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设计师必须掌握系列之“至强物理过滤器”——硅藻土过滤器

在泳池水处理环节中,过滤环节是最重要的环节之一,而过滤介质和设备的选择更是重中之重;前段时间,我们对石英砂过滤器进行了详细的讲解,而今天要讲解的是池水过滤中最强的物理过滤方式——硅藻土过滤器

 

至强的过滤介质:

硅藻土是一种以蛋白石为主要矿物成分的硅质生物沉积岩,它的内外表面分布着无数纳米级的微孔,可形成多空隙层,空隙度在90%左右,能够有效降低过滤阻力;其过滤精度为1~2μm,出水浊度可达0.05NTU,隐孢子虫去除率达99.996%,它强大的过滤能力,不仅可以去除水中的浊度,亦能去除水中的有机物、氨氮、孢子和细菌等;它更可以作为过滤酒类、饮料、食用油脂、糖类等液体食品的助滤剂,且广泛应用于饮料、酿造、医药和游泳池的水处理工艺。

 

硅藻土过滤机理:

1. 机械筛滤作用:由于硅藻土拥有无数天然的微细孔,当原水流经微细孔时,会吸纳某些较大的颗粒杂质,并能在相当时间内保持一定的过滤速度。当使用硅藻土制作的滤膜被污物不断堵塞,导致其孔隙缝道逐渐变小,于是后续细小的颗粒杂质也相继被截留。

2. 吸附截留作用:硅藻土主要化学成分是二氧化硅(SiO2),约占80%~90%。硅藻土中有20%左右表面带正电荷,它对颗粒杂质具有静电吸引力,从而形成吸附截留作用。由于硅藻土预涂膜较薄,所以,一般将硅藻土过滤称表面过滤。

 

硅藻土的过滤性能:

虽说硅藻土是最强的过滤介质,但其过滤精度也存在很多讲究。如:预涂膜、过滤速度、工作周期等。若是在不了解其之间的关系就进行过滤,反而会弄巧成拙。

1.过滤精度与预涂膜硅藻土的厚度有关。如果预涂膜的厚度较薄,虽然可减少硅藻土用量,但会有部分微细的污物进入滤膜内部,不能保证滤后出水水质,还加快过滤介质的污染;若预涂膜的厚度较厚,则与前者相反,还会增加起始的水头损失。对游泳池池水来讲,预涂膜所用硅藻土量以单位过滤面积0.8kg/m2为宜。

2.预涂滤膜的工作周期与选用的硅藻土型号和预涂滤膜的厚度有关。采用较粗大颗粒直径的硅藻土做预涂膜时,其工作周期会长一些,但出水的浑浊度也会微高一些;采用较细小颗粒直径的硅藻土做预涂膜时,则与前者相反。因此,设计时应根据水质要求选择硅藻土的型号和预涂滤膜的厚度。

3.原水浊度对过滤效果影响较大。原水浑浊度变化会使水头损失出现明显变化,浑浊度增加,水头损失会突然上升;如果浑浊度的变化幅度不大,水头损失会随过滤时间的延续而有规律的增长。

4.过滤速度影响运行成本。初始过滤速度是影响硅藻土过滤的主要因素之一,它直接影响滤后出水水质、过滤周期和单位重量硅藻土所能过滤的水量,这就直接影响到制水成本。

5.由于硅藻土过滤属于慢速精细过滤,所以不需要投加混凝剂,从而减少混凝剂投加配套设备的投资及运行费用;同时,硅藻土过滤可使设备小型化,能够降低设备造价,便于安装和运输,具有突出的经济有点。

 

硅藻土过滤器的过滤原理:

首先,将硅藻土在容器内配成一定浓度的硅藻土浆液,开启游泳池循环水泵,将配好的浆液送入过滤器,依靠水泵的压力使部分硅藻土被滤元截留吸附在它的表面上,还有部分硅藻土随着水流回到硅藻土浆液容器内,如此不断循环运行。

然后,随着硅藻土在滤元表面逐渐架桥形成滤膜,后续送入的预涂浆液中的硅藻土不断被截留,一般经过约5~10min的连续循环出水清澈,达到预期的浑浊度要求,预涂膜工作完成,即可切换阀门进入池水过滤阶段。

随着过滤设备的运行,截留池水中的悬浮杂物、微生物的增加,水流通过预涂滤膜层的水头损失增大;当水头损失达到规定值后,说明第一个循环周期结束,随后即进入反冲洗阶段。硅藻土的工作过程需要经过预涂膜→循环过滤→反冲洗这三个阶段。

 

硅藻土过滤器的反冲洗:

硅藻土过滤器与砂缸过滤器一样,在过滤阶段随着过滤器的运行,池水中的悬浮物杂质、胶体污物颗粒、细菌、病毒和其他污物被硅藻土预涂膜层所截留,致使过滤水通过滤膜层的水头损失也逐渐增加,待水头损失达到设定值后,就要对过滤器进行反冲洗,排除脏污的硅藻土。

1.硅藻土过滤器反冲洗的方式与砂缸过滤器一样,利用水或气-水从过滤时水流相反的方向送入过滤器,将预涂在滤元上的硅藻土冲洗干净。

2.用水反冲洗的强度一般与池水过滤速率一致。反冲洗持续时间一般为1~3min。

 

硅藻土过滤器的种类

根据其构造和工艺,压力式硅藻土过滤器可分为:可逆式板框形硅藻土过滤器和烛式压力硅藻土过滤器。

1. 可逆式板框形硅藻土过滤器的滤元是将滤布粘结在板框上,然后一片一片的滤元拼装并压紧组成,组成片数根据循环水量计算确定,具有较强的组合灵活性。由于使用是双向性的,使用过程中应认真冲洗滤布,若冲洗不干净会将残留硅藻土漏入游泳池,其次受自身构造影响,需较高的滤速方可将滤膜挂上,一般需要6—10m/s。

2.烛式压力硅藻土过滤器:其外形与立式石英砂压力过滤器近似,其内部则由一根根类似蜡烛形状的滤元组成,所以,称其为烛式硅藻土过滤器。

烛式硅藻土过滤器工作原理:按所选过滤器面积将所需硅藻土配制成浆液,利用循环水泵的压力出水从过滤器下部进入过滤器,与此同时将硅藻土浆液罐内已配制好的浆液被循环水泵吸入送入过滤器内,依靠水的水压将硅藻土均匀地涂在滤元上,水则通过预涂层由滤元中间的骨架向上经过滤器上部从水管流出,如此反复运行。待硅藻土浆液罐内的硅藻土全部用完,浆液罐内剩余的水是清澈透明,即可切换阀门进入池水过滤阶段。

LASWIM(威浪仕)硅藻维过滤器,内部采用烛式结构设计,使用独特的过滤棒,增大了过滤器的面积,优化了过滤和反冲洗效果, 过滤精度达到能1~2μm,出水浊度可达0.05NTU,隐孢子虫去除率达99.996%,且可以正常运行两个星期。

LASWIM(威浪仕)硅藻维过滤器是一种较为先进、安全、高效、无污染的新型过滤方式,烛式过滤器具有高效节能、密闭高精、维护简便、安全可靠等特点。

 

全智能可再生硅藻土过滤器

LASWIM(威浪仕)以在泳池、水疗领域多年的沉淀,采用最新的设计理念与领先的水处理技术,推出了新一代全智能节能再生硅藻土过滤器,可以实现对硅藻土过滤器的自动控制(自动投加硅藻土、自动挂膜、再生利用、自动水反冲洗及汽水反冲洗系统)和已污染的硅藻土环保回收,解决了传统硅藻土过滤器在使用过程中出现的各种问题,是一种集智能、经济、环保、精密过滤等特点于一身的最先进的泳池过滤设备——烛式可再生硅藻土过滤器。

1.过滤工作原理:LASWIM(威浪仕)全智能节能再生硅藻土过滤器只需将硅藻土放入真空吸入口,当开启循环过滤功能后,进入过滤器内的硅藻土,先自动进入内腔,并会自动均匀地涂在滤网上形成滤饼,实现自动挂膜,自动切换到过滤功能(人工操作时,滤饼会分解,自动过滤时滤饼不会被破坏),水则通过滤膜过滤后经由滤元中间向上流动,并从出水口流出洁净无莹的滤后水。

2.再生利用原理:当循环水泵停机后,涂在滤元上的硅藻土会自然脱落到过滤器的底部不予排放。待循环水泵再次启动时,未被污染的硅藻土与污染的硅藻土混合,重新将其均匀地涂在滤元上形成新的滤膜,仍能保持其初始时的疏松结构,并重新进入池水过滤阶段。这样就可以增加过滤器的运行时间,有效地延长过滤器的反冲洗周期、节约反冲洗水量和硅藻土的用量,估它具有很好的运行效益。(静态滤膜运行只利用了大约10%的硅藻土预涂膜表面层截留池水中的脏污染物,故脱落到过滤器底部的被污染硅藻土可重复利用。)

 

硅藻土过滤器和石英砂过滤器对比:

在行业内,已经有很多实验案例证明,硅藻土过滤器比石英砂过滤器的过滤效果要好,那么两者的运行成本对比情况又是怎样呢?LASWIM(威浪仕)针对同一体积大小的石英砂过滤器和硅藻土过滤器进行了实验和研究,如下:

池尺寸为50×25×1.5米(长×宽×均深),循环周期采用5h,循环流量412.5m3/h。

项目名称

石英砂过滤

硅藻土过滤

初次注水量(m3

1875

1875

年补水量(m3

19687.5

11812.5

年反冲洗用水量(m3

7227.36

710.64

滤速(m/h)

21.89

4.39

单台过滤面积(m3

3.14

31.32

反冲洗强度(m3/ m2.h)

15

3

反冲洗时间(min

10

2

单台反冲水量(m3

28.68

11.28

过滤罐的数量(台)

6

3

反冲洗间隔周期(天)

5

10

月反冲洗次数(次)

6

3

从数据得出,硅藻土过滤器在过滤效率上要比石英砂过滤好,且运行成本也比石英砂过滤器要低(参考用水量、反冲洗次数等) 。

小结:

硅藻土过滤器是目前物理过滤效果最好的设备,其效果远高于纸芯过滤器和石英砂过滤器,并以烛式硅藻土过滤器为主流,其优异的性能和特点广受欢迎,能保证游泳池满负荷运行时的水质且不再需要给池水中添加其他的化学药物;排水量小,运行费用较低,占用面积及空间、重量更小。硅藻土过滤器需要再生滤料操作繁琐,应配置全自动系统,同时需要定期更换滤料。

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