Los filtros multimedia-, también conocidos como filtros mecánicos o filtros de lecho-profundo, son uno de los dispositivos principales en los sistemas de pretratamiento de agua. Su concepto de diseño central utiliza múltiples medios filtrantes de diferentes densidades y tamaños de partículas para formar una distribución ideal de poros de la capa filtrante de arriba a abajo, de grueso a fino, logrando así una filtración profunda de alta-precisión y alta-contaminación-capacidad de retención.
I. Núcleo de diseño: teoría del lecho filtrante en capas
El principal inconveniente de los filtros tradicionales de un solo-medio (como la arena de cuarzo) es la "filtración superficial" del lecho filtrante. La mayoría de los sólidos suspendidos traídos por el flujo de agua quedan atrapados en la superficie a unos pocos centímetros del medio filtrante, lo que provoca un rápido aumento de la pérdida de carga y requiere un retrolavado frecuente.
Los filtros multi-medios, mediante una cuidadosa selección de dos o más medios filtrantes, utilizan su densidad y diferencias de tamaño de partículas para formar automáticamente una estratificación estable después del retrolavado:
Los medios filtrantes de baja-densidad (como la antracita), a pesar de su mayor tamaño de partículas, permanecerán en la capa superior.
Los medios filtrantes de alta-densidad (como el granate y la magnetita), a pesar de su tamaño de partícula más pequeño, permanecerán ubicados de manera estable en la capa inferior.
Esto crea una capa de filtro degradado con una "parte superior suelta y una parte inferior densa". Las partículas grandes suspendidas en el flujo de agua son atrapadas primero por el medio filtrante grueso superior, mientras que las partículas más finas son capturadas por el medio filtrante inferior y más fino. Esto aumenta significativamente la profundidad de penetración de los contaminantes, utilizando eficazmente toda la capa filtrante, extendiendo así significativamente el ciclo de filtración y mejorando la eficiencia de la filtración.
II. Detalles y datos técnicos clave
1. Selección y configuración del medio filtrante: las configuraciones comunes incluyen medios duales-y triples-.
Explicación de datos:
Tamaño efectivo de partícula (d10): Se refiere al diámetro de apertura del tamiz por el que puede pasar el 10% del medio filtrante; es un parámetro clave que caracteriza el grosor del medio filtrante.
Coeficiente de uniformidad (UC): UC=d60/d10. Cuanto más cerca esté este valor de 1, más uniforme será el tamaño de las partículas del medio filtrante. Generalmente, se requiere un valor inferior a 1,7 para reducir la mezcla de capas durante el retrolavado.
Altura de la capa: La altura total de la capa del filtro suele estar entre 800 y 1200 mm. La capa de antracita es la más alta para dejar suficiente espacio a los contaminantes.
2. Velocidad de filtración
La velocidad de filtración es un parámetro operativo central en el diseño, que afecta directamente la calidad del efluente y el ciclo operativo.
Caudal de diseño estándar: 8-12 m/h.
Diseño estándar conservador/alto-: se pueden seleccionar 5-8 m/h para tratar agua cruda de alta turbidez o aplicaciones con requisitos de efluentes extremadamente altos.
Diseño de alta-velocidad: hasta 15-20 m/h, pero generalmente requiere agua cruda de mayor calidad (menor turbiedad) y retrolavado más frecuente; debe usarse con precaución.
Fórmula de cálculo: Diámetro del filtro (D)=2 × sqrt(Caudal de diseño (m³/h) / (Velocidad de flujo (m/h) × π))
Ejemplo: Caudal de diseño 100 m³/h, seleccione una velocidad de flujo de 10 m/h. D=2 × sqrt(100/(10 × 3,14) ) ≈ 2 × sqrt(3,185) ≈ 3,57 m, se puede seleccionar un tanque estandarizado con un diámetro de 3,5 metros o 3,6 metros.
Diseño de filtro multi-medio, selección de filtro multi-medio SY precio_características y parámetros_uso método_alcance de aplicación_Songyan Shanghai Pudong Nueva Área - Red de la industria de maquinaria farmacéutica
3. Sistema de retrolavado
El retrolavado es clave para restaurar el rendimiento del filtro. Un diseño inadecuado puede provocar problemas como aglomeración de medios filtrantes, mezcla de capas y fugas de medios.
Método de contralavado: generalmente se utiliza "contralavado combinado con aire-agua", que es mucho más efectivo que el contralavado con agua única.
Antracita: 12-15 L/(m²·s) (aprox. 43-54 m³/(m²·h))
Arena de cuarzo: 13-16 L/(m²·s) (aprox. 47-58 m³/(m²·h))
Paso 1: Fregado con aire - Introduzca aire comprimido (intensidad aproximada . 50-60 m³/(m²·h)) para frotar fuertemente la superficie del medio filtrante, provocando que las sustancias adheridas se desprendan. Este paso no requiere drenaje o solo un nivel bajo de agua.
Paso 2: Retrolavado con agua - Enjuague con agua limpia (generalmente agua filtrada) a alta intensidad de abajo hacia arriba. La intensidad del retrolavado es un parámetro crítico.
Paso 3: Lavado hacia adelante - Después del retrolavado, enjuague con agua en la dirección de filtración normal durante varios minutos hasta que el efluente esté claro (turbidez<1 NTU) before starting the next operating cycle.
Tiempo de retrolavado: Suele durar de 10 a 20 minutos, hasta que la turbiedad del efluente ya no disminuya.
Consumo de agua de retrolavado: Aproximadamente el 1%-3% del agua producida, constituyendo la principal porción del agua de autoconsumo del sistema.
4. Condiciones para la terminación de la operación y activación del retrolavado
Terminación de presión diferencial: este es el método de control más comúnmente utilizado y confiable. El retrolavado comienza automáticamente cuando la diferencia de presión a través del lecho filtrante alcanza 0,05-0,08 MPa (aproximadamente 0,5-0,8 kg/cm²).
Terminación del tiempo: como condición de respaldo, se establece un tiempo máximo de funcionamiento (por ejemplo, 24 a 72 horas) para evitar que la diferencia de presión no aumente debido a una mejora repentina en la calidad del agua.
Terminación de calidad del efluente: Rara vez se usa solo, generalmente como alarma. Se activa una alarma cuando la turbidez del efluente excede un valor establecido (por ejemplo, 1 NTU).
III. Consideraciones de diseño estructural
Tanque: Acero al carbono revestido con caucho o acero inoxidable 316L. La presión de diseño suele ser de 0,6 MPa.
Sistema de distribución de agua: tipo tubería principal superior o tipo deflector, lo que garantiza una entrada de agua uniforme y evita la socavación de la superficie del medio filtrante.
Sistema de Captación de Agua: Un componente central que debe asegurar:
Distribución uniforme del agua de retrolavado sin zonas muertas. Recogida eficaz de efluentes durante la filtración. Sin fugas de medios filtrantes. Formas comunes: placa de domo + tapa de filtro, tubo de malla de acero inoxidable, ladrillos de filtro, etc. Entre estos, la "placa de domo + tapa de filtro de ABS en forma de hongo-" es actualmente la forma más común y confiable.
Puerto de descarga: Se deben proporcionar bocas de registro en la parte superior y los lados para facilitar el llenado inicial y el posterior mantenimiento y reemplazo del medio filtrante.
IV. Indicadores de desempeño y aplicaciones
Requisitos de agua de entrada: normalmente se requiere que la turbiedad de entrada sea<20 NTU, ideally <5 NTU.
Precisión del agua de salida: puede alcanzar de manera estable<1 NTU; with good design and proper operation, outlet water can reach 0.1-0.3 NTU.
Eliminación de SDI (índice de densidad de lodos): reduce eficazmente los valores de SDI, proporcionando protección para los sistemas de ósmosis inversa (RO) posteriores. Un filtro multimedia-multi-que funcione bien puede lograr un SDI de salida de<5, or even <3.