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污水处理设备的过滤原理及应用2020-11-10 13:26
      污水处理设备在日常运行中经常需要使用过滤装置,过滤是水处理工业中最基本的过程。过滤器是以一定数量的多也物质为介质对悬浮物进行处理,在外力的作用下,悬浮物中的液体通过介质的孔道,固体颗粒被截取并达到固态,液分离的一种操作,过滤操作处理的悬浮物称为滤浆,使用的多孔物质称为过滤全介质,通过介质孔道的液体称为滤液,截取的物质称为滤饼或滤渣。依赖外力实现过滤操作的可民认为重力或惯性离心力,但在生活污水处理设备中应用最多的还是多孔物质,其下游两侧的压强差较大。
 
      沉淀法处理悬浮物,不仅耗时较长,而且生活污水处理设备中的沉渣含液量较高。过滤器的运行可以使悬浮物快速分离,滤渣中的液体含量也较低。但是如果用生活污水处理设备处理的悬浮物比较稀薄,且具中的固体颗粒较容易沉降,则应先在增稠器中进行沉降,再送到过滤机,以提高经济效益,过滤属于机械分离操作,与蒸发、干燥等非机械方式相比,能耗较低。
 
      一般而言,给水处理中的过滤,是以石英砂等粒度颗粒为滤层,将水中的悬浮杂质截留,从而使水得到理想的澄清,在给水处理中,生活污水处理设备的过滤,主要是用来深度处理或再生处理,以进一步去除二次处理出水中的少量残留物。
 
      生活污水处理设备水处理涉及的各种过滤技术,根据过滤原理可分为两类:表层过滤和深层过滤。表面过滤,有时也叫饼层过滤,其特征是颗粒颗粒呈饼状沉积在过滤介质的上游侧,适合处理固相含量稍高的悬浮液(固相体积分递率在1%以上)。表面过滤的颗粒支除机理为机械筛除,生活污水处理设备的过滤介质将过滤液中的颗粒按也径大小截取分离。这是一种用机械过滤原理过滤生活污水的设备,被称为过滤机械,常用的有硅藻土预镀层过滤、污泥脱水机(真空过滤机、带式压滤机、板框压滤机)、微滤机、各种膜分离技术(微滤、超滤、纳滤、反渗透)等。
 
      生活污水处理设备深层过滤的特点是,固体颗粒沉积在较厚粒状过滤介质的床层内部,其去除颗粒的主要机制是接触性凝聚,悬浮液中的颗粒直径小于床层孔道直径,当颗粒随流体通过床层曲折孔道时与滤料颗粒接触凝聚,水中的颗粒粘附在滤料颗粒上,这种过滤方法适用于悬浮液中颗粒极小且含量不高(固相体积分率低于1%)的情况,如生活污水处理设备,采用非常厚的石英砂作为过滤介质,实现水的净化。
 
      生活污水处理的主要设备是按深层过滤机理工作的滤池,工程上也称之为过滤装置(与前面提到的过滤装置相比,两者最大的不同在于过滤装置是静力装置,而过滤装置是动调备装置),当然,过滤装置中滤料层的表面对大颗粒也有机械筛除作用,但这并非深层过滤的主要工作机理,因此,滤池的工作机理是按触缩聚聚的机械筛除,其中以触缩聚为主。
 
      其过滤成分为完整快滤池,其组成成分包括:滤料、滤饼、助滤剂。
 
      生活污水处理装置快速过滤过程中水中悬浮杂质在滤层内被去除的主要机制包括两个方面:一是迁移机制,即被水流捕获的杂质颗粒如何脱离水流流线与滤料颗粒表面接触或接触;二是附着机制,即当杂质颗粒工料表面接触或接近时,依靠何种力使其附着在滤料表面。
 
      滤出过程中,滤层间隙水流对生活污水处理设备一般处理层流状态下,当水流流线移动时,杂质颗粒因脱离流线而趋向于滤料粒面,主要受截流、沉淀、惯性、扩散和水动力等作用的影响,当颗粒尺寸增大时,杂质颗粒会直接被滤料粒面截流,颗粒沉降速度较大时,在滤料粒面产生沉降沉淀,颗粒惯性较大时,也能脱离流线与滤料粒面接触,颗粒较小,布朗运动较大时,水力作用是由于滤料粒面附近有一个速度梯度,非球体颗粒在速度梯度作用下发生转动,脱离流线时也能脱离滤料粒面接触。