反洗水的温度是影响多介质过滤器反洗效果和能耗的重要参数,其通过改变水的物理性质(黏度、密度)、污染物与滤料的结合力及滤料的膨胀特性,间接影响反洗清洁度和能源消耗。具体影响如下:
一、对反洗效果的影响
反洗效果的核心是滤料表面污染物的剥离效率和滤层结构的恢复程度,温度主要通过以下机制产生影响:
1. 影响水的黏度,改变实际反洗强度的效果
水的黏度随温度升高而降低(例如 20℃时水的黏度约 1.002 mPa・s,40℃时降至 0.653 mPa・s),而黏度直接影响水流对滤料的冲刷力和穿透能力:
高温水(如 30-50℃):黏度低,水流阻力小,相同反洗流速(如 15m/h)下,实际冲刷力更强,更易穿透滤料深层,剥离滤料间隙的细小污染物(如胶体、微生物膜)。同时,低黏度水能更高效地带走脱落的污染物,减少 “污染物再附着” 现象。
低温水(如 5-15℃):黏度高,水流穿透滤料层时阻力增大,相同流速下实际冲刷力减弱,可能导致滤料深层污染物无法有效剥离,尤其对滤料表面的黏性污染物(如藻类分泌物、油脂)清洗效果差,反洗后滤料残留污染物增多,进而缩短过滤周期。
2. 影响污染物与滤料的结合力
污染物(如有机物、油脂、微生物絮体)与滤料的结合力(范德华力、氢键等)随温度变化而改变:
对含油脂或高有机物废水:温度升高可降低油脂的黏度(如动物油脂熔点约 30-40℃),使其从固态或半固态变为液态,减弱与滤料的黏附力,更易被水流冲刷去除。例如,处理餐饮废水的多介质过滤器,反洗水温从 20℃提高至 40℃,滤料表面油脂残留量可减少 40%-60%。
对无机污染物(如泥沙、铁锰氧化物):温度影响较小,但低温下无机胶体的稳定性增强(布朗运动减弱),更易在滤料表面聚集,反洗时需更强冲刷力才能剥离。
3. 影响滤料膨胀率,间接改变滤料碰撞强度
反洗时滤料的膨胀率(滤层膨胀后的高度与原高度之比)与水的密度相关(温度升高,水的密度降低),而膨胀率决定滤料颗粒间的碰撞频率:
水温升高→水密度降低→相同反洗流速下,滤料受到的浮力略有增加,膨胀率略升高(例如石英砂滤料在 20℃时膨胀率 30%,40℃时可能升至 32%-33%)。适度膨胀率提升可增强滤料碰撞,利于污染物剥离;但过度膨胀(如超过 50%)可能导致滤料流失或级配紊乱(尤其轻质滤料如活性炭),反而影响反洗效果。
低温时水密度高,相同流速下膨胀率略低,滤料碰撞强度减弱,若未调整流速,可能导致清洁不彻底。