CN87100467A - 介质过滤方法及设备 - Google Patents

Abstract

为了提高纤维填料过滤器的过滤效率、截污容量和清洗效果，本发明提供了填料密度随意可调的变孔隙度深层过滤器，要点是在罐内呈刷状布置的多元纤维的外部或中间设有不透水的柔性膜，膜或膜与罐壁构成加压室，工作时充入一定体积的水或气，通过膜向纤维加以定压(等于入口压强)，纤维束径向压缩，由于过滤介质的压头损失，纤维的孔隙度从入口到出口逐渐变小，实现深层过滤。当去掉膜对纤维压力，纤维孔隙变大，反向冲洗很容易。

Description

本发明涉及过滤器的改进，特别是涉及可清洗的纤维填料过滤器的改进。

美国专利（U、S、Patent）1980年26期4219420号说明书公开了一种过滤污染介质的工艺及其设备（ARRANGEMENT    FOR    AND    A    PROCESS    OF    FILTEJNG    A    CONTAMINATED    MEDIUM），其要点是多元纤维一端悬挂在罐内的支承物上，支承物靠近出口端，纤维在出口进口之间纵向布置，呈刷状，污染介质对着支承物方向缓缓通过纤维，悬浮物被纤维截留，过滤后的介质从出口流出，为了提高深层过滤效应，将纤维长短相间地布置，为了提高出水质量须提高纤维的密度。

这种过滤工艺及其设备不足之处是，纤维在运行时与反洗时密度相同，为提高出水质量须提高纤维的密度，但纤维密度提高会降低截污容量及增加反洗的难度，所以这种工艺及设备提高出水质量是有一定限度的，出水质量不十分理想，流速过于慢。

本发明的任务是：提供出水质量高，截污容量大，反洗容易且过滤速度较快的纤维填料过滤器。这种过滤器提高出水质量，提高截污容量及容易反洗三者之间不矛盾。

本发明的任务是这样实现的：用法兰连结的罐体、封头构成罐，竖直安置，下部有入口，上部有出口，罐内上部法兰处固定支承物，多元纤维一端固定在支承物上，呈刷状，在刷状纤维的外面有不透水的柔性膜，膜与罐壁构成密闭的加压室，罐壁上设有加压水或气体的入口和出口。

所说的不透水的柔性膜，是圆筒形的，长度略大于罐体的长度，其两端有凸缘，凸缘可以压到法兰接合面内。

柔性膜的材料可以是聚氯乙烯、短毛挂胶布、涤纶、橡胶布之中的一种。

为了防止纤维的另一端乱绕，将纤维若干根为一束，末端粘结或绑扎，再用纤维将末端结成渔网状。网下还可以悬挂重物。

为了防止在被过滤介质流速较大时对纤维有纵向的推移，在纤维结网端悬挂一个环，环可以有筋，在下部封头的相应位置沿圆周均布至少三个限位螺钉，螺钉伸入罐内部分正好卡在环的上部。

为了增大纤维密度，所说的支承物在罐内部分的形状为曲面，例如可以是球面多孔板，上面均布置小孔，其一部分小孔固定纤维，另一部分小孔留作介质通道。

纤维束在多孔板上固定的方式，可以象毛刷那样塞满小孔，也可以不塞入小孔，而用细纤维经过小孔将纤维束绑扎。

过滤器的另一种形式是在一端固定在罐内支承物上呈刷状的纤维的中间设有不透水的柔性膜，柔性膜内部有贯通的金属管。管下端封闭，上端通往罐外并设阀门，柔性膜两端捆扎在金属管上，柔性膜有适当的直径，膜内的金属管壁有小孔，管壁与柔性膜之间构成加压室。

为了防止纤维的另一端乱绕，将纤维若干根为一束，末端粘结或绑扎，再用纤维把末端结网连结。

为了防止流速大时纤维被纵向压缩，在结网端悬挂环，环可设筋，并在下部封头的相应位置沿圆周均布至少三个限位螺钉，螺钉伸入罐内部分正好卡在环的上部。

这种改进的过滤器的优点是，借助不透水的柔性膜，可以通过调节加压水或气体体积的办法，随意改变对多元纤维束的压缩程度，还可由于过滤时水流过多元纤维束的水头损失所造成的膜两侧压差从入口至出口方向逐渐增大（而加压室体积不变），自然形成从入口到出口直径逐渐变小的类锥台型滤室，由于其工作时对纤维经向加压，增大纤维密度，因而提高出水质量，纤维形成变孔隙度，从入口到出口渐小，容易实现深层过滤，并提高了截污容量，反洗时去掉对纤维的压缩，纤维密度变大，反洗也很容易。

本过滤器的出水质量好，截污容量大，反洗容易且过滤速度大。经试验很容易得到比现行规定的无浊度水的浊度还低的过滤出水，能去除水中的全部悬浮物和胶体（包括胶体铁，有机物，硅细菌，病毒等），过滤出水比吉林市的自来水经一级离子交换除盐加混床所制取的除盐水再经蒸馏而制得的一次蒸馏水含铁还低得多。本过滤器的功能不仅能过滤去除水中的悬浮物，而且当采用适当的纤维时，还能去除水中的离子等，还可以用于其它液体及空气的过滤。

下面结合附图对本发明的实施例作详细描述。

图1、外膜式过滤器工作状态的剖视图;

图2、外膜式过滤器清洗状态剖视图;

图3、有限位环的外膜式过滤器工作状态剖视图;

图4、有限位环的外膜式过滤器外形图;

图5、内膜式过滤器工作状态剖视图;

图6、纤维末端结网示意图;

图7、纤维末端悬挂重物示意图;

图8、限位螺钉与限位环位置示意图。

实施例1、

参看图1、图2，直径1300，高1200的钢制罐体1，两端有法兰2，上封头3，下封头4，以法兰连结构成罐，竖直装置，上封头3的上部有出水口5，排气口6，下封头4下部有进水口7，进水口7通过三通连接排污口以上各管口均为圆形管，按贯例装上阀门。在上封头与罐体连接的法兰上还装有一个平的多孔板9，多孔板在罐内部分均匀布置一系列小孔10，孔经为4至6mm，共1000个孔，其中500孔固定纤维11，另一些孔作为介质通道。采用聚乙烯醇半炭化纤维，纤维的单丝直径40μm，断面为腰果形若干根为一束，每束压实直径为5mm，上端象制毛刷那样固定在多孔板上，下端为自由状态，在纤维束最外面装有两层聚氯乙烯柔性膜12，膜厚0.1mm，膜呈圆筒状，直径等于罐体内径，两端翻边90°，压入上下封头的法兰中，膜的长度略长于罐体的长度，在罐体壁上设有加压水或气体的入口13和出口14，两口均装阀门。工作时，先关闭去压口14，排污口，开启出水口5，排气口6，开加压阀13，加压室加压，柔性膜12将纤维压缩到一定程度，保持加压水，关闭加压口，开进水口7，由于进水的压力在穿透纤维过程中递减，使整个纤维类似圆锥台状（见图1）实现了变孔隙度，水从下向上，实现深层过滤，当水充满罐体后关闭排气口6，被过滤的水从出口5流出。

为了改善配水情况，进水口内迎水流设有与水流方面垂直的挡板15，还可以在下封头法兰固定一个多孔板16，上面钻一系列小孔，以使进水均匀，在出水口前面设有档水板17。

该过滤器把自来水一次过滤制得的水的浊度在标准浊度0度以下。例如，进口水含Fe为1700PPB，出口为90PPB，即去除Fe的效率达到99%。

当反洗时，关闭进水口，排气口，再关加压口，开去压口，膜已经贴罐体上的纤维束疏松。从出水口反向给净水，打开排污管口，排出截留物后即可，反洗时间很短。下封头下面焊有支架，以固定在地脚螺丝上。为了观察，可以装上有机玻璃的观察孔。

为了防止纤维缠绕，纤维末端可结成网结18。（见图6），还可以在网结下面悬挂重物19（见图7）。

实施例2、

见图3、图4，φ300，长1200的圆形罐体1，上封头3，下封头4，通过法兰2连成罐，竖直放置，下封头4下面有进水口7并通过三通接排污口，上封头3上面有出水口3，并通三通联接排气口，上部法兰固定一个在罐内部分呈球面的多孔板9，其上面均布地钻有孔10，孔经有φ6、φ4两种相间布置，φ6为逆水孔，φ4孔固定纤维11，纤维为涤纶纤维，单丝径向尺寸50～100μm，断面呈星形，每束压实直径4mm。纤维的另一端结成网18（见图6），并悬挂金属环20，金属环位于下部法兰的下部，在下封头4沿周向均布三个限位螺钉21，伸入罐内档在金属环的上面，螺钉21在封头4的固定要采取防漏措施，这是普通技术人员公知的。

纤维的外面有不透水的柔性膜12，膜的材料是涤纶，长度比两法兰间距大60mm，在罐体有加压口13和去压口14。

工作时，由加压口13加压，柔性膜12压紧纤维11，由进水口7通入被过滤水，由于水压递减，使柔性膜的直径下大上小，即使纤维呈圆锥台状，下部的孔隙度大，上部的孔隙度小，实现深层过滤。由于采用了金属环和固定螺丝，进水流速可以大，并且在任何情况下都不乱丝。在进口、出口处可以设档水板15、17使布水均匀。

为了观看过滤器的工作情况，在筒体设数个观察孔22，密封装置有机玻璃。下封头下部设置支架。

实施例3、

见图5，由罐体1，上封头3，下封头4，及多孔板连接段23，及三个法兰2连结成罐，多孔板连接段有多孔板9，中部穿过细管24，在多孔板上面折90度通到连接段外，在多孔板下部的管壁开有小孔，管下端封闭，在多孔板下面的管外捆扎不透水的柔性膜12，膜是用短毛布胶而成的，柔性膜12呈圆筒状，直径足够大，能满足纤维完全压实的要求，多孔板9上均布小孔10，其中半数小孔上固定有纤维11，另一半小孔为介质通道，纤维是尼龙丝，单丝直径100～200μm，单丝表面为螺纹状，每束压实直径4mm，纤维丝另一端为自由状态或结网，在上封头3内对着出水口有挡水板17，下封头4内对着进水口有档水板15，往管24上捆扎膜12的位置是在膜的两端。

工作时向管24通入一定体积的压力水或气，柔性膜12向外压缩纤维11，由入口7通入被过滤介质水。由于压头损失其压力递减，使柔性膜12呈下部小上部大的圆锥台状，使纤维的孔隙度呈下部入口端大，上部出口端小的变化状态，实现深层过滤。当反洗时去掉管24内的压力，纤维呈疏松状态，由出口5给净水，洗去截留物，由进水口7经三通由排排出。

Claims (9)

1、一种纤维填料过滤器，包括罐和纤维填料，罐包括罐体1、封头3、4通过法兰2连结，有出口5、入口7，罐内的多元纤维11一端挂在靠近出口的支承物9上，纤维在出口进口之间纵向布置，呈刷状，其特征是在纤维之外罐壁之内有不透水的柔性膜12，柔性膜与罐壁之间构成加压室8，罐壁上设有加压口13、去压口14。

2、根据权利要求1所述的过滤器，其特征是所说的柔性膜12是圆筒状的，两端有可以压入法兰面的凸缘。

3、根据权利要求2所述的过滤器，其特征是所说的柔性膜12的材料可以是聚氯乙烯，短毛布挂胶，涤纶橡胶布中的一种。

4、根据权利要求1所述的过滤器，其特征是纤维的非悬挂端若干根为一束，末端粘结或绑扎，各束之间以纤维连结成网18。

5、根据权利要求4所述的过滤器，其特征是在纤维结网端悬挂一个有筋的环20，在下封头壁上沿圆周均布至少三个限住的螺钉21，螺钉伸入罐内，档在环20的上面。

6、根据权利要求1所述的过滤器，其特征是所说的支承物是球面多孔板，其位于罐内部分为球面，均布小孔，一部分孔绑扎纤维束，另一部分孔则为介质通道，板的外围是可以压入法总面的平面的环。

7、一种纤维填料过滤器，包括纤维填料6和以法兰2连结的罐体1、封头3、4构成的罐，罐有出口5，入口7，罐内的多元纤维11一端悬挂在靠近出口端的支承物9上，纤维在出口入口间纵向布置，呈刷状，其特征是在纤维束的中间有一个不透水的柔性膜12，膜内有通往罐外的金属管24，管外端装有阀门，管在罐内的一端封堵，管壁有孔，柔性膜两端捆扎在金属管上，柔性膜内金属管外构成加压室8。

8、根据权利要求7所述的过滤器，其特征是纤维若干根为一束，末端粘结或御扎，并用纤维结成网18。

9、根据权利要求8所述的过滤器，其特征是在纤维结网18悬挂一个环20，在下部封头壁的相应位置沿圆周均布至少三个限位螺钉21，螺钉21入罐内部分正好卡在环20的上部。

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