叠片式过滤器在膜法海水淡化工艺中的应用前景.pdf

第33卷第8期
化工科技市场
2010年8月
CHEMICAL TECHNOLOGY MARKET
发展论坛
叠片式过滤器在膜法海水淡化工艺中的应用前景
王艳
(中海油研究总院,北京100027)
摘要:以以色列阿科公司( ARKAL)的叠片过滤技术为例,介绍了叠片式过滤器的工作原理和特点,与网式过
滤器、介质过器进行了简单的技术比较,并重点介绍了叠片式过滤器在膜法海水淡化工艺中对超滤膜/微滤膜
(UF/MF)保护过滤的应用情况。
关键词:叠片式过滤器;海水;微滤;超滤
中图分类号:P47文献标识码:A文章编号:1009-4725(2010)08-0001-04
Application prospet of ise filter in sea water desalinization process by membrane method
Wang Yan
(CNOOC Research Institute, Beijing 100027, China
Abstract: Taking Israel ARKAL Company's technique of disc filter as example, the operating principle and characteris-
tics of disc filter was introduced, and a simple technique comparison was made with basket strainers and media filters. Appli
cation of disc filter in protecting UF/MF in desalinization pretreatment process was elaborated
Key words: dise filter: sea water: microfiltration: ultrafiltration
片式过滤器简介
漾,将硬质颗粒、软质颗粒和纤维颗粒拦截在叠片外
缘或者叠片之间的沟槽内。过滤结束后通过手工或
叠片式过澽器的工作原理
液压使叠片松开,进行手工清洗或自动反冲洗,实现
以色列阿科公司( ARKAL)是全球叠片过滤技过滤介质的过滤能力和纳污能力的再生。
术的创始者,其叠片过滤技术是将两面刻有特定宽
工作状态
度沟槽的环形塑料片,叠压在特别设计的内撑上,用
叠片式过滤器的工作状态如图2所示。在过滤
弹簧和液体压力压紧,使叠片间的沟槽交叉,从而形过程中,过滤盘片在弹贅和水的作用下被紧密地压
成具有一系列独特过滤通道的深层过滤单元,这个在一起;当含有杂质的水通过时,大颗粒和粗纤维直
过滤单元装在一个耐压耐腐蚀的滤筒内构成过滤接被拦截,称为表面过滤;而比较小的颗粒与纤维进
器。过滤时,液体由压紧的叠片外缘通过沟槽和棱入沟纹孔后到达盘片内部,由于沿程孔隙逐渐减小,
形成的流体通道流向叠片内缘,经过18~32道4号细小的颗粒与纤维分别被拦截在各通道的途中,称
过滤点(沟槽形成的棱对槽最小点,见图1),此时任为深度过滤
何可能通过沟槽进入下游的杂质颗粒都会受到至少
8道4号过滤点的拦截,从而形成独特的深层过
过滤状态
导水膜
出水
进水
图2过滤状态
叠片过滤器
1.3反洗状态
图1片过滤原理
由可调节设定的时间或压差信号自动启动反
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第33卷第8期
洗。反洗阀门改変了过滤单元中的水流方向,过滤
7)操作压力低,节能。标准过滤系统的工作压
芯上的弹簧被水压顶开,所有盘片及盘片间的小孔力只需要6~8m水柱,无需泵,能耗低。特别设
隙被打开。位于过滤芯中央的喷嘴沿切线喷水,使计系统的工作压力更低,仅为4-6m水柱,更加
盘片旋转,在水流的冲刷与盘片高速旋转离心的作节能。
用下,截留在盘片上的固体物质被冲洗出去,因此用
网式过滤器、介质过滤器与叠片式过滤器
很少的水量即可达到很好的清洗效果。随后反洗阀
门恢复过滤位置,过滤芯上的弹簧再次压紧盘片,恢
的比较
复到过滤状态,如图3所示
在海水清洗过程中,过滤设备除叠片式过滤器
外,还常采用网式过滤器、介质过滤器
高确反洗状态
3.1网式过滤器
导水膜
网式过滤器采用不锈钢网作为过滤介质,滤网
呈直筒状,待过滤的水进入直筒,杂质被拦截在筒壁
内侧,当压差达到设定值时,在内侧用刷子(200pm
反洗水
以上)或吸嘴(200um以下)进行清洗,脏水从专用
排污
排污口排出。手动/自清洗网式过滤器最早在农业
图3反洗状态
灌溉上用来过滤泥沙等刚性颗粒,后来用于工业用
1.4叠片式过滤器系统
水的初级过滤。
叠片式过滤器系统由若干个过滤单元并联任意
网式过滤器在结构上属于表面过滤,大于滤网
组合,通常由3~10个过滤单元并联组合,可立式或孔径的硬性杂质颗粒被拦截,小于孔径的颗粒和软
卧式布置。
性颗粒容易通过。在流量大、过滤精度要求低的情
况下,网式过滤器设备投资成本较低。但由于网式
2叠片式过滤器的特点
过滤器的过滤介质是单层滤网,滤速高,反冲洗频
)深层自锁过滤,能有效地去除影响超滤膜产繁,拦截效率难以保证,尤其对可变形的软性颗粒和
水率的黏性、刚性、纤维杂质。白锁性保证了稳定的纤维杂质,网式过滤器的效率更低,因此限制了其使
过滤效率,避免因来水水质和压力波动造成漏滤。用范围。
过滤效果好,效率高,提高了浮游生物的拦截效率,3,2介质过滤器
节约药剂,更加环保。
介质过滤是一种古老的过滤形式,通常有重力
2)反沖洗强力高效,节能节水。反冲洗强度式和压力式两种,属于深层过滤。其过滤效率取决
大,反洗效果好,只需10s左右即可完成,反冲洗耗于介质的平均粒径和堆积高度,介质的种类也会对
水量小于过滤量的0.5%。此外对于黏性和纤维杂过滤效率产生影响,通常用石英砂作滤料。对于超
质也能达到高效的反冲洗效果。
滤膜的保护过滤,主要适用于胶体含量极高的特殊
3)全自动运行,连续出水,时间和压差控制反水质。当出水水质达到排放标准时,介质过滤器也
洗启动。在过滤器组套内,各个过滤单元顺序进行可以作为终端过滤,降低悬浮物和浊度。目前在超
反洗。工作、反洗状态之间自动切換,可确保连续出滤膜的保护过滤应用上,由于设备投资和占地面积
水,系统压损小,过滤和反洗效果不会因使用时间延
的原因,选用介质过滤的很少。
长而变差。
3.33种形式过源器的技术比较(见表1)
4)过滤系统材料是高强度塑料,有优秀的抗化3.43种形式过滤器的经济性比较
学腐蚀性,耐酸、碱、盐、溶剂,耐低温性能好。
经过对过滤器生产厂家的初步调研,充分考虑
5)模块化设计。用户可按需选择过滤单元的并3种过滤器的耐海水腐蚀特性,以连续处理
联数量,灵活可变,互换性强;可灵活地利用现场所400m2/h海水,过滤精度达到100um为例,在投资
有空间,因地制宜安装,占地少。
方面进行比较:叠片式过滤器的成橇价格在60万元
6)系统运行可靠,操作成本低,寿命长。维护左右,网式过滤器的价格与之相当或略高,而处理规
简单,几乎不需日常维护;安裝拆卸简便,不需专用模