Rispetto ai filtri multimediali-singoli, i vantaggi principali dei filtri multimediali-sono:
Raggiungere una distribuzione ideale dei "media filtranti": l'acqua scorre dall'alto verso il basso attraverso strati di media filtranti con diverse densità e dimensioni delle particelle, formando naturalmente una distribuzione dei pori con materiale più grossolano nella parte superiore e materiale più fine nella parte inferiore.
Massimizzazione della capacità di filtrazione: lo strato del media filtrante grossolano (ad esempio, antracite) intercetta una grande quantità di solidi sospesi più grandi, mentre lo strato del media filtrante fine (ad esempio, sabbia di quarzo) filtra le particelle più piccole, estendendo notevolmente il ciclo di filtrazione e aumentando la capacità di trattenere lo sporco-.
Riduzione della resistenza al flusso d'acqua e prevenzione del rapido intasamento della superficie: lo strato superiore di media filtrante grossolano impedisce efficacemente ai solidi sospesi di formare una densa "torta filtrante" sulla superficie dello strato filtrante, consentendo all'acqua di fluire senza intoppi all'interno dello strato filtrante per una filtrazione profonda.
La selezione non riguarda solo la scelta dei materiali, ma anche la scelta delle loro proprietà fisiche e chimiche.
1. Mezzi filtranti comunemente utilizzati e loro caratteristiche
Antracite: solitamente utilizzato come media filtrante dello strato superiore. Ha una bassa densità (~1,6 g/cm³), una buona stabilità chimica, una superficie ruvida e porosa, una forte capacità di assorbimento e un'ampia capacità di trattenere lo sporco-. Tuttavia, la sua durezza è relativamente bassa e presenta un certo tasso di usura nel funzionamento a lungo-termine. È richiesta antracite ad alta-densità, alta-durezza e alta-qualità.
Sabbia di quarzo: mezzo filtrante centrale, intermedio o inferiore. Densità moderata (~2,65 g/cm³), elevata durezza,-resistente all'usura, alla corrosione-resistente, poco costoso e ampiamente disponibile. Superficie liscia, ma la sua capacità di intercettazione è leggermente inferiore all'antracite. È classificata in sabbia grossolana e fine in base alla dimensione delle particelle per diversi strati.
Gemstone/Ilmenite: Usually used as the bottom layer filter media. High density (>4,5 g/cm³), può rimanere stabilmente sul fondo durante il controlavaggio, prevenendo efficacemente la perdita di sabbia fine e particelle di carbone. Prezzo più elevato, utilizzato principalmente in applicazioni che richiedono una rigorosa stabilità della stratificazione del media filtrante.
Carbone attivo: strato funzionale speciale (rimozione di materia organica, cloro residuo e odori). Ha un'enorme superficie specifica e una forte capacità di assorbimento. Bassa densità, si perde facilmente; bassa resistenza meccanica, l'usura produrrà polvere. Solitamente non utilizzato da solo come mezzo filtrante, ma piuttosto in combinazione con sabbia di quarzo e altri mezzi per formare un letto filtrante multi-media.
Granato: sostituto della magnetite come mezzo filtrante ad alta-densità nello strato inferiore. Alta densità (~4,2 g/cm³), elevata durezza, bordi affilati delle particelle, con conseguente pori più piccoli e maggiore precisione di filtrazione.
Sfere in fibra/mezzi filtranti: utilizzati per la filtrazione ad altissima precisione-. Porosità variabile, capacità di trattenimento dello sporco-estremamente elevata. Tipicamente utilizzato in filtri fini autonomi, raramente miscelato con i tradizionali mezzi filtranti granulari.
Filtri multimediali-Xinxiang Liefert Filter Co., Ltd.
2. Fattori decisionali chiave per la scelta del mezzo filtrante
Qualità dell'acqua influente: concentrazione di solidi sospesi, distribuzione granulometrica, contenuto di olio, contenuto di materia organica, ecc. Elevato contenuto di solidi sospesi: è preferibile l'antracite con elevata capacità di trattenere lo sporco-. Oleoso: dovrebbero essere presi in considerazione mezzi filtranti idrofobici/oleofili o modificati in superficie-. È necessaria la rimozione della materia organica/del cloro residuo: è possibile aggiungere uno strato di carbone attivo.
Requisiti dell'effluente: torbidità target, contenuto di solidi sospesi. Requisiti elevati richiedono mezzi filtranti con strato inferiore più fini (come sabbia di quarzo fine) o una configurazione multi-strato.
Compatibilità chimica: i media filtranti devono essere in grado di resistere al valore pH e agli ossidanti dell'acqua influente per evitare dissoluzione o danni strutturali.
Costi operativi e di manutenzione: includono il costo dei media filtranti, il ciclo di sostituzione e il consumo di acqua ed elettricità per il controlavaggio.
L'ottimizzazione della valutazione è la chiave per le prestazioni dei filtri multimediali-. Il suo obiettivo è quello di ottenere una perfetta stratificazione di ogni strato di media filtrante dopo il controlavaggio, formando una struttura ideale "superiore sciolto, inferiore denso".
1. Principio fondamentale: sinergia delle differenze di densità e dimensione delle particelle
Principio di densità: questa è la base per ottenere la stratificazione. È necessario garantire che la densità del media filtrante dello strato superiore < la densità del media filtrante dello strato intermedio < la densità del media filtrante dello strato inferiore. Combinazione classica: Antracite (1,6) < Sabbia di quarzo (2,65) < Magnetite (4,5).
Principio della dimensione delle particelle: con la premessa di garantire la differenza di densità, la dimensione delle particelle del media filtrante dello strato superiore > la dimensione delle particelle del media filtrante dello strato intermedio > la dimensione delle particelle del media filtrante dello strato inferiore. Ciò garantisce che anche se il flusso dell'acqua di controlavaggio disturba il mezzo filtrante, le particelle più dense e più piccole si depositeranno sul fondo.
Un concetto chiave: rapporto dimensionale effettivo delle particelle
Per evitare che diversi strati di media filtrante si mescolino durante il controlavaggio (un fenomeno noto come "miscelazione"), il rapporto effettivo delle dimensioni delle particelle degli strati adiacenti di media filtrante è un parametro importante. Empiricamente, il rapporto delle dimensioni delle particelle del mezzo filtrante superiore e inferiore dovrebbe essere maggiore o uguale a 2. Ad esempio, la dimensione effettiva delle particelle dello strato superiore di antracite dovrebbe essere 1,0 mm e la dimensione effettiva delle particelle dello strato inferiore di sabbia di quarzo dovrebbe essere 0,5 mm.
2. Schemi di gradazione classici e strategie di ottimizzazione
Mezzo filtrante a doppio-strato: strato superiore - antracite (dimensione delle particelle 0,8-1,2 mm), strato inferiore - sabbia di quarzo (dimensione delle particelle 0,4-0,8 mm). Lo spessore totale è tipicamente di 700-900 mm, con un rapporto di spessore carbone/sabbia di circa 1,5:1 o 2:1 (ad esempio, 600 mm di carbone + 300 mm di sabbia). Questo è il metodo più diffuso ed economico, adatto alle qualità dell'acqua più comuni.
Mezzo filtrante a tre-strato: strato superiore - antracite (1,0-1,6 mm), strato intermedio - sabbia di quarzo (0,4-0,8 mm), strato inferiore: magnetite/granato (0,2-0,5 mm). Lo spessore totale è tipicamente 900-1200 mm. Rapporto di esempio: 500 mm (carbone): 300 mm (sabbia): 100 mm (ferro).
3. Controllo dell'ottimizzazione della classificazione
Coefficiente di non-uniformità (K80): K80=d80/d10. d10 (dimensione effettiva delle particelle) e d80 sono parametri chiave.
Selezionare il media filtrante con il K80 più piccolo possibile. Più piccolo è il K80, più uniforme è la dimensione delle particelle del mezzo filtrante, più consistente è la struttura dei pori, migliore è l'effetto di filtrazione e più lento l'aumento della perdita di carico.
Intensità del controlavaggio e tasso di espansione: trovare un'intensità del controlavaggio che permetta allo strato di antracite di espandersi adeguatamente (ad esempio, 20%-30%), mentre lo strato di sabbia di quarzo si espande solo leggermente o non si espande affatto. Regolando l'acqua di controlavaggio e il volume dell'aria (se si utilizza il controlavaggio combinato aria-acqua), assicurarsi che il mezzo filtrante sia completamente pulito riducendo al minimo la miscelazione del mezzo.
PS: problemi comuni riscontrati nella pratica
Problema 1: Intensità di controlavaggio eccessiva; dispositivo di drenaggio danneggiato (ad esempio, distributore idraulico); spessore insufficiente dello strato inferiore del materiale filtrante ad alta-densità.
Soluzione: ispezionare l'attrezzatura per garantire che la gradazione e lo spessore dello strato di supporto inferiore (ciottoli, magnetite) soddisfino i requisiti di progettazione.
Problema 2: Causato da alghe, sostanze appiccicose, ossidi di ferro e manganese, ecc. nell'affluente; controlavaggio incompleto.
Soluzione: rafforzare il pretrattamento; eseguire regolarmente il lavaggio dell'aria + il controlavaggio dell'acqua; prendi in considerazione il controlavaggio-avanzato con sostanze chimiche.
Problema 3: rapporto granulometrico inappropriato, intensità di controlavaggio eccessiva, differenza di densità del mezzo filtrante insufficiente.
Soluzione: ricalcolare la gradazione e selezionare il mezzo filtrante con densità e dimensione delle particelle adeguate; controllare con precisione la procedura di controlavaggio.