手動濾水器改造自動排污電動濾水器原理及自動排污遙遙經濟分析？

 手動濾水器改造自動排污電動濾水器原理及自動排污遙遙經濟分析？

結合遙遙外的連續(xù)自動排污技術，針對原有的手動濾水器進行設備改造，自動排污過程改為“上向流自動排污”，濾料清洗技術采用“氣提洗砂”技術。

與改造前相比，濾塔結構簡單，維護和檢修方便，工藝處理效率增加50％，遙遙穩(wěn)定，運行降低50％。

某發(fā)電污水站自投產以來，出水水質穩(wěn)定，能達到設計要求。

但是平流濾塔設計存在不足，濾料反沖洗效率低，導致反沖洗用水量增加，反沖洗周期從設計的2d縮短到1d，增加了運行和管理。

這次技術改造，是在遙遙外動態(tài)自動排污電動濾水器技術的基礎上，通過試驗研究對該技術進行了消化吸收，采用“連續(xù)動態(tài)自動排污”技術對該污水處理站平流濾塔進行改造，并達到了預期遙遙。

1、自動排污電動濾水器平流濾塔改造原因污水站采用的電動濾水器裝置為普通平流濾塔(高4m，直徑2.3m)，改造前濾塔內部結構見圖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題。

2、連續(xù)動態(tài)自動排污技術2.1技術簡介“連續(xù)動態(tài)自動排污技術”是在“連續(xù)自動排污”技術的基礎上，自行開發(fā)、設計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增加水中有害金屬離子濃度，將其作為濾料應用于自動排污濾水器中可遙遙增強自動排污單元去除懸浮物及氨氮的能力。

自動排污濾水器的主要結構如圖2所示。

自動排污過程經生化處理或投加混凝劑后的原水由進水管進入均勻自動濾水器(對水流起消能作用)，使水流平穩(wěn)地進入濾層。

均勻自動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排污層的過程中，被濾料截流下來，自動排污水上升到砂水過濾器頂部的出水堰，水流平穩(wěn)地進入溢流堰，經出清水管流出自動排污電動濾水器，自動排污方式為上向流自動排污，整個自動排污過程平穩(wěn)安全。

反沖洗過程在濾水器的設置空氣提砂管，空氣提砂管直插自動排污電動濾水器底部，在氣升泵入口將壓縮空氣通入時，在濾水器底部形成負壓，通過氣提作用帶動濾水器底部的臟砂一同上升，砂粒隨水流提升進入一體式砂水過濾器。

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

在重力的作用下，洗凈的濾料經導流砂斗回到濾層，在濾池內部完成濾料循環(huán)清洗過程。

2.2自動排污原理自動排污電動濾水器是微絮凝自動排污技術與氣固液流態(tài)化工程反洗技術的綜合應用。

自動排污原理屬于上向流自動排污。

一般認為，自動排污原理包括機械攔截、沉淀及吸附等作用。

自動排污初始時，濾料孔隙較遙遙大部分待濾雜質尺寸大，故其對懸浮雜質的截留以吸附作用為主。

隨著自動排污的進行，濾料顆粒表面逐漸被截留雜質所占據，使孔隙尺寸變小而機械攔截作用加大。

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

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

從水力學方面來看，在連續(xù)自動排污時，砂濾料孔隙內水流呈層流狀態(tài)，它產生的速度梯度使微絮凝體不斷旋轉，當其脫離自己的流線時，與砂粒接觸，就會產生足夠的吸引力被濾料吸附而從水中分離。

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

動態(tài)連續(xù)自動排污電動濾水器以接觸絮凝作用為主，以機械篩濾及沉淀作用為輔。

通過對電位的測定證實連續(xù)自動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)自動排污屬于微絮凝深層自動排污范疇。

附著力主要產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排污微絮體問的吸附架橋是連續(xù)自動排污附著的主要原理。

目前普通自動排污電動濾水器一般采用下向流自動排污方式，因反沖洗后造成濾料粒徑自上至下逐漸增大的濾層結構，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排污，因此是不合理的。

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

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

“連續(xù)動態(tài)自動排污”為單一濾料上向流自動排污的具體應用，具有上述優(yōu)點。

2.3反沖洗原理普通自動排污電動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備中自行清洗。

清洗過程中遙遙的反沖洗水一部分為進水，另一部分為自動排污后水。

在空氣提升管內，砂、泥、水流、空氣在向遙遙動的過程中，發(fā)生了短期但強烈的反沖洗過程，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發(fā)生了強烈的反沖洗過程，但是由于時間較短，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入一體化砂水過濾器，雜質與砂粒在過濾器內遙遙分離。

在過濾器內，由于顆粒并非規(guī)則的圓形，運動時其兩側的剪力并不相等，導致顆粒的翻動并與洗砂器相碰撞，此時顆粒在洗砂器內以錯開的環(huán)行軌跡向下運動。

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

在洗砂器內進行的二次清洗過程，由于過濾器內流體斷面不斷變化，水體的流速變化很大，可以認為在洗砂器內造成絮凝體與濾料分離的作用力以水流剪力為主。

“連續(xù)動態(tài)自動排污”在設計上采用了一體化過濾器結構，清水出水管和反沖洗排污管都安裝在一體化過濾器上。

這種一體化過濾器的設計，可方便地調節(jié)反沖洗水量和砂循環(huán)量，大幅提高了“連續(xù)自動排污”運行的靈活遙遙，檢修維護方便(見圖3)。

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

因此，改造后的自動排污濾水器處理能力得到增強，能夠適應更大的進水流量。

3.2自動排污電動濾水器處理遙遙改造后自動排污電動濾水器和未改造自動排污電動濾水器運行30d的出水濁度數據見圖4。

由圖4看出，改造后的出水水質更加穩(wěn)定，處理遙遙更不錯。

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

3.3自動排污電動濾水器技術經濟指標由表1可見，改造后的自動排污濾水器與改造前的普通自動排污電動濾水器相比，其裝機容量大幅降低，折合到24h進行比較，其運行功率減少了50％，反沖洗自控裝置簡化。

因此其設備和運行均優(yōu)于普通自動排污電動濾水器，而且操作簡單，運行安全。

現(xiàn)場的實踐表明，將手動濾水器改造為自動排污濾水器是經濟可行的。

改造后自動排污濾水器的處理能力比改造前增加了50％,處理遙遙更不錯并且穩(wěn)定；改造后的設備結構比改造前簡化了，節(jié)省了反沖洗水泵和氣泵，運行降低50％。

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