手動(dòng)濾水器改造自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器原理及自動(dòng)排污遙遙經(jīng)濟(jì)分析？

 手動(dòng)濾水器改造自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器原理及自動(dòng)排污遙遙經(jīng)濟(jì)分析？

結(jié)合遙遙外的連續(xù)自動(dòng)排污技術(shù)，針對(duì)原有的手動(dòng)濾水器進(jìn)行設(shè)備改造，自動(dòng)排污過(guò)程改為“上向流自動(dòng)排污”，濾料清洗技術(shù)采用“氣提洗砂”技術(shù)。

與改造前相比，濾塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)和檢修方便，工藝處理效率增加50％，遙遙穩(wěn)定，運(yùn)行降低50％。

某發(fā)電污水站自投產(chǎn)以來(lái)，出水水質(zhì)穩(wěn)定，能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

但是平流濾塔設(shè)計(jì)存在不足，濾料反沖洗效率低，導(dǎo)致反沖洗用水量增加，反沖洗周期從設(shè)計(jì)的2d縮短到1d，增加了運(yùn)行和管理。

這次技術(shù)改造，是在遙遙外動(dòng)態(tài)自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)試驗(yàn)研究對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了消化吸收，采用“連續(xù)動(dòng)態(tài)自動(dòng)排污”技術(shù)對(duì)該污水處理站平流濾塔進(jìn)行改造，并達(dá)到了預(yù)期遙遙。

1、自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器平流濾塔改造原因污水站采用的電動(dòng)濾水器裝置為普通平流濾塔(高4m，直徑2.3m)，改造前濾塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

該濾塔采用雙層濾料，上層為石英砂，下層為水淬渣，反沖洗方式采用大阻力配水系統(tǒng)氣水聯(lián)合反沖洗。

平流濾塔存在的問(wèn)題①反沖洗采用大阻力配水系統(tǒng)，每天反沖洗15min，消耗大量水資源和電能；②在傳統(tǒng)的常壓反沖洗系統(tǒng)中，存在著反沖洗不遙遙、濾料需要定期更換的問(wèn)題。

2、連續(xù)動(dòng)態(tài)自動(dòng)排污技術(shù)2.1技術(shù)簡(jiǎn)介“連續(xù)動(dòng)態(tài)自動(dòng)排污技術(shù)”是在“連續(xù)自動(dòng)排污”技術(shù)的基礎(chǔ)上，自行開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和加工的濾水器裝置，采用沸石濾料，粒徑為0.5~1.5mm，孔隙率為20％~30％。

天然沸石作為濾料不會(huì)增加水中有害金屬離子濃度，將其作為濾料應(yīng)用于自動(dòng)排污濾水器中可遙遙增強(qiáng)自動(dòng)排污單元去除懸浮物及氨氮的能力。

自動(dòng)排污濾水器的主要結(jié)構(gòu)如圖2所示。

自動(dòng)排污過(guò)程經(jīng)生化處理或投加混凝劑后的原水由進(jìn)水管進(jìn)入均勻自動(dòng)濾水器(對(duì)水流起消能作用)，使水流平穩(wěn)地進(jìn)入濾層。

均勻自動(dòng)濾水器下端的布水板起到均勻布水的作用。

原水中的懸浮物等污染物在自下而上通自動(dòng)排污層的過(guò)程中，被濾料截流下來(lái)，自動(dòng)排污水上升到砂水過(guò)濾器頂部的出水堰，水流平穩(wěn)地進(jìn)入溢流堰，經(jīng)出清水管流出自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器，自動(dòng)排污方式為上向流自動(dòng)排污，整個(gè)自動(dòng)排污過(guò)程平穩(wěn)安全。

反沖洗過(guò)程在濾水器的設(shè)置空氣提砂管，空氣提砂管直插自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器底部，在氣升泵入口將壓縮空氣通入時(shí)，在濾水器底部形成負(fù)壓，通過(guò)氣提作用帶動(dòng)濾水器底部的臟砂一同上升，砂粒隨水流提升進(jìn)入一體式砂水過(guò)濾器。

砂粒在反洗提升過(guò)程中，一直受到氣體的攪動(dòng)、砂粒之間的摩擦和水流的剪切力，使砂粒同污染物分離，在自動(dòng)排污出水與反沖洗出水水位差的作用下，提砂管內(nèi)氣提水混合洗砂器內(nèi)的沖洗水一同從排污管排出濾池。

在重力的作用下，洗凈的濾料經(jīng)導(dǎo)流砂斗回到濾層，在濾池內(nèi)部完成濾料循環(huán)清洗過(guò)程。

2.2自動(dòng)排污原理自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器是微絮凝自動(dòng)排污技術(shù)與氣固液流態(tài)化工程反洗技術(shù)的綜合應(yīng)用。

自動(dòng)排污原理屬于上向流自動(dòng)排污。

一般認(rèn)為，自動(dòng)排污原理包括機(jī)械攔截、沉淀及吸附等作用。

自動(dòng)排污初始時(shí)，濾料孔隙較遙遙大部分待濾雜質(zhì)尺寸大，故其對(duì)懸浮雜質(zhì)的截留以吸附作用為主。

隨著自動(dòng)排污的進(jìn)行，濾料顆粒表面逐漸被截留雜質(zhì)所占據(jù)，使孔隙尺寸變小而機(jī)械攔截作用加大。

由于該設(shè)備采用孔隙尺寸較大(濾料粒徑為0.5~1.5mm)的粗濾料自動(dòng)排污，在自動(dòng)排污初期，幾乎沒(méi)有機(jī)械篩濾作用，起主要作用的是吸附。

在濾速(8m／h)的條件下，濾料對(duì)大部分雜質(zhì)顆粒，尤其是較小顆粒的機(jī)械攔截作用不遙遙，吸附作用機(jī)理在上向流自動(dòng)排污中起主導(dǎo)作用。

從水力學(xué)方面來(lái)看，在連續(xù)自動(dòng)排污時(shí)，砂濾料孔隙內(nèi)水流呈層流狀態(tài)，它產(chǎn)生的速度梯度使微絮凝體不斷旋轉(zhuǎn)，當(dāng)其脫離自己的流線時(shí)，與砂粒接觸，就會(huì)產(chǎn)生足夠的吸引力被濾料吸附而從水中分離。

從膠體化學(xué)方面看，投加混凝劑后，大量正離子將擴(kuò)散進(jìn)入膠體擴(kuò)散層甚至吸附層，r電位降低，為加強(qiáng)顆粒間的范德華力創(chuàng)造了條件。

動(dòng)態(tài)連續(xù)自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器以接觸絮凝作用為主，以機(jī)械篩濾及沉淀作用為輔。

通過(guò)對(duì)電位的測(cè)定證實(shí)連續(xù)自動(dòng)排污的原理是以表面能和范德華力為主的接觸絮凝作用，改變微絮凝體電位為附著創(chuàng)造了條件。

故連續(xù)自動(dòng)排污屬于微絮凝深層自動(dòng)排污范疇。

附著力主要產(chǎn)生于絮體與濾料表面，以及和先附著的絮凝體相接觸。

因此，濾料或其沉積物與自動(dòng)排污微絮體問(wèn)的吸附架橋是連續(xù)自動(dòng)排污附著的主要原理。

目前普通自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器一般采用下向流自動(dòng)排污方式，因反沖洗后造成濾料粒徑自上至下逐漸增大的濾層結(jié)構(gòu)，上層的小粒度濾料起著主要截污作用，而下層的濾料很少參與自動(dòng)排污，因此是不合理的。

為了改善水質(zhì)并充分發(fā)揮整個(gè)濾層的截污作用，待濾水應(yīng)該是先粗后細(xì)的自動(dòng)排污方式，即所謂的“反粒徑自動(dòng)排污”。

作為“反粒徑自動(dòng)排污”理論的應(yīng)用，單一濾料的上向流自動(dòng)排污與傳統(tǒng)的下向流式自動(dòng)排污相比，具有提高濾料截污量、延長(zhǎng)自動(dòng)排污周期的潛力。

“連續(xù)動(dòng)態(tài)自動(dòng)排污”為單一濾料上向流自動(dòng)排污的具體應(yīng)用，具有上述優(yōu)點(diǎn)。

2.3反沖洗原理普通自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器一般常用的反沖洗系統(tǒng)有3種直接用沖洗水泵、水泵加上水缶及自動(dòng)沖洗。

不論采用哪種，都需要大流量反沖洗水泵和氣泵，需要有清水池或水箱。

自動(dòng)排污濾水器的反沖洗系統(tǒng)不需要外加管道和水池，利用流態(tài)化工程原理將濾料提升至設(shè)備中自行清洗。

清洗過(guò)程中遙遙的反沖洗水一部分為進(jìn)水，另一部分為自動(dòng)排污后水。

在空氣提升管內(nèi)，砂、泥、水流、空氣在向遙遙動(dòng)的過(guò)程中，發(fā)生了短期但強(qiáng)烈的反沖洗過(guò)程，其間的沖洗原理仍是利用水流及空氣流的剪力以及顆粒間的摩擦力。

但在空氣提砂管內(nèi)的濾料清洗主要是碰撞和摩擦作用，水流剪力作用是次要的。

盡管在空氣提升管內(nèi)發(fā)生了強(qiáng)烈的反沖洗過(guò)程，但是由于時(shí)間較短，反沖洗并不遙遙，需要二次清洗。

沖洗并不遙遙的砂粒隨水流進(jìn)入一體化砂水過(guò)濾器，雜質(zhì)與砂粒在過(guò)濾器內(nèi)遙遙分離。

在過(guò)濾器內(nèi)，由于顆粒并非規(guī)則的圓形，運(yùn)動(dòng)時(shí)其兩側(cè)的剪力并不相等，導(dǎo)致顆粒的翻動(dòng)并與洗砂器相碰撞，此時(shí)顆粒在洗砂器內(nèi)以錯(cuò)開(kāi)的環(huán)行軌跡向下運(yùn)動(dòng)。

由于過(guò)濾器中的清水出水堰和反洗水水位差(△^)的存在，過(guò)濾器的內(nèi)環(huán)反洗水水流向遙遙動(dòng)，對(duì)顆粒就產(chǎn)生了剪力，同時(shí)由于顆粒與器壁碰撞產(chǎn)生的振動(dòng)及顆粒間的摩擦力，使泥砂分離，脫落的污物隨上升水流排出。

在洗砂器內(nèi)進(jìn)行的二次清洗過(guò)程，由于過(guò)濾器內(nèi)流體斷面不斷變化，水體的流速變化很大，可以認(rèn)為在洗砂器內(nèi)造成絮凝體與濾料分離的作用力以水流剪力為主。

“連續(xù)動(dòng)態(tài)自動(dòng)排污”在設(shè)計(jì)上采用了一體化過(guò)濾器結(jié)構(gòu)，清水出水管和反沖洗排污管都安裝在一體化過(guò)濾器上。

這種一體化過(guò)濾器的設(shè)計(jì)，可方便地調(diào)節(jié)反沖洗水量和砂循環(huán)量，大幅提高了“連續(xù)自動(dòng)排污”運(yùn)行的靈活遙遙，檢修維護(hù)方便(見(jiàn)圖3)。

3、自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器改造前后技術(shù)比較3.1自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器處理能力由于改造后的自動(dòng)排污濾水器為上向流自動(dòng)排污，與傳統(tǒng)的下向流自動(dòng)排污相比，具有提高濾料截污量、延長(zhǎng)自動(dòng)排污周期的潛力。

因此，改造后的自動(dòng)排污濾水器處理能力得到增強(qiáng)，能夠適應(yīng)更大的進(jìn)水流量。

3.2自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器處理遙遙改造后自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器和未改造自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器運(yùn)行30d的出水濁度數(shù)據(jù)見(jiàn)圖4。

由圖4看出，改造后的出水水質(zhì)更加穩(wěn)定，處理遙遙更不錯(cuò)。

這主要是由于下向流自動(dòng)排污與上向流自動(dòng)排污截污機(jī)理的差別，充分發(fā)揮下層濾料的截污作用。

3.3自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)由表1可見(jiàn)，改造后的自動(dòng)排污濾水器與改造前的普通自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器相比，其裝機(jī)容量大幅降低，折合到24h進(jìn)行比較，其運(yùn)行功率減少了50％，反沖洗自控裝置簡(jiǎn)化。

因此其設(shè)備和運(yùn)行均優(yōu)于普通自動(dòng)排污電動(dòng)濾水器，而且操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全。

現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐表明，將手動(dòng)濾水器改造為自動(dòng)排污濾水器是經(jīng)濟(jì)可行的。

改造后自動(dòng)排污濾水器的處理能力比改造前增加了50％,處理遙遙更不錯(cuò)并且穩(wěn)定；改造后的設(shè)備結(jié)構(gòu)比改造前簡(jiǎn)化了，節(jié)省了反沖洗水泵和氣泵，運(yùn)行降低50％。

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