Par rapport aux filtres-médias uniques, les principaux avantages des filtres multimédias-sont :
Obtenir une répartition idéale des « médias filtrants » : l'eau s'écoule de haut en bas à travers des couches de médias filtrants de différentes densités et tailles de particules, formant naturellement une distribution de pores avec un matériau plus grossier en haut et un matériau plus fin en bas.
Maximisation de la capacité de filtration : la couche de média filtrant grossier (par exemple, l'anthracite) intercepte une grande quantité de solides en suspension plus gros, tandis que la couche de média filtrant fin (par exemple, le sable de quartz) filtre les particules plus petites, prolongeant considérablement le cycle de filtration et augmentant la capacité de rétention de la saleté.
Réduire la résistance à l'écoulement de l'eau et empêcher le colmatage rapide de la surface : la couche supérieure de média filtrant grossier empêche efficacement les solides en suspension de former un « gâteau filtrant » dense sur la surface de la couche filtrante, permettant à l'eau de s'écouler en douceur à l'intérieur de la couche filtrante pour une filtration en profondeur.
La sélection ne consiste pas seulement à choisir des matériaux, mais également à choisir leurs propriétés physiques et chimiques.
1. Médias filtrants couramment utilisés et leurs caractéristiques
Anthracite : généralement utilisé comme média filtrant de couche supérieure. Il a une faible densité (~ 1,6 g/cm³), une bonne stabilité chimique, une surface rugueuse et poreuse, une forte capacité d'adsorption et une grande capacité de rétention de la saleté. Cependant, sa dureté est relativement faible et il subit un certain taux d'usure au cours d'un fonctionnement à long terme-. Une anthracite de haute-densité, de haute-dureté et de haute-qualité est requise.
Sable de quartz : média filtrant de couche centrale, intermédiaire ou inférieure. Densité modérée (~ 2,65 g/cm³), dureté élevée, résistant à l'usure-résistant à la corrosion-, peu coûteux et largement disponible. Surface lisse, mais sa capacité d'interception est légèrement inférieure à celle de l'anthracite. Il est classé en sable grossier et fin en fonction de la taille des particules pour différentes couches.
Gemstone/Ilmenite: Usually used as the bottom layer filter media. High density (>4,5 g/cm³), il peut rester stable au fond pendant le lavage à contre-courant, empêchant ainsi la perte de particules fines de sable et de charbon. Prix plus élevé, principalement utilisé dans les applications nécessitant une stabilité stricte de la stratification des médias filtrants.
Charbon actif : Couche fonctionnelle spéciale (éliminant les matières organiques, le chlore résiduel et les odeurs). Il possède une surface spécifique énorme et une forte capacité d’adsorption. Faible densité, facilement perdu ; faible résistance mécanique, l'usure produira de la poudre. Généralement non utilisé seul comme média filtrant, mais plutôt en combinaison avec du sable de quartz et d'autres médias pour former un lit filtrant multimédia-.
Grenat : un substitut à la magnétite comme média filtrant haute-densité dans la couche inférieure. Haute densité (~ 4,2 g/cm³), dureté élevée, bords de particules tranchants, ce qui entraîne des pores plus petits et une précision de filtration plus élevée.
Billes de fibres/médias filtrants : utilisés pour une filtration de très-haute précision. Porosité variable, capacité de rétention de saleté extrêmement élevée-. Généralement utilisé dans les filtres fins autonomes, rarement mélangé avec un média filtrant granulaire traditionnel.
Filtres multimédia-média_Xinxiang Liefert Filter Co., Ltd.
2. Facteurs de décision clés pour la sélection des médias filtrants
Qualité de l'eau entrante : concentration de matières en suspension, distribution granulométrique, teneur en huile, teneur en matière organique, etc. Haute teneur en matières en suspension : l'anthracite avec une capacité de rétention de saleté élevée-est préféré. Huileux : un média filtrant hydrophobe/oléophile ou modifié en surface- doit être envisagé. Élimination des matières organiques/chlore résiduel nécessaire : une couche de charbon actif peut être ajoutée.
Exigences en matière d'effluents : Turbidité cible, teneur en matières en suspension. Des exigences élevées nécessitent un média filtrant de couche inférieure plus fin (tel que du sable de quartz fin) ou une configuration multi-couche.
Compatibilité chimique : Le média filtrant doit être capable de résister au pH et aux oxydants de l'eau d'afflux pour éviter une dissolution ou des dommages structurels.
Coûts d'exploitation et de maintenance : cela comprend le coût des médias filtrants, le cycle de remplacement et la consommation d'eau et d'électricité pour le lavage à contre-courant.
L'optimisation de la notation est la clé des performances des filtres multimédia-. Son objectif est d'obtenir une stratification parfaite de chaque couche de média filtrant après le lavage à contre-courant, formant une structure idéale « à dessus lâche et à fond dense ».
1. Principe de base : Synergie des différences de densité et de granulométrie
Principe de densité : C'est la base pour réaliser la stratification. Il faut s'assurer que la densité du média filtrant de la couche supérieure < la densité du média filtrant de la couche intermédiaire < la densité du média filtrant de la couche inférieure. Combinaison classique : Anthracite (1,6) < Sable de quartz (2,65) < Magnétite (4,5).
Principe de granulométrie : dans le but d'assurer une différence de densité, la granulométrie du média filtrant de la couche supérieure > la granulométrie du média filtrant de la couche intermédiaire > la granulométrie du média filtrant de la couche inférieure. Cela garantit que même si le débit d'eau de lavage à contre-courant perturbe le média filtrant, les particules plus denses et plus petites se déposeront au fond.
Un concept clé : le rapport granulométrique effectif
Pour empêcher les différentes couches de média filtrant de se mélanger pendant le lavage à contre-courant (un phénomène connu sous le nom de « mélange »), le rapport granulométrique effectif des couches de média filtrant adjacentes est un paramètre important. Empiriquement, le rapport granulométrique du média filtrant supérieur au média filtrant inférieur doit être supérieur ou égal à 2. Par exemple, la granulométrie effective de la couche supérieure d'anthracite doit être de 1,0 mm et la granulométrie effective de la couche inférieure de sable de quartz doit être de 0,5 mm.
2. Schémas de gradation classiques et stratégies d'optimisation
Média filtrant double-couche : couche supérieure - anthracite (taille des particules 0,8-1,2 mm), couche inférieure - sable de quartz (taille des particules 0,4-0,8 mm). L'épaisseur totale est généralement de 700 à 900 mm, avec un rapport d'épaisseur charbon/sable d'environ 1,5 : 1 ou 2 : 1 (par exemple, 600 mm de charbon + 300 mm de sable). Il s’agit de la méthode la plus largement utilisée et la plus économique, adaptée aux qualités d’eau les plus courantes.
Média filtrant à trois -couches : couche supérieure - anthracite (1,0-1,6 mm), couche intermédiaire - sable de quartz (0,4-0,8 mm), couche inférieure - magnétite/grenat (0,2-0,5 mm). L'épaisseur totale est généralement de 900 à 1 200 mm. Exemple de ratio : 500 mm (charbon) : 300 mm (sable) : 100 mm (fer).
3. Contrôle de l'optimisation du classement
Coefficient de non-uniformité (K80) : K80=d80/d10. d10 (taille effective des particules) et d80 sont des paramètres clés.
Sélectionnez un média filtrant avec le plus petit K80 possible. Plus le K80 est petit, plus la taille des particules du média filtrant est uniforme, plus la structure des pores est cohérente, meilleur est l'effet de filtration et plus l'augmentation de la perte de charge est lente.
Intensité du lavage à contre-courant et taux d'expansion : trouvez une intensité de lavage à contre-courant qui permet à la couche d'anthracite de se dilater de manière appropriée (par exemple, 20 %-30 %), tandis que la couche de sable de quartz ne se dilate que légèrement, voire pas du tout. En ajustant le volume d'eau et d'air de lavage à contre-courant (si vous utilisez un lavage à contre-courant combiné air-eau), assurez-vous que le média filtrant est soigneusement nettoyé tout en minimisant le mélange des médias.
PS : Problèmes courants rencontrés en pratique
Problème 1 : Intensité excessive du lavage à contre-courant ; dispositif de drainage endommagé (par exemple, distributeur hydraulique); épaisseur insuffisante de la couche inférieure de média filtrant haute-densité.
Solution : Inspectez l'équipement pour vous assurer que la gradation et l'épaisseur de la couche de support inférieure (cailloux, magnétite) répondent aux exigences de conception.
Problème 2 : Causé par les algues, les substances collantes, les oxydes de fer et de manganèse, etc. dans l'affluent ; contre-lavage incomplet.
Solution : Renforcer le prétraitement ; effectuer régulièrement un lavage à l'air + un lavage à contre-courant à l'eau ; envisagez un lavage à contre-courant chimique-amélioré.
Problème 3 : rapport granulométrique inapproprié, intensité de lavage à contre-courant excessive, différence de densité des médias filtrants insuffisante.
Solution : Recalculez la gradation et sélectionnez le média filtrant avec une densité et une taille de particule appropriées ; contrôler avec précision la procédure de lavage à contre-courant.
