تعد مرشحات الوسائط المتعددة-، والمعروفة أيضًا بالمرشحات الميكانيكية أو المرشحات العميقة-، أحد الأجهزة الأساسية في أنظمة معالجة المياه. يستخدم مفهوم التصميم الأساسي وسائط مرشح متعددة ذات كثافات وأحجام جسيمات مختلفة لتشكيل توزيع مثالي لمسام طبقة المرشح من الأعلى إلى الأسفل، ومن الخشن إلى الناعم، وبالتالي تحقيق دقة عالية-، وتلوث عالي--سعة احتجاز عميقة.
I. جوهر التصميم: نظرية طبقة المرشح ذات الطبقات
العيب الرئيسي لمرشحات الوسائط الفردية-التقليدية (مثل رمل الكوارتز) هو "الترشيح السطحي" لطبقة المرشح. معظم المواد الصلبة العالقة الناتجة عن تدفق المياه محاصرة في سطح بضعة سنتيمترات من وسائط الترشيح، مما يؤدي إلى زيادة سريعة في فقدان الرأس ويتطلب الغسيل العكسي المتكرر.
تستخدم مرشحات الوسائط المتعددة-، من خلال الاختيار الدقيق لاثنين أو أكثر من وسائط المرشح، اختلافات الكثافة وحجم الجسيمات لتكوين طبقة مستقرة تلقائيًا بعد الغسيل العكسي:
ستبقى وسائط الترشيح منخفضة الكثافة- (مثل الأنثراسيت)، على الرغم من حجم جسيماتها الأكبر، في الطبقة العليا.
ستظل وسائط الترشيح عالية الكثافة- (مثل العقيق والمغنتيت)، على الرغم من حجم جسيماتها الأصغر، موجودة بشكل ثابت في الطبقة السفلية.
يؤدي هذا إلى إنشاء طبقة مرشح متدرجة ذات "قمة فضفاضة وقاع كثيف". يتم أولاً احتجاز الجزيئات الكبيرة العالقة في تدفق المياه بواسطة وسائط الترشيح الخشنة العلوية، بينما يتم التقاط الجزيئات الدقيقة بواسطة وسائط الترشيح السفلية والأدق. يؤدي هذا إلى زيادة عمق اختراق الملوثات بشكل كبير، والاستفادة بشكل فعال من طبقة الفلتر بأكملها، وبالتالي تمديد دورة الترشيح بشكل كبير وتحسين كفاءة الترشيح.
ثانيا. التفاصيل والبيانات الفنية الرئيسية
1. تحديد وتكوين وسائط التصفية: تتضمن التكوينات الشائعة الوسائط المزدوجة- والوسائط الثلاثية-.
شرح البيانات:
حجم الجسيمات الفعال (d10): يشير إلى قطر فتحة الغربال الذي يمكن أن يمر عبره 10% من وسائط الترشيح؛ إنها معلمة أساسية تميز خشونة وسائط الترشيح.
معامل التوحيد (UC): UC=d60/d10. كلما اقتربت هذه القيمة من 1، كلما كان حجم الجسيمات في وسط المرشح أكثر تجانسًا. بشكل عام، تكون القيمة أقل من 1.7 مطلوبة لتقليل اختلاط الطبقات أثناء الغسيل العكسي.
ارتفاع الطبقة: يتراوح الارتفاع الإجمالي لطبقة المرشح عادة بين 800-1200 ملم. طبقة الأنثراسايت هي الأطول لتوفير مساحة كافية للملوثات.
2. سرعة الترشيح
تعتبر سرعة الترشيح معلمة تشغيل أساسية في التصميم، وتؤثر بشكل مباشر على جودة النفايات السائلة ودورة التشغيل.
معدل التدفق التصميمي القياسي: 8-12 م/ساعة.
التصميم المحافظ/العالي-القياسي: يمكن اختيار 5-8 م/ساعة لمعالجة المياه الخام عالية التعكر أو التطبيقات ذات متطلبات التدفق العالي للغاية.
تصميم عالي السرعة-: ما يصل إلى 15-20 م/ساعة، ولكنه يتطلب عادةً مياه خام ذات جودة أعلى (تعكر أقل) وغسيل عكسي أكثر تكرارًا؛ يجب استخدامه بحذر.
معادلة الحساب: قطر المرشح (D)=2 × sqrt(معدل التدفق التصميمي (m³/h) / (سرعة التدفق (m/h) × π))
مثال: تصميم معدل التدفق 100 م3/ساعة، حدد سرعة تدفق 10 م3/ساعة. D=2 × sqrt(100/(10 × 3.14)) ) ≈ 2 × sqrt(3.185) ≈ 3.57 م، يمكن اختيار خزان قياسي بقطر 3.5 متر أو 3.6 متر.
تصميم مرشح الوسائط المتعددة-، اختيار مرشح الوسائط المتعددة-سعر SY والمعلمات_طريقة الاستخدام_نطاق التطبيق_سونجيان منطقة شنغهاي بودونج الجديدة - شبكة صناعة الآلات الصيدلانية
3. نظام الغسيل العكسي
الغسيل العكسي هو المفتاح لاستعادة أداء الفلتر. يمكن أن يؤدي التصميم غير المناسب إلى مشاكل مثل تكتل وسائط المرشح وخلط الطبقات وتسرب الوسائط.
طريقة الغسيل العكسي: عادةً ما يتم استخدام "الغسيل العكسي بالهواء-الماء"، وهو أكثر فعالية بكثير من الغسيل العكسي بالماء الفردي.
أنثراسيت: 12-15 لتر/(م²·ث) (تقريبًا. 43-54 م³/(م²·ساعة))
رمل الكوارتز: 13-16 لتر/(م²·ث) (حوالي. 47-58 م³/(م²·ساعة))
الخطوة 1: فرك الهواء - أدخل الهواء المضغوط (الكثافة تقريبًا . 50-60 م³/(م²·ح)) لفرك سطح وسط المرشح بقوة، مما يؤدي إلى انفصال المواد الملتصقة. لا تتطلب هذه الخطوة تصريفًا أو تتطلب مستوى مياه منخفضًا فقط.
الخطوة 2: الغسيل العكسي بالماء - الشطف بالماء النظيف (المياه المفلترة عادة) بكثافة عالية من الأسفل إلى الأعلى. كثافة الغسيل العكسي هي معلمة حاسمة.
الخطوة 3: الغسيل الأمامي - بعد الغسيل العكسي، اشطف بالماء في اتجاه الترشيح الطبيعي لعدة دقائق حتى يصبح التدفق السائل صافيًا (العكارة)<1 NTU) before starting the next operating cycle.
وقت الغسيل العكسي: يستمر عادة من 10 إلى 20 دقيقة، حتى تتوقف تعكر التدفق.
استهلاك مياه الغسيل العكسي: حوالي 1%-3% من المياه المنتجة، وتشكل الجزء الرئيسي من مياه الاستهلاك الذاتي للنظام.
4. شروط إنهاء التشغيل وبدء الغسيل العكسي
إنهاء الضغط التفاضلي: هذه هي طريقة التحكم الأكثر استخدامًا والموثوقة. يبدأ الغسيل العكسي تلقائيًا عندما يصل فرق الضغط عبر طبقة الفلتر إلى 0.05-0.08 ميجا باسكال (حوالي 0.5-0.8 كجم/سم²).
إنهاء الوقت: كشرط احتياطي، يتم تعيين الحد الأقصى لوقت التشغيل (على سبيل المثال، 24-72 ساعة) لمنع فرق الضغط من الفشل في الارتفاع بسبب التحسن المفاجئ في جودة المياه.
إنهاء جودة النفايات السائلة: نادرًا ما يستخدم بمفرده، عادةً كإنذار. يتم إطلاق إنذار عندما تتجاوز تعكر التدفق قيمة محددة (على سبيل المثال، 1 NTU).
ثالثا. اعتبارات التصميم الهيكلي
الخزان: من الفولاذ الكربوني المبطن بالمطاط أو الفولاذ المقاوم للصدأ 316L. يبلغ ضغط التصميم عادةً 0.6 ميجا باسكال.
نظام توزيع المياه: نوع الأنبوب الفرعي الرئيسي العلوي أو نوع الحاجز، مما يضمن تناول الماء بشكل موحد ويمنع تنظيف سطح وسائط الترشيح.
نظام تجميع المياه: مكون أساسي يجب أن يضمن:
توزيع موحد لمياه الغسيل العكسي بدون مناطق ميتة. جمع فعال للنفايات السائلة أثناء الترشيح. لا يوجد تسرب لوسائط التصفية. الأشكال الشائعة: لوحة القبة + غطاء الفلتر، أنبوب الغربلة الفولاذي المقاوم للصدأ، قوالب الفلتر، إلخ. من بين هذه الأشكال، "لوحة القبة + غطاء الفلتر على شكل فطر ABS-" هو الشكل الأكثر انتشارًا وموثوقية حاليًا.
منفذ التفريغ: يجب توفير غرف التفتيش في الأعلى والجوانب لسهولة التعبئة الأولية والصيانة اللاحقة واستبدال وسائط الترشيح.
رابعا. مؤشرات الأداء والتطبيقات
متطلبات مدخل المياه: عادة ما يكون من المطلوب أن تكون تعكر المدخل<20 NTU, ideally <5 NTU.
دقة مياه المخرج: يمكن الوصول إليها بثبات<1 NTU; with good design and proper operation, outlet water can reach 0.1-0.3 NTU.
إزالة SDI (مؤشر كثافة الحمأة): يقلل قيم SDI بشكل فعال، مما يوفر الحماية لأنظمة التناضح العكسي (RO). يمكن لمرشح الوسائط المتعدد -الذي يعمل بشكل جيد-أن يحقق منفذ SDI<5, or even <3.