纤维束过滤器的工作原理-杭州鑫凯

2025-08-06 点击量：

纤维束过滤器是一种基于深层过滤原理的高效水处理设备，其核心通过束状纤维滤料的孔隙截留、吸附作用去除水中杂质，同时借助滤层可压缩性实现精准过滤与高效反洗。以下是其详细工作原理：

纤维束过滤器的核心组件包括：

纤维束滤料：由数万根高分子纤维（如聚丙烯、尼龙、聚酯等）组成，单根纤维直径通常为 5-20μm，长度 0.5-2m，纤维表面光滑或经改性（如亲水处理）以增强吸附能力。纤维束一端固定在过滤器上部的多孔板（或滤帽），另一端连接在下部的活动板（可上下移动）。
滤罐：圆柱形承压容器，内置纤维束滤料，顶部设进水口、排气口，底部设出水口、反洗排水口，侧面或底部配备反洗进水 / 进气口（部分设备支持气水联合反洗）。
驱动装置：控制下部活动板升降的电机或气动装置，用于调节纤维束的松紧度（即滤层密度）。

过滤时，纤维束处于压实状态，通过以下步骤实现水质净化：

滤层压实
驱动装置带动下部活动板上升，纤维束被拉伸、收紧，形成致密的滤层。此时，纤维之间的孔隙呈现上松下紧的梯度分布（上部孔隙较大，下部逐渐细密），这种结构可使水中不同粒径的杂质在滤层不同深度被截留，提高纳污容量（避免表层快速堵塞）。
水流过滤
原水从滤罐顶部进入，自上而下穿过滤层：
- 水中的大颗粒悬浮物（如泥沙、纤维碎屑）首先被上部较粗的孔隙截留；
- 较小的胶体颗粒、微生物则随水流进入滤层深部，被更细密的纤维间隙拦截，或通过纤维表面的范德华力、静电引力吸附去除；
- 过滤后的清水从滤罐底部的出水口排出，出水浊度可低至 0.1-0.5NTU（视原水水质和滤料精度而定）。
过滤阻力变化
随着过滤进行，滤层截留的杂质逐渐增多，进出水压力差（△P）上升。当△P 达到设定值（通常 0.05-0.1MPa）或过滤时间达到预设值（如 8-24 小时），设备自动切换至反洗状态。

反洗的目的是清除滤层中截留的杂质，恢复滤料过滤性能，核心是利用水流（或气水）冲击使纤维束松散、抖动，将杂质剥离并排出：

滤层松散
驱动装置带动下部活动板下降，纤维束自然垂落、松散，此时纤维之间的孔隙增大，为杂质脱离创造空间。
反洗操作
反洗方式根据设备设计分为水反洗或气水联合反洗（后者更高效）：
- 水反洗：反洗水从滤罐底部进入，自下而上穿过滤层，水流速度通常为 10-20m/h，通过水流剪切力将纤维表面的杂质冲刷下来，污水从顶部反洗排水口排出；
- 气水联合反洗：先通入压缩空气（气速 30-50m/h），气泡在纤维束间剧烈搅动，使杂质松动；再通入反洗水，将杂质彻底带出。气水协同可减少反洗水量（比纯水洗节省 30%-50%），且清洗更彻底。
正洗（可选）
反洗结束后，部分设备会进行短时间正洗（原水正向冲洗），清除残留的反洗污水，确保出水水质稳定后，重新进入过滤状态。

纤维束过滤器的高效性源于两大设计：

简言之，纤维束过滤器通过 “压实过滤截留杂质，松散反洗再生滤料” 的循环过程，实现对水中悬浮物、胶体等杂质的高效去除，适用于需要高精度过滤且水质波动较大的场景。