張瑛潔，楊震　東北電力學(xué)院應(yīng)化系，吉林　132012
姜山　吉林市大禹水凈化有限責(zé)任公司，吉林　132013

　　摘要：YGⅣ浮動(dòng)纖維高效過濾器是一種新型的無囊纖維過濾器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，濾料采用丙綸膨化變形長絲。該設(shè)備集“逆粒度”深層過濾和橫流過濾的特性為一體。該過濾器入口水濁度≤20mg/L 時(shí)，出口水濁度≤1mg/L；正常運(yùn)行流速30～60m/h；在入口濁度50mg/L 左右，流速 30mg/L時(shí)，運(yùn)行周期為24h以上。
　　關(guān)鍵詞：給水；水處理；預(yù)處理；纖維；過濾器
　　中圖分類號：TU991.24
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2000)05-0035-03

　　YGⅣ浮動(dòng)纖維高效過濾器是一種新型的無囊纖維過濾器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，無易損件，自1998年在電廠補(bǔ)給水的預(yù)處理及工業(yè)用水中投運(yùn)以來，性能穩(wěn)定，出水品質(zhì)好。

1　過濾器的結(jié)構(gòu)

　　YGⅣ結(jié)構(gòu)示意圖(見圖1)。過濾器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為：由固定的上孔板（上有配水裝置）和自由浮動(dòng)（有一定限度）的下孔板（一定重量）及上、下孔板間有一定長度、數(shù)量的丙綸膨化變形長絲（BCF）纖維束，組成柔性濾料的過濾體系，在下孔板下部設(shè)有配氣裝置，組成氣、水合洗的沖洗體系。
　　該過濾器的獨(dú)特之處在于：
　　① 采用了纖維束交錯(cuò)分布技術(shù)。該技術(shù)的實(shí)施旨在保證濾料壓實(shí)密度及阻力分配均勻，使過濾器運(yùn)行、反洗不偏流。
　　②　采用了自動(dòng)配水技術(shù)。該技術(shù)的實(shí)施旨在使過濾器的配水均勻，阻力配置合理。在合理的阻力配置作用下，上向過濾水流使纖維濾料在上孔板部位形成曲折而均勻的壓實(shí)層，并且，隨著過濾周期的延長，濾料上的截污層不斷上移，纖維的截污容量不斷地增加，壓實(shí)層厚度和密度也逐漸加大，又由于配水裝置在上部壓實(shí)層中部，從而形成了兼具縱向和橫向的深層過濾效果。在下向（出水裝置）沖洗水的作用下，將纖維層拉開、疏散后，和配氣系統(tǒng)實(shí)行氣、水合洗，提高纖維濾料的清洗效果。

2　過濾機(jī)理

　　傳統(tǒng)的單流粒狀濾料過濾設(shè)備，由于清洗時(shí)的水力篩分作用，濾料層的孔隙度沿濾層方向由大到小，這種過濾器不能充分發(fā)揮濾料的深層過濾效果。為此，出現(xiàn)了橫流過濾器或?yàn)榱税l(fā)揮“逆粒度”深層過濾效果而出現(xiàn)的雙流過濾器及多層濾料過濾器。ＹＧⅣ型浮動(dòng)纖維高效過濾器集“逆粒度”深層過濾和橫流過濾于一體，使其具有優(yōu)良的品質(zhì)。
　　YGⅣ型浮動(dòng)纖維高效過濾器的濾料采用的是丙綸膨化變形長絲（BCF），其相對密度為0.91g/cm³，略小于水，所以，纖維束在水中處于失重的漂浮狀態(tài)。本過濾器利用了纖維柔性的特點(diǎn)，根據(jù)流體力學(xué)的原理，只要連在纖維下端的下孔板的重量適當(dāng)，在上向水流的作用下，纖維束就會上浮；由于上孔板的阻隔，纖維束彎曲褶皺而被壓縮，阻力的疊加作用，致使濾層的孔隙度由下至上依次減小，纖維束上部壓實(shí)密度大于下部，實(shí)現(xiàn)了理想的深層過濾效果。不僅如此，由于上孔板部位特殊的配水裝置，使其同時(shí)具有橫流過濾效果；橫流過濾的存在，克服了容器的器壁效應(yīng)，再加上合理的阻力配備，避免了水處理設(shè)備長期出現(xiàn)偏流現(xiàn)象，大大提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和運(yùn)行周期。
　　本過濾器采用的是軟體濾料，合理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)使得過濾時(shí)纖維密度大，清洗時(shí)纖維密度小。由于纖維之間沒有其它填充物，因此，纖維在罐體內(nèi)擺動(dòng)阻力小，在下向水流和壓縮空氣的作用下，纖維不僅有徑向的抖動(dòng)而且有軸向的顫動(dòng)，所以，洗脫率高，清洗時(shí)間短，清洗效果明顯。

3　YGⅣ型浮動(dòng)纖維高效過濾器的運(yùn)行效果

　　現(xiàn)以某電廠的地下水處理系統(tǒng)，采用YGⅣ型浮動(dòng)纖維高效過濾器除鐵除濁為例，說明過濾器的運(yùn)行情況。
3.1　原水水質(zhì)情況
　　某電廠的井水水質(zhì)分析結(jié)果見表1，水質(zhì)分析方法按《火力發(fā)電廠水、汽試驗(yàn)方法》（1984）檢驗(yàn)。

表1 井水水質(zhì)分析結(jié)果 項(xiàng)目 數(shù)值 項(xiàng)目 數(shù)值 濁度/（mg.L^-1) 8 外觀 微黃 pH值 7.34 全硬度/（mmol.L^-1) 1.7 全固/（mg.L^-1) 　142.4 碳酸鹽硬度/（mmol.L^-1) 1.7 溶固/（mg.L^-1) 　141.6 全堿度/（mmol.L^-1) 1.8 懸固/（mg.L^-1) 0.8 HCO₃^-/（mmol.L^-1) 1.7 灼燒減量/（mg.L^-1) 45.2 腐植酸/（mmol.L^-1) 0.1 電導(dǎo)率/（μs.cm^-1) 175 COD_Mn/（mg.L^-1) 1.6 活硅/（mg.L^-1) 18.2 全鐵/（mg.L^-1) 3.39 全硅/（mg.L^-1) 22.2 Ca²⁺/（mg.L^-1) 20.0 Cl-/（mg.L^-1) 3.0 Mg²⁺/（mg.L^-1) 8.4 SO4-/（mg.L^-1) 21.1 Na⁺/（mg.L^-1) 8.5

3.2 現(xiàn)場運(yùn)行系統(tǒng)

3.2.1　曝氣器　DN 2800，塑料多面空心球，選Φ25，充填高度為2.5 m，風(fēng)水比為28～30倍，淋水密度為30～35 m³/(m2·h)。
3.2.2　纖維過濾器　DN 2500，纖維采用膨化丙綸長絲，長度為1.2 m，過濾器的上孔板為固定孔板，下孔板為活動(dòng)孔板，下活動(dòng)孔板限位高度為400 mm。運(yùn)行流速20 m/h。
3.3　運(yùn)行結(jié)果
　　濁度用WGZ-100型光電濁度儀測定；鐵采用SS-18-1-84磺基水楊酸分光光度法測定。
　　過濾器的運(yùn)行終點(diǎn)：除濁以大于1 mg/L，除鐵以大于0.3 mg/L為終點(diǎn)，作周期除濁和除鐵曲線，如圖3和圖4。

4　YGⅣ型浮動(dòng)纖維高效過濾器的特點(diǎn)

4.1　由于縱、橫向纖維深層過濾原理，使過濾精度高，運(yùn)行穩(wěn)定性提高；入口水濁度≤20mg/L，出口水濁度≤1mg/L。
4.2 流速高，出力大。該過濾器正常運(yùn)行流速30-60m/h，（除鐵運(yùn)行流速20m/h），是普通石英砂過濾器的3-5倍。每周期制水量也可高達(dá)10倍。
4.3 運(yùn)行周期長，截污容量大。由于阻力配置合理和纖維交錯(cuò)分布技術(shù)，防止了偏流和壁效應(yīng)的出現(xiàn)，使該過濾器的截污容量穩(wěn)定在10－20kg／ms，在入口濁度50mg／L左右、流速30m／h時(shí)，運(yùn)行周期在24h以上。
4.4 設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，外部閥門少。運(yùn)行和反洗簡單，易于操作和維護(hù)，易于實(shí)施程序控制。
4.5 設(shè)備投資少和運(yùn)行費(fèi)用低。1臺YG Ⅳ型浮動(dòng)纖維高效過濾器的出力相當(dāng)于3－5臺普通石英砂過濾器，設(shè)備的造價(jià)是普通石英砂的1／3，同時(shí)減少了占地面積、管道安裝和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。本產(chǎn)品的自耗水率為2％左右，運(yùn)行周期長，運(yùn)行費(fèi)用低。
4．6 本過濾器不僅能去除水中的濁度，而且對水中的有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等有去除能力。
4．7 纖維濾料密實(shí)程度可隨工作狀態(tài)（過濾或反沖洗）及原水水質(zhì)進(jìn)行調(diào)整，適應(yīng)性強(qiáng)。也大大提高了過濾速度和濾后水質(zhì)。
各種過濾器性能比較見表2

表2 各種過濾器性能比較 過濾器種類 濾速/(m.h^-1) 截污容量/（kg.L^-1) 進(jìn)水濁度/（mg.L^-1) 出水濁度/（mg.L^-1) YGⅣ型浮動(dòng)纖 30-60 10-20 入水≤50 入水≤2 維高效過濾器 　 　 入水≤20 入水≤1 雙層濾料過濾器 12-16 5-10 ＜10 ＜2 單層濾料過濾器 8-12 1-1.2 10-20 2-5

作者簡介：
　　張瑛潔（1969－），女，碩士，講師，聯(lián)系電話：0432－4675410
　　楊震（1962-），男，工程師
　　姜山（1968－），男，工程師