【摘要】自清洗過濾器是一種新型的過濾設(shè)備，本文介紹了吸污式自清洗過濾器、刷式自清洗過濾器、轉(zhuǎn)臂式自清洗過濾器和刮盤式自清洗過濾器的工作原理、結(jié)構(gòu)特點。本文還介紹了國外廠家情況及自清洗過濾器在我國的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】 自清洗過濾器 工作原理 結(jié)構(gòu)特點 應(yīng)用前景
引言
自清洗過濾器與傳統(tǒng)的過濾設(shè)備相比是一種新型的過濾設(shè)備。自清洗過濾器是將液體中的顆粒在一定條件下自動地過濾清除的分離過濾裝置。
自清洗過濾器與傳統(tǒng)的過濾器相比有如下特點：自動化程度高；壓力損失小；不必進(jìn)行人工清除濾渣。多數(shù)自清洗過濾器在清洗時可以不間斷供水。自清洗過濾器適用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政、海水淡化過程等的分離過濾。
１、國外廠家情況
以色列有多家自清洗過濾器生產(chǎn)廠，規(guī)模最大的公司有兩家：以色列阿米亞德（Ａｍ ｉａｄ ）公司和以色列阿科（Ａｒｋａｌ）公司。以色列福特馬特（ＦＩＬＴＯＭＡＴ）過濾有限公司也是一個有名的公司，但現(xiàn)在已成為以色列阿米亞德（Ａｍ ｉａｄ）公司的一個子公司。以色列的自清洗過濾器目前已在世界 ８ ０ 多個國家和地區(qū)廣泛應(yīng)用。以色列政府對水工業(yè)的重視促進(jìn)了以色列自清洗過濾器的發(fā)展。美國依靠先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)也發(fā)展了多種自清洗過濾器，有影響的公司有：美國歐銳（Ｏｒｉｖａｌ）公司、美國全自動過濾器公司（ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＦＩＬＴＥＲＳ，ＩＮＣ．）、美國施羅德（ｓｃｈ ｒｏｅｄ ｅｒ）工業(yè)公司和美國 ＲＰＡ 工藝流程技術(shù)公司（ＲＰＡ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈ ｎｏｌｏｇｉｅｓ）。
２、幾種不同清污方式的自清洗過濾器
自清洗過濾器根據(jù)清污方式分為如下幾種：吸污式自清洗過濾器、刷式自清洗過濾器、轉(zhuǎn)臂式自清洗過濾器和刮盤式自清洗過濾器。下面分別介紹：
（１）吸污式自清洗過濾器工作原理［１］
過濾過程：污水從過濾器進(jìn)口進(jìn)入，然后從里向外通過濾網(wǎng)，比網(wǎng)孔大的雜質(zhì)被攔截下來并積累在濾網(wǎng)的內(nèi)表面形成濾餅，這些濾餅同時能夠捕捉水中的一些更細(xì)小的雜質(zhì)。自清洗過程：壓差開關(guān)持續(xù)地檢測濾網(wǎng)內(nèi)外的壓差，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)值時將傳遞信號到控制箱啟動清洗循環(huán)。過濾器的清洗機(jī)構(gòu)是作螺旋式上下運動的吸污器，它是空心結(jié)構(gòu)，在它的軸線上按一定距離垂直均勻分布著若干個吸污管。吸污器與一個排污閥相通。在排污閥打開時，過濾器內(nèi)部水壓與外部大氣之間形成的壓差使吸污管產(chǎn)生強(qiáng)勁吸力，水流從濾網(wǎng)外向內(nèi)反向高速流動將雜質(zhì)沖下來進(jìn)入吸污器通過排污閥排出。吸污器由一個連有絲桿裝置的雙向電機(jī)驅(qū)動，按照固定的轉(zhuǎn)速作螺旋式的運動，這樣多個吸嘴就能吸遍整個濾網(wǎng)內(nèi)表面，這個過程大約需要半分鐘。在整個反清洗過程中，系統(tǒng)不斷流。過濾器的整個運行由程序控制器（ＰＬＣ）來控制完成。圖１ 為北京化工大學(xué)與唐山陸凱科技有限公司共同研制的吸污式自清洗過濾器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖 １ 吸污式自清洗過濾器結(jié)構(gòu)示意圖
（２）刷式自清洗過濾器［２］
刷式自清洗過濾器為一種適用于惡劣環(huán)境的自清洗過濾器，對于不同的使用要求可配備３５００微米－２００微米的濾網(wǎng)。過濾器的清洗過程由一個時刻監(jiān)測過濾網(wǎng)兩側(cè)壓差的壓差開關(guān)來啟動，通常情況下壓差開關(guān)的預(yù)設(shè)值是０．０５Ｍｐａ。當(dāng)過濾器濾網(wǎng)兩側(cè)壓差達(dá)到預(yù)設(shè)值時，過濾器將開始自清洗過程，整個自清洗過程包含兩個步驟：打開位于過濾器端蓋上的排污閥；電機(jī)帶動濾網(wǎng)內(nèi)的不銹鋼刷轉(zhuǎn)動，被濾網(wǎng)所捕捉的雜質(zhì)被鋼刷刷下并從排污閥排出。整個清洗過程耗時 約２０秒，清洗時系統(tǒng)不斷流，過濾器 的整個運行過程由隨機(jī)配備的一個控制箱來控制。圖２為北京化工大學(xué)與唐山陸凱科技有限公司共同研制的刷式自清洗過濾器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖 ２ 刷式自清洗過濾器結(jié)構(gòu)示意圖
（３）轉(zhuǎn)臂式自清洗過濾器［３］
轉(zhuǎn)臂式自清洗過濾器是一種集約化的過濾器，多個濾筒安裝于一個過濾器筒體內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊。轉(zhuǎn)臂式自清洗過濾器用于去除低粘度介質(zhì)中的固體顆粒。需過濾的介質(zhì)從內(nèi)向外流過過濾器的楔形網(wǎng)濾筒，固體顆粒截留在濾筒內(nèi)側(cè)。隨著污染物的增多，過濾器污染側(cè)和清潔側(cè)之間的壓差增大。若壓差達(dá)到設(shè)置的觸發(fā)壓差便開始自動反沖洗。反沖洗時．齒輪電動機(jī)轉(zhuǎn)動欲清洗濾筒下面的沖洗臂，進(jìn)入反沖洗狀態(tài)的濾筒的原料液流被中斷。反沖洗閥開啟，濾液側(cè)和反沖洗管路之間的壓降把一小部分濾液逆向沖入欲清洗的濾筒。聚積在濾筒內(nèi)側(cè)的污染顆粒物被松開并通過沖洗臂沖進(jìn)反沖洗管路。每個濾筒的反沖洗時間一過，反沖洗閥立即關(guān)閉。這樣所有濾筒被依次清洗。所有濾筒都被清洗后，反沖洗循環(huán)結(jié)束。轉(zhuǎn)臂式自清洗過濾器可以用來除去工業(yè)用水和海水中的固體雜質(zhì)。轉(zhuǎn)臂式自清洗過濾器常用于保護(hù)重要設(shè)備，如冷卻系統(tǒng)、化學(xué)和水處理裝置等。圖３為轉(zhuǎn)臂式自清洗過濾器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖 ３ 轉(zhuǎn)臂式自清洗過濾器結(jié)構(gòu)示意圖
（４）盤式自清洗過濾器［４］
刮盤式自清洗過濾器不僅可應(yīng)用于低粘度的含固液體分離，還可以用于高粘度的含固液體分離。工作過程如下：過濾：需過濾流體被壓入過濾器內(nèi)腔，流體自內(nèi)而外穿過濾芯，大于過濾元件縫隙的雜質(zhì)被滯留在濾網(wǎng)的內(nèi)表面，澄清流體穿過縫隙由出液口排出。自清洗：一個帶有彈簧的清洗圓盤，在濾芯內(nèi)部上下運動來清除聚集在濾網(wǎng)內(nèi)表面的濾渣。在清洗圓盤下行過程中，任何殘留的濾渣都被驅(qū)至集渣室，從而很容易被徹底清除。在清洗圓盤上行過程中，濾渣從濾網(wǎng)表面被去除。系統(tǒng)工藝流體（帶壓）驅(qū)濾渣穿過清洗圓盤至集渣室。圖４為刮盤式自清洗過濾結(jié)構(gòu)示意圖。
圖 ４ 刮盤式自清洗過濾器結(jié)構(gòu)示意圖
３、自清洗過濾器的應(yīng)用前景展望
自清洗過濾器在工業(yè)方面可應(yīng)用于：水源水過濾、冷卻水過濾、工藝水過濾，及廢水處理等。自清洗過濾器的應(yīng)用可提高換熱裝置的效率，可延長軋鋼設(shè)備的壽命，可保護(hù)膜分離設(shè)備的分離膜。
在農(nóng)業(yè)方面可應(yīng)用于：農(nóng)業(yè)灌溉、草地灌溉、園藝灌溉，對各種灌溉設(shè)備（噴頭，滴灌管、霧化噴頭等）提供完善保護(hù)。
自清洗過濾器的發(fā)源地是以色列，源于以色列屬于極度缺水的國家。以色列被迫開發(fā)了多樣化的水資源管理技術(shù)和節(jié)水新技術(shù)。他們首先發(fā)明自清洗過濾器并用于農(nóng)業(yè)噴灌、滴灌并逐漸發(fā)展到工業(yè)及各行各業(yè)。
我國同樣面臨水資源短缺的問題。以海河流域為例：海河流域人口密集，大中城市眾多，流域內(nèi)有北京、天津，以及石家莊、唐山，海河流域３０多萬平方公里， 是１１個以色列面積，人均水資源與以色列相當(dāng)。
石油、化工、鋼鐵業(yè)的高速發(fā)展，對實行清潔生產(chǎn)也提出了更高的要求。自清洗過濾器在石油、化工、鋼鐵、電力有很多應(yīng)用，是清潔生產(chǎn)的重要裝備。隨著我國水資源的緊缺、工業(yè)的高速發(fā)展、環(huán)境的惡化，自清洗過濾器必將獲得越來越多的重視。前聯(lián)合國秘書長德奎利亞爾曾講到：“過去人類最可怕的是戰(zhàn)爭，未來人類最可怕的是淡水資源的緊缺”。我國的工業(yè)水重復(fù)利用和再生利用程度較低，用水工藝比較落后， 用水效率較低。這些都預(yù)示著自清洗過濾器會在我國有較快的發(fā)展。
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