各种过滤器的原理及结构

各种过滤器的原理及结构 株洲海润公司 郑胜春 （摘录）

石英砂过滤器主要用于去除水中的悬浮物。该设备与其它水处理设备配合，广泛地应用在给水净化、循环水净化污水处理等各类水处理工程中。

活性碳过滤器主要用于吸附水中游离氯（吸附力达99％），对有机物和色度也有较高的去除率。是软化、除盐系统制纯水工艺的预处理设备。滤料为活性碳。设备主要材质为碳钢防腐、玻璃钢和不锈钢等。 活性碳过滤器技术参数

过滤速度：8-10m3/h 进水浊度：≤5mg/L； 工作温度：常温 工作压力：≤0.6Mpa;

反洗压缩空气量：18-25L/m2.S 滤料层高：1000-1200mm 反洗强度：4-12L/m2.S; 反冲洗时间：4-6分钟

石英砂过滤器技术参数：

1、运行参数 2、水质参数

设计滤速：8-10米/时 期终水头损失：1.7米 进水浊度小于15度，出水浊度小于3度。 反清洗强度：4-15升/秒·平方米 进水浊度小于10度，出水浊度小于2度。 冲洗历时：5-7分钟 滤料：石英砂 3、水压

垫层厚度：200-400毫米 滤层厚度：800毫米 进水水压：≥0.04Mpa 反冲洗进水水压：≥0.15Mpa

盘式过滤器原理与应用分析

工厂制水的预处理系统以前采用的是纤维过滤法，在近几年的运行过程中，这种方法暴露出许多问题：过滤效率明显下降，运行阻力增加，树脂破碎率升高，制水成本逐年上升；出现纤维扭曲，发生“粘连抱团”现象，纤维束不能垂直竖立，下移动不能复位；过滤器内部气囊破损严重，无法正常发挥松散纤维的作用。为了改善制水预处理系统的现状，转而采用盘式过滤器代替高效纤维过滤，取得了良好的效果。 一、盘式过滤器机理 1盘式过滤器的原理：

利用相邻盘片之间的沟槽纹交叉点实现对固体颗粒的拦截，运行时14组过滤头并联，在水和弹簧的压力作用下过滤滤芯的滤盘被压紧，水从盘片的端面进入，水中的颗粒杂质被压紧的盘片截留，从而起到过滤的作用。反洗时，其中一组进水阀关闭，排污阀打开，其他13组过滤单元的部分出水反向进入这组过滤单元，在反洗水压下促使碟片横向旋转和纵向颤动。滤芯盘片松开，同时反洗水沿管线方向冲向过滤盘片，导致盘片高速旋转，使截留在盘片上的杂物在离心力和水流冲洗的共同作用下脱离盘片，并经反洗水的作用排除。冲洗过程仅需十几秒钟，一个滤头反洗结束后，再对其它几组依次进行反洗。阿速德盘式过滤器又有其独到之处：旋转设计。水流进入到过滤器单元内时，沿外壳的切向进入，在过滤单元内高速旋转，没有真正进入盘式过滤器之前，系统已经将大部分的泥沙等杂质从水中分离，减轻了过滤器的负担，使其工作寿命是同类产品的10倍左右。

2.自动控制部分

过滤器反洗的启动由时间和压差共同控制，反洗时间可根据实际情况现场调整，当压差或时间达到设定值时，控制器按一定顺序逐个启动，清洗完毕后立即投入使用。通过调节电磁阀上的手动控制按钮，还可以实现对每个过滤头的手动控制。 3.水启动反冲洗阀和气启动反冲洗阀的比较 盘式过滤器使用初期利用进水启动反冲洗阀，运行以后会陆续出现电子阀堵塞、反冲洗阀打开不到位或反冲洗阀不能及时关闭的现象，继而造成过滤单元反冲不彻底，反冲频次增加，水资源浪费严重。经过论证我们利用气启动代替水启动，既避免了电子阀的堵塞又缩短了反冲阀打开时间，达到了节约了水资源的目的，更有效地发挥了设备的效能。 二、阿速德盘式过滤器的特点和优点 1.节能、抗污性能好

设备采用管道式安装，运行阻力小，反洗水耗低，自耗水率约为0.5%、耗电仅需50W；采用先进的JY盘片过滤器代替传统滤池，能够有效去除水中悬浮物。盘片高速旋转式冲洗，有效避免水中微生物、藻类等污物的污染。 2.节省占地面积

系统基于标准盘式过滤单元按模块化设计，用户可按需取舍，灵活可变。并且系统紧凑、占地面积极小，可利用边角空间进行安装。 3.高效反洗、精确过滤

特殊结构的盘式过滤精确灵敏，严格保证只有粒径小于要求的颗粒才能进入，是最有效的过滤系统，用户可根据用水要求选择不同过滤精度的过滤滤盘和运行流量。高速与彻底的反洗，只需15～20秒即可完成，反洗耗水量低于过滤水量的0.5%，全自动运行、连续出水。 4.使用寿命长

高科技塑料过滤芯坚固、无磨损、无腐蚀，经多方验证过滤和反洗效果不会随时间而减弱；运行可靠、维护简单，过滤系统在总进水管和总出水管及每个过滤单元的进出水口均有压力表，便于在出现故障时及时准确地掌握水回路每个关键点的压力情况，以找出故障的确切原因。

三、效益分析

1.用深井水代替自来水

我们经过多次比较验证，最终决定60%用自提水，40%用自来水，这种比例混和既可以保证供水质量，又节省了自来水使用量。以分厂全年用水总量13×105吨计算，可以节约费用：13×105×60%×（3.35-1.06)元＝178万元。 2.节约自耗水

反冲纤维过滤器每台每次自耗水100吨，每月三次，盘式过滤器自耗水是它的2%，每年节约自耗水：100吨×3次/月×12月×（1-2%)×3.35元/吨＝1.2万元；合计：179.2万元。 更多“管”信息环琪(太仓)塑胶工业有限公司广州分公司

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1.工作状态：

盘式过虑机的过滤单元里有一组带沟槽棱边的过滤盘，通过顶部的弹簧压紧。过滤时污水由过滤盘外侧进入，相邻过滤盘的沟槽棱边形成的交叉点把水中的固体物质截留，达到过滤的效果。同时由于污物不仅贮存在过滤盘与过滤头之间，还可以贮存在过滤盘组内部，具有深度凝聚的作用，大大提高了过滤效果

2.反洗状态：

盘式过滤机可以通过三种方式实现自动控制反洗：时间、流量和压差信号，当其中一项或几项同时达到反洗要求，将给控制器发信号，这时控制器控制反洗部件，完成反洗。反洗时每个过滤单元是交替进行的，以保证连续供水。控制器首先控制一个过滤单元进出水阀门改变水流方向，然后松开过滤盘顶部弹簧，位于盘片组中央的喷嘴沿切线喷射，使盘式旋转，盘上及过滤头内的污物被冲洗出去。接着控制进出水阀门恢复这个过滤单元到正常工作状态，去反洗另一个过滤单元。因为反洗时间很短，一般至多15秒，而且是过滤单元交替进行，所以一般盘式过滤机无需一用一备。

叠片过滤器的工作原理：

叠片过滤器的滤芯，叠片为杂质处理载体，它由一组双面带不同方向沟槽的塑料盘片相叠加构成，其相邻面上的沟槽棱边便形成许许多多的交叉点，这些交叉点构成了大量的空腔和不规则的通路，这些通路由外向里不断缩小。过滤时，这些通路导致水的紊流，最终促使水中的杂质被拦截在各个交叉点上。如把盘片叠加安装在过滤芯骨架上，在弹簧和进水的压力作用下就形成了一个外松内紧的过滤单元。每个过滤单元中被弹簧和水压压紧的叠片便形成了无数道杂质颗粒无法通过的滤网，叠片宽度为 12 － 14 mm，叠片材质为优质工程塑料，耐磨性极高。辅以不锈钢弹簧支撑，结构坚固。过滤器反冲水流沿叠片内壁切线方向自内向外冲洗叠片表面粘附的各种杂质，叠片在反冲洗水流的作用下作旋转，保证所有污物均被有效洗净并排出。可使用时间间隔和压力差控制反冲洗的所有步骤。一旦设定完毕，即可长期使用。自动反冲洗过滤器在不中断工作的情况下在数秒内完成整个自动反冲洗过程。采用这种过滤原理的过滤器在过滤和反冲洗时叠片间隙动态可变，对提高过滤性能、过滤水质非常有利，又可大大减少反洗用水量，通常自耗水量约为 0.25% 。盘片上沟槽的不同深浅和数量确定了过滤器单元的过滤精度。

袋式过滤机的工作原理：

袋式过滤机是一种结构新颖、体积小、操作简便灵活，节能、高效、密封工作，适应性强的多用途过滤设备，它广泛适用于化工、涂料、油墨、食品等行业。特点：该种过滤机是一种压力式过滤装置，待滤液在泵作用下，滤液通过所需要细度等级的滤袋能获得合格的滤液。该机更换滤袋十分方便，过滤基本无物料消耗。该机有设计成单过滤机，双联过滤机，并可配套输送泵组装在移动式推车上。过滤机滤袋保护网均为不锈钢制作，其余部件有分碳钢和不锈钢制作两种，供过滤不同介质的用户选择。

应用：

◆ 适用于各种水溶液的澄清过滤和除菌过滤；

◆ 采用优质304不或316L不锈钢制造，适用于多种化学品、溶剂、试剂的过滤； ◆ 用于实验室溶液、细胞培养基的过滤；

◆ 其它如维生素、眼药水、化妆水、光刻胶的过滤；

◆ 广泛用于:石油、化工、医药、农药、染料、食品、塑料、造纸、环保、矿冶等工业部门。

新型亚微米过滤机用途广泛

近日，一种广泛用于石化、冶金、环保等领域的新型亚微米液固、气固过滤机，在河北深州市净化过滤机设备器材厂研制成功，获得国家专利。

石化、冶金等行业的发展，对过滤分离的精确性和选择性提出了更高要求，不仅要求从液体和气体中除去肉眼可见的杂质，而且要求除去亚微米级固形物。有着多年从事亚微米分离技术研究与生产经验的深州市净化设备器材厂，瞄准这一机遇，会同河北科技大学等单位组织攻关，并获得成功。

新型亚微米液固、气固过滤机以高分子聚合物———亚微米分离介质为主要原料，采用特种工艺和配方制成，具有过滤介质孔径均匀、阻力系数小、机械性能好、耐酸碱等特点，其拉伸强度达175千克／平方厘米，在－12℃～105℃范围内性能不变，特别是过滤精度能达到0．1微米，悬浮物浓度在600毫克／升以下，对水中悬浮物的去除率为98.1％，过滤纯度比同类产品提高了10倍，滤速提高了4～11倍，使用寿命长出近30倍。

EYCFL系列密闭加压振打过滤机

EYCFL系列密闭加压振打过滤机是在EYCCL基础上，为满足用户需要而开发的新产品。它主要适用于制药、生物工程、油脂、化工等工业液体脱色工艺过程及其它液体过滤机工艺过程。脱色工艺过程一般采用活性炭粉末或活性白土粉末进行脱色，脱色完毕后，将活性炭粉末或活性白土粉末滤除，采用EYCFL系列密闭加压振打过滤机是最理想的过滤设备。该机也可用于其它采用助滤剂或不采用助滤剂的液体过滤过程。

HGDY型带式浓缩压榨过滤机

HGDY型带式浓缩压榨过滤机（污泥脱水机）是型压榨过滤机的基础上引进国外先进技术研制出来的具有较高实用价值的污泥脱水设备。

HGDY型带式浓缩压榨过滤机集浓缩、压榨于一体，具有处理效率高、脱水效果好、能耗低等优点，适用于化工、煤炭、冶金、食品、造纸、城市给排水等行业的工业生产和生活的各类污泥脱水和部分工业物料的固液分离。使用该设备后可以省去污泥浓缩池的投资，减小占地面积，且污泥停留时间短，脱磷效果好，处理效率高。

HGDY型带式压榨过滤机（浓缩脱水一体机）系引进、消化国外先进技术基础上，由国内多名污泥脱水技术专家研制出来的具有国际90年代先进水平的污泥脱水设备。

HGDY型带式压榨过滤机是一种新型高效连续运行的固液分离设备，适用于城市生活污水厂、自来水厂以及造纸、制革、印染、屠宰、石油化工、制药、冶金建材、酿造、食品等行业工业废水的污泥脱水工作，也适用于工业生产中的固液分离或液体浸出工序和资源回收的理想设备。

HGDY型带式压榨过滤机与传统的污泥脱水方法（真空过滤、离心过滤、板框过滤）相比具有处理能力大、能耗低、占地面积小、劳动强度低、操作简单、维修方便等优点。与国内外同类带式脱水方法相比，具有自动化水平高、构思巧妙、处理能力大、脱水效果好优点

BuB 过滤机的工作原理

该叶过滤机采用密封加压、多滤叶、微孔精密过滤的方法来实现较理想的分离效果。其结构为：在一个密闭的机壳内，垂直装有多片不锈钢滤叶、用来支承和贴附，起有主要过滤作用，底部平法兰上装有不锈钢平面滤网，其作用使壳体内液体完全过滤，无残液。过滤时，先循环过滤进行预涂，使滤叶表面形成一层预涂层，待滤液清亮后（通过视镜观察），即可进行正常过滤。

其原理是：当输液泵向机壳内输入一定数量，并含有活性炭粉末或活性白土粉末的溶液时，将会产生一定的压力，液体在压力的作用下流入过滤机的滤网，活性炭粉末或活性白土粉末截留在滤网表面，产生一定的过滤阻力，形成内外压差，随着溶液中的活性炭粉末或活性白

土粉末随溶液的流入，逐渐地吸附于滤叶表面，经循环一定时间，并形成具有相当过滤能力的滤饼层，溶液经滤饼层去除杂质流入滤叶内腔，再经出液管，流出清液。

超滤

⑴原理

超滤又称超过滤，用于截留水中胶体大小的颗粒，而水和低分子量溶质则允许透过膜。 超滤的机理是：由膜表面机械筛分、膜孔阻滞和膜表面及膜孔吸附的综合效应，以筛滤为主。

⑵超滤膜与超滤装置 ①超滤膜的种类：

常用的超滤膜有：醋酸纤维素膜，聚砜膜，聚酰胺膜

②超滤装置：主要有板框式、管式、卷式和中空纤维式等，与反渗透装置类似。 ⅰ板框式超滤装置

优点：装置牢固，适合在广泛的压力范围内工作；流道间隙大小可调，原水流道不易被杂物堵塞；具有可拆性，清洗方便；通过增减膜及支撑板的数量可处理不同水量。

缺点：装置较笨重；单位体积内的有效膜面积较小；膜的强度要求较高，一般做在无纺布上，以增强膜的机械性能。 ⅱ管式超滤装置

优点：原液流道截留面积较大，不易堵塞；膜面的清洗比较容易，可化学清洗或擦洗。 缺点：单位体积内膜的充填密度较低，占地面积大；膜管的弯头及连接件多，设备安装费时。

ⅲ卷式超滤装置

优点：单位体积内的有效膜面积较大，水在膜表面流动状态比较好，结构紧凑，占地面积较小。缺点：进水预处理要求严格，对所用的膜强度要求较高，使用过程中，一旦发现膜破损须更换新的膜元件。

ⅳ中空纤维式超滤装置： 优点：单位体积内有效膜面积最大，工作效率最高，占地面积小。中空纤维无须支撑物。缺点：膜的清洗较困难，只能用水力冲洗或化学清洗，不能用机械清洗，另外，中空纤维膜损坏后要更换整个组件。 ③超滤工艺参数

主要参数有膜通量、膜清洗和膜寿命。 在操作压力为0.11～0.6Mpa，温度小于60℃时，超滤膜的膜通量以1～500L/m2h为宜。影响膜通量的因素有：进水流速、操作压力、温度、进水浓度和原水预处理等。 膜必须定期清洗，以延长膜的寿命，正常使用的膜的寿命为12～18个月。 ④超滤在废水处理中的应用

目前已应用在汽车制造行业喷漆废水、金属加工废水以及食品工业废水的处理及有用物质的回收。

超滤原理也是一种膜分离过程原理，超滤利用一种压力活性膜，在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为3x10000—1x10000的物质。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，水分子和分子量小于300—500的溶质透过膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得到净化。也就是说，当水通过超滤膜后，可将水中含有的大部分胶体硅除去，同时可去除大量的有机物等。

超滤原理并不复杂。在超滤过程中，由于被截留的杂质在膜表面上不断积累，会产生浓

差极化现象，当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层，使膜的透水量急剧下降，这使得超滤的应用受到一定程度的限制。为此，需通过试验进行研究，以确定最佳的工艺和运行条件，最大限度地减轻浓差极化的影响，使超滤成为一种可靠的反渗透预处理方法。 a． 超滤与传统的预处理工艺相比，系统简单、操作方便、占地小、投资省、且水质极优，可满足各类反渗透装置的进水要求。

b． 合理地选择运行条件和清洗工艺，可完全控制超滤的浓差极化问题，使此预处理方法更可靠。 c．超滤对水中的各类胶体均具有良好的去除特性,因而可以考虑扩大到凝结水精处理及离子交换除盐系统的预处理中。

在超滤过程中，水深液在压力推动下，流经膜表面，小于膜孔的深剂（水）及小分子溶质透水膜，成为净化液（滤清液），比膜孔大的溶质及溶质集团被截留，随水流排出，成为深缩液。超滤过程为动态过滤，分离是在流动状态下完成的。溶质仅在膜表面有限沉积，超滤速率衰减到一定程度而趋于平衡，且通过清洗可以恢复。

超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的，膜孔径在20－1000A°之间。中空纤维超滤器（膜）具有单位溶器内充填密度高，占地面积小等优点。 超滤技术的优缺点

与传统分离方法相比，超滤技术具有以下特点：

1. 滤过程是在常温下进行，条件温和无成分破坏，因而特别适宜对热敏感的物质，如药物、酶、果汁等的分离、分级、浓缩与富集。

2. 滤过程不发生相变化，无需加热，能耗低，无需添加化学试剂，无污染，是一种节能环保的分离技术。

3. 超滤技术分离效率高，对稀溶液中的微量成分的回收、低浓度溶液的浓缩均非常有效。

4. 超滤过程仅采用压力作为膜分离的动力，因此分离装置简单、流程短、操作简便、易于控制和维护。

5. 超滤法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液，一般只能得到10～50％的浓度。

超滤装置是在一个密闭的容器中进行，以压缩空气为动力，推动容器内的活塞前进，使样液形成内压，容器底部设有坚固的膜板。小于膜板孔径直径的小分子，受压力的作用被挤出膜板外，大分子被截留在膜板之上。超滤开始时，由于溶质分子均匀地分布在溶液中，超滤的速度比较快。但是，随着小分子的不断排出，大分子被截留堆积在膜表面，浓度越来越高， 自下而上形成浓度梯度，这日才超滤速度就会逐渐减慢，这种现象称为浓度极化现象。为了克服浓度极化现象，增加流速，设计了几种超滤装置： 1. 无搅拌式超滤 这种装置比较简单，只是在密闭的容器中施加一定压力，使小分子和溶剂分子挤压出膜外，无搅拌装置浓度极化较为严重，只适合于浓度较稀的小量超滤。 2. 搅拌式超滤

搅拌式超滤是将超滤装置位于电磁搅拌器之上，超滤容器内放人一支磁棒。在超滤时向容器内施加压力的同时开动磁力搅拌器，小分子溶质和溶剂分子被排出膜外，大分子向滤膜表面堆积时，被电磁搅拌器分散到溶液中。这种方法不容易产生浓度极化现象，提高了超滤的速度。

4. 中空纤维超滤

由于膜板式超滤装置，截留面积有限，中空纤维超滤是在一支空心柱内装有许多的，中空纤维毛细管，两端相通，管的内径一般在0．2mm左右，有效面积可以达到1平方厘米每

一根纤维毛细管像一个微型透析袋，极大地增大了渗透的表面积，提高了超滤的速度。

精密过滤器又称保安过滤器，一般设置在压力容器之前，以去除浊度1度以上的细小微粒，来满足后续工序对进水的要求；有时也设置在整个水处理系统的末端，防止细小微粒（如破碎的树脂）进入成品水。

保安过滤器：

精密过滤器具有以下特点：

.能有效除去液体中的悬浮物、铁锈等。 .可承受较高的过滤压力。

.独特的深层网孔结构使滤芯有较高的容渣负荷能力。 .滤芯可用多种材质制作,以适应各种流体过滤的需要。 .外形体积小,过滤面积大,阻力小,使用寿命长 功能和目的

为了防止预处理中未能完全去除或新产生的悬浮颗粒进入反渗透系统，保护高压泵和反渗透膜，通常在反渗透进水前设置滤芯式保安过滤器。一般采用孔径小于10um，根据实际设计情况可设计为5um或更低。

常见滤芯类型

滤芯材料主要有烧结滤管、熔喷式纤维滤芯和蜂房滤芯等。

烧结管是由粉未材料通过烧结形成的，其滤管材料有陶瓷、玻璃砂、塑料等所种。熔喷式纤维滤芯一般采用聚丙烯为原料，经过加热熔融，喷射、牵引、接收成型而制成，以聚丙烯为原材料的PP滤芯较为常用。蜂房滤芯是由纺织纤维粗纱精密缠绕在多孔骨架上，聚丙烯线绕蜂房式滤习较常用。

注意事项

保安过滤器的进出水需设置压力表，当运行时进出水压差达到极限值时，应及时更换滤芯。由于滤芯的清洗恢复效率较低，所以最好使用一次性滤芯。

反渗透装置

一、反渗透水处理装置概述

随着工业上对运用水的要求越来越高，加上膜材料、制膜方法的不断发展，膜分离技术也得到了很大的扩展。其中，反渗透膜处理水也得到了很好的发展。

二、反渗透水处理装置原理

半透膜将溶液与纯溶剂分开，因为存在着浓度差，纯溶剂会向溶液一侧扩散，这就叫渗透。若在溶液一侧加压，使压力超过渗透压，则溶液一侧的溶剂会向着纯溶剂一侧流动，从而实现溶质与溶剂的分离，这就叫反渗透。

三、反渗透水处理装置-反渗透膜分离技术的特点：

（1）、在常温不发生相变的情况下，可以对溶质和水进行分离，适用于对热敏感物质的分离和浓缩；与有相变的分离方法相比，能耗较低。

（2）、杂质去除范围广，可以去除无机盐类、有机物杂质、细菌、病毒等。

（3）、脱盐率高，可实现大于99%

（4）、分离装置简单，易操作、控制和维护。 （5）、对进水水质有一定要求，如污染密度指数（SDI15）≤5、浊度＜1.0NTU、保证没有余氯或类似氧化物等。

四、反渗透水处理装置运用范围

主要运用于电子、化工、印染、食品、制药及饮用纯水等领域。

混床

混床是混合离子交换柱的简称，是针对离子交换技术所设计的设备。所谓混床，就是把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装置中，对流体中的离子进行交换、脱除。由于阳树脂的比重比阴树脂大，所以在混床内阴树脂在上阳树脂在下。一般阳、阴树脂装填的比例为1：2，也有装填比例为1：1.5的，可按不同树脂酌情考虑选择。混床也分为体内同步再生式混床和体外再生式混床。同步再生式

混床在运行及整个再生过程均在混床内进行，再生时树脂不移出设备以外，且阳、阴树脂同时再生，因此所需附属设备少，操作简便。

混床处理工艺的设备包括混合离子交换器和体外再生设备。其中体外再生设备主要包括树脂分离器、阴(阳)树脂再生器、树脂贮存塔、混杂树脂塔和酸碱再生设备。国内混床处理工艺主要特点体现在树脂分离再生工艺上。树脂的分离再生工艺有三种。

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