【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(diǎn)。本文還介紹了國(guó)外廠家情況及自清洗過濾器在我國(guó)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(diǎn) 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(dòng)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(diǎn)：自動(dòng)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(shí)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(guó)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(gè)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(gè)子公司。以色列的自清洗過濾器目前已在世界 ８ ０ 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)廣泛應(yīng)用。以色列政府對(duì)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(guó)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(guó)歐銳（Ｏｒｉｖａｌ）公司、美國(guó)全自動(dòng)過濾器公司（ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＦＩＬＴＥＲＳ，ＩＮＣ．）、美國(guó)施羅德（ｓｃｈ ｒｏｅｄ ｅｒ）工業(yè)公司和美國(guó) 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(lái)并積累在濾網(wǎng)的內(nèi)表面形成濾餅，這些濾餅同時(shí)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(cè)濾網(wǎng)內(nèi)外的壓差，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)將傳遞信號(hào)到控制箱啟動(dòng)清洗循環(huán)。過濾器的清洗機(jī)構(gòu)是作螺旋式上下運(yùn)動(dòng)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(gè)吸污管。吸污器與一個(gè)排污閥相通。在排污閥打開時(shí)，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(dòng)將雜質(zhì)沖下來(lái)進(jìn)入吸污器通過排污閥排出。吸污器由一個(gè)連有絲桿裝置的雙向電機(jī)驅(qū)動(dòng)，按照固定的轉(zhuǎn)速作螺旋式的運(yùn)動(dòng)，這樣多個(gè)吸嘴就能吸遍整個(gè)濾網(wǎng)內(nèi)表面，這個(gè)過程大約需要半分鐘。在整個(gè)反清洗過程中，系統(tǒng)不斷流。過濾器的整個(gè)運(yùn)行由程序控制器（ＰＬＣ）來(lái)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(duì)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(gè)時(shí)刻監(jiān)測(cè)過濾網(wǎng)兩側(cè)壓差的壓差開關(guān)來(lái)啟動(dòng)，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(shí)，過濾器將開始自清洗過程，整個(gè)自清洗過程包含兩個(gè)步驟：打開位于過濾器端蓋上的排污閥；電機(jī)帶動(dòng)濾網(wǎng)內(nèi)的不銹鋼刷轉(zhuǎn)動(dòng)，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(gè)清洗過程耗時(shí) 約２０秒，清洗時(shí)系統(tǒng)不斷流，過濾器 的整個(gè)運(yùn)行過程由隨機(jī)配備的一個(gè)控制箱來(lái)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(gè)濾筒安裝于一個(gè)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(dòng)反沖洗。反沖洗時(shí)．齒輪電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)濾筒的反沖洗時(shí)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(lái)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(gè)帶有彈簧的清洗圓盤，在濾芯內(nèi)部上下運(yùn)動(dòng)來(lái)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(zhǎng)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(duì)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(guó)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(guó)同樣面臨水資源短缺的問題。以海河流域?yàn)槔汉：恿饔蛉丝诿芗笾谐鞘斜姸啵饔騼?nèi)有北京、天津，以及石家莊、唐山，海河流域３０多萬(wàn)平方公里， 是１１個(gè)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(duì)實(shí)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(guó)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(lái)越多的重視。前聯(lián)合國(guó)秘書長(zhǎng)德奎利亞爾曾講到：“過去人類最可怕的是戰(zhàn)爭(zhēng)，未來(lái)人類最可怕的是淡水資源的緊缺”。我國(guó)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(huì)在我國(guó)有較快的發(fā)展。
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