描述
压力式多介质过滤器是一种依靠水压推动原水穿过多层功能滤料,截留水中杂质实现水质净化的过滤器,是目前水处理领域应用非常广泛的预处理净化设备,可有效去除原水中的悬浮物、胶体、泥沙、铁锈、大分子有机物等污染物,为后续深度水处理工艺提供符合要求的进水水质。和传统重力式过滤器相比,它依靠系统压力完成过滤,结构更紧凑,过滤速度更快,适配从中小型到大型的各类水处理项目。
核心内容
压力式多介质过滤器的核心内容围绕长期稳定过滤、滤料再生两大功能展开,完整覆盖过滤、反冲洗再生、正洗三个核心流程,满足连续运行的水处理需求,主要包含三大核心组成部分:
分级过滤系统:通过多种粒径、多种材质的多层滤料,分级截留不同粒径的污染物,实现从大颗粒杂质到细小悬浮物的逐级拦截,保障出水浊度稳定达标。
反冲洗再生系统:当滤料层截留杂质达到饱和,进出水压差达到设定阈值后,可通过反向水流冲落滤料附着的杂质,恢复滤料的过滤能力,不需要频繁更换滤料,降低长期运行成本。
承压密闭系统:整体为密闭承压罐体结构,可适配不同压力的给水系统,不需要建造大型重力滤池,安装布置更灵活,占地面积更小。
除此之外,压力式多介质过滤器可根据进水水质调整滤料配置,搭配功能性滤料实现除铁、除锰、除余氯、去除小分子有机物等特殊处理需求,可适配多种复杂的进水水质条件。
工作原理
压力式多介质过滤器属于多介质过滤器的细分品类,工作原理结合了机械筛滤、吸附沉淀两种作用,整个运行周期分为过滤和反冲洗两个核心阶段,具体原理如下:
过滤阶段原理
原水在系统压力的推动下从过滤器顶部进水口进入,均匀布水后依次穿过不同层级的滤料。水中粒径大于滤料间隙的大颗粒杂质,首先会被表层滤料通过机械筛滤作用截留;粒径较小的胶体、细小悬浮物会进入滤料层内部,通过滤料颗粒表面的吸附、沉淀作用被截留;经过多层滤料逐级过滤后的净水,通过底部集水系统流出罐体,完成一次过滤过程。随着过滤过程持续,滤料层缝隙不断被杂质堵塞,过滤器进出口的压力差会逐渐升高,当压差达到预设阈值后,设备自动切换进入反冲洗阶段。
反冲洗阶段原理
反冲洗阶段,高压反冲洗水从过滤器底部进水口进入,反向穿过整个滤料层,水流冲击力会带动滤料颗粒膨胀松动,让附着在滤料表面的杂质脱离滤料,脱落的杂质会随着反冲洗水流从顶部排污口排出罐体。反冲洗完成后,设备会进行1-2分钟的正洗,排出滤层中残留的浑浊废水,之后即可重新切换回过滤阶段,恢复过滤能力。
产品结构
压力式多介质过滤器为模块化集成结构,主要由承压罐体、布水系统、集水系统、滤料层、控制辅助部件五个部分组成,各部件功能如下:
承压罐体:是整个设备的主体承载结构,常规材质分为碳钢防腐、食品级不锈钢、玻璃钢三种,可承受设计工作压力,密闭性良好,防止漏水泄压,保障过滤过程压力稳定,可根据工况和水质要求选择对应材质。
顶部布水系统:作用是将进水均匀分散到整个滤料层表层,避免局部流速过高冲刷滤层、影响过滤效果,常见结构有挡板式布水、多孔管布水、滤板水帽布水三种,大直径设备多采用滤板水帽布水保障布水均匀性。
底部集水系统:作用是均匀收集过滤后的净水,同时阻挡细小滤料漏出罐体,反冲洗阶段还可保障反冲洗水均匀分布在整个滤层,常见结构为滤板水帽集水,部分小型设备采用砾石垫层加多孔管集水,结构稳定不易堵塞。
滤料层:是实现杂质截留的核心功能部件,一般由2-3种不同材质、不同粒径的滤料组成,按照粒径从小到大从上到下排列,实现分级截留,常用滤料包括石英砂、无烟煤、锰砂、活性炭、石榴石等,可根据处理需求搭配。
控制辅助部件:包括进出口压力表、压差计、排气阀、排污阀、手动/自动控制器等部件,用于实时监测设备运行状态,自动切换过滤和反冲洗流程,降低人工运维工作量。
产品参数
压力式多介质过滤器的参数可根据项目处理量和工艺要求定制,常规核心参数范围如下:
罐体直径范围:常规规格为300mm到4200mm,大型项目可定制更大尺寸的罐体,处理规模越大罐体直径越大。
设计工作压力:常规为0.2MPa到1.0MPa,特殊高压力工况可定制1.6MPa承压罐体,适配不同给水系统的压力要求。
过滤运行流速:常规运行流速范围为5m/h到15m/h,进水浊度越高要求过滤流速越低,可根据出水要求调整。
进水水质要求:常规要求进水浊度不超过50NTU,可适应大部分地表水、地下水、市政自来水等常规原水。
出水浊度范围:常规预处理出水浊度可控制在5NTU以内,深度预处理可稳定达到1NTU以下,满足反渗透、超滤等深度处理工艺的进水要求。
反冲洗参数:反冲洗强度常规为10L/(m⊃2;·s)到20L/(m⊃2;·s),反冲洗时间为3分钟到10分钟,根据滤料种类和污染程度调整。
单台处理能力:常规单台处理量为1m⊃3;/h到300m⊃3;/h,多台并联可满足千吨级以上大规模水处理需求。
产品特性
和其他类型的过滤设备相比,压力式多介质过滤器具备多个突出优势,适配绝大多数水处理过滤场景:
适配性强,可满足多元处理需求:可通过调整滤料的种类、层级、厚度,实现不同精度的过滤,也可搭配功能性滤料完成除铁锰、除有机物、除余氯等特殊处理,适配多种进水水质和出水要求。
结构紧凑,占地面积小:密闭立式罐体结构,不需要建造大型重力滤池,占地面积仅为同等处理能力重力式过滤器的三分之一左右,安装布置灵活,适合场地有限的项目使用。
运行稳定,运维成本低:滤料可通过反复反冲洗再生,正常使用寿命可达3-5年不需要整体更换,设备没有频繁更换的易损部件,日常只需要定期监测压差、排查异常,运维工作量和长期成本都很低。
自动化程度高,可无人值守:可配置PLC自动控制系统,根据压差或者运行时间自动切换过滤和反冲洗流程,不需要人工手动操作,适合规模化水厂和工业连续生产项目使用。
扩展性强,适配不同规模项目:从小型1吨每小时到大型数千吨每小时的处理需求,都可以通过单台配置或者多台并联组合实现,项目后期扩容也可以直接新增设备,不需要改动原有系统。
产品介绍
目前市场上的压力式多介质过滤器,按照控制方式可分为手动控制和自动控制两类:手动控制款成本较低,操作简单,适合小型水处理项目,人工定期切换反冲洗即可满足运行需求;自动控制款可实现全流程自动化运行,适合中大型项目,降低人工运维成本。
按照安装形式可分为立式和卧式两类:立式压力式多介质过滤器过滤流程长,过滤效果好,占地面积小,是目前应用最广泛的类型;卧式压力式多介质过滤器罐体高度低,适合厂房高度有限的大处理量项目使用。
按照罐体材质可分为三类:碳钢防腐款成本低,防腐性能好,适合大部分常规工业水处理、市政水处理场景;不锈钢款卫生等级高,无二次污染,适合饮用水处理、食品制药行业生产给水处理;玻璃钢款重量轻,耐酸碱腐蚀,适合小型水处理项目和腐蚀性水质处理场景。
应用案例
压力式多介质过滤器已经成为水处理预处理的标配设备,在各类项目中得到成熟应用,几个典型案例如下:
电子厂反渗透纯水预处理项目:某大型面板生产企业,建设120吨每小时纯水制备系统,原水为市政自来水,进水浊度约8-12NTU,采用两台直径2500mm的压力式多介质过滤器,滤料配置为上层无烟煤下层石英砂的双层滤料,出水浊度长期稳定在0.8NTU以下,完全满足反渗透膜的进水要求,运行四年来,延长了反渗透膜清洗周期,降低了整体运维成本。
钢铁厂循环冷却水旁滤项目:某大型钢铁企业,循环冷却水系统总水量6000立方米,采用6台并联的压力式多介质过滤器做旁滤处理,旁滤处理量600吨每小时,可有效截留循环水中的悬浮物、腐蚀产物、藻类碎屑,将循环水浊度稳定控制在10NTU以内,减少了管道结垢和设备腐蚀,每年可节约补水和水处理药剂成本约12%。
村镇集中供水除铁锰项目:北方某村镇集中供水工程,原水为地下水,铁锰含量超过生活饮用水标准2倍以上,采用两台压力式多介质过滤器填充锰砂滤料,总处理水量25吨每小时,处理后出水铁锰含量完全符合国家生活饮用水卫生标准,设备自动运行,不需要专人值守,每年运维成本不足两千元,非常适合村镇小型供水项目使用。
应用行业
压力式多介质过滤器的应用覆盖几乎所有需要水质净化预处理的领域,主要应用行业包括:
专业水处理行业:包括反渗透/超滤纯水制备预处理、自来水厂净化、污水处理深度处理、中水回用处理、景观水体净化等,是水处理工艺中不可缺少的核心预处理设备。
工业生产行业:包括电子电力行业纯水制备、化工行业生产给水过滤、钢铁冶金行业循环冷却水处理、食品饮料行业原水净化、医药制药行业纯化水预处理、纺织印染行业废水预处理等,满足不同行业的生产用水水质要求。
市政公用行业:包括村镇集中供水净化、市政自来水深度处理、住宅小区供水二次净化、泳池水循环过滤、人工景观水处理等,保障公共用水的水质安全。
矿业环保行业:包括矿井水处理达标排放、矿山选矿废水净化回用、化工工业废水预处理、垃圾渗滤液预处理等,去除水中悬浮物,降低后续处理负荷,保障出水达标。
常见问题解答
压力式多介质过滤器需要多久更换一次滤料?
正常维护运行的情况下,常规石英砂、无烟煤滤料的使用寿命为3-5年,如果进水杂质含量长期超标,或者反冲洗不及时导致滤料板结流失,可提前更换,做好定期反冲洗维护可有效延长滤料使用寿命。
压力式多介质过滤器和活性炭过滤器是什么关系?
活性炭过滤器属于特种压力式多介质过滤器的一种,普通压力式多介质过滤器以石英砂、无烟煤为核心滤料,主要作用是截留悬浮物杂质;活性炭过滤器以活性炭为核心滤料,主要作用是吸附水中的有机物、余氯、异色异味,一般放置在普通多介质过滤器之后使用。