纖維束過濾器的工作原理-杭州鑫凱

2025-08-06 點(diǎn)擊量：

一、核心結(jié)構(gòu)與濾料特性

• 纖維束濾料：由數(shù)萬根高分子纖維（如聚丙烯、尼龍、聚酯等）組成，單根纖維直徑通常為 5-20μm，長(zhǎng)度 0.5-2m，纖維表面光滑或經(jīng)改性（如親水處理）以增強(qiáng)吸附能力。纖維束一端固定在過濾器上部的多孔板（或?yàn)V帽），另一端連接在下部的活動(dòng)板（可上下移動(dòng)）。
• 濾罐：圓柱形承壓容器，內(nèi)置纖維束濾料，頂部設(shè)進(jìn)水口、排氣口，底部設(shè)出水口、反洗排水口，側(cè)面或底部配備反洗進(jìn)水 / 進(jìn)氣口（部分設(shè)備支持氣水聯(lián)合反洗）。
• 驅(qū)動(dòng)裝置：控制下部活動(dòng)板升降的電機(jī)或氣動(dòng)裝置，用于調(diào)節(jié)纖維束的松緊度（即濾層密度）。

二、過濾過程（工作狀態(tài)）

1. 濾層壓實(shí)
   驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)下部活動(dòng)板上升，纖維束被拉伸、收緊，形成致密的濾層。此時(shí)，纖維之間的孔隙呈現(xiàn)上松下緊的梯度分布（上部孔隙較大，下部逐漸細(xì)密），這種結(jié)構(gòu)可使水中不同粒徑的雜質(zhì)在濾層不同深度被截留，提高納污容量（避免表層快速堵塞）。
2. 水流過濾
   原水從濾罐頂部進(jìn)入，自上而下穿過濾層：
   • 水中的大顆粒懸浮物（如泥沙、纖維碎屑）首先被上部較粗的孔隙截留；
   • 較小的膠體顆粒、微生物則隨水流進(jìn)入濾層深部，被更細(xì)密的纖維間隙攔截，或通過纖維表面的范德華力、靜電引力吸附去除；
   • 過濾后的清水從濾罐底部的出水口排出，出水濁度可低至 0.1-0.5NTU（視原水水質(zhì)和濾料精度而定）。
3. 過濾阻力變化
   隨著過濾進(jìn)行，濾層截留的雜質(zhì)逐漸增多，進(jìn)出水壓力差（△P）上升。當(dāng)△P 達(dá)到設(shè)定值（通常 0.05-0.1MPa）或過濾時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)值（如 8-24 小時(shí)），設(shè)備自動(dòng)切換至反洗狀態(tài)。

三、反洗過程（再生狀態(tài)）

1. 濾層松散
   驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)下部活動(dòng)板下降，纖維束自然垂落、松散，此時(shí)纖維之間的孔隙增大，為雜質(zhì)脫離創(chuàng)造空間。
2. 反洗操作
   反洗方式根據(jù)設(shè)備設(shè)計(jì)分為水反洗或氣水聯(lián)合反洗（后者更高效）：
   • 水反洗：反洗水從濾罐底部進(jìn)入，自下而上穿過濾層，水流速度通常為 10-20m/h，通過水流剪切力將纖維表面的雜質(zhì)沖刷下來，污水從頂部反洗排水口排出；
   • 氣水聯(lián)合反洗：先通入壓縮空氣（氣速 30-50m/h），氣泡在纖維束間劇烈攪動(dòng)，使雜質(zhì)松動(dòng)；再通入反洗水，將雜質(zhì)徹底帶出。氣水協(xié)同可減少反洗水量（比純水洗節(jié)省 30%-50%），且清洗更徹底。
3. 正洗（可選）
   反洗結(jié)束后，部分設(shè)備會(huì)進(jìn)行短時(shí)間正洗（原水正向沖洗），清除殘留的反洗污水，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定后，重新進(jìn)入過濾狀態(tài)。

四、核心原理總結(jié)

1. 梯度濾層截留：通過纖維束壓實(shí)后的孔隙梯度，實(shí)現(xiàn) “大雜質(zhì)表層截、小雜質(zhì)深層留”，提高納污能力（單位體積濾料的截污量是傳統(tǒng)石英砂過濾器的 3-5 倍）；
2. 可控松緊度：過濾時(shí)壓實(shí)濾層保證精度，反洗時(shí)松散濾層便于雜質(zhì)脫離，解決了傳統(tǒng)濾料（如砂、活性炭）“過濾精度與反洗效果難以兼顧” 的問題。