد می کند.

به حداکثر رساندن ظرفیت فیلتراسیون: لایه رسانه فیلتر درشت (به عنوان مثال، آنتراسیت) مقدار زیادی از مواد جامد معلق بزرگتر را قطع می کند، در حالی که لایه رسانه فیلتر ریز (مانند ماسه کوارتز) ذرات کوچکتر را فیلتر می کند، چرخه فیلتراسیون را تا حد زیادی گسترش می دهد و ظرفیت نگهداری کثیفی{4}} را افزایش می دهد.

کاهش مقاومت جریان آب و جلوگیری از گرفتگی سریع سطح: لایه رویی محیط فیلتر درشت به طور موثری از تشکیل یک "کیک فیلتر" متراکم بر روی سطح لایه فیلتر، مواد جامد معلق جلوگیری می کند و به آب اجازه می دهد تا به آرامی به داخل لایه فیلتر برای فیلتراسیون عمیق جریان یابد.

انتخاب فقط در مورد انتخاب مواد نیست، بلکه به انتخاب خواص فیزیکی و شیمیایی آنها نیز بستگی دارد.

1. رسانه های فیلتر رایج و ویژگی های آنها

آنتراسیت: معمولاً به عنوان رسانه فیلتر لایه بالایی استفاده می شود. چگالی کم (~1.6 گرم بر سانتی‌متر مربع)، پایداری شیمیایی خوب، سطح ناصاف و متخلخل، ظرفیت جذب قوی، و ظرفیت نگهداری کثیفی{2} زیاد است. با این حال، سختی آن نسبتاً کم است، و نرخ مشخصی از سایش را در طول کارکرد طولانی مدت تجربه می‌کند. آنتراسیت با-چگالی،-سختی بالا،-با کیفیت بالا مورد نیاز است.

شن کوارتز: رسانه فیلتر هسته، میانی یا پایین. چگالی متوسط ​​(~2.65 g/cm³)، سختی بالا،-مقاوم در برابر سایش، مقاوم در برابر خوردگی{3}}، ارزان و در دسترس است. سطح صاف، اما ظرفیت رهگیری آن کمی کمتر از آنتراسیت است. بر اساس اندازه ذرات برای لایه های مختلف به ماسه درشت و ریز طبقه بندی می شود.

Gemstone/Ilmenite: Usually used as the bottom layer filter media. High density (>4.5 گرم بر سانتی‌متر مربع)، می‌تواند به طور پایدار در هنگام شستشوی معکوس در پایین باقی بماند و به طور موثر از از بین رفتن ذرات شن و ذغال سنگ جلوگیری کند. قیمت بالاتر، عمدتاً در برنامه هایی که نیاز به پایداری دقیق لایه بندی رسانه فیلتر دارند، استفاده می شود.

کربن فعال: لایه عملکردی ویژه (حذف مواد آلی، کلر باقیمانده و بوها). دارای سطح ویژه عظیم و ظرفیت جذب قوی است. چگالی کم، به راحتی از دست می رود. استحکام مکانیکی کم، سایش پودر تولید می کند. معمولاً به تنهایی به عنوان یک محیط فیلتر استفاده نمی شود، بلکه در ترکیب با ماسه کوارتز و سایر رسانه ها برای تشکیل یک بستر فیلتر چند رسانه ای{3}}.

گارنت: جایگزینی برای مگنتیت به عنوان یک فیلتر{0}}بالا در لایه پایین. چگالی بالا (~4.2 گرم بر سانتی‌متر مربع)، سختی بالا، لبه‌های ذرات تیز، در نتیجه منافذ کوچک‌تر و دقت فیلتراسیون بالاتر.

توپ های فیبر/مدیای فیلتر: برای فیلتراسیون فوق العاده-با دقت بالا استفاده می شود. تخلخل متغیر، ظرفیت نگهداری کثیفی بسیار بالا-. به طور معمول در فیلترهای ریز مستقل استفاده می شود، به ندرت با رسانه های فیلتر دانه ای سنتی مخلوط می شود.

Multi{0}}Multimedia Filters_Xinxiang Liefert Filter Co., Ltd.

2. عوامل کلیدی تصمیم گیری برای انتخاب رسانه فیلتر

کیفیت آب ورودی: غلظت جامدات معلق، توزیع اندازه ذرات، محتوای روغن، محتوای مواد آلی، و غیره. روغنی: آبگریز/ولئوفیل یا سطحی{3}}مدیای فیلتر اصلاح شده باید در نظر گرفته شود. حذف ماده آلی/کلر باقیمانده مورد نیاز: لایه کربن فعال را می توان اضافه کرد.

نیازهای خروجی: کدورت هدف، محتوای جامدات معلق. نیازهای بالا به رسانه فیلتر لایه زیرین ریزتر (مانند شن کوارتز ریز) یا پیکربندی چند لایه نیاز دارند.

سازگاری شیمیایی: محیط فیلتر باید بتواند مقدار pH و اکسیدان آب ورودی را تحمل کند تا از انحلال یا آسیب ساختاری جلوگیری کند.

هزینه های عملیاتی و نگهداری: این شامل هزینه رسانه فیلتر، چرخه تعویض و مصرف آب و برق برای شستشوی معکوس می شود.

بهینه‌سازی درجه‌بندی کلید عملکرد فیلترهای چند رسانه‌ای است. هدف آن دستیابی به لایه‌بندی کامل هر لایه از محیط فیلتر پس از شستشوی معکوس، تشکیل ساختار ایده‌آل "بالا شل، پایین متراکم" است.

1. اصل اصلی: هم افزایی تفاوت چگالی و اندازه ذرات

اصل چگالی: این پایه برای دستیابی به طبقه بندی است. باید اطمینان حاصل شود که چگالی رسانه فیلتر لایه بالایی < چگالی رسانه فیلتر لایه میانی < چگالی رسانه فیلتر لایه پایینی. ترکیب کلاسیک: آنتراسیت (1.6) < ماسه کوارتز (2.65) < مگنتیت (4.5).

اصل اندازه ذرات: با فرض اطمینان از تفاوت چگالی، اندازه ذرات رسانه فیلتر لایه بالایی > اندازه ذرات رسانه فیلتر لایه میانی > اندازه ذرات رسانه فیلتر لایه پایین. این تضمین می‌کند که حتی اگر جریان آب شستشوی معکوس باعث اختلال در محیط فیلتر شود، ذرات متراکم‌تر و کوچک‌تر در ته نشست می‌شوند.

یک مفهوم کلیدی: نسبت اندازه ذرات موثر

برای جلوگیری از مخلوط شدن لایه‌های مختلف رسانه فیلتر در حین شستشوی معکوس (پدیده‌ای که به عنوان "اختلاط" شناخته می‌شود)، نسبت اندازه ذرات موثر لایه‌های رسانه فیلتر مجاور یک پارامتر مهم است. از نظر تجربی، نسبت اندازه ذرات محیط فیلتر بالایی به پایینی باید بزرگتر یا مساوی 2 باشد. به عنوان مثال، اندازه ذرات موثر لایه بالایی آنتراسیت باید 1.0 میلی متر و اندازه ذرات موثر لایه پایینی ماسه کوارتز باید 0.5 میلی متر باشد.

2. طرح های درجه بندی کلاسیک و استراتژی های بهینه سازی

رسانه فیلتر دو لایه: لایه بالایی - آنتراسیت (اندازه ذرات 0.8-1.2 میلی متر)، لایه پایینی - شن کوارتز (اندازه ذرات 0.4-0.8 میلی متر). ضخامت کل معمولاً 700-900 میلی متر است، با نسبت ضخامت زغال به ماسه تقریباً 1.5:1 یا 2:1 (مثلاً 600 میلی متر زغال سنگ + 300 میلی متر ماسه). این پرکاربردترین و مقرون به صرفه ترین روش است که برای اکثر کیفیت های معمول آب مناسب است.

رسانه فیلتر سه لایه: لایه بالایی - آنتراسیت (1.0-1.6 میلی متر)، لایه میانی - ماسه کوارتز (0.4-0.8 میلی متر)، لایه پایین - مگنتیت/گارنت (0.2-0.5 میلی متر). ضخامت کل معمولاً 900-1200 میلی متر است. نسبت مثال: 500 میلی متر (زغال سنگ): 300 میلی متر (شن): 100 میلی متر (آهن).

3. درجه بندی بهینه سازی کنترل

ضریب عدم یکنواختی (K80): K80=d80/d10. d10 (اندازه ذرات موثر) و d80 پارامترهای کلیدی هستند.

رسانه فیلتر با کوچکترین K80 ممکن را انتخاب کنید. هرچه K80 کوچکتر باشد، اندازه ذرات یکنواخت‌تر از محیط فیلتر، ساختار منافذ سازگارتر، اثر فیلتراسیون بهتر و افزایش هدررفت کندتر است.

شدت شستشوی معکوس و نرخ انبساط: شدت شستشوی معکوس را پیدا کنید که به لایه آنتراسیت اجازه می دهد به طور مناسب منبسط شود (مثلاً 20%-30%)، در حالی که لایه ماسه کوارتز فقط کمی منبسط می شود یا اصلاً منبسط نمی شود. با تنظیم حجم آب و هوا شستشوی معکوس (در صورت استفاده از شستشوی معکوس هوا و آب)، اطمینان حاصل کنید که محیط فیلتر کاملاً تمیز می شود و در عین حال اختلاط رسانه ها را به حداقل می رساند.

PS: مشکلات رایج در عمل

مشکل 1: شدت شستشوی معکوس بیش از حد. دستگاه زهکشی آسیب دیده (به عنوان مثال، توزیع کننده هیدرولیک). ضخامت ناکافی لایه مدیا فیلتر با چگالی بالا-پایین.

راه حل: تجهیزات را بازرسی کنید تا مطمئن شوید که درجه بندی و ضخامت لایه پشتیبانی پایینی (ریگ ها، مگنتیت) با الزامات طراحی مطابقت دارد.

مشکل 2: ناشی از جلبک، مواد چسبنده، اکسیدهای آهن و منگنز و غیره در پساب. شستشوی معکوس ناقص

راه حل: تقویت پیش تصفیه. انجام شستشوی منظم هوا + شستشوی معکوس با آب؛ شستشوی معکوس تقویت شده شیمیایی-را در نظر بگیرید.

مشکل 3: نسبت اندازه ذرات نامناسب، شدت شستشوی معکوس بیش از حد، اختلاف چگالی رسانه فیلتر کافی نیست.

راه حل: درجه بندی را دوباره محاسبه کنید و رسانه فیلتر را با چگالی و اندازه ذرات مناسب انتخاب کنید. روش شستشوی معکوس را دقیقاً کنترل کنید.