不同类型纤维过滤器的结构特点

利用纤维材料作为过滤介质的过滤设备称纤维过滤器，是20世纪80年代开发出来的一种新型过滤设备。纤维过滤是利用纤维在压实状态下形成的微孔通道，滤除水中的悬浮杂质，与粒状过滤材料相比，纤维过滤材料比表面积大，有更大的吸附界面，同时纤维柔软，能够实现密度调节，沿水流方向过滤孔径逐渐变小的过滤方式，实现了深层过滤。
纤维过滤材料的种类
纤维过滤的材料主要有聚醋纤维、丙纶纤维、玻璃纤维、尼龙纤维和碳纤维等；纤维过滤器类型主要有纤维球过滤器、胶囊挤压式纤维过滤器(LLY高效过滤器)、刷型纤维过滤器、旋压式纤维过滤器和活塞式纤维过滤器等。其中最普遍应用的是纤维球过滤器和纤维束过滤器。
1. 纤维球过滤器
  过滤器的床层由纤维球堆积而成。纤维球有两种：一是用热处理方法将许多根长度为15-20mm的聚醋纤维弯曲、黏结成直径为15-20mm的纤维球，如图4-21(a)所示；二是将一束纤维丝从中间处紧密结扎或热熔黏结，使纤维呈辐射状的球体如图4-21(b)所示。
  纤维球过滤器具有以下特点：①纤维球的孔隙分布不均匀，球心处纤维最密，球边处纤维最松；在床层中，纤维球之间的纤维丝相互穿插；过滤时，床层在水压以及上层截泥和滤料的自重作用下，形成滤层空隙沿水流方向逐渐变小的理想分布状态；②深层过滤明显，截污容盆大;③纤维球容易流化，反洗强度低，自用水量少；④球中心部位的纤维密实，反洗时无法实现疏松，截留的污物难于彻底清除，故一般需要联合使用机械搅拌或压缩空气清洗，
  增加球间碰挽频率和摩擦力。
  纤维球过逮器的滤层高度一般为1.2m，滤速为25-30m/h，悬浮物除去率大于80%，截留污泥量为2-12kg/m，水头损失为0.02-0.15MPa，水反洗强度为6-10L/(m2·s)，自用水率小于3%。
2. 胶囊挤压式纤维过滤器
  胶囊挤压式纤维过滤器是将纤维束的一端悬挂在过滤器上部的多孔板上，另一端系上重坠而下垂，纤维束中设置多个胶囊，见图4-22。过滤时胶囊充水，将周围纤维束挤压成密实状态，清洗时胶囊排水，纤维束成放松状态，通过压缩空气进行水气合洗。
  胶囊挤压式纤维过滤器的滤速为20-40m/h，截污容量是砂滤器的2-4倍。因为充满水的胶囊相当于一个挡水板，所以过滤时承受着很大的推力。计算结果表明，直径为3m的过滤器，胶囊承受的推力约为l00kN，胶囊损坏是这种过滤器常见故障。
  为了解决胶囊破损问题，有的过滤器取消了胶囊，用多孔推力板、旋压器和活塞等挤压装置将纤维束挤压成密实状态，这种过滤器称无胶囊纤维过滤器。
3. 活动孔板式纤维过滤器
  
  这种过滤器也是一种压力式过渡器，因过滤介质是丙纶丝纤维，直径为50μm左右，所以也称纤维束过滤器，结构如图4-23所示。过滤器上部装有可上下活动的孔板，用以悬挂丙纶丝纤维束，纤维束下端与下部固定孔板相连，构成滤活动孔板式纤维过滤器层。
运行中，当水流自上向下通过纤维层时，在水流阻力的作用下，纤维束承受向下的纵向压力，最下部的纤维束首先弯曲被压缩并逐渐上移，当纤维束的支承力与纤维束的水流阻力达到平衡状态，纤维束被压缩的紧密程度沿水流方向逐渐增大，使纤维束滤层的孔隙率和过滤孔径沿水流方向由大到小变化，达到理想床层状态。
当滤层需要进行清洗时，可移动孔板向上移动，纤维束展开呈疏松状态，下部进水，同时进入压缩空气进行清洗。
虽然丙纶丝纤维的直径一般为几个微米到几十个微米，但具有强度高、耐酸碱、表面积大、水流阻力小及吸水率低等优点，因分子结构上没有活性基团，对水中悬浮固体的吸附属于物理吸附和机械截留，所以容易清除。

纤维过滤器的特点
与石英砂过滤器的相比较，纤维过滤器的特点见表4-8。

纤维过滤器与石英砂过滤器的比较表4-8
项目	纤维过滤器	石英砂过滤器	项目	纤维过滤器	石英砂过滤器
出水浊度(mg/L)	＜1	＜2-5	截污容量(kg/m3)	10-30	1-2
占地面积(m2)	4	10	设备投资，单位出水(元/t)	3000	1000
滤料使用周期(a)	15	经常更换滤料	自耗水量(%)	1-3	2-3
滤速(m/h)	15-40	8-11	反洗效果	彻底	不彻底

纤维过滤器存在的问题是对反洗效果要求较高，由于采用的是纤维过滤，纤维丝很细，杂质黏附后必须用较强的气、水联合冲洗，一旦冲洗效果不好，将直接影响过滤效果，并为以后的冲洗带来更大的困难。