[科普中国]-高效纤维过滤器

高效纤维束过滤器是一种结构先进、性能优良的压力式纤维过滤设备，是根据流体力学原理经过多年实践研制的新型节能水净化器。

高效纤维过滤器在工业上有较好的应用，能够却保循环水的质量。

简介它采用一种新型的束状软填料-纤维作为滤元，其滤料直径可达几十微米甚至几微米，并具有比表面积大，过滤阻力小等优点，解决了粒状滤料的过滤精度受滤料粒径限制等问题。微小的滤料直径，极大的增加了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会及滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率和截污能力。

为充分发挥纤维束滤料的特长，在过滤器的滤层下端设有可改变纤维密度的活动孔板调节装置。设备运行时，水从下至上通过滤层。此时，活动孔板调节装置向上运动。纤维被加压后，滤层沿水流动方向的密度逐渐加大，相应滤层空隙直径和孔隙逐渐减小，实现了深层过滤。当滤层被污染需要清洗再生时，清洗水从上到下通过滤层。这时，活动孔板调节装置自动下降，使纤维拉开并处于放松状态，即可方便的进行清洗。

纤维束过滤器能有效地去除水中的悬浮物，同时对水中的细菌、病毒、大分子有机物、胶体、铁、锰等有明显的去除作用，具有过滤速度快、精度高、截污容量大、操作方便、运行可靠、不需特殊维护等优点。设备广泛应用于电力、石油、化工、冶金、造纸、纺织、食品、饮料、自来水、游泳池等各种工业、民用给水、工艺用水、循环冷却水、和废水的过滤处理。

高效纤维过滤器是一种结构先进、性能优良的压力式纤维过滤器，它采用了一种新型的束状软填料━纤维作为滤 元该滤料具有高弹性、空隙可变、耐磨损、抗腐蚀等特点，其滤料直径可达几十微米甚至几微米，并具有比表面积大， 过滤阻力小等优点解决了粒状滤料的过滤精度受滤料粒径限制等问题。微小的滤料直径，极大地增加了滤料的比表面 积和表面自由能，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会及滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率和截污容量。纤维 丝反洗再生能力强，即使在原油中长时间浸泡，也能利用常温水在短时间内清洗干净。在过程中滤层空隙率沿水流方 向逐渐变小符台理想滤层上大下小的孔隙分布。1

工作原理GXS系列纤维束过滤器取消了“囊充水”系统，设备由固定多孔板、活动多孔板、纤维束滤料、布气装置等组成。活动多孔板可上下移动，过滤时，在水力作用下，滤料顺水流方向空隙由大逐渐变小，纤维密度变大，形成理想的过滤层面，其过滤过程既有纵向深层过滤，又有横向深层过滤，有效地提高了过滤精度和过滤速度；清洗时，使纤维束达到疏松状态，同时，采用气水合洗的方法，在气泡聚散和水力冲洗过程中，纤维束处于不断抖动状态，在水力和上升气泡的作用下，反冲洗滤料而使其再生。2

产品特点1、过滤精度高：水中悬浮物的去除率高达100%，经良好混凝处理的天然水，浊度为20NTU时，过滤出水浊度能控制到2NTU以下。

2、过滤速度快：一般为30m/h，是传统过滤器的3～5倍，最大可达50 m/h。

3、截污容量大：一般为5～10kg/m3，是传统过滤器的2～4倍。

4、可调节性强：过滤精度、截污容量、过滤阻力等参数根据需要调节。

5、占地面积小：制取相同的水量，占地仅为传统过滤器的1/3～1/2。

6、吨水造价低：吨水造价低于传统过滤器。

7、反冲洗耗水量低：仅为周期制水量的1～3%，一般情况下可用原水上向洗。

8、使用寿命长：设备无须更换滤元，滤元被污染后，可方便地进行清洗，恢复其过滤性能，滤元寿命不小于10年。

性能参数料层厚度 mm 1200~1600（自由状态）

过滤速度 m/h 20-30

最大操作压力 MPa 0.6

截污容量 kg/m3 10～15

过滤压头损失 MPa 过滤失效时入口、出口压差一般为0.10-0.2MPa

过滤周期h ≥8h

悬浮物浊度 滤前≤20（≤20FTU ）≤50（≤50FTU）

滤后≤2.0（≤2.0FTU）≤5.0（≤5.0FTU）

反冲洗水压力 MPa ≥0.1MPa，最大不超过0.3 MPa

清洗强度 L/m2.s 8-10

清洗空气压力 MPa 0.05-0.06

清洗空气强度 L/m2.s 40-60

清洗时间 min 20～60

设备外形及选型

纤维束过滤器原理图

设备型号 处理水量（m3/h） 罐体直径(mm) 设备总高（mm） 进水、清水出口DN（mm） 上向洗出口

DN（mm） 下向洗进、出口

DN（mm） 进气口

DN（mm） 排气口

安装安装及固定：

水平的基础上，用地脚螺栓固定好或焊接在预埋于基础中的锚板上。设备安装好后其水平偏差不得大于5mm。

管路的连接：

安装好后，即可安装各管口阀门和外部连接管路。阀门和管路安装前，应将管路内表面和法兰连接面清理干净，以防止铁锈和油污等脏物污染滤层。

设备工作间可布置明渠式排污地沟，地沟的上口用盖板盖好。

设备的进气总管必须高于过滤器的最高点，以防止清洗操作失误时水倒流入罗茨风机，如无法达到要求时，应在空气管路上安装逆止阀。

供给电源：控制箱控制电源为AC380V/50Hz。

管路连接图纤维束过滤器管路连接图

操作规程1、准备工作

a、设备运行前检查各阀门及配套设备是否能正常工作。

b、检查风机等电器元件的接线是否正确、匹配。

2、滤床充水放松

a、打开排气阀门。

b、启反洗泵，打开下向洗入口阀门、下向洗出口阀门，待水充满滤床后，关闭下向洗出口阀门、下向洗入口阀门，停反洗泵。

3、滤床下向洗

a 、启反洗泵，开空气出口阀门（排气阀门）。并同时打开下向洗入水口、下向洗出水口阀门，延时2分钟后打开空气入口阀门，开风机。监测下向洗出水口出水水质，水质达到入口水水质，即可停止下向洗，一般需20分钟左右。

b 、停止下向洗：停反洗泵，停风机，关闭空气入口、下向洗出口、入口阀门，准备上向洗。

注意：

1、过滤器第一次使用前的第一次清洗为预清洗，较正常清洗须增加1-2倍时间，预清洗时有大量泡沫排出，属正常现象。

2、开风机前，应先打开风机的排空阀，再启动风机，风机正常运行后打开过滤器的压缩空气入口阀门，再逐渐关闭排空阀。

3、滤床清洗时，入、出口压力应保持在0.05-0.1MPa左右。压力太大或清洗水流太急，会造成罗茨风机的电机运行电流过大而烧毁电机。

4、过程中，严禁进水带气。

5、滤床上向洗

a、打开进水泵，同时打开上向洗出口、原水入口、空气入口阀门，开风机。调节阀门开度一般在15°左右，控制水压力0.05-0.1MPa左右，使滤床在清洗过程中总保持满水状态，一般清洗10-15min。

b、待上向洗出口水质达到过滤水质要求即可停止上向洗。

6、排气

清洗结束前，打开风机排空阀，先关闭压缩空气入口阀门和风机，继续清洗3-5min，将过滤器内残余的空气排出后，关闭排气阀，清洗结束。

注意：下列情况会影响过滤出水水质

过滤器滤床清洗后内部残留气体

设备运行时进水带气

清洗空气入口阀门关闭不严

7、成床

a、滤床清洗结束后，打开清水出口阀门，关闭上向洗出口阀门。

b、设备进入正常制水过程

8、预投运

设备在成床状态下，调整进水口阀门（上向洗入口）和上向洗出口阀门的开度，一般为15°，使水的流速流量适当（一般流速为30m/h），取样化验预投运出水水质，当水质达标时，即可投入使用。

9、投运

进水口（上向洗入口）阀门保持开启状态，打开清水出口阀门，并关上向洗出口阀门，设备开始运行。

设备运行后，滤速应控制在30m/h。这时初始过滤阻力（即初始设备的入出口压力差）一般为0.02-0.04MPa，运行时应定期监测入出口压差和滤速。滤速不宜长时间超过30m/h，最大不得超过50m/h。如出口压力差一般不超过0.1 Mpa，最好设定为0.06 Mpa。

注意：下向洗入口阀门必须关严，否则会影响出水水质。

10、滤床失效、滤层放松

设备运行一段时间后，出水水质逐渐恶化至不能达到用水标准时，滤床即进入失效状态；滤床失效时，设备的入出口压差达到0.10-0.25 MPa(参考值)

滤床失效后，即可停止运行，按照3-6的步骤进行再生。

11、设备维护和注意事项

a 、维护滤料性能和更换周期

高效纤维束过滤器所选用的滤料是一种高分子化学纤维材料，过滤吸附水中的悬浮物以表面物理吸附为主，吸附泥渣后，可用水和空气擦洗的物理方法再生。这种材料的耐热温度为106-127℃，并对各种碱和非氧化性酸有很强的耐腐蚀性，正常情况下连续使用寿命不少于10年。

b 、注意事项

**可能造成出水水质不良的原因

①滤床失效

②清洗不彻底

③进水带气

④混凝剂用量不当

⑤过滤流速波动太大

⑥下向洗入口阀门没有关严

⑦取样化验不准确

**需要特殊清洗的情况

设备在使用过程中，如发现有大量微生物繁殖或吸附大量的油污时，需要特殊清洗，可用2%的NaOH溶液将滤料浸泡24小时候，在进行清洗。

C、设备停用时要满水保存，严禁长时间空罐停用。

高效纤维束过滤器运行操作程序表

注：表中“Ο”— 开，“*”— 关。

电控1、全自动控制，则所有进出口必需设置电动阀，并在进出水口设有差压控制器，设定进出压差，控制阀门的正常运行（进出口压差不得超过0.1Mpa，一般为0.08 Mpa）。

2、第一次清洗洗完毕设定程序为：打开原水进入阀、清水出口阀自动运行，根据水质情况设计压差为0.06-0.08 Mpa（参考值），具体的压差值应在设备运行一段时间之后，根据现场具体情况设定，达到设定压差即自动关闭原水进入阀、清水出口阀；然后同时打开下向洗进水阀、下向出水阀口，延时2分钟后依次打空气出口阀、空气进口阀，开风机，进行气水合洗，一般清洗时间为20分钟左右（根据清洗情况及水质、清洗时间可调）清洗完毕转入上向洗程序：依次关闭下向洗进水阀、下向洗出水阀，打开上向洗出水阀、原水进水阀进行清洗，一般清洗时间为20分钟左右（根据清洗情况及水质、清洗时间可调）清洗完毕，然后打开清水出口阀，关闭上向洗出水阀、空气进口阀，停风机。3分钟后再关闭空气出口阀。进行正常工作，工作一段时间达到设定压差转入反洗程序。

注：空气进口阀必需设置止回阀，进气管路必须高于设备高度，并且在管路最高点设置DN15止回阀，以防倒流

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学