深层床过滤器:
深层床过滤器得到普遍的应用已经超过一个世纪。深层床过滤所涉及的理论在自然界中已经用于通过多孔砂粒来过滤脏水、可饮用的水及泉水。工业上所用的深层床过滤机结构很简单,由可加压的封闭圆筒形金属罐或开放式的矩形混凝土槽构成,槽内由固体颗粒堆积成深层床过滤床层,所处理的流体流经床层得到过滤。容器设计取决于所过滤的流体和所使用的影响过滤操作的进料方式:泵送或重力。颗粒沉积(吸附)会导致流体流过床层的压降升高,还会引起堵塞,所以深层床过滤仅适合于悬浮固体颗粒浓度极低的情况;在处理固相浓度较高的悬浮液时,应该考虑设有备用的澄清过滤机,或者准备好对床层做经常的清洗。深层床过滤最重要的应用是饮用水过滤和排出液排出之前的最终处理。用深层床过滤处理含亚微米级颗粒的物料是很有效的,这类物料不易沉降和过滤,尤其是当其与凝聚剂或絮凝剂结合时更是如此。常见的深层床过滤机的类型如下。
慢速砂滤机使用细砂粒可以有效地除去悬浮颗粒,但是过滤速度缓慢。所用的床层较浅,其表面通常存在生物活性。最初的砂层首先被堵塞,通过除去这一层而用其他的层取代来实现清洗。在砂层表面所形成的沉积层有时称作“去污层气快速过滤机和慢速过滤机相比,快速过滤机所采用的床层颗粒更加粗大,并且有时尺寸分布范围更窄,物料经常是加压进入过滤机。快速过滤机有各种形式,如:降流型、升流型、混合介质型和连续型。下面一节对这些形式会作详细讨论。
直接过滤(接触絮凝)这是一种过滤与絮凝的混合处理方法,进入床层的悬浮液已经絮凝但在进入床层前絮凝物还没有完全形成。在处理低浓度胶体物质悬浮液时应用这项技术。床层内部引起的剪力为同向絮凝提供了良好条件。直接过滤的主要优点是初期投资的减少超过絮凝器和固液分离罐的投资。在有些情况下,这种方法处理排出物时比采用更传统的技术路线处理时具有更高的质量。
两种类型的深层床过滤机的断面剖视图见图6-3。
典型的深层床过滤器尺寸是:高0.5〜3m,圆筒直径Im。填充床层通常由砂粒、砾石、硬煤或者各种颗粒尺寸在0.4〜5mm的其他填充颗粒构成。较小的颗粒的优点在于其可以提供更大的床层面积,也就更有利于悬浮颗粒的捕集,但是通过床层的压降和出现阻塞的情况也会增加。矩形槽在设计时通常采用重力进料,这一点限制了流体通过床层的流速。
床层采用混合介质是一种普遍的设计思路,即采用不同类型的介质或者采用不同尺寸颗粒构成床层。