วิธีปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวกรอง

ตัวกรองซึ่งเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกหลักในด้านการบำบัดน้ำ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงบำบัดน้ำเสียต่างๆ การบำบัดน้ำเสียทางอุตสาหกรรม การบำบัดน้ำดื่มให้บริสุทธิ์ และสถานการณ์อื่นๆ อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานจริง ตัวกรองมักจะประสบกับประสิทธิภาพที่ไม่ดี เช่น อัตราการกรองช้า การอุดตันของตัวกลางตัวกรองง่าย ผลการชะล้างย้อนกลับไม่ดี ความสามารถในการบำบัดน้อย คุณภาพน้ำทิ้งที่ไม่เสถียร และอาจนำไปสู่การไม่-ปฏิบัติตามมาตรฐานการปล่อยหรือมลพิษทุติยภูมิด้วยซ้ำ ปัญหาเหล่านี้ไม่เพียงส่งผลต่อประสิทธิภาพการรักษาเท่านั้น แต่ยังเพิ่มต้นทุนการดำเนินงานและความยากในการบำรุงรักษาอีกด้วย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องค้นหาวิธีปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวกรองเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานมีเสถียรภาพและมีประสิทธิภาพ บทความนี้จะแบ่งปันวิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวกรองสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านการบำบัดน้ำ

I. ปัญหาคอขวดของสื่อกรองชั้นเดียว-
ตัวกรองทรายชั้นเดียว-แบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ใช้ทรายควอทซ์เป็นสื่อกรอง โดยมีขนาดอนุภาคที่ออกแบบมาให้ค่อยๆ เพิ่มขึ้นจากบนลงล่าง (ละเอียดที่ด้านบน และหยาบที่ด้านล่าง) โดยเผินๆ ดูเหมือนว่าจะกรองสิ่งสกปรกทีละชั้น แต่ในการใช้งานจริง ปัญหามักเกิดขึ้นบ่อยครั้ง ความสามารถในการกักเก็บสิ่งสกปรกของตัวกรอง-เป็นการวัดประสิทธิภาพที่สำคัญ ซึ่งหมายถึงปริมาณสิ่งเจือปนที่เก็บไว้ต่อหน่วยปริมาตรของสื่อกรอง (หน่วย: กก./ลบ.ม. หรือ กรัม/ซม.²) ความสามารถในการกักเก็บสิ่งสกปรก-ที่แข็งแกร่งหมายความว่าชั้นตัวกรองมีบทบาทสำคัญ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการกรองสูง รอบการทำงานที่ยาวนาน และความสามารถในการบำบัดน้ำขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม การกระจายตัวของสิ่งเจือปนที่ติดอยู่ในสื่อกรองชั้นเดียวมีความไม่สม่ำเสมออย่างมาก โดยพื้นผิว (ชั้นบน) จะสะสมสิ่งเจือปนมากที่สุด โดยจะลดลงลงไปอีก โดยแทบไม่มีสิ่งติดขัดที่ต่ำกว่า 30 ซม. สิ่งนี้ทำให้การสูญเสียส่วนหัว (ความต้านทานการไหล) เข้มข้นอยู่ที่ชั้นพื้นผิวเป็นหลัก ส่งผลให้รอบการกรองสั้นลงอย่างมาก และมักจะนำไปสู่การอุดตันภายในไม่กี่ชั่วโมง เนื่องจากทิศทางการไหลของน้ำสอดคล้องกับขนาดอนุภาคที่เพิ่มขึ้น ทำให้สิ่งสกปรกสะสมตัวอย่างรวดเร็วในชั้นบน หากขนาดอนุภาคมีการเปลี่ยนแปลงให้ค่อยๆ ลดลงตามทิศทางการไหลของน้ำ (จากขนาดใหญ่ไปเล็ก) เช่น การกรอง "ขนาดอนุภาคแบบย้อนกลับ" สิ่งสกปรกสามารถกระจายได้เท่าๆ กัน เพิ่มความสามารถในการกักเก็บสิ่งสกปรก- ลดการสูญเสียส่วนหัว ขยายรอบการทำงาน และแม้แต่เพิ่มความเร็วในการกรองด้วยซ้ำ

ครั้งที่สอง การกรองการไหลขึ้น

วัสดุกรองแบบทั่วไปมีขนาดอนุภาคที่ละเอียดกว่าที่ด้านบนและขนาดอนุภาคที่หยาบกว่าที่ด้านล่าง โดยมีน้ำเข้ามาจากด้านบนและออกจากด้านล่าง การกรองแบบไหลขึ้นด้านบนจะรักษาขนาดอนุภาคเท่าเดิม แต่จะกลับทิศทางการไหลของน้ำ: น้ำเข้าจากด้านล่างและออกจากด้านบน ทำให้เกิดโหมด "ขนาดอนุภาคย้อนกลับ"

ข้อดีของการออกแบบนี้คือ: การกระจายตัวของสิ่งเจือปนสม่ำเสมอในชั้นตัวกรอง ความสามารถในการกักเก็บสิ่งสกปรก-ที่ดีขึ้น ความต้านทานการไหลของน้ำเพิ่มขึ้นช้าลง และรอบการทำงานที่ยาวนานขึ้น อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องควบคุมอัตราการกรอง เนื่องจากอัตราการกรองที่สูงอาจทำให้ชั้นกรองขยายตัว สูญเสียทรายละเอียดจากชั้นบน และส่งผลต่อคุณภาพน้ำทิ้ง ดังนั้นควรเพิ่มตาข่ายหรือตารางให้กับชั้นพื้นผิวเพื่อป้องกัน แม้ว่าวิธีการนี้มีข้อได้เปรียบในการกระจายขนาดอนุภาคแบบย้อนกลับ แต่ก็ประสบปัญหาต่างๆ เช่น การขยายตัวของชั้นตัวกรองที่จำกัดในระหว่างการล้างย้อน ความยากในการกำจัดตะกอน และการกำจัดตะกอนที่ไม่สมบูรณ์ เนื่องจากการไหลของน้ำจากการชะล้างย้อนสอดคล้องกับทิศทางการกรอง ปัญหาเหล่านี้แก้ไขได้ยากจึงไม่ค่อยมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการบำบัดน้ำเสีย

ที่สาม การกรองการไหลแบบสอง-ทาง

การล้างย้อนที่ไม่เพียงพอในการกรองการไหลขึ้นนำไปสู่การพัฒนาการกรองการไหลแบบสอง- น้ำไหลเข้าพร้อมกันจากด้านล่างและด้านบนของถังกรองและออกจากตรงกลาง ชั้นตัวกรองด้านบนใช้วิธีการไหลลง ในขณะที่ชั้นล่างใช้การกระจายขนาดอนุภาคแบบย้อนกลับโดยมีการไหลขึ้น ดังที่แสดงในแผนภาพ ส่วนบนช่วยรักษาส่วนล่างให้คงที่ ป้องกันการขยายตัวของชั้นตัวกรองมากเกินไป การออกแบบนี้สามารถเพิ่มความสามารถในการกักเก็บสิ่งสกปรก-ของสื่อกรองและขยายรอบการกรองได้ อย่างไรก็ตาม โครงสร้างถังกรองมีความซับซ้อน การดำเนินงานยุ่งยาก และค่าบำรุงรักษาสูง ดังนั้นจึงไม่ค่อยมีการใช้ในทางปฏิบัติ

แม้ว่าสองวิธีข้างต้นจะมีข้อจำกัด แต่ก็แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนทิศทางการไหลของน้ำและเค้าโครงของสื่อกรองสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวกรองได้อย่างมาก

IV. สื่อกรองแบบเลเยอร์คู่-

ในปัจจุบัน ประเภทที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือสื่อกรองสองชั้น- โครงสร้างของมันคล้ายกับโมเดลเลเยอร์เดียว- แต่องค์ประกอบของเลเยอร์ตัวกรองมีการเปลี่ยนแปลง ชั้นบนใช้สื่อกรองน้ำหนักเบาที่มีความถ่วงจำเพาะต่ำและขนาดอนุภาคขนาดใหญ่ ชั้นล่างใช้สื่อกรองหนักที่มีความถ่วงจำเพาะสูงและขนาดอนุภาคเล็ก ในระหว่างการล้างย้อน เนื่องจากความแตกต่างของแรงโน้มถ่วงเฉพาะ ตัวกลางที่เบากว่าจะอยู่ด้านบนและตัวกลางที่หนักกว่าจะอยู่ด้านล่าง ทำให้เกิดชั้นสองชั้นตามธรรมชาติ

ขนาดอนุภาคของแต่ละชั้นจะยังคงละเอียดกว่าที่ด้านบนและหยาบกว่าที่ด้านล่าง แต่ขนาดอนุภาคโดยเฉลี่ยของชั้นบนจะมีขนาดใหญ่กว่าของชั้นล่าง ทำให้เกิดเอฟเฟกต์ขนาดอนุภาคย้อนกลับโดยรวม การวัดตามจริงแสดงให้เห็นว่าความสามารถในการกักเก็บสิ่งสกปรก-ของสื่อกรองแบบชั้น- นั้นมากกว่าสองเท่าของสื่อกรองแบบชั้นเดียว- ที่อัตราการกรองเท่ากัน รอบการกรองจะขยายออกไป และในรอบการกรองเดียวกัน อัตราการกรองก็จะเพิ่มขึ้นได้ เส้นโค้งการเปรียบเทียบในรูปด้านล่างแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าพื้นที่-การกักเก็บสิ่งสกปรกของสื่อกรองชั้นสอง-นั้นมีขนาดใหญ่กว่าของสื่อกรองชั้นเดียว- มาก ซึ่งบ่งชี้ว่าความสามารถในการกักเก็บสิ่งสกปรก-จะเพิ่มขึ้นสองเท่าเมื่อความหนาของชั้นตัวกรองเท่ากัน หากคุณภาพน้ำที่ไหลเข้าสม่ำเสมอ วงจรการทำงานของสื่อกรอง-ชั้นสองจะเป็นสองเท่าของวัสดุกรองชั้นเดียว-

เทคโนโลยีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงบำบัดน้ำเสียทั้งในประเทศและต่างประเทศ โดยให้ผลลัพธ์ที่สำคัญ และเป็นวิธีที่ปฏิบัติได้จริงในการปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวกรอง

V. สื่อกรองหลาย-ชั้น

สื่อกรองหลาย-โดยทั่วไปหมายถึงสามชั้น: ชั้นบนของอนุภาค-ขนาดใหญ่ วัสดุน้ำหนักเบา (เช่น แอนทราไซต์) ชั้นกลางเป็นวัสดุ-อนุภาคขนาดกลาง วัสดุที่มีความหนาแน่นปานกลาง- (เช่น ทรายควอทซ์) และชั้นล่างของอนุภาค-ขนาดเล็ก วัสดุหนัก (เช่น โกเมนหรือเม็ดแม่เหล็ก) ขนาดอนุภาคจะลดลงจากบนลงล่าง ซึ่งจะทำให้การกระจายขนาดอนุภาคกลับกันโดยสิ้นเชิง

การออกแบบนี้ช่วยปรับปรุงความสามารถในการกักเก็บสิ่งสกปรกของสื่อกรองได้อย่างมาก- ในขณะที่สื่อกรองละเอียดที่ด้านล่างทำให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพน้ำทิ้งที่เสถียร อัตราการกรองอาจสูงกว่าตัวกรองแบบสองชั้น- เมื่อความขุ่นของน้ำเสียต่ำและคุณภาพน้ำคงที่ ก็สามารถดำเนินการกรองโดยตรง (ขจัดกระบวนการตกตะกอน) เพื่อให้ได้การทำให้บริสุทธิ์เบื้องต้น ปัจจุบัน ตัวกรองสองชั้น-และหลาย-มักใช้สำหรับการกรองโดยตรง เพื่อให้แน่ใจว่าน้ำทิ้งเป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยออกหรือการนำกลับมาใช้ใหม่ คุณสามารถเติม-ตัวช่วยกรองน้ำหนักโมเลกุล-สูง เช่น โพลีอะคริลาไมด์หรือแอคติเวตซิลิกา ได้-ล่วงหน้า การกรองโดยตรงทำให้กระบวนการง่ายขึ้นและประหยัดการลงทุน ควรปรับองค์ประกอบและความหนาของชั้นกรองตามคุณภาพน้ำเสีย และอัตราการกรองควรต่ำ ประมาณ 5 ลบ.ม./ชม. หลังจากกระบวนการบำบัดเบื้องต้น คุณภาพน้ำทิ้งโดยทั่วไปจะเป็นไปตามมาตรฐาน บางส่วนใช้สำหรับการนำกลับมาใช้ใหม่ทางอุตสาหกรรม บางส่วนเป็นไปตามข้อกำหนดการรักษาที่ตามมา และบางส่วนต้องได้รับการบำบัดขั้นสูงเพิ่มเติม

สรุป

จากข้อบกพร่องของสื่อกรองชั้นเดียว- ไปจนถึงแรงบันดาลใจจากการกรองอนุภาคแบบย้อนกลับ และจากนั้นไปสู่วิวัฒนาการของตัวกรองการไหลขึ้น การไหลแบบสองทิศทาง ตัวกรอง-ชั้นสอง และหลาย-ชั้น เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียกำลังพัฒนาไปสู่ประสิทธิภาพสูงและการบริโภคต่ำ แนวทางเหล่านี้สามารถปรับปรุง-ความสามารถในการกักเก็บสิ่งสกปรกของตัวกลางกรอง ขยายรอบการกรอง เพิ่มคุณภาพน้ำทิ้ง และมีส่วนช่วยรักษาสิ่งแวดล้อม ในทางปฏิบัติ ตัวกรองสองชั้น-และหลาย-เลเยอร์เป็นตัวกรองที่ใช้งานได้จริงที่สุด-ใช้งานง่ายและให้ผลตอบแทนสูง- ในอนาคต ด้วยความก้าวหน้าในด้านวัสดุและการออกแบบการกระจายน้ำที่เหมาะสม ตัวกรองจะมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น