纖維球過濾器憑借其獨(dú)特的三維網(wǎng)狀濾層結(jié)構(gòu)和纖維材料特性,對水中不同類型污染物的去除效能存在差異,其核心機(jī)制包括物理截留、吸附、架橋及網(wǎng)捕等。
纖維球過濾器憑借其獨(dú)特的三維網(wǎng)狀濾層結(jié)構(gòu)和纖維材料特性,對水中不同類型污染物的去除效能存在差異,其核心機(jī)制包括物理截留、吸附、架橋及網(wǎng)捕等。以下針對常見污染物類型,分析其去除效能及影響因素:
一、懸浮顆粒物(SS)
去除效能:纖維球過濾器對懸浮顆粒物的去除率通常可達(dá) 80%-95%,尤其對粒徑 1-5μm 的細(xì)微顆粒效果顯著(傳統(tǒng)砂濾對該粒徑范圍顆粒去除率多低于 60%)。
作用機(jī)制:
纖維球?yàn)V料直徑僅 5-20μm,形成的濾層孔隙小且分布密集,通過 “深層過濾” 實(shí)現(xiàn)分級截留 —— 上層濾料截留大顆粒(如泥沙、鐵銹,粒徑 > 10μm),中下層濾料捕捉細(xì)小顆粒(如膠體態(tài)懸浮物,粒徑 1-10μm)。
影響因素:
濾速:流速過高(>30m/h)會降低截留效率,建議控制在 10-20m/h;
濾層厚度:裝填高度不足(<1.2m)可能導(dǎo)致細(xì)小顆粒穿透,通常需 1.5-2.0m 厚濾層。
二、膠體物質(zhì)
去除效能:對水中膠體(如腐殖質(zhì)、微生物膠體)的去除率約 60%-85%,優(yōu)于砂濾(40%-60%),但弱于混凝沉淀 + 過濾的組合工藝。
作用機(jī)制:
纖維表面帶有微弱電荷(如滌綸纖維的極性基團(tuán)),可通過靜電吸附作用捕捉帶相反電荷的膠體;同時(shí),纖維絲的纏繞結(jié)構(gòu)形成 “架橋”,將膠體顆粒聚集并截留。
影響因素:
水質(zhì) pH 值:酸性條件下纖維表面電荷更活躍,對負(fù)電荷膠體(如黏土顆粒)去除率更高;
預(yù)處理:若水中膠體濃度過高(>100mg/L),需配合混凝劑(如 PAC)預(yù)處理,避免濾層過快堵塞。
三、油脂類污染物
去除效能:對乳化油和分散油的去除率約 50%-80%,對浮油(粒徑 > 100μm)去除效果較差(需配合隔油池預(yù)處理)。
作用機(jī)制:
丙綸等疏水型纖維球?qū)τ椭幸欢ㄎ侥芰Γw維間的孔隙可截留油滴;同時(shí),反沖洗時(shí)水流擾動(dòng)可將吸附的油脂剝離,恢復(fù)濾料性能。
應(yīng)用場景:
適合處理石化、機(jī)械加工等行業(yè)含油循環(huán)水(油濃度 < 50mg/L),若油濃度過高,需先經(jīng)氣浮處理降低至 20mg/L 以下,避免濾料被油脂包裹而失效。
四、微生物及藻類
去除效能:對水中藻類(如藍(lán)藻、綠藻)的去除率約 70%-90%,對細(xì)菌的去除率較低(30%-50%),需配合消毒工藝使用。
作用機(jī)制:
藻類通常以群體或絲狀形態(tài)存在(粒徑較大,5-50μm),易被纖維球?yàn)V層截留;而細(xì)菌(粒徑 0.5-5μm)因體積過小,僅部分通過吸附或網(wǎng)捕去除。
優(yōu)化方式:
若需提高微生物去除率,可選用載銀纖維球(通過銀離子殺菌),或在過濾前投加氧化劑(如次氯酸鈉),使微生物凝聚后被濾層截留。
五、有機(jī)物(COD、BOD)
去除效能:對懸浮態(tài)有機(jī)物(如腐殖酸顆粒)去除率約 40%-60%,對溶解態(tài)有機(jī)物(如小分子有機(jī)物)去除率較低(<30%)。
作用機(jī)制:
主要通過截留懸浮態(tài)有機(jī)物和吸附部分疏水性有機(jī)物實(shí)現(xiàn),對溶解態(tài)有機(jī)物的去除依賴?yán)w維材料的吸附能力(如改性纖維球通過引入活性炭涂層可提升至 50% 左右)。
六、特定離子(有限去除)
去除效能:常規(guī)纖維球?qū)﹄x子態(tài)污染物(如鈣、鎂、重金屬離子)去除率極低(<10%),但改性纖維球(如負(fù)載螯合劑的纖維)對特定離子有一定去除能力(如重金屬離子去除率可達(dá) 60%-80%)。
應(yīng)用限制:
僅適用于低濃度離子污染場景,高濃度離子去除仍需依賴離子交換、反滲透等工藝。
總結(jié)
纖維球過濾器的核心優(yōu)勢在于去除懸浮顆粒物、膠體和藻類,對油脂類和懸浮態(tài)有機(jī)物有一定效果,但對溶解態(tài)污染物、細(xì)菌及離子的去除能力有限。實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)污染物類型優(yōu)化工藝組合(如預(yù)處理混凝、后置消毒等),以最大化其效能。