胶囊挤压式纤维过滤器的工作原理及特性？

    将长纤维束挂装在设备中,纤维束下挂重锤,纤维层中安装数个软质胶囊,过滤前将胶囊充水,横向挤压长纤维,使纤维层孔隙率和过滤孔径由大到小渐变分布,此段滤层特性与纤维球滤层相似,过滤效果也比较接近。该过滤器的滤速一般为20～40m/h,在进水浊度相同的条件下,截污容量是砂滤器的2～4倍。清洗过滤器时,先排净胶囊中的水,使长 纤维束床层得以疏松,再用气—水混合清洗。在挂装的长纤维滤层中安装可充、排水的软质胶囊,解决了纤维层的压实(过滤)、疏松(清洗)及纤维流失问题,但也存在一些问题:①设备较复杂,除胶囊外,需设有胶囊充、排水系统及充水计量装置;②胶囊损坏是困扰用户的难题,其价格较贵且更换作业过程并不方便。
    可以用刘氏公式计算出胶囊挤压长纤维过滤器初始工况。设纤维直径为50μm,纤维长为1.3m,纤维填装孔隙率为90%,每只胶囊充水量为150kg,计算结果可看出,在过滤初期,滤层就会产生较大推力,靠近出水侧的上部纤维会受到很大的纵向压力。因纤维丝纵向刚度极小,在此压力下必然弯曲,使纤维层整体上移。当纤维层截留一定悬浮物后,随着床层水头阻力增大,此上移距离会更大。因胶囊中心用钢管(用于进、排水)贯通,胶囊下端与钢管下端连接(这样做便于安装时插入纤维层中),所以胶囊不会随纤维层的上移而移动,胶囊外壁在纤维的磨擦力作用下产生向上的拉力。另一方面,因上部纤维受压力弯曲产生横向堆积,占用的横向空间增大使上部胶囊受到挤压而体积减少,迫使胶囊下部水体积增大。胶囊下部既受到向上的拉力,又受到内部向外的压力,这应该是胶囊易破损且大多从下部破损的主要原因。 另外,胶囊挤压式过滤器对纤维的压实是靠胶囊,这占用了较大过滤面积,在*大挤压部位(即纤维孔隙率*小部位)的过滤线速度*高,滤速高不利于滤料吸附、截留悬浮物,所以此部位不会有效地截留悬浮物。上部纤维层因被压缩产生横向弯曲并压 实,且过滤面积较大,所以,起到保证出水水质作用的应该是该层。

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