Clino-X 剋濾能砂濾技術
高效濾料,兼具濁度與氨氮去除雙重機能
Clino-X 剋濾能是一款結合機械過濾與離子交換特性的多功能濾料,專為處理濁度與氨氮(NH₄⁺)污染設計。其高莫氏硬度與離子交換容量,使其廣泛應用於RO預處理、市政給水與工業廢水處理系統。
本技術採用多層次操作策略,包括:
- 標準模式:定期反沖洗,即可去除泥沙與濁質
- 進階應用:搭配曝氣+上流式設計,提升氨氮生物硝化效率,有效延長濾料再生週期、降低維護成本。
關鍵技術特點包括:
- 濾床建議深度 ≥ 20 英吋
- 服務流速達 12–20 GPM/ft²
- 可去除 NH₄⁺、Pb²⁺、Cu²⁺ 等金屬陽離子
- 曝氣系統搭配生物硝化作用,有效減緩再生需求
適當的濾料尺寸設計、現場水質監測與完整操作紀錄,是確保系統長期高效與永續營運的核心。
一、簡介
Clino-X剋濾能是一種高性能濾料,不僅可以去除淤泥、沉積物和濁度,還能透過離子交換有效去除銨離子 (NH₄⁺) 和各種金屬陽離子。其獨特的物理特性和高交換容量使其適用於多種應用,包括逆滲透 (RO) 預處理、市政水處理、廢水處理等。
二、系統設計指南
(一)應用與操作模式
- 主要用途:
。去除顆粒物(淤泥、沉積物、濁度)
。NH₄⁺ 與金屬陽離子(Pb、Cu、Cd、Zn 等)的離子交換 - 操作模式:
。除濁度:僅需定期反沖洗。
。離子交換(NH₄⁺ 去除):涉及監測污染物突破並在飽和時再生介質。
(二)設計參數
- 濾床深度:
。建議最小深度:20 英吋(≈1.67 英尺),以確保足夠的接觸時間。 - 乾舷:
。保持濾料上方有 50% 的預留空間,以防止介質在反沖時被沖刷出槽,並促進流體均勻分佈。 - 流速:
。服務流量:每分鐘每平方英尺 12-20 加侖(GPM/ft²)。
。反沖洗流速:12–16 GPM/ft²,以實現有效清潔和適當的床層膨脹(目標為 40%–50%)。 - 物理特性:
。體積密度:55磅/立方英尺
。比重:2.2克/立方厘米
。粒度:1.0–3.0 毫米
。顏色:深綠色;莫氏硬度:4 - 水質考慮因素:
。高硬度水(超過200毫克/公升)或高濃度的銨離子和競爭離子可能會影響污染物去除效率。
。監測進水水質並相應地調整運行參數至關重要。
三、增強設計建議:曝氣+上流配置
為了盡量減少鹽再生(用於恢復離子交換能力)的頻率,可以採取以下增強措施:
- 曝氣整合:
。安裝曝氣系統(例如擴散器或氣石),將空氣注入濾床。此過程可提高溶解氧 (DO) 水平,促進銨的生物硝化,從而將 NH₄⁺ 轉化為亞硝酸鹽/硝酸鹽。 - 上流設計優勢:
。均勻的水分佈:上流配置(水從底部進入並向上移動)促進與 Clino-X剋濾能 均勻接觸。
。增強生物活性:向上流動與曝氣結合,改善了氧氣轉移,從而有利於硝化細菌的生長。這種雙重過程(離子交換和生物轉化)降低了介質的總氨負荷,並降低了再生頻率。
這些改進透過減少化學品消耗和維護成本實現了更永續的營運。
四、操作手冊
(一)標準配置操作
安裝和啟動
- 場地準備:
。確認過濾器設計符合床層深度、乾舷和流速的標準。
。將 Clino‑X剋濾能均勻地裝入過濾器中,以防止形成通道。 - 初始浸泡:
。在初次反沖洗之前,讓濾料床浸泡一夜。這可以確保濾料床的穩定性和適當的介質調節。
正常運作
- 過濾模式:
。為了去除濁度,請依照設計規格進行常規反沖洗循環。
。對於離子交換,持續監測 NH₄⁺ 水平以確定突破點,指示何時需要再生。 - 監控與控制:
。流量和壓力:定期測量服務和反沖洗流量以及介質床的壓力降。
。水質:定期測試銨、其他陽離子、pH 值和 DO,以驗證系統性能。 - 維護:
。對於濁度系統,定期反沖洗通常就足夠了。
。對於離子交換系統,根據污染物負荷和突破監測安排再生。
再生程序(用於離子交換應用)
- 系統關閉:暫時停止水處理過程。
- 排水:清除過濾器中的殘留水。
- 再生浸泡:
。準備 30% 氯化鈉 (NaCl) 溶液。
。將介質完全浸入溶液中,浸泡2小時以恢復離子交換能力。 - 沖洗並重新啟動:
。在恢復正常運作之前,徹底沖洗介質以去除鹽殘留物。
安全和處理
- 媒體處理:
。處理或安裝介質時,請使用標準個人防護裝備 (PPE)。 - 化學安全:
。準備和處理 NaCl 再生溶液時請遵循適當的指導。 - 系統檢查:
。定期檢查介質退化、通道或任何操作異常。
(二)曝氣+上流配置運行
系統配置和啟動
- 上流佈置:
。配置過濾器,使水從底部進入並通過介質向上移動。 - 曝氣設定:
。在底部或介質內安裝曝氣裝置(例如擴散器或氣石),以確保氧氣分佈均勻。 - 初始啟動:
。從降低的流速開始,讓系統穩定下來,然後逐漸引入曝氣。
。調節曝氣以達到目標溶氧量(通常為 2-4 毫克/公升)。
操作參數
- 流程管理:
。保持服務流速在 12–20 GPM/ft² 之間。
。確保上流設計促進均勻分佈而不會產生溝流。 - 曝氣控制:
。持續監測 DO 水平並調整空氣注入以保持在最佳範圍內。 - 環境條件:
。保持pH值在6.5至8.0之間,溫度穩定,以支持生物硝化。
監控和維護
- 例行檢查:
。檢查曝氣擴散器是否阻塞或磨損,並確保介質分佈正確。
。定期記錄操作數據(流速、壓力降、DO、pH、NH₄⁺ 濃度)以監控性能。 - 反沖洗和清潔:
。定期進行反沖洗循環,確保介質在清潔過程中膨脹 40%–50%。
。如果觀察到不均勻的流動模式,請調整曝氣。
針對曝氣+上流的故障排除
- 低溶氧:
。檢查曝氣系統是否阻塞或氣流減少,並調整空氣注入率。 - 溝流或不均勻流動:
。檢查介質床是否有通道;如有必要,調整流量分佈。 - 硝化效率降低:
。確認 pH、溫度和 DO 水準在目標範圍內。 - 頻繁再生需求:
。重新評估曝氣設定和系統參數,以確保最佳的生物活性和氧氣分佈。
安全考慮
- 操作安全:
。確保人員在曝氣系統或附近工作時使用適當的個人防護裝備。 - 電氣和化學安全:
。處理電氣元件和化學品時請遵循既定的規程。
五、根據流速和水質確定介質尺寸
準確的介質尺寸對於確保足夠的離子交換接觸時間和有效的顆粒去除至關重要。
步驟 1:確定所需的過濾面積
步驟 2:計算濾床體積
步驟 3:確定介質重量
步驟 4:調整水質
- 注意事項:
。NH₄⁺ 濃度升高或競爭離子(由於水硬度高)會降低有效的離子交換容量。
。進行試驗測試或諮詢水處理專家,根據特定場地的污染物負荷調整介質量。
六、記錄保存和文件
維護詳細的操作記錄至關重要。日誌應包括:
- 流速和壓降:監控系統效能。
- 水質參數:NH₄⁺、硝酸鹽、pH、DO 和其他相關參數的定期測試結果。
- 反沖洗和再生循環:日期、程序和觀察。
- 維護活動:檢查、維修和採取的任何故障排除措施。
七、結論
透過遵循這些綜合設計指南和操作程序,使用 Clino‑X剋濾能砂濾的水處理系統可以有效去除氨氮並保持高水質。無論是採用標準配置或增強曝氣+上流式設計,合適的濾料尺寸、持續監測和定期維護等關鍵因素對於長期永續運作至關重要。根據現場水質和運行數據進行調整,將確保系統保持最佳化並具有成本效益。