新型硅藻土過濾器在水處理的實踐應用

趙惠書 　（吉林守信環境工程有限公司，130033）

　　摘要：由于硅藻土具有細膩、松散、質輕、多孔、吸水和滲透性強等特點，并有特殊的結構構造，使得它具有許多特殊的化學和物理性能，質地純凈，硅藻含量高，藻類形態完整，雜質含量小，不含易溶解于溶液中的物質，因此，我公司克服了種種困難，經過多方努力，成功研制出新型的硅藻土過濾器，過濾精度高，效果顯著，在水處理領域中可以大力推廣。
　　關鍵詞： 硅藻土過濾器；水處理；實踐應用

　　前言:利用硅藻土的結構特點和其物理性能，硅藻土過濾器很早以前就實際應用到工業生產當中，在工業過濾方面主要做為生產助濾劑，飲料、酒類、煉油、油脂、涂料、肥料、酸堿、藥品等方面應用廣泛，但在水處理過濾方面實際還未得到廣泛應用。我公司克服了種種困難，經過多方努力，成功研制出新型的硅藻土過濾器，過濾精度高，處理效果顯著。

1.硅藻土過濾器的組成

　　硅藻土過濾器由硅藻土供給裝置、硅藻土混合箱、過濾泵、過濾罐、噴射反沖洗裝置等組成，過濾罐內部是由多個濾芯垂直排列形成過濾器組成部分,與水混合的硅藻土混合物用過濾泵循環運行，過濾罐的濾芯上形成約2—3mm的膜，由于它是不規則的多孔微粒子，從而形成了微細間隔，這種微細間隔可以過濾水中的膠狀物質、水溶微小物質，當原水通過此過濾器時 0.5μm以上的微粒子被過濾掉。

2.硅藻土過濾器的過濾工藝

2.1過濾流程圖

2.2過濾工藝說明
2.2.1第一工程 ：循環形成過濾膜（pre-coating）
　　安裝在硅藻土箱上部的斗倉，將一定量的過濾助劑投放到硅藻土箱中, 與清水充分混合變成泥漿, 通過泵的壓力將此泥漿送到過濾灌中進行循環。循環過程中, 過濾劑在濾芯的周圍形成硅藻土膜過濾層，此過程叫循環形成過濾膜過程。經10~15分鐘后進入下工程。
　 過濾膜的作用
　　1、防止懸浮物(SS)等堵塞過濾器；
　 2、反沖洗方便；
　　3、根據懸浮物粒子的大小選擇過濾助劑。
2.2.2第二工程： 過濾過程（Filtering）
　　過濾膜形成結束后，硅藻土箱的閥門關閉, 原水箱閥門打開的同時，過濾器開始工作。
　　主泵把原水送到過濾罐中, 0.5μm以內的微粒(懸浮物) 吸附在濾膜層外，隨著過濾時間的增加, 過濾器中的壓力也增大，當達到規定壓力時, 原水閥自動關閉, 系統進入下一階段。
2.2.3第三工程: 反沖洗 (Back Washing Cycle)過濾罐下端的閥門打開(open), 從過濾罐上端注入壓縮空氣和水, 把過濾膜和附在過濾膜上的濾渣強行輸送到淤泥箱中， 過濾罐被沖洗干凈, 循環進入到第一工程。同時進入第四工程。
2.2.4第四工程: 脫水(Dehydration Cycle)
　　被壓濾機脫水的液體進入到原水箱中,而濾渣被壓成濾餅后排到拖盤中。

3.硅藻土過濾器（Pre-coat Filter）的特點：

（1）過濾穩定；
　　 （2）內部結構穩固，過濾劑的選定與結構管理中，完全可以做到0.5μm的超精密過濾；
　　 （3）最大限度地降低了原水的損失；
　　 （4）采用新的脫水方式，脫水率達到85%以上；
　　 （5）可全自動運行；
　　 （6）故障少，操作方便，因此可減輕操作的勞動強度；
　　 （7）運行費用低；
　　 （8）無需更換過濾器，系統可自動運行，節約了人力。處理容量大而設備緊湊，因此投資費用少；
　　 （9）因使用特殊的硅藻土過濾器，因此容積小，但過濾面積大；
　　 （10）過濾罐中的凈水與加壓空氣，在數分鐘內進行反沖洗，然后進入下一輪的過濾工程；
　　 （11）據壓力、時間的自行控制，可自動進行反沖洗工程；
　　 （12）結構簡單，故障少。硅藻土膜形成、反沖洗、脫水、垃圾餅的排除等，全過程是自動連續進行；
　　 （13）無需更換過濾器，節約了更換過濾器的費用、更換時間、人力等，因此經濟效益非常高。

4.硅藻土過濾器與其他過濾器對比說明

4.1過濾器種類及特性
4.1.1沙子過濾器（SAND FILTER）
　　此種過濾器主要是由沙子過濾層（600mm以上）和碎石支持層（400mm以上）構成。具體工作原理是污水以每小時25m/hr~30m/hr的速度從上至下通過沙層進行過濾。
　　此種機器的主要弊病是機器需要頻繁地更換沙子和碎石，即費工又費時，過濾效果只能達到50μm，且過濾精密度不穩定。所以使用起來很煩瑣，設備體積大，消耗動力大等缺點。為了清除微粒子必須使用絮凝劑AL₂（SO₄）₃和CaO來混合注入到過濾罐中，上面形成過濾層來吸附殘渣物，再通過沙子過濾。這種方法雖然能清除微粒子，但是在實際操作中很難調節藥品的注入量，維持正常管理會有很多難度。
4.1.2筒狀過濾器（CARTRIDGE FILTER）
　　游泳池或洗浴等場所使用的筒狀過濾器是由P.P或P.E材質制成。直徑從25~100mm ?，長250~750mm等幾種類型。過濾顆粒指數為1~200μm，游泳池大多數使用的是過濾顆粒指數為50μm以下的過濾器。
　　此種機器在的標準過濾速度是10m/hr以內。由于這種是一次性濾芯，所以必須經常更換濾芯，這大大增加費用支出和勞動強度的同時，穩定性精密度也大幅度降低。
4.1.3硅藻土膜過濾器（PRE—COAT FILTER）
　　這是一種工廠、游泳池或洗浴等場所使用的最佳循環過濾設備。機器過濾效率高，過濾精密度穩定，有效地去除水中的有害物質；體積小，運轉費用低，技術先進，運轉壽命長。對不同水質、不同空間、不同流量、不同處理要求可配備設備。
　　硅藻土膜過濾是使硅藻土自動吸附在濾芯外層上形成厚度為2~3mm過濾層, 原水通過此過濾層過濾。最小顆粒指數為0.5μm以下，達到純凈水的標準。是沙子過濾器（50μm）和筒狀過濾器（30μm）無法比較的。另外，從工作效率來講，實際操作的時候如果用沙子過濾器24小時，4~8回循環運行的工作量，用硅藻土膜過濾器只需24小時1回循環過濾就能充分達到預計要求。硅藻土膜過濾器比沙子過濾器或筒狀過濾器在清除微粒殘渣物的性能上有卓越的功效，此工藝流程為吸毛和除懸浮物工程、硅藻土自動掛膜工程、過濾工程、返沖洗工程、壓濾脫水工程。此設備通過高壓氣體處理殘渣物，使殘渣物形成粉末性餅狀固體，處理非常方便。
　　硅藻土膜過濾器比其他產品在更換濾芯次數方面有獨到的優勢。在過濾相等量的情況下，本設備更換濾芯的次數為筒狀過濾器的1/20次，而且各項指數都高于其他產品。硅藻土膜過濾器操作簡便，智能化管理，減少工作強度。
4.2過濾器性能及經濟對比表

5. 1硅藻土過濾器的應用領域
　　（1）溫泉、大眾浴池、泳池、簡易凈水場、床上用品洗滌廢水、浴巾洗滌廢水的循環使用；
　　（2）PCB線路板研磨液的循環使用；
　　（3）電子元器件氧化鋁 PCB板洗滌液的循環使用；
　　（4）含粉末土的洗滌水過濾后以冷卻水循環使用；
　　（5）磷酸鹽表面膜表面調整液的循環使用；
　　（6）硬質鉻電鍍液的循環使用；
　　（7）污水、廢水處理廠的過濾；
　　（8）鋼絲切斷液的循環使用；
　　（9）制造醋等食品業的過濾循環使用；
　　（10）冷卻水的循環使用；
　　（11）陶瓷、超硬研磨液的循環使用；
　　（12）工業用水、生活用水的過濾；
　　（13）散熱器(汽車、空調)流動液(FKUX液)的循環使用。

5. 影響硅藻土過濾器過濾效率的因素

　　一般硅藻土過濾中有兩種因素影響過濾效率：
　　一種是硅藻土膜受污染引起過濾效率的降低及過濾膜上浮游物的沉積影響過濾效率。
　　另一種是由于濃度分極現象, 原水通過過濾膜時，隨著過濾時間的增加，濃度上升，這引起過濾壓力也增加, 因此過濾效率降低。但這不是永久性地損傷過濾膜或降低過濾效率, 通過反沖洗可以恢復到原來的過濾效率。
　　現階段考慮流體力學, 正研究與開發硅藻土的多種微粒大小及滲透性, 最大限度地減少濃度分極現象。過濾膜的污染是根據FEED SULUTION(原料轉化率)的特性, 在過濾膜表面上沉積著污染物質, 因此過濾效率降低.過濾膜在很短時間內受污染, 主要是因表面吸附引起的,這在硅藻土過濾中對過濾速度影響很大. 即剛開始過濾速度比較快, 隨著時間的推移,過濾速度漫漫降低, 這就是形成污染層后污染物質沉積的原因。

6.硅藻土過濾器應用前景展望

　　近年來硅藻土膜過濾器以自身獨特的先進技術在國內外市場上占有領先地位，因此在科技高速發展的今天，隨著人們對生活水平的日益提高，更多的與水處理相關的工廠和公共場所選擇硅藻土過濾器是明知的選擇。

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收稿日期：2006-7-6