So với các bộ lọc-phương tiện đơn lẻ, ưu điểm cốt lõi của bộ lọc đa phương tiện-là:
Đạt được sự phân bố "phương tiện lọc" lý tưởng: Nước chảy từ trên xuống dưới qua các lớp phương tiện lọc có mật độ và kích thước hạt khác nhau, hình thành sự phân bố lỗ rỗng một cách tự nhiên với vật liệu thô hơn ở trên và vật liệu mịn hơn ở phía dưới.
Tối đa hóa công suất lọc: Lớp phương tiện lọc thô (ví dụ: than antraxit) chặn một lượng lớn chất rắn lơ lửng lớn hơn, trong khi lớp phương tiện lọc mịn (ví dụ: cát thạch anh) lọc các hạt nhỏ hơn, kéo dài đáng kể chu trình lọc và tăng khả năng giữ-bụi bẩn.
Giảm lực cản dòng nước và ngăn ngừa tắc nghẽn bề mặt nhanh chóng: Lớp vật liệu lọc thô trên cùng ngăn chặn hiệu quả các chất rắn lơ lửng hình thành "bánh lọc" dày đặc trên bề mặt lớp lọc, cho phép nước chảy trơn tru vào bên trong lớp lọc để lọc sâu.
Lựa chọn không chỉ là lựa chọn vật liệu mà còn là lựa chọn các tính chất vật lý và hóa học của chúng.
1. Phương tiện lọc thường được sử dụng và đặc điểm của chúng
Antraxit: Thường được sử dụng làm vật liệu lọc lớp trên cùng. Nó có mật độ thấp (~1,6 g/cm³), độ ổn định hóa học tốt, bề mặt nhám và xốp, khả năng hấp phụ mạnh và khả năng giữ-bụi bẩn lớn. Tuy nhiên, độ cứng của nó tương đối thấp và có tỷ lệ hao mòn nhất định khi hoạt động lâu dài. Cần có mật độ-cao, độ cứng-cao, than antraxit chất lượng-cao.
Cát thạch anh: Vật liệu lọc lớp lõi, lớp giữa hoặc lớp dưới cùng. Mật độ vừa phải (~2,65 g/cm³), độ cứng cao,-chống mài mòn, chống ăn mòn-, rẻ tiền và được bán rộng rãi. Bề mặt nhẵn nhưng khả năng đánh chặn của nó kém hơn than antraxit một chút. Nó được phân loại thành cát thô và cát mịn dựa trên kích thước hạt cho các lớp khác nhau.
Gemstone/Ilmenite: Usually used as the bottom layer filter media. High density (>4,5 g/cm³), nó có thể duy trì ổn định ở đáy trong quá trình rửa ngược, ngăn ngừa hiệu quả sự mất mát của các hạt cát mịn và than. Giá cao hơn, chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi sự ổn định nghiêm ngặt của việc phân lớp phương tiện lọc.
Than hoạt tính: Lớp chức năng đặc biệt (loại bỏ chất hữu cơ, clo dư và mùi hôi). Nó có diện tích bề mặt riêng lớn và khả năng hấp phụ mạnh. Mật độ thấp, dễ thất lạc; độ bền cơ học thấp, mài mòn sẽ tạo ra bột. Thường không được sử dụng một mình làm phương tiện lọc mà kết hợp với cát thạch anh và các phương tiện khác để tạo thành lớp lọc đa phương tiện.
Garnet: Chất thay thế cho magnetit làm vật liệu lọc mật độ-cao ở lớp dưới cùng. Mật độ cao (~4,2 g/cm³), độ cứng cao, cạnh hạt sắc nét, dẫn đến lỗ chân lông nhỏ hơn và độ chính xác lọc cao hơn.
Quả bóng sợi/Phương tiện lọc: Được sử dụng để lọc-có độ chính xác cực cao. Độ xốp có thể thay đổi, khả năng giữ-bụi bẩn cực cao. Thường được sử dụng trong các bộ lọc mịn độc lập, hiếm khi được trộn lẫn với vật liệu lọc dạng hạt truyền thống.
Bộ lọc đa phương tiện_Xinxiang Liefert Filter Co., Ltd.
2. Các yếu tố quyết định chính cho việc lựa chọn phương tiện lọc
Chất lượng nước đầu vào: Nồng độ chất rắn lơ lửng, sự phân bổ kích thước hạt, hàm lượng dầu, hàm lượng chất hữu cơ, v.v. Chất rắn lơ lửng cao: Than Antraxit có khả năng giữ-bụi bẩn cao được ưu tiên. Dầu: Nên xem xét phương tiện lọc kỵ nước/yêu dầu hoặc-bề mặt đã được biến đổi. Yêu cầu loại bỏ chất hữu cơ/clo dư: Có thể thêm lớp than hoạt tính.
Yêu cầu nước thải: Độ đục mục tiêu, hàm lượng chất rắn lơ lửng. Yêu cầu cao yêu cầu phương tiện lọc lớp đáy mịn hơn (chẳng hạn như cát thạch anh mịn) hoặc cấu hình nhiều{1}}lớp.
Khả năng tương thích hóa học: Vật liệu lọc phải có khả năng chịu được giá trị pH và chất oxy hóa của nước chảy vào để tránh bị hòa tan hoặc hư hỏng cấu trúc.
Chi phí vận hành và bảo trì: Chi phí này bao gồm chi phí phương tiện lọc, chu kỳ thay thế và mức tiêu thụ nước và điện để rửa ngược.
Tối ưu hóa phân loại là chìa khóa cho hiệu suất của các bộ lọc đa phương tiện. Mục tiêu của nó là đạt được sự phân tầng hoàn hảo của từng lớp vật liệu lọc sau khi rửa ngược, tạo thành cấu trúc lý tưởng "trên lỏng lẻo, dưới dày đặc".
1. Nguyên tắc cốt lõi: Sức mạnh tổng hợp của sự khác biệt về mật độ và kích thước hạt
Nguyên tắc mật độ: Đây là nền tảng để đạt được sự phân tầng. Phải đảm bảo rằng mật độ của vật liệu lọc lớp trên cùng < mật độ của vật liệu lọc lớp giữa < mật độ của vật liệu lọc lớp dưới cùng. Sự kết hợp cổ điển: Antraxit (1,6) < Cát thạch anh (2,65) < Magnetit (4,5).
Nguyên tắc kích thước hạt: Với tiền đề đảm bảo chênh lệch mật độ, kích thước hạt của vật liệu lọc lớp trên cùng > kích thước hạt của vật liệu lọc lớp giữa > kích thước hạt của vật liệu lọc lớp dưới cùng. Điều này đảm bảo rằng ngay cả khi dòng nước rửa ngược làm xáo trộn vật liệu lọc, các hạt nhỏ hơn, đậm đặc hơn sẽ lắng xuống đáy.
Khái niệm chính: Tỷ lệ kích thước hạt hiệu quả
Để ngăn các lớp phương tiện lọc khác nhau trộn lẫn trong quá trình rửa ngược (hiện tượng được gọi là "trộn"), tỷ lệ kích thước hạt hiệu quả của các lớp phương tiện lọc liền kề là một thông số quan trọng. Theo kinh nghiệm, tỷ lệ kích thước hạt của vật liệu lọc trên và dưới phải lớn hơn hoặc bằng 2. Ví dụ, kích thước hạt hiệu quả của lớp than antraxit trên cùng phải là 1,0 mm và kích thước hạt hiệu quả của lớp cát thạch anh phía dưới phải là 0,5 mm.
2. Sơ đồ phân cấp cổ điển và chiến lược tối ưu hóa
Vật liệu lọc hai{0}}lớp: Lớp trên - than antraxit (kích thước hạt 0,8-1,2 mm), cát thạch anh lớp dưới - (kích thước hạt 0,4-0,8 mm). Tổng độ dày thường là 700-900 mm, với tỷ lệ độ dày than-cát xấp xỉ 1,5:1 hoặc 2:1 (ví dụ: than 600 mm + 300 mm cát). Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi và tiết kiệm nhất, phù hợp với hầu hết các chất lượng nước thông thường.
Vật liệu lọc ba{0}}lớp: Lớp trên cùng - than antraxit (1,0-1,6 mm), lớp giữa - cát thạch anh (0,4-0,8 mm), lớp dưới cùng - magnetit/garnet (0,2-0,5 mm). Tổng độ dày thường là 900-1200mm. Tỷ lệ ví dụ: 500mm (than): 300mm (cát): 100mm (sắt).
3. Kiểm soát tối ưu hóa chấm điểm
Hệ số không đồng nhất (K80): K80=d80/d10. d10 (kích thước hạt hiệu dụng) và d80 là các thông số chính.
Chọn phương tiện lọc có K80 nhỏ nhất có thể. K80 càng nhỏ, kích thước hạt của vật liệu lọc càng đồng đều, cấu trúc lỗ chân lông càng đồng nhất, hiệu quả lọc càng tốt và tốc độ tăng tổn thất đầu càng chậm.
Cường độ rửa ngược và tốc độ giãn nở: Tìm cường độ rửa ngược cho phép lớp antraxit giãn nở một cách thích hợp (ví dụ: 20%-30%), trong khi lớp cát thạch anh chỉ giãn nở một chút hoặc hoàn toàn không giãn nở. Bằng cách điều chỉnh lượng nước rửa ngược và lượng không khí (nếu sử dụng phương pháp rửa ngược kết hợp không khí-nước), đảm bảo rằng vật liệu lọc được làm sạch hoàn toàn đồng thời giảm thiểu việc trộn vật liệu.
PS: Những vấn đề thường gặp trong thực tế
Vấn đề 1: Cường độ rửa ngược quá mức; thiết bị thoát nước bị hư hỏng (ví dụ: bộ phân phối thủy lực); độ dày của lớp phương tiện lọc mật độ-cao dưới cùng không đủ.
Giải pháp: Kiểm tra thiết bị để đảm bảo cấp độ và độ dày của lớp đỡ đáy (sỏi, magnetite) đáp ứng yêu cầu thiết kế.
Vấn đề 2: Do tảo, chất dính, oxit sắt, mangan,… gây ra ở dòng nước vào; rửa ngược không đầy đủ.
Giải pháp: Tăng cường tiền xử lý; thực hiện lọc không khí thường xuyên + rửa ngược nước; hãy cân nhắc việc rửa ngược-tăng cường bằng hóa chất.
Vấn đề 3: Tỷ lệ kích thước hạt không phù hợp, cường độ rửa ngược quá mức, chênh lệch mật độ vật liệu lọc không đủ.
Giải pháp: Tính toán lại cấp độ và lựa chọn vật liệu lọc có mật độ và kích thước hạt phù hợp; kiểm soát chính xác quy trình rửa ngược.