专利名称：短纤维滤料过滤器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及脱除液体中悬浮物的床层过滤设备。
床层过滤主要用于脱除液体中浓度低而粒度小的悬浮物，在污水、给水和循环水处理上多用作最终处理，以使处理后的水在悬浮物含量或浊度等指标上达到要求。在化工上，多用于滤饼过滤的滤液再处理，以得到澄清的滤液。过滤器工作性能的关键在于所选用的滤料，现在在污水、给水及循环水处理上通用的滤料为石英砂、无烟煤、石榴石、核桃壳等。从当前滤料的使用情况看，存在不少缺点，主要在于(1)悬浮物脱除效率较低，达不到对水质的要求；(2)截泥量低，运行周期短；(3)滤速低，处理能力低，设备庞大；(4)水头损失高，反洗费用大。
本实用新型的目的是提供一种具有悬浮物脱除效率高，滤速高，处理能力大，截泥量大，运转周期长，过滤阻力低，反洗液量少，反洗费用低等特点的床层过滤器。
本实用新型是通过以下技术方案实现的。采用乱堆短纤维作为滤料床层，滤料可以单层或多层置放，每层滤料的厚度为10－1000毫米。滤料单个纤维直径≤1毫米，长度≤200毫米。滤料单元的的外形可为直线形，圆螺旋形，三角螺旋形，四角螺旋形及多角螺旋形，螺旋长≤100毫米，其外切圆直径≤30毫米。滤料可用聚合物纤维，金属纤维、碳纤维和玻璃纤维制造。
图1为单层滤料过滤器的整体配置剖视图；图2为多层滤料过滤器的整体配置剖视图；图3为滤料单元结构图；其中(1)短纤维滤料床层；(2)挡板；(3)筒体；(4)垫层；(5)集液器；(6)分布板；(7)顶端接管；(8)底端接管；(9)直线形滤料单元；(10)三角螺旋形滤料单元；(11)圆螺旋形滤料单元；(12)四角螺旋形滤料单元；(13)多角螺旋形滤料单元。
以下结合附图和实施例对本实用新型的技术特征作进一步叙述过滤器的筒体3为立式柱体，截面积为圆形或方形。在壳体顶端有顶端接管7，作为液体进口和反洗液出口。在壳体底端有底端接管8，作为处理后液体出口和反洗液入口。在壳体上方有液体分布板6，在壳体下方，有集液器5及卵石垫层4。卵石垫层4上放置乱堆短纤维滤料床层1。滤料上方有挡板2。滤料挡板的间距为20－1500毫米。滤料单个纤维直径≤1毫米，长度≤200毫米。滤料单元的的外形可为直线形9，圆螺旋形10，三角螺旋形11，四角螺旋形12及多角螺旋形13。螺旋长≤100毫米，外切圆直径≤30毫米。挡板为开孔率≥50％的多孔筛板、栅板或筛网。滤料可用聚合物纤维，金属纤维、碳纤维和玻璃纤维制造。
当含有悬浮物的液体由顶端接管7进入后，通过分布板6及上挡板2，进入乱堆短纤维滤料床层1。悬浮物在贯性作用、扩散作用、重力作用及流体动力学作用下，向滤料表面迁移并被滤料表面所拦截。对于粒径1微米以上的悬浮物，惯性作用、重力作用及流体动力学作用占主导地位。其中惯性及流体动力学作用皆起因于液流穿过滤料的流线变化。一般来说，流线变化频率与滤料直径成正比。短纤维滤料，纤维直径小，流线变化频率大，因而惯性和流体动力学作用强。短纤维滤料空隙度大，能形成更多的浅池凹坑，也有利于重力作用的发挥，因而悬浮物具有较大的向滤料表面迁移的速率。且短纤维滤料比表面积大，为悬浮物的粘附截留提供了更大的机会，所以对悬浮物有较高的脱除效率。由于滤料空隙度沿液流方向而逐渐减少，有利于细小悬浮物的截留脱除和整个床层的利用率。因滤料空隙度大，故可有较大的截泥量及较小的过滤阻力，而且过滤周期长。在空隙内流速与表观滤速之比值要比颗粒状滤料小，因而可以在较大滤速下操作。过滤后的液体经过卵石垫层4，集液器5，由底端接管8排出。由于进液经过分布板6和挡板2，出液经过垫层4和集液器5，在整个过滤器内，液流分布比较均匀，更促进了过滤效率的提高。
挡板2的设置是为了在反洗时防止和控制腾涌的发生。当需要较大的床层厚度时，可将滤料分为多层，各用挡板2隔开。
实施例1过滤器内径190毫米，总高2200毫米，下部卵石承托层为390毫米。所用短纤维滤料床层高度0.48米。
实施例2采用五层短纤维滤料床层。
由于本实用新型在滤料上，滤料配置上以及内部结构上作了上述改进，所以具有脱除率高，处理能力大，阻力损失低，过滤周期长等优点。
权利要求1.一种脱除液体中悬浮物的短纤维滤料过滤器，它是由顶端接管(7)，筒体(3)，分布板(6)，挡板(2)，垫层(4)，集液器(5)和底端接管(8)构成，其特征在于短纤维滤料在过滤器筒体内可单层或多层设置，在滤料层上方有挡板(2)，采用乱堆短纤维滤料床层(1)作为滤料，乱堆短纤维滤料的层厚为10～1000毫米，单个纤维直径≤1毫米，长度≤500毫米。
2.根据权利要求1所述的短纤维滤料过滤器，其特征在于该过滤器所用短纤维滤料的单个纤维外形为直线形(9)，圆螺旋形(10)，三角螺旋形(11)，四角螺旋形(12)，及多角螺旋形(13)，螺旋长≤100毫米，外切圆直径≤30毫米。
3.根据权利要求1所述的短纤维滤料过滤器，其特征在于多层滤料挡板(2)的间距为20－1500毫米。
4.根据权利要求1所述的短纤维滤料过滤器，其特征在于短纤维滤料上方的挡板为开孔率≥50％的筛板，栅板或筛网。
5.根据权利要求1所述的短纤维滤料过滤器，其特征在于短纤维滤料可以用聚合物纤维、金属纤维、碳纤维或玻璃纤维制造。
专利摘要乱堆短纤维过滤器是利用短纤维直径细，床层内液流流线变化频率大，悬浮物向滤料表面迁移的作用强，滤料表面积大，悬浮物被粘附几率大，滤料空隙度大且空隙度沿液流方向逐渐变小，滤速高，阻力小，截留效应好等特点制作的一种处理能力大，悬浮物脱除效率高，过滤阻力小，过滤周期长，操作费用低，结构合理的深层过滤设备。
文档编号B01D24/02GK2185626SQ9321361
公开日1994年12月21日 申请日期1993年5月24日 优先权日1993年5月24日
发明者文联奎, 王学文, 曲爱平 申请人:石油大学(北京)