自力式虹吸反冲洗自净过滤技术

　　在获得优质饮用水之前我们必须去掉水中诸如悬浮物、胶体，有毒有害重金属，微污染有机物，细菌、微生物及余氯这五大类杂质。现代水处理技术和系统，依据模块的靶向作用和协同作用逐级分段对水进行净化处理。去除悬浮物、胶体是水处理过程的第一步，也是最为关键的一步，因为它不但本身有害而且对水的深度净化过程影响极大，因此，水专家建议选择具有真正反冲洗功能的前置过滤器。

　　一、核心技术。

　　1、窗帘效应(Vorhang-Effekt)

　　传统的过滤器采用圆筒式过滤网，滤网完全展开平铺在骨架上，轴向尺寸比较大;为了在较小空间内获得比较大的过滤面积，具有真正反冲洗功能的前置过滤器采用折叠式滤网结构(见图1)，可以将圆柱过滤面积放大到原来的2.5倍，计算验证如下(见图2.3)：

　　① 柱面积：3.14×50mm×60mm=9420mm²²

　　② 叠滤芯面积：

　　单片面积：

　　3.14(25²-12.5²)= 3.14(625-156.25)=1471.88mm²²

　　16片面积：1471.88×16=23550.08mm²²

　　23550.08mm²÷9420mm²²=2.5倍

　　如果保持圆柱直径不变，则滤筒长度相当于60mm×2.5倍= 150mm

　　因此，其过滤功效等同于2.5倍大小的过滤器的功效。有效作业面积被大大地增加了，就像制作窗帘一样，窗帘的实际面积要比窗子的面积大很多，因此在德国把通过折叠的方式来增大过滤面积的作用就叫做窗帘效应(Vorhang-Effekt)。

　　2、双涡效应(Dual Vortex Effekt)

　　根据流体力学原理，流过固体边界的水流，当达到一定雷诺数时，由于固体边界的形状和大小突然发生改变，水在惯性力的作用下，就会在水流当中出现主流与边界分离而产生旋涡的现象。水流在这些突变的边界处形成较大的局部水流阻力，产生虹吸作用力，力量来自于水流压力，所以叫自力式虹吸反冲洗。在旋涡范围内，水流形式为湍流常表现为高度紊乱并伴随有剧烈分裂、摩擦和撞击作用，正常水流运动的连续性遭受破坏，出现明显的主流与边界脱离，而导致大尺度旋涡的产生，从而对流经的设备表面产生强力的冲刷、牵引、翘曲、撞击等作用。

　　3、斜板折射原理

　　当颗粒沿着一定角度撞击到滤网时，其流动的速度会降低、方向会改变，最终会按照一定角度折射出去，而不会穿透滤网; 当采用圆筒滤网时，颗粒会沿着法线方向撞击到滤网上，一部分颗粒被反射回来，速度降低，停留在滤网上，而另一部分颗粒穿透滤网进入净水当中，而影响出水水质。德国某品牌前置过滤器的水流沿着30℃夹角进入，颗粒撞击到滤网后靠惯性沿着30℃夹角弹射出去，被收集到杂质仓中。

　　二、前置过滤器的特点。

　　德国某知名公司按照上述流体力学原理，巧妙地设计制造了的虹吸反冲洗功能的前置过滤器，其主要有五大部分组成，即：原水腔、过滤网、净水腔以及排污阀和虹吸反冲洗装置等。其主要特点为：

　　A.不需要增加水压、电力和压缩空气等外部动力，所有的工作环节都由过滤器自行控制，低碳节能;B.内设有强制虹吸反冲洗系统，虹吸力来自内部结构及原水压力;反冲洗水不会进入净水腔，所以，不会污染净化水;冲洗强度见后面介绍;C.虹吸管与不锈钢滤网之间不接触，没有机械磨损;结构造成水的湍流，被扰动，冲洗效果彻底;D.前置过滤器设有排污阀，可以控制反冲洗，管理非常方便;具有自净能力，可以连续工作，即使在反冲洗时也能提供净化水。

　　三、前置过滤器的结构与功能。

　　五大部件：原水腔、过滤网、净水腔、排污阀及虹吸反冲洗管。

　　原水腔：由抑菌铜法兰进水腔、过滤器外壳内侧、折叠滤芯外壁，形成一个较大的容器，当进水被导入原水腔后，水流得到缓冲流速下降，机械性细小微粒聚集后被滤网截留下来，与水分离净化水进入净水腔。

　　过滤网：由不锈钢镀银滤网和骨架构成，通常的过滤精度设定为40微米，当进水浊度不大于150度时，出水浊度可以达到5度以下;不锈钢表面镀银后，会在表面形成微电场，可以抑制细菌的滋生。

　　净水腔：由折叠滤芯内腔抑菌铜出水腔组成，一个较大的容器可以贮存一定量的净化水;

　　排污阀：在过滤器原水腔的底部设有。

　　前置过滤器的功能主要是杀菌抑菌、过滤和自力式虹吸反冲洗自净功能。

　　四、前置过滤器的工作原理。

　　前置过滤器在运行时，原水由抑菌铜法兰送入原水腔，经滤网过滤后，滤后水从净水腔经过抑菌铜法兰，流出过滤器。随着过滤的运行，滤网截污后阻力逐渐增大，此时，启动反冲洗操作;虹吸排污装置是带有一组扇形鸭嘴的排污管，其边界可在滤网骨架内侧上滑动，当水流流过时，由于固体边界的形状和大小突然发生变化，在惯性的作用下，就会出现主流与边界分离而产生漩涡。在旋涡范围内，水流表现为高度紊乱并伴随有剧烈摩擦、分裂和撞击作用，将滤网上的污物连根拔起，被扇形鸭嘴吸进排污管，排除设备之外。部分水流运动的连续性遭受破坏，出现明显的主流与固体边界脱离，导致大尺度旋涡的产生，对各结构件起到冲刷作用。

　　五、前置过滤器的应用范围。

　　德国某知名公司研发的具有自力虹吸反冲洗前置过滤器主要适用于给水的预处理;浑浊度小于150度的水处理后可以达到5以下，供给生活或工业上使用;也可将冷却水、矿井水、循环水等工业废水净化后再利用，提高水的重复使用率;获得理想的技术经济指标。