新型硅藻土过滤器在水处理的实践应用
摘要：由于硅藻土具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水和渗透性强等特点，并有特殊的结构构造，使得它具有许多特殊的化学和物理性能，质地纯净，硅藻含量高，藻类形态完整，杂质含量小，不含易溶解于溶液中的物质，因此，我公司克服了种种困难，经过多方努力，成功研制出新型的硅藻土过滤器，过滤精度高，效果显著，在水处理领域中可以大力推广。
关键词：硅藻土过滤器；水处理；实践应用
前言:利用硅藻土的结构特点和其物理性能，硅藻土过滤器很早以前就实际应用到工业生产当中，在工业过滤方面主要做为生产助滤剂，饮料、酒类、炼油、油脂、涂料、肥料、酸碱、药品等方面应用广泛，但在水处理过滤方面实际还未得到广泛应用。我公司克服了种种困难，经过多方努力，成功研制出新型的硅藻土过滤器，过滤精度高，处理效果显著。
1.硅藻土过滤器的组成
硅藻土过滤器由硅藻土供给装置、硅藻土混合箱、过滤泵、过滤罐、喷射反冲洗装置等组成，过滤罐内部是由多个滤芯垂直排列形成过滤器组成部分,与水混合的硅藻土混合物用过滤泵循环运行，过滤罐的滤芯上形成约2—3mm的膜，由于它是不规则的多孔微粒子，从而形成了微细间隔，这种微细间隔可以过滤水中的胶状物质、水溶微小物质，当原水通过此过滤器时0.5μm以上的微粒子被过滤掉。
2.硅藻土过滤器的过滤工艺
2.1第一工程：循环形成过滤膜（pre-coating）
安装在硅藻土箱上部的斗仓，将一定量的过滤助剂投放到硅藻土箱中,与清水充分混合变成泥浆,通过泵的压力将此泥浆送到过滤灌中进行循环。循环过程中,过滤剂在滤芯的周围形成硅藻土膜过滤层，此过程叫循环形成过滤膜过程。经10～15分钟后进入下工程。
过滤膜的作用
1、防止悬浮物(SS)等堵塞过滤器；
2、反冲洗方便；
3、根据悬浮物粒子的大小选择过滤助剂。
2.2第二工程：过滤过程（Filtering）
过滤膜形成结束后，硅藻土箱的阀门关闭,原水箱阀门打开的同时，过滤器开始工作。
主泵把原水送到过滤罐中,0.5μm以内的微粒(悬浮物)吸附在滤膜层外，随着过滤时间的增加,过滤器中的压力也增大，当达到规定压力时,原水阀自动关闭,系统进入下一阶段。
2.3第三工程:反冲洗(BackWashingCycle)过滤罐下端的阀门打开(open),从过滤罐上端注入压缩空气和水,把过滤膜和附在过滤膜上的滤渣强行输送到淤泥箱中，过滤罐被冲洗干净,循环进入到第一工程。同时进入第四工程。
2.4第四工程:脱水(DehydrationCycle)
被压滤机脱水的液体进入到原水箱中,而滤渣被压成滤饼后排到拖盘中。
3.硅藻土过滤器（Pre-coatFilter）的特点：
（1）过滤稳定；
（2）内部结构稳固，过滤剂的选定与结构管理中，完全可以做到0.5μm的超精密过滤；
（3）最大限度地降低了原水的损失；
（4）采用新的脱水方式，脱水率达到85%以上；
（5）可全自动运行；
（6）故障少，操作方便，因此可减轻操作的劳动强度；
（7）运行费用低；
（8）无需更换过滤器，系统可自动运行，节约了人力。处理容量大而设备紧凑，因此投资费用少；
（9）因使用特殊的硅藻土过滤器，因此容积小，但过滤面积大；
（10）过滤罐中的净水与加压空气，在数分钟内进行反冲洗，然后进入下一轮的过滤工程；
（11）据压力、时间的自行控制，可自动进行反冲洗工程；
（12）结构简单，故障少。硅藻土膜形成、反冲洗、脱水、垃圾饼的排除等，全过程是自动连续进行；
（13）无需更换过滤器，节约了更换过滤器的费用、更换时间、人力等，因此经济效益非常高。
4.硅藻土过滤器与其他过滤器对比说明
| 区分 |
种类 |
SAND FILTER |
CARTRIDG FILTER |
PRECOAT FILTER |
Reverse Osmosis System |
||
|
RO NF |
UF |
MF |
|||||
|
性能 |
最小过滤颗粒指数（μm） |
50 |
10 |
0.5 |
METALION |
１ |
１ |
|
经济性 |
过滤器的使用时间（月） |
3～6 |
1～3 |
36～60 |
3～6 |
3～6 |
3～6 |
4.1过滤器种类及特性
4.1.1沙子过滤器（SANDFILTER）
此种过滤器主要是由沙子过滤层（600mm以上）和碎石支持层（400mm以上）构成。具体工作原理是污水以每小时25m/hr～30m/hr的速度从上至下通过沙层进行过滤。
此种机器的主要弊病是机器需要频繁地更换沙子和碎石，即费工又费时，过滤效果只能达到50μm，且过滤精密度不稳定。所以使用起来很烦琐，设备体积大，消耗动力大等缺点。为了清除微粒子必须使用絮凝剂AL2（SO4）3和CaO来混合注入到过滤罐中，上面形成过滤层来吸附残渣物，再通过沙子过滤。这种方法虽然能清除微粒子，但是在实际操作中很难调节药品的注入量，维持正常管理会有很多难度。
4.1.2筒状过滤器（CARTRIDGEFILTER）
游泳池或洗浴等场所使用的筒状过滤器是由P.P或P.E材质制成。直径从25～100mmø，长250～750mm等几种类型。过滤颗粒指数为1～200μm，游泳池大多数使用的是过滤颗粒指数为50μm以下的过滤器。
此种机器在的标准过滤速度是10m/hr以内。由于这种是一次性滤芯，所以必须经常更换滤芯，这大大增加费用支出和劳动强度的同时，稳定性精密度也大幅度降低。
4.1.3硅藻土膜过滤器（PRE—COATFILTER）
这是一种工厂、游泳池或洗浴等场所使用的最佳循环过滤设备。机器过滤效率高，过滤精密度稳定，有效地去除水中的有害物质；体积小，运转费用低，技术先进，运转寿命长。对不同水质、不同空间、不同流量、不同处理要求可配备设备。
硅藻土膜过滤是使硅藻土自动吸附在滤芯外层上形成厚度为2～3mm过滤层,原水通过此过滤层过滤。最小颗粒指数为0.5μm以下，达到纯净水的标准。是沙子过滤器（50μm）和筒状过滤器（30μm）无法比较的。另外，从工作效率来讲，实际操作的时候如果用沙子过滤器24小时，4～8回循环运行的工作量，用硅藻土膜过滤器只需24小时1回循环过滤就能充分达到预计要求。硅藻土膜过滤器比沙子过滤器或筒状过滤器在清除微粒残渣物的性能上有卓越的功效，此工艺流程为吸毛和除悬浮物工程、硅藻土自动挂膜工程、过滤工程、返冲洗工程、压滤脱水工程。此设备通过高压气体处理残渣物，使残渣物形成粉末性饼状固体，处理非常方便。
硅藻土膜过滤器比其他产品在更换滤芯次数方面有独到的优势。在过滤相等量的情况下，本设备更换滤芯的次数为筒状过滤器的1/20次，而且各项指数都高于其他产品。硅藻土膜过滤器操作简便，智能化管理，减少工作强度。
4.2过滤器性能及经济对比表
5.1硅藻土过滤器的应用领域
（1）温泉、大众浴池、泳池、简易净水场、床上用品洗涤废水、浴巾洗涤废水的循环使用；
（2）PCB线路板研磨液的循环使用；
（3）电子元器件氧化铝PCB板洗涤液的循环使用；
（4）含粉末土的洗涤水过滤后以冷却水循环使用；
（5）磷酸盐表面膜表面调整液的循环使用；
（6）硬质铬电镀液的循环使用；
（7）污水、废水处理厂的过滤；
（8）钢丝切断液的循环使用；
（9）制造醋等食品业的过滤循环使用；
（10）冷却水的循环使用；
（11）陶瓷、超硬研磨液的循环使用；
（12）工业用水、生活用水的过滤；
（13）散热器(汽车、空调)流动液(FKUX液)的循环使用。
5.影响硅藻土过滤器过滤效率的因素
一般硅藻土过滤中有两种因素影响过滤效率：
一种是硅藻土膜受污染引起过滤效率的降低及过滤膜上浮游物的沉积影响过滤效率。
另一种是由于浓度分极现象,原水通过过滤膜时，随着过滤时间的增加，浓度上升，这引起过滤压力也增加,因此过滤效率降低。但这不是永久性地损伤过滤膜或降低过滤效率,通过反冲洗可以恢复到原来的过滤效率。
现阶段考虑流体力学,正研究与开发硅藻土的多种微粒大小及渗透性,最大限度地减少浓度分极现象。过滤膜的污染是根据FEEDSULUTION(原料转化率)的特性,在过滤膜表面上沉积着污染物质,因此过滤效率降低.过滤膜在很短时间内受污染,主要是因表面吸附引起的,这在硅藻土过滤中对过滤速度影响很大.即刚开始过滤速度比较快,随着时间的推移,过滤速度漫漫降低,这就是形成污染层后污染物质沉积的原因。
6.硅藻土过滤器应用前景展望
近年来硅藻土膜过滤器以自身独特的先进技术在国内外市场上占有领先地位，因此在科技高速发展的今天，随着人们对生活水平的日益提高，更多的与水处理相关的工厂和公共场所选择硅藻土过滤器是明知的选择。
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