تحديد وسائط تصفية الوسائط المتعددة وتحسين الدرجات

بالمقارنة مع مرشحات الوسائط-المفردة، فإن المزايا الأساسية لمرشحات الوسائط المتعددة- هي:

تحقيق توزيع مثالي لـ "وسائط الترشيح": يتدفق الماء من أعلى إلى أسفل عبر طبقات من وسائط الترشيح بكثافات وأحجام جسيمات مختلفة، مما يشكل بشكل طبيعي توزيعًا مساميًا مع مادة خشنة في الأعلى ومواد دقيقة في الأسفل.

تعظيم قدرة الترشيح: تقوم طبقة وسائط الترشيح الخشنة (على سبيل المثال، الأنثراسايت) باعتراض كمية كبيرة من المواد الصلبة العالقة الأكبر حجمًا، بينما تقوم طبقة وسائط الترشيح الدقيقة (على سبيل المثال، رمل الكوارتز) بتصفية الجزيئات الأصغر، مما يؤدي إلى إطالة دورة الترشيح بشكل كبير وزيادة قدرة الاحتفاظ بالأوساخ.

تقليل مقاومة تدفق المياه ومنع انسداد السطح السريع: تمنع الطبقة العليا من وسائط الترشيح الخشنة بشكل فعال المواد الصلبة العالقة من تكوين "كعكة مرشح" كثيفة على سطح طبقة الفلتر، مما يسمح للمياه بالتدفق بسلاسة إلى داخل طبقة الفلتر من أجل الترشيح العميق.

لا يقتصر الاختيار على اختيار المواد فحسب، بل يتعلق أيضًا باختيار خصائصها الفيزيائية والكيميائية.

1. وسائط التصفية شائعة الاستخدام وخصائصها

الأنثراسايت: يستخدم عادةً كوسيط مرشح للطبقة العليا. يتميز بكثافة منخفضة (~1.6 جم/سم³)، وثبات كيميائي جيد، وسطح خشن ومسامي، وقدرة امتصاص قوية، وقدرة كبيرة على الاحتفاظ بالأوساخ-. ومع ذلك، فإن صلابته منخفضة نسبيًا، ويواجه معدلًا معينًا من التآكل على مدار فترة التشغيل الطويلة-. مطلوب كثافة-عالية، و-صلابة عالية، وجودة-أنثراسايت عالية.

رمل الكوارتز: وسائط ترشيح الطبقة الأساسية أو المتوسطة أو السفلية. كثافة متوسطة (~2.65 جم/سم³)، صلابة عالية، مقاومة للتآكل-، مقاومة للتآكل-، غير مكلفة، ومتوفرة على نطاق واسع. سطح أملس، لكن قدرته على الاعتراض أقل بقليل من الأنثراسايت. يتم تصنيفها إلى رمل خشن وناعم بناءً على حجم الجسيمات لطبقات مختلفة.

Gemstone/Ilmenite: Usually used as the bottom layer filter media. High density (>4.5 جم/سم³)، يمكن أن يبقى ثابتًا في الأسفل أثناء الغسيل العكسي، مما يمنع بشكل فعال فقدان الرمل الناعم وجزيئات الفحم. سعر أعلى، يستخدم بشكل رئيسي في التطبيقات التي تتطلب استقرارًا صارمًا لطبقات وسائط الترشيح.

الكربون المنشط: طبقة وظيفية خاصة (إزالة المواد العضوية والكلور المتبقي والروائح). لديها مساحة سطح محددة ضخمة وقدرة امتصاص قوية. كثافة منخفضة، تضيع بسهولة؛ قوة ميكانيكية منخفضة، وارتداء سوف ينتج مسحوق. لا يُستخدم عادةً بمفرده كوسيط مرشح، بل يتم استخدامه مع رمل الكوارتز والوسائط الأخرى لتكوين طبقة مرشح وسائط متعددة-.

العقيق: بديل للماجنتيت كوسيلة تصفية عالية الكثافة-في الطبقة السفلية. كثافة عالية (~4.2 جم/سم مكعب)، صلابة عالية، حواف جسيمية حادة، مما يؤدي إلى مسام أصغر ودقة ترشيح أعلى.

كرات الألياف/وسائط التصفية: تستخدم للترشيح فائق الدقة-. مسامية متغيرة، قدرة عالية للغاية على الاحتفاظ بالأوساخ-. يُستخدم عادةً في المرشحات الدقيقة المستقلة، ونادرًا ما يتم مزجه مع وسائط الترشيح الحبيبية التقليدية.

مرشحات الوسائط المتعددة_Xinxiang Liefert Filter Co., Ltd.

2. عوامل القرار الرئيسية لاختيار وسائط التصفية

نوعية المياه المؤثرة: تركيز المواد الصلبة العالقة، وتوزيع حجم الجسيمات، ومحتوى الزيت، ومحتوى المواد العضوية، وما إلى ذلك. المواد الصلبة العالقة العالية: يفضل أنثراسيت ذو قدرة تحمل عالية للأوساخ-. زيتي: يجب مراعاة وسائط الترشيح المعدلة كارهة للماء/الزيت أو السطحية. يلزم إزالة المواد العضوية/الكلور المتبقي: يمكن إضافة طبقة الكربون المنشط.

متطلبات النفايات السائلة: التعكر المستهدف، محتوى المواد الصلبة العالقة. تتطلب المتطلبات العالية وسائط ترشيح ذات طبقة سفلية أكثر دقة (مثل رمل الكوارتز الناعم) أو تكوين- متعدد الطبقات.

التوافق الكيميائي: يجب أن تكون وسائط الترشيح قادرة على تحمل قيمة الرقم الهيدروجيني والمواد المؤكسدة للمياه المتدفقة لتجنب الذوبان أو الأضرار الهيكلية.

تكاليف التشغيل والصيانة: تشمل تكلفة وسائط الترشيح، ودورة الاستبدال، واستهلاك الماء والكهرباء للغسيل العكسي.

يعد تحسين الدرجات هو المفتاح لأداء مرشحات الوسائط المتعددة-. هدفها هو تحقيق التقسيم الطبقي المثالي لكل طبقة من وسائط الترشيح بعد الغسيل العكسي، مما يشكل هيكلًا مثاليًا "قمة فضفاضة وقاع كثيف".

1. المبدأ الأساسي: تآزر الكثافة واختلاف حجم الجسيمات

مبدأ الكثافة: هذا هو الأساس لتحقيق التقسيم الطبقي. يجب التأكد من أن كثافة وسائط مرشح الطبقة العليا < كثافة وسائط مرشح الطبقة الوسطى < كثافة وسائط مرشح الطبقة السفلية. التركيبة الكلاسيكية: أنثراسايت (1.6) < رمل الكوارتز (2.65) < المغنتيت (4.5).

مبدأ حجم الجسيمات: في إطار فرضية ضمان اختلاف الكثافة، حجم الجسيمات لوسائط مرشح الطبقة العليا > حجم الجسيمات لوسائط مرشح الطبقة الوسطى > حجم الجسيمات لوسائط مرشح الطبقة السفلية. وهذا يضمن أنه حتى لو أدى تدفق مياه الغسيل العكسي إلى إزعاج وسائط الفلتر، فإن الجزيئات الأصغر والأكثر كثافة سوف تستقر في القاع.

المفهوم الأساسي: نسبة حجم الجسيمات الفعالة

لمنع طبقات وسائط الترشيح المختلفة من الاختلاط أثناء الغسيل العكسي (ظاهرة تعرف باسم "الخلط")، تعد نسبة حجم الجسيمات الفعالة لطبقات وسائط الترشيح المجاورة معلمة مهمة. من الناحية التجريبية، يجب أن تكون نسبة حجم الجسيمات من وسائط التصفية العلوية إلى السفلية أكبر من أو تساوي 2. على سبيل المثال، يجب أن يكون حجم الجسيمات الفعالة للطبقة العليا من الجمرة الخبيثة 1.0 مم، ويجب أن يكون حجم الجسيمات الفعالة للطبقة السفلى من رمل الكوارتز 0.5 مم.

2. مخططات التدرج الكلاسيكية واستراتيجيات التحسين

وسائط الترشيح ذات الطبقة المزدوجة-: الطبقة العليا - أنثراسايت (حجم الجسيمات 0.8-1.2 مم)، الطبقة السفلية - رمل الكوارتز (حجم الجسيمات 0.4-0.8 مم). يبلغ السمك الإجمالي عادةً 700-900 مم، مع نسبة سمك الفحم إلى الرمل تقريبًا 1.5:1 أو 2:1 (على سبيل المثال، 600 مم فحم + 300 مم رمل). هذه هي الطريقة الأكثر استخدامًا واقتصادية، وهي مناسبة لمعظم أنواع المياه الشائعة.

ثلاث طبقات من وسائط الترشيح: طبقة عليا - أنثراسيت (1.0-1.6 مم)، طبقة وسطى - رمل كوارتز (0.4-0.8 مم)، طبقة سفلية - أكسيد الحديد الأسود/العقيق (0.2-0.5 مم). يبلغ إجمالي السماكة عادةً 900-1200 مم. نسبة المثال: 500 مم (الفحم): 300 مم (الرمل): 100 مم (الحديد).

3. التحكم في تحسين الدرجات

معامل عدم التوحيد-(K80): K80=d80/d10. d10 (حجم الجسيمات الفعال) وd80 هي المعلمات الرئيسية.

حدد وسائط التصفية بأصغر حجم ممكن K80. كلما كان K80 أصغر، كان حجم الجسيمات في وسائط الفلتر أكثر اتساقًا، وكلما كان هيكل المسام أكثر اتساقًا، كان تأثير الترشيح أفضل، وكانت الزيادة في فقدان الرأس أبطأ.

كثافة الغسيل العكسي ومعدل التمدد: ابحث عن شدة الغسيل العكسي التي تسمح لطبقة الأنثراسايت بالتوسع بشكل مناسب (على سبيل المثال، 20%-30%)، بينما تتوسع طبقة رمل الكوارتز قليلاً فقط أو لا تتوسع على الإطلاق. من خلال ضبط حجم مياه الغسيل العكسي وحجم الهواء (في حالة استخدام الغسيل العكسي المشترك بين الهواء والماء)، تأكد من تنظيف وسائط التصفية تمامًا مع تقليل خلط الوسائط.

ملاحظة: المشاكل الشائعة التي تمت مواجهتها في الممارسة العملية

المشكلة 1: شدة الغسيل العكسي المفرطة؛ جهاز الصرف التالف (على سبيل المثال، الموزع الهيدروليكي)؛ سُمك غير كافٍ لطبقة وسائط التصفية السفلية عالية الكثافة-.

الحل: فحص المعدات للتأكد من أن تدرج وسمك طبقة الدعم السفلية (الحصى والمغنتيت) يفي بمتطلبات التصميم.

المشكلة 2: تسببها الطحالب والمواد اللزجة وأكاسيد الحديد والمنغنيز وغيرها في النافذ؛ الغسيل العكسي غير الكامل.

الحل: تعزيز المعالجة المسبقة؛ إجراء تنظيف منتظم للهواء + الغسيل العكسي بالماء؛ خذ بعين الاعتبار-الغسيل العكسي المعزز باستخدام المواد الكيميائية.

المشكلة 3: نسبة حجم الجسيمات غير مناسبة، وكثافة الغسيل العكسي المفرطة، وعدم كفاية اختلاف كثافة وسائط الترشيح.

الحل: إعادة حساب التدرج واختيار وسائط التصفية ذات الكثافة المناسبة وحجم الجسيمات؛ السيطرة بدقة على إجراء الغسيل العكسي.