论纤维过滤技术的新进展

论纤维过滤技术的新进展

摘要：论文介绍、分析了“自然堆积式”和“有序装填式”等纤维过滤技术的特点，阐述了结合两类滤床优势的柔性自反馈纤维过滤技术的原理。该技术有效解决了纤维滤料过滤与清洗相矛盾的难题，其过滤精度高，运行成本低，滤料使用寿命长，设备结构简单、操作方便、基本免维护。

关键词：纤维束过滤柔性自反馈

中图分类号：x703 文献标识码：a 文章编号：

1672-3791(2011)12(c)-0000-00

纤维过滤技术从二十世纪八十年代在我国开始工业应用以来，以过滤精度高、滤速快、截污容量大等特点，成为石英砂等颗粒状滤料过滤器的替代产品，市场占有率不断扩大。在实际的应用过程中，研究人员不断改进，从以纤维球[1]和彗星式[2]纤维滤料等为代表的“自然堆积式”和以胶囊挤压[3]和活动孔板[4]结构等为代表的“有序装填式”两个方向对纤维过滤技术进行了发展和探索。特别是近年来，研究人员从理论上大胆创新，结合两类纤维过滤器的技术优势，从纤维本身的特性出发，通过深入的理论分析和试验研究，在选择最适宜用作滤料的纤维和最佳膨化工艺基础上，设计出过滤效果好，又有利于反洗的设备结构，在解决纤维滤料过滤精度高而清洗困难的技术难题的同时，实现纤维过滤装置的自反馈运行，同时达到了设备结构简单、操作方便、基本免维护的理想效果，形成了柔性自反馈纤维过滤技术。

1自然堆积式短纤维过滤器

所谓“自然堆积式”纤维过滤器，是指床型结构类同于颗粒床，仅是以纤维滤料代替了颗粒滤料。目前，主要的自然堆积式纤维过滤器有:纤维球过滤器、彗星式纤维过滤器。

纤维球过滤器过滤精度高，截污量大:3～10kg/m3，过滤周期长，短路、偏流现象少。纤维球滤料的不足之处在于：反冲洗时，滤芯密实处积泥难以冲洗掉，这部分残存积泥一方面使纤维球截污能力降低，另一方面在再次过滤时因滤料受压释放而影响出水水质，滤料使用寿命较短，造价较高。

彗星式纤维过滤器因过滤材料外形近似于“彗星”而得名，滤速最高可达50m/h，反冲洗性能得到较大的改善。彗星式纤维滤料在使用过程中存在的主要问题有：反洗采用机械搅拌，容易使滤料破坏，如采取大强度气水合洗则滤料易流失。

2有序装填的长纤维过滤器

有序装填的长纤维滤料采用丙纶长丝作为滤料，设备内装有限制滤料位置的结构。由于大幅提高了反洗气、水对纤维滤料的作用力，所以反洗效果好。比较典型的有：胶囊挤压式纤维过滤器、活动孔板式纤维过滤器等。

胶囊挤压式纤维过滤器是较早成功地用于我国工程界的一种纤

维束过滤器。因滤速快、反洗彻底、精度可调，在上世纪九十年代得到广泛推广。该型过滤器在长期应用中显露出胶囊易疲劳损坏，检修量大，操作较复杂，胶囊充填在滤层中降低了滤床的有效过滤

面积等不足之处。

活动孔板式纤维过滤器取消了胶囊，增大了截污能力，操作简单，滤速高。该型过滤器的主要不足有：带逆止阀和导柱的滑动孔板易出现卡塞现象，影响稳定运行。如采用单层不锈钢孔板，由于孔板有一定重量，采用下进水方式过滤时，滤液流经滑动孔板时的水头损失对滑板的推力较小，因此对纤维层的压缩作用是有限的；如采用上进水方式过滤，反洗时，活动孔板的位移幅度又不足以充分拉伸纤维束，难以达到最佳的清洗效果。

3柔性自反馈纤维过滤器理论依据、结构特点与性能优势

通过对上述纤维过滤技术的理论分析和大量试验，研究人员大胆创新，开发出了独特的柔性自反馈纤维过滤技术。

（1）依据纤维深层过滤理论，结合“自然堆积式”和“有序装填式”两类纤维过滤设备各自优势，柔性自反馈纤维过滤器选用丙纶长丝作为滤料，采用上端自由的结构及独特的纤维束安装方式，使过滤时纤维滤床处于接近短纤维自然堆积床层的状态，清洗时又呈现“有序装填式”状态，有效解决了纤维滤料过滤效果好而清洗困难的矛盾，既保证了过滤效果和出水水质，又使反洗效果大为提高。

(2)滤料为丙纶长丝，密度小，底端固定，上端自由，纤维密度随水流压差大小变化而变化，，形成柔性自反馈的过滤机制，过滤精度高，并避免了短路、偏流现象。

(3)柔性自反馈纤维过滤技术过滤精度高：水中悬浮物的去除率

可接近100%，经良好混凝处理的原水浊度≤20ftu时，过滤后出水浊度始终≤2ftu。并对细菌、病毒、大分子有机物等杂质有显著的去除作用；过滤速度快：为30m/h-50m/h,是传统过滤器过滤速度的3-5倍；截污容量大：为5-10kg/m3（滤料），是传统过滤器截污容量的2-4倍；占地面积小：相同的制水量，占地仅为传统过滤器的1/3-1/2；自用水耗低：仅为周期制水量的1-3%；一般情况下可用原水进行反洗；滤元连续使用寿命不少于10年，不存在跑料、板结等现象。

柔性自反馈纤维过滤技术设备结构简单、操作方便、基本免维护。在设备的自用水率、运行成本、基建投资等各方面指标均处于国内领先水平。该技术可在电力、石化等工业领域的供水、循环水净化处理，市政供水的过滤处理，污水深度处理等方面替代传统的石英砂过滤，并可方便地对原有的砂滤器、纤维过滤器进行技术改造。参考文献

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[3] 刘凡清.介质过滤方法及设备[p]. 中国专利，（zl87100467）

[4] 承慰才.纤维过滤装置[p]. 中国专利，（zl98246416.9）