纤维滤料的过滤除污机理
{1 )除浊机理 纤维滤料具有较高的孔隙率和较大的比表面积是其过滤除浊优越性的重
要前提条件。纤维滤科易于压缩，加之纤维滤料的均匀致密性、巨大的比表面积和良好的吸
附性能，从而极大地缩短了滤床的成熟期，保证了初滤水在极短的时间内即可满足出水要
求。分析认为，由于纤维过滤器中的纤维滤料上端自由. 下端固定. 过滤时由于水流产生的
阻力和滤料层截污后的自重使滤料层上松下紧，孔隙率自上而下由大到小. 合理的滤料层孔
隙率分布更接近理想的滤料层结构，可实现深层过滤. 从而保证了出水浊度要求和过滤
精度。
(2)除铁机理 纤维滤料除铁机理是属于接触氧化法除铁. 依靠滤料表面上形成的活性
铁质滤膜的吸附及催化作用来去除水中的铁，而滤料本身只是活性铁质滤膜的载体。首先活
性铁质滤膜对水中 Fe2+的吸附，当水中有溶解氧时，被吸附的 Fe2-r- 在活性滤膜的催化作用
下迅速地氧化、水解，并形成新'的活性滤膜又参与反应，从而将水中的铁去除。新鲜的活性
滤膜成分是 Fe (OH)3·H20. 无定形结构，也有认为起催化作用的是α-FeOOH
和 r-FeOOH。
纤维滤科从表面洁净到形成足够量的活性铁质滤膜而有效去除水中铁的过程. 称为除铁
始料的成熟期。纤维滤料表面为负电性，容易吸附水中的 Fe2+，加上吸附能力及机械截留
}if力强导致纤维滤料在较短时间内能够成熟，这样纤维滤料除铁的成熟期短。试验结果表
明，Fe2+向滤料表面扩散是除铁速率的控制因素，除铁速率可表示为：
式中，PFc2+ 为水中 Fe2-t-的质量浓度，mg/L；P/Fe""为滤膜表面上Fe2+的质量浓度. mg/L；
为时间. s；D为扩散系数，cm2/s；.o为单位体积滤层中滤膜的外表面积. cm2 /cm3；o为
边界层厚度，cm。
除铁速率与单位体积滤料滤膜的外表面积.T 呈正比，纤维滤料的直径仅为 20μm (石英
砂滤科的直径为 0. 5mm 以上)，这样纤维滤料具有巨大的表面积，因此就具有更大的除铁
速率. 除铁速率可达 20m/h. 过滤周期为 l6~2Oh。试验发现，原水中三价铁是影响出水水
1 的主要因素，过滤前如果水中 Fe31- 的浓度增加. 出水水质将变差。这是因为当滤前水中
fl Fe3+时，Fe3+水解形成的絮凝体虽然可以被纤维滤料截留，但其结构松散，在水流剪切
力作用下易于破碎. 造成 Fe3+穿透滤料层. 或者滤前水中 Fe3+还没有水解形成絮凝体就直
接穿透滤层，使出水中含铁量增大。而滤前水中 Fe3+浓度较高的原因是由于曝气后停留时
问过长及曝气强度过大造成的。因此. 除铁过程中应该尽量减少滤前水中 Fe3+的含量，为
此要尽量减少曝气后的停留时间和控制适当的曝气量。
3.2. 1.4 纤维滤料过滤的特点
可以将纤维滤料过滤的特点归纳如下。
门)纤维滤料比表面积大 纤维过滤介质由直径为 20~5Ollm的纤维丝构成. 具有较大
fl:I 比表面积，纤维球滤料的比表面积在 lO4m2/m3 滤料以上，而传统石英砂滤料的比表面积
仪在300m2/m3 滤料左右。
(2)纤维滤料层孔隙率大 由纤维滤料构成的滤料层有较大的孔隙率，如纤维球滤料层
fl：1 孔隙率在95's0左右. 而传统石英砂滤料层的孔隙率仅在40 's0左右。
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