Sammenlignet med enkelt-mediefiltre er kjernefordelene med multi-mediefiltre:
Oppnå en ideell "filtermedie"-fordeling: Vann strømmer fra topp til bunn gjennom lag med filtermedier med forskjellige tettheter og partikkelstørrelser, og danner naturlig en porefordeling med grovere materiale øverst og finere materiale nederst.
Maksimering av filtreringskapasiteten: Det grove filtermedielaget (f.eks. antrasitt) fanger opp en stor mengde større suspendert stoff, mens det fine filtermedielaget (f.eks. kvartssand) filtrerer mindre partikler, noe som forlenger filtreringssyklusen kraftig og øker smuss{4}}holdekapasiteten.
Reduserer vannstrømsmotstanden og forhindrer rask tilstopping av overflaten: Det øverste laget av grove filtermedier forhindrer effektivt at suspenderte faste stoffer danner en tett "filterkake" på filterlagets overflate, slik at vannet kan strømme jevnt inn i det indre av filterlaget for dyp filtrering.
Utvelgelse handler ikke bare om å velge materialer, men også om å velge deres fysiske og kjemiske egenskaper.
1. Vanlig brukte filtermedier og deres egenskaper
Antrasitt: Brukes vanligvis som filtermediet i det øverste laget. Den har lav tetthet (~1,6 g/cm³), god kjemisk stabilitet, en ru og porøs overflate, sterk adsorpsjonskapasitet og stor smuss-holdeevne. Imidlertid er hardheten relativt lav, og den opplever en viss slitasjehastighet over lang-drift. Høy-tetthet, høy-hardhet, høy-kvalitet antrasitt kreves.
Kvartssand: Kjerne-, mellom- eller bunnlagsfiltermedier. Moderat tetthet (~2,65 g/cm³), høy hardhet, slitasjebestandig-, korrosjonsbestandig-, billig og allment tilgjengelig. Glatt overflate, men avskjæringskapasiteten er litt mindre enn antrasitt. Den er klassifisert i grov og fin sand basert på partikkelstørrelse for forskjellige lag.
Gemstone/Ilmenite: Usually used as the bottom layer filter media. High density (>4,5 g/cm³), kan den holde seg stabilt i bunnen under tilbakespyling, og effektivt forhindre tap av fin sand og kullpartikler. Høyere pris, hovedsakelig brukt i applikasjoner som krever streng stabilitet av filtermedielag.
Aktivert karbon: Spesielt funksjonelt lag (fjerner organisk materiale, klorrester og lukt). Den har et stort spesifikt overflateareal og sterk adsorpsjonskapasitet. Lav tetthet, lett tapt; lav mekanisk styrke, slitasje vil produsere pulver. Vanligvis ikke brukt alene som filtermedium, men i kombinasjon med kvartssand og andre medier for å danne en multi-mediafilterseng.
Granat: En erstatning for magnetitt som et filtermedium med høy-tetthet i bunnlaget. Høy tetthet (~4,2 g/cm³), høy hardhet, skarpe partikkelkanter, noe som resulterer i mindre porer og høyere filtreringspresisjon.
Fiberkuler/filtermedia: Brukes for ultra-filtrering med høy presisjon. Variabel porøsitet, ekstremt høy smuss-holdekapasitet. Brukes vanligvis i frittstående finfiltre, sjelden blandet med tradisjonelle granulære filtermedier.
Multi-media Filters_Xinxiang Liefert Filter Co., Ltd.
2. Viktige beslutningsfaktorer for valg av filtermedier
Innflytende vannkvalitet: Konsentrasjon av suspenderte faste stoffer, partikkelstørrelsesfordeling, oljeinnhold, innhold av organisk materiale, etc. Høyt suspendert tørrstoff: Antrasitt med høy smuss-holdeevne foretrekkes. Oljeaktig: Hydrofobe/oleofile eller overflate-modifiserte filtermedier bør vurderes. Fjerning av organisk materiale/rester av klor er nødvendig: Laget med aktivt kull kan tilsettes.
Krav til avløp: Mål turbiditet, innhold av suspenderte stoffer. Høye krav krever finere bunnlagsfiltermedier (som fin kvartssand) eller flerlagskonfigurasjon.
Kjemisk kompatibilitet: Filtermediet må tåle pH-verdien og oksidantene til det innstrømmende vannet for å unngå oppløsning eller strukturelle skader.
Drifts- og vedlikeholdskostnader: Dette inkluderer kostnader for filtermedier, utskiftingssyklus og vann- og strømforbruk for tilbakespyling.
Karakteroptimalisering er nøkkelen til ytelsen til multi-mediefiltre. Målet er å oppnå perfekt stratifisering av hvert lag med filtermedier etter tilbakespyling, og danner en ideell "løs topp, tett bunn" struktur.
1. Kjerneprinsipp: Synergi mellom tetthet og partikkelstørrelsesforskjeller
Tetthetsprinsipp: Dette er grunnlaget for å oppnå stratifisering. Det må sikres at tettheten til topplagets filtermedier < tettheten til mellomlagets filtermedier < tettheten til bunnlagets filtermedier. Klassisk kombinasjon: Antrasitt (1,6) < Kvartssand (2,65) < Magnetitt (4,5).
Partikkelstørrelsesprinsipp: Under forutsetningen om å sikre tetthetsforskjell, partikkelstørrelsen til topplagets filtermedier > partikkelstørrelsen til mellomlagets filtermedier > partikkelstørrelsen til bunnlagets filtermedier. Dette sikrer at selv om tilbakespylingsvannstrømmen forstyrrer filtermediet, vil de tettere, mindre partiklene legge seg til bunnen.
Et nøkkelkonsept: Effektivt partikkelstørrelsesforhold
For å forhindre at forskjellige filtermedielag blandes under tilbakespyling (et fenomen kjent som "blanding"), er det effektive partikkelstørrelsesforholdet til tilstøtende filtermedielag en viktig parameter. Empirisk bør partikkelstørrelsesforholdet til det øvre til det nedre filtermediet være større enn eller lik 2. For eksempel bør den effektive partikkelstørrelsen til det øverste laget av antrasitt være 1,0 mm, og den effektive partikkelstørrelsen til det nedre laget av kvartssand bør være 0,5 mm.
2. Klassiske graderingsopplegg og optimaliseringsstrategier
Dobbelt-lags filtermedium: Øvre lag - antrasitt (partikkelstørrelse 0,8-1,2 mm), nedre lag - kvartssand (partikkelstørrelse 0,4-0,8 mm). Den totale tykkelsen er vanligvis 700-900 mm, med et kull-til-sand-tykkelsesforhold på omtrent 1,5:1 eller 2:1 (f.eks. 600 mm kull + 300 mm sand). Dette er den mest brukte og økonomiske metoden, egnet for de fleste vanlige vannkvaliteter.
Tre-lags filtermedier: Topplag - antrasitt (1,0-1,6 mm), mellomlag - kvartssand (0,4-0,8 mm), bunnlag - magnetitt/granat (0,2-0,5 mm). Total tykkelse er vanligvis 900-1200 mm. Eksempelforhold: 500mm (kull): 300mm (sand): 100mm (jern).
3. Graderingsoptimaliseringskontroll
Ikke-uniformitetskoeffisient (K80): K80=d80/d10. d10 (effektiv partikkelstørrelse) og d80 er nøkkelparametere.
Velg filtermedier med minst mulig K80. Jo mindre K80 er, desto jevnere er partikkelstørrelsen på filtermediet, jo mer konsistent er porestrukturen, desto bedre filtreringseffekt, og desto langsommere øker trykktap.
Tilbakespylingsintensitet og ekspansjonshastighet: Finn en tilbakespylingsintensitet som lar antrasittlaget ekspandere riktig (f.eks. 20 %-30 %), mens kvartssandlaget bare utvider seg litt eller ikke i det hele tatt. Ved å justere tilbakespylingsvannet og luftvolumet (hvis du bruker kombinert luft-vann-tilbakeskylling), sørg for at filtermediet er grundig rengjort mens du minimerer medieblanding.
PS: Vanlige problemer i praksis
Oppgave 1: Overdreven tilbakespylingsintensitet; skadet dreneringsanordning (f.eks. hydraulisk fordeler); utilstrekkelig tykkelse på det nederste filtermedielaget med høy-tetthet.
Løsning: Inspiser utstyret for å sikre at graderingen og tykkelsen på det nederste støttelaget (småstein, magnetitt) oppfyller designkravene.
Oppgave 2: Forårsaket av alger, klebrige stoffer, jern- og manganoksider osv. i tilløpet; ufullstendig tilbakespyling.
Løsning: Styrk forbehandlingen; utfør vanlig luftskrubb + vanntilbakeskylling; vurdere kjemisk-forbedret tilbakespyling.
Problem 3: Upassende partikkelstørrelsesforhold, overdreven tilbakespylingsintensitet, utilstrekkelig filtermedietetthetsforskjell.
Løsning: Beregn graderingen på nytt og velg filtermedier med passende tetthet og partikkelstørrelse; kontroller tilbakespylingsprosedyren nøyaktig.