在水处理工艺中,过滤是去除悬浮物、降低浊度的常规手段。传统的机械过滤器需要配备进水阀、排水阀、反冲洗阀等多组阀门,通过人工或程序控制切换运行与反洗状态,操作相对复杂。无阀过滤器则取消了这些操作阀门,利用水力条件的变化自动完成过滤与反冲洗的切换,以结构简单、运行自动化、管理方便的特点,在中小型给水处理、循环水旁滤、井水净化等场合得到广泛应用。
无阀过滤器的工作过程可以分为过滤与反冲洗两个阶段。过滤阶段,来水经进水配水管进入过滤室,自上而下穿过滤料层,悬浮物被截留在滤料表面及缝隙中,清水经过底部集水系统上升进入清水室,再通过出水管送出。随着过滤的进行,滤层阻力逐渐增大,过滤室内水位不断升高,当水位上升到一定高度时,水流入虹吸上升管并带着空气一起下降,当水流到达虹吸下降管底部时形成连续水流,抽走管内空气,虹吸管内形成真空,产生虹吸抽力。 反冲洗阶段正是利用了这一虹吸作用。虹吸形成后,清水室中的清水在虹吸抽力作用下反向流动,即从出水系统倒流进入滤层底部,自下而上穿过滤料,将截留的污物剥离并携带经虹吸管排出。当清水室水位下降到设定位置时,虹吸破坏装置使空气进入虹吸管,虹吸中断,反冲洗结束,设备自动恢复过滤状态。整个过程无需任何阀门动作与人工干预,依靠水力条件自动切换。
无阀过滤器通常采用石英砂或无烟煤、石英砂双层滤料,滤速适中,反洗强度通过虹吸管径与水头设计确定。其优点是设备造价较低、无需专人操作、反洗耗水量可控;局限是反洗水头受虹吸高度限制,滤料反洗效果不如大强度反洗设备,且设备需要一定高度来保证虹吸形成,安装时要有足够的空间。
使用维护中应注意:定期观察反洗周期的变化,反洗过于频繁说明进水浊度过高或滤料板结,周期过长则可能存在虹吸系统故障;定期检查滤料层厚度与污染情况,必要时补充或更换滤料;检查虹吸辅助管、破坏管是否畅通,防止结垢堵塞影响自动反洗功能;冬季做好防冻。
总体而言,无阀过滤器以巧妙的水力自动控制代替了阀门操作,实现了过滤设备的免维护化运行,是水处理中一种经济实用的选择,尤其适合管理力量薄弱的中小型水处理场所。