新型硅藻土過(guò)濾器在水處理的實(shí)踐應(yīng)用

趙惠書 ?。质匦怒h(huán)境工程有限公司，130033）

　　摘要：由于硅藻土具有細(xì)膩、松散、質(zhì)輕、多孔、吸水和滲透性強(qiáng)等特點(diǎn)，并有特殊的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，使得它具有許多特殊的化學(xué)和物理性能，質(zhì)地純凈，硅藻含量高，藻類形態(tài)完整，雜質(zhì)含量小，不含易溶解于溶液中的物質(zhì)，因此，我公司克服了種種困難，經(jīng)過(guò)多方努力，成功研制出新型的硅藻土過(guò)濾器，過(guò)濾精度高，效果顯著，在水處理領(lǐng)域中可以大力推廣。
　　關(guān)鍵詞： 硅藻土過(guò)濾器；水處理；實(shí)踐應(yīng)用

　　前言:利用硅藻土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和其物理性能，硅藻土過(guò)濾器很早以前就實(shí)際應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，在工業(yè)過(guò)濾方面主要做為生產(chǎn)助濾劑，飲料、酒類、煉油、油脂、涂料、肥料、酸堿、藥品等方面應(yīng)用廣泛，但在水處理過(guò)濾方面實(shí)際還未得到廣泛應(yīng)用。我公司克服了種種困難，經(jīng)過(guò)多方努力，成功研制出新型的硅藻土過(guò)濾器，過(guò)濾精度高，處理效果顯著。

1.硅藻土過(guò)濾器的組成

　　硅藻土過(guò)濾器由硅藻土供給裝置、硅藻土混合箱、過(guò)濾泵、過(guò)濾罐、噴射反沖洗裝置等組成，過(guò)濾罐內(nèi)部是由多個(gè)濾芯垂直排列形成過(guò)濾器組成部分,與水混合的硅藻土混合物用過(guò)濾泵循環(huán)運(yùn)行，過(guò)濾罐的濾芯上形成約2—3mm的膜，由于它是不規(guī)則的多孔微粒子，從而形成了微細(xì)間隔，這種微細(xì)間隔可以過(guò)濾水中的膠狀物質(zhì)、水溶微小物質(zhì)，當(dāng)原水通過(guò)此過(guò)濾器時(shí) 0.5μm以上的微粒子被過(guò)濾掉。

2.硅藻土過(guò)濾器的過(guò)濾工藝

2.1過(guò)濾流程圖

2.2過(guò)濾工藝說(shuō)明
2.2.1第一工程 ：循環(huán)形成過(guò)濾膜（pre-coating）
　　安裝在硅藻土箱上部的斗倉(cāng)，將一定量的過(guò)濾助劑投放到硅藻土箱中, 與清水充分混合變成泥漿, 通過(guò)泵的壓力將此泥漿送到過(guò)濾灌中進(jìn)行循環(huán)。循環(huán)過(guò)程中, 過(guò)濾劑在濾芯的周圍形成硅藻土膜過(guò)濾層，此過(guò)程叫循環(huán)形成過(guò)濾膜過(guò)程。經(jīng)10~15分鐘后進(jìn)入下工程。
　 過(guò)濾膜的作用
　　1、防止懸浮物(SS)等堵塞過(guò)濾器；
　 2、反沖洗方便；
　　3、根據(jù)懸浮物粒子的大小選擇過(guò)濾助劑。
2.2.2第二工程： 過(guò)濾過(guò)程（Filtering）
　　過(guò)濾膜形成結(jié)束后，硅藻土箱的閥門關(guān)閉, 原水箱閥門打開(kāi)的同時(shí)，過(guò)濾器開(kāi)始工作。
　　主泵把原水送到過(guò)濾罐中, 0.5μm以內(nèi)的微粒(懸浮物) 吸附在濾膜層外，隨著過(guò)濾時(shí)間的增加, 過(guò)濾器中的壓力也增大，當(dāng)達(dá)到規(guī)定壓力時(shí), 原水閥自動(dòng)關(guān)閉, 系統(tǒng)進(jìn)入下一階段。
2.2.3第三工程: 反沖洗 (Back Washing Cycle)過(guò)濾罐下端的閥門打開(kāi)(open), 從過(guò)濾罐上端注入壓縮空氣和水, 把過(guò)濾膜和附在過(guò)濾膜上的濾渣強(qiáng)行輸送到淤泥箱中， 過(guò)濾罐被沖洗干凈, 循環(huán)進(jìn)入到第一工程。同時(shí)進(jìn)入第四工程。
2.2.4第四工程: 脫水(Dehydration Cycle)
　　被壓濾機(jī)脫水的液體進(jìn)入到原水箱中,而濾渣被壓成濾餅后排到拖盤中。

3.硅藻土過(guò)濾器（Pre-coat Filter）的特點(diǎn)：

（1）過(guò)濾穩(wěn)定；
　　 （2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，過(guò)濾劑的選定與結(jié)構(gòu)管理中，完全可以做到0.5μm的超精密過(guò)濾；
　　 （3）最大限度地降低了原水的損失；
　　 （4）采用新的脫水方式，脫水率達(dá)到85%以上；
　　 （5）可全自動(dòng)運(yùn)行；
　　 （6）故障少，操作方便，因此可減輕操作的勞動(dòng)強(qiáng)度；
　　 （7）運(yùn)行費(fèi)用低；
　　 （8）無(wú)需更換過(guò)濾器，系統(tǒng)可自動(dòng)運(yùn)行，節(jié)約了人力。處理容量大而設(shè)備緊湊，因此投資費(fèi)用少；
　　 （9）因使用特殊的硅藻土過(guò)濾器，因此容積小，但過(guò)濾面積大；
　　 （10）過(guò)濾罐中的凈水與加壓空氣，在數(shù)分鐘內(nèi)進(jìn)行反沖洗，然后進(jìn)入下一輪的過(guò)濾工程；
　　 （11）據(jù)壓力、時(shí)間的自行控制，可自動(dòng)進(jìn)行反沖洗工程；
　　 （12）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障少。硅藻土膜形成、反沖洗、脫水、垃圾餅的排除等，全過(guò)程是自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行；
　　 （13）無(wú)需更換過(guò)濾器，節(jié)約了更換過(guò)濾器的費(fèi)用、更換時(shí)間、人力等，因此經(jīng)濟(jì)效益非常高。

4.硅藻土過(guò)濾器與其他過(guò)濾器對(duì)比說(shuō)明

4.1過(guò)濾器種類及特性
4.1.1沙子過(guò)濾器（SAND FILTER）
　　此種過(guò)濾器主要是由沙子過(guò)濾層（600mm以上）和碎石支持層（400mm以上）構(gòu)成。具體工作原理是污水以每小時(shí)25m/hr~30m/hr的速度從上至下通過(guò)沙層進(jìn)行過(guò)濾。
　　此種機(jī)器的主要弊病是機(jī)器需要頻繁地更換沙子和碎石，即費(fèi)工又費(fèi)時(shí)，過(guò)濾效果只能達(dá)到50μm，且過(guò)濾精密度不穩(wěn)定。所以使用起來(lái)很煩瑣，設(shè)備體積大，消耗動(dòng)力大等缺點(diǎn)。為了清除微粒子必須使用絮凝劑AL₂（SO₄）₃和CaO來(lái)混合注入到過(guò)濾罐中，上面形成過(guò)濾層來(lái)吸附殘?jiān)?，再通過(guò)沙子過(guò)濾。這種方法雖然能清除微粒子，但是在實(shí)際操作中很難調(diào)節(jié)藥品的注入量，維持正常管理會(huì)有很多難度。
4.1.2筒狀過(guò)濾器（CARTRIDGE FILTER）
　　游泳池或洗浴等場(chǎng)所使用的筒狀過(guò)濾器是由P.P或P.E材質(zhì)制成。直徑從25~100mm ø，長(zhǎng)250~750mm等幾種類型。過(guò)濾顆粒指數(shù)為1~200μm，游泳池大多數(shù)使用的是過(guò)濾顆粒指數(shù)為50μm以下的過(guò)濾器。
　　此種機(jī)器在的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)濾速度是10m/hr以內(nèi)。由于這種是一次性濾芯，所以必須經(jīng)常更換濾芯，這大大增加費(fèi)用支出和勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，穩(wěn)定性精密度也大幅度降低。
4.1.3硅藻土膜過(guò)濾器（PRE—COAT FILTER）
　　這是一種工廠、游泳池或洗浴等場(chǎng)所使用的最佳循環(huán)過(guò)濾設(shè)備。機(jī)器過(guò)濾效率高，過(guò)濾精密度穩(wěn)定，有效地去除水中的有害物質(zhì)；體積小，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)轉(zhuǎn)壽命長(zhǎng)。對(duì)不同水質(zhì)、不同空間、不同流量、不同處理要求可配備設(shè)備。
　　硅藻土膜過(guò)濾是使硅藻土自動(dòng)吸附在濾芯外層上形成厚度為2~3mm過(guò)濾層, 原水通過(guò)此過(guò)濾層過(guò)濾。最小顆粒指數(shù)為0.5μm以下，達(dá)到純凈水的標(biāo)準(zhǔn)。是沙子過(guò)濾器（50μm）和筒狀過(guò)濾器（30μm）無(wú)法比較的。另外，從工作效率來(lái)講，實(shí)際操作的時(shí)候如果用沙子過(guò)濾器24小時(shí)，4~8回循環(huán)運(yùn)行的工作量，用硅藻土膜過(guò)濾器只需24小時(shí)1回循環(huán)過(guò)濾就能充分達(dá)到預(yù)計(jì)要求。硅藻土膜過(guò)濾器比沙子過(guò)濾器或筒狀過(guò)濾器在清除微粒殘?jiān)锏男阅苌嫌凶吭降墓π?，此工藝流程為吸毛和除懸浮物工程、硅藻土自?dòng)掛膜工程、過(guò)濾工程、返沖洗工程、壓濾脫水工程。此設(shè)備通過(guò)高壓氣體處理殘?jiān)铮箽堅(jiān)镄纬煞勰┬燥灎罟腆w，處理非常方便。
　　硅藻土膜過(guò)濾器比其他產(chǎn)品在更換濾芯次數(shù)方面有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。在過(guò)濾相等量的情況下，本設(shè)備更換濾芯的次數(shù)為筒狀過(guò)濾器的1/20次，而且各項(xiàng)指數(shù)都高于其他產(chǎn)品。硅藻土膜過(guò)濾器操作簡(jiǎn)便，智能化管理，減少工作強(qiáng)度。
4.2過(guò)濾器性能及經(jīng)濟(jì)對(duì)比表

5. 1硅藻土過(guò)濾器的應(yīng)用領(lǐng)域
　?。?）溫泉、大眾浴池、泳池、簡(jiǎn)易凈水場(chǎng)、床上用品洗滌廢水、浴巾洗滌廢水的循環(huán)使用；
　　（2）PCB線路板研磨液的循環(huán)使用；
　?。?）電子元器件氧化鋁 PCB板洗滌液的循環(huán)使用；
　?。?）含粉末土的洗滌水過(guò)濾后以冷卻水循環(huán)使用；
　?。?）磷酸鹽表面膜表面調(diào)整液的循環(huán)使用；
　?。?）硬質(zhì)鉻電鍍液的循環(huán)使用；
　　（7）污水、廢水處理廠的過(guò)濾；
　?。?）鋼絲切斷液的循環(huán)使用；
　　（9）制造醋等食品業(yè)的過(guò)濾循環(huán)使用；
　　（10）冷卻水的循環(huán)使用；
　　（11）陶瓷、超硬研磨液的循環(huán)使用；
　?。?2）工業(yè)用水、生活用水的過(guò)濾；
　?。?3）散熱器(汽車、空調(diào))流動(dòng)液(FKUX液)的循環(huán)使用。

5. 影響硅藻土過(guò)濾器過(guò)濾效率的因素

　　一般硅藻土過(guò)濾中有兩種因素影響過(guò)濾效率：
　　一種是硅藻土膜受污染引起過(guò)濾效率的降低及過(guò)濾膜上浮游物的沉積影響過(guò)濾效率。
　　另一種是由于濃度分極現(xiàn)象, 原水通過(guò)過(guò)濾膜時(shí)，隨著過(guò)濾時(shí)間的增加，濃度上升，這引起過(guò)濾壓力也增加, 因此過(guò)濾效率降低。但這不是永久性地?fù)p傷過(guò)濾膜或降低過(guò)濾效率, 通過(guò)反沖洗可以恢復(fù)到原來(lái)的過(guò)濾效率。
　　現(xiàn)階段考慮流體力學(xué), 正研究與開(kāi)發(fā)硅藻土的多種微粒大小及滲透性, 最大限度地減少濃度分極現(xiàn)象。過(guò)濾膜的污染是根據(jù)FEED SULUTION(原料轉(zhuǎn)化率)的特性, 在過(guò)濾膜表面上沉積著污染物質(zhì), 因此過(guò)濾效率降低.過(guò)濾膜在很短時(shí)間內(nèi)受污染, 主要是因表面吸附引起的,這在硅藻土過(guò)濾中對(duì)過(guò)濾速度影響很大. 即剛開(kāi)始過(guò)濾速度比較快, 隨著時(shí)間的推移,過(guò)濾速度漫漫降低, 這就是形成污染層后污染物質(zhì)沉積的原因。

6.硅藻土過(guò)濾器應(yīng)用前景展望

　　近年來(lái)硅藻土膜過(guò)濾器以自身獨(dú)特的先進(jìn)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上占有領(lǐng)先地位，因此在科技高速發(fā)展的今天，隨著人們對(duì)生活水平的日益提高，更多的與水處理相關(guān)的工廠和公共場(chǎng)所選擇硅藻土過(guò)濾器是明知的選擇。

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收稿日期：2006-7-6