盘片式过滤器的原理及使用方法

林和坤，周珩
（北京洁明天地环保设备有限公司，北京100029）

　　摘　要：由很多双面带沟槽的塑料盘片相互叠加，其相邻盘片间便形成了许许多多的交叉点，这些交叉点由外向里是不断缩小的，形成了有梯度过滤效果的过滤芯，采用这种过滤原理的过滤器在过滤和反冲洗时盘片间隙动态可变，可提高过滤性能，又可大大减少反洗用水量，通常自耗水量约为0.25％。
　　关键词：工业水处理；盘片式过滤器；过滤；悬浮物
　　中图分类号：X703.5
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009－2455（2002）03－0044－02

前言

　　常用的机械过滤器虽然能达到较好的过滤效果，但是其滤速慢，设备庞大、自耗水量大，手动设备劳动强度大，而自动设备造价又太高。
　　筛网过滤器：不锈钢丝编织的滤网阻截水中较大的杂质颗粒，大大提高了滤速，简化了设备，但是水中较小的颗粒和纤维仍能穿过滤网，更重要的是如果它们过滤时恰好卡在或缠绕在滤网上，再要清洗掉这些杂质就不容易了。
　　新型自动盘片过滤器充分继承了上述过滤器的优点，同时又克服了它的缺点。

１ 工作原理

　　过滤盘结构见图1。盘片式过滤器过滤机理，在于通过压紧的塑料盘片实现表面过滤与深层过滤的组合。其核心技术就是盘片，它由一组双面带不同方向沟槽的聚丙烯盘片构成，相邻两盘片叠加，其相邻面上的沟槽棱边便形成许许多多的交叉点，这些交叉点构成了大量的空腔和不规则的通路，这些通路由外向里是不断缩小的。过滤时，这些通路导致水的紊流，最终促使水中的杂质被拦截在各个交叉点上。如把一摞盘片叠加安装在过滤芯骨架上，在弹簧和来水的压力下就形成了外松内紧的过滤单元。

　　盘片上沟槽的不同深浅和数量确定了过滤单元的过滤精度。

1.1 工作状态
　　盘式过滤器工作原理见图2。过滤过程中，过滤盘片在弹簧力和水力作用下被紧密地压在一起，当含有杂质的水通过时，大的颗粒和粗纤维直接被拦截——即称为表面过滤。而比较小的颗粒与纤维窜 进沟纹孔后进入到盘片内部，由于沿程孔隙逐渐减小，从而使细小的颗粒与纤维被分别拦截在各通道的途中——即称为深层过滤。
1.2 反洗状态
　　盘式过滤器反洗原理见图3。

　　由可调节设定的时间或压差信号自动启动反洗，反洗阀门改变过滤单元中水流方向，过滤芯上弹簧被水压顶开，所有盘片及盘片之间的小孔隙被松开。位于过滤芯中央的喷嘴沿切线喷水，使盘片旋转，在水流的冲刷与盘片高速旋转离心作用下，截留在盘片上的固体物被冲洗出去，因此很少的自用水量即可达到很好的清洗效果。然后反洗阀门恢复过滤位置，过滤芯上弹簧力再次压紧盘片，回复到过滤状态。
1.3 盘式过滤器系统
　　盘式过滤器系统见图4。

　　采用若干个过滤单元并联任意组合，通常有3－10个过滤单元并联组合，可立式或卧式布置。

2 盘片过滤器的特点

　　可根据用水要求选择不同精度的过滤盘片，有20μ、50μ、100μ、200μ多种规格，过滤比大于85％。
　　由于反洗时将过滤孔隙完全打开，加上离心喷射作用，反洗过程只需20s左右即可完成。
　　时间和压差控制反洗启动。在过滤器组套内，各个过滤单元顺序进行反洗。工作、反洗状态之间自动切换，可确保连续出水，系统压损小，过滤和反洗效果不会因使用时间而变差。
　　用户可按需取舍过滤单元并联数量，灵活利用现场边角空间，因地制宜安装，占地少。几乎不需日常维护不需专用工具，零部件很少。

3 设计选型

　　盘式过滤器基本过滤单元分为几（一个容器内含有一个过滤芯的过滤单元，进出口径为2″）。JY3（一个容器内含有对称两个过滤芯的过滤单元，进出口径为3″）M种。每个过滤单元，针对不同的进水水质和应用要求即过滤精度的要求，其正常产水量也是不同，设计选型时可根据这三个条件和系统总水量确定过滤器并联的过滤单元数目。
3.1 进水水质确定
　　一般根据来水水质大概分为4类：
　　优良水质：城市自来水；从稳定的含水层抽取的井水，浊度小于3度。
　　一般水质：循环冷却水、经沉淀处理过的地面水、经过有效沉淀和完全生物处理过的排水，一般悬浮物小于50mg／L。
　　较差水质：从水质很差的含水层抽取的地下水。经过有效沉淀但未经或经很少的生物处理的排水。有微生物大量繁殖的地面水，一般悬浮物小于100mg／L。
　　很差水质：从很脏的或富含铁、锰的井中抽取的井水；受洪水影响且未经沉淀的地面水；未经沉淀及生物处理的排水。为保证过滤系统较好的工作状态，此类水质需要进行预处理以提高一个等级。
3.2 过滤精度的确定
　　正确选择过滤器的过滤精度即盘片，对保证盘式过滤器在整个水处理系统中发挥应有的作用有着重要意义，只有选择合理正确才能满足后序的水质要求。表1为在常见的几种过滤用途时，推荐选择的过滤精度。

表1 常见水质过滤精度的选择 过滤系统的应用 选择过滤精度/μ 优质供水预处理 20 生活饮用水预处理、各种生产工艺用水、喷嘴保护 50 循环水过滤、给水处理预过滤 100 中水处理、废水处理 200

3.3 单个过滤芯产水量
　　在不同进水水质和过滤精度下的产水量见表2。

表2 在不同进水水质和过滤精度下的产水量 m^3／h 水质类别 不同过滤精度的产水量 200μ 100μ 50μ 20μ 优良水质 25 20 14 7 一般水质 19 15 11 5 较差水质 13 10 7 4 很差水质 8 6 5 3

4 盘片过滤器的应用领域

　　盘片过滤器除了广泛应用于农业灌溉系统的水过滤外，经过几年来的研究开发，该过滤器大量应用于工业循环水旁过滤、系统总进水过滤、离子交换前预处理、苦咸水过滤、超滤系统的预过滤，甚至在低SDI井水水源的反渗透处理中代替砂滤器等方面也有一定量的应用，并且正在不断扩大。例如某热电厂原来采用的过滤器为5台Φ3000砂过滤器，设备庞大而且手动控制，每天至少反洗一次，工人劳动强度大，设备自耗水率达到8％－10％。
　　2000年采用两套JY3－7盘式过滤器作为离子交换预处理设备，过滤精度为50μ，总处理水量250t/h，设备占地仅为3m×3m，同时由于自动控制可实现无人职守。过滤器约3h反洗一次，每个过滤单元反洗时间15s，用水量仅为33L，而每个过滤单元总产水量约为9t／h×3h=27t，自耗水率为0.12％，是原来耗水量的八十分之一。
　　这种盘式过滤器的独特设计、巧妙构思，使得它在系统节水、省地等方面具有无比的优势，必将在今后的水处理应用中发挥更大的作用。

　　作者简介：林和坤（1968－），男，黑龙江鹤岗人，工程师，北京洁明公司技术部经理，电话（010）82253837；周珩（1960－），男，北京人，工程师，北京洁明公司销售总监，电话（010）82021310。