使滤床具有纤维过滤的孔隙度高、比表面积小、滤速高、截污量大、过滤精度高等优点,当水中悬浮物流经纤维滤料表面时,在范德华引力和经电作用下,悬浮固体和纤维束粘附力远大于与石英砂的粘附力,有利于提高滤速和过滤精度。
反冲洗时,由于核心和纤维丝的比重差,彗尾纤维随反冲洗水流而散开并摆动,产生较强的甩曳力;滤料之间的相互碰撞也加剧了纤维在水中所受到的机械作用力,滤料的不规则形状使滤料在反冲洗水流和气流作用下产生旋转,强化了反冲洗时滤料受到的机械剪切力,上述几种力的共同作用结果使附着在纤维表面的固体颗粒很容易脱落,从而提高了滤料的洗净度,这样不对称纤维滤料同时又具有了颗粒滤料的反冲洗功能。
不对称纤维束滤料组成的滤床在水流的压实作用下,水流经过滤层时产生阻力,从上到下,水头损失逐步减少,水流速度越来越快,滤料的压实程度就越来越高,孔隙度越来越小,这样沿水流方向,自动形成连续的梯度密度滤层分布,形成了一个倒金字塔的构造。该结构十分有利于水中固体悬浮物的有效分离,即滤床上部脱附的颗粒很容易在下部窄通道的滤床中被捕获而截留,实现高滤速和过滤的统一,提高过滤器截污量,延长过滤周期。
纳污量大:一般为15~35kg/m3,是普通砂滤器的4倍以上;反洗耗水率低:反冲洗耗水量小于周期滤水量的1~2%。
过滤器检漏常用的仪器有:尘埃粒子计数器和5C气溶胶发生器。尘埃粒子计数器,用于测量洁净环境中单位体积空气内的尘埃粒子大小及数目,可直接检测洁净度等级为十级至三十万级的洁净环境。体积小、重量轻、检测精度高、功能操作简单明了,微处理器控制,可贮存、打印测量结果,测试洁净环境十分便利。5C 气溶胶发生器,TDA-5C气溶胶发生器能产生一致的多种直径分布的气溶胶粒子,TDA-5C气溶胶发生器与TDA-2G或TDA-2H等气溶胶光度计配合使用时能提供足够的挑战粒子去测量过滤系统。
钠焰法于1969年起源于英国,欧洲部分国家在20世纪70~90年代实行,是我国现行的国家标准方法之一。它的测试尘源为多分散相氯化钠盐雾,“量”为含盐雾燃烧时氢气火焰的亮度。盐水在压缩空气的搅动下飞溅,经干燥形成微小盐晶体颗粒并进入风道,在过滤器前后分别采样,含盐雾气样使氢气火焰的颜色变蓝、亮度增加,以火焰的亮度来判断空气的盐雾浓度,并以此确定过滤器对盐雾的过滤效率,主要检测仪器为火焰光度计。钠焰法的相关标准有:英国BS3928-1969,欧洲Eurovent 4/4,中国GB6165-85。该方法只能检测灵敏度不高,不能对效过滤器检测。
油雾法起源于德国,中国和前苏联也实行。测试尘源为油雾,“量”为含油雾空气的浊度,以过滤器前后气样的浊度差别来判断过滤器对油雾颗粒的过滤效率。德国规定使用石蜡油,油雾粒径为0.3~0.5µm。中国标准规定油雾平均重量直径为0.28~0.34µm,对油的种类未做具体规定。相关的标准有:中国GB6165-85,德国DIN24184-1990。油雾法在检测过滤器时,容易对过滤器造成损伤,且不能直接读值,浪费时间。德国油雾法已成为历史,德国于1993 年率先颁布了以计数法为检测方法的国家标准,欧洲标准EN-1822就是在德国标准的基础上制定的。我国只有少数单位使用该方法。
欧洲人的经验表明,对于过滤器,易穿透的粉尘粒径在0.1µm~0.25µm之间的某一点,先确定测试条件易穿透粉尘粒径,然后连续扫描测量过滤器对该粒径粉尘的过滤器效果,欧洲人将这种方法称为MPPS法[14]。美国标准规定只测量0.1~0.2µm区间的颗粒。MPPS法其实也是粒子计数法,因为其所用的检测仪器为粒子计数器或凝结核粒子计数器。该方法的相关标准有:欧洲EN1882-1998~2000,美国IES-RP-CC007.1-1992。
要延长过滤器的使用寿命,根本的办法是将灰尘挡在预过滤器。更换预过滤器一般无须停产,无须调试,所以有经验的业主会把注意力和金钱花在预过滤器及保护级中级过滤器上。对于10K级和100K级洁净厂房,预过滤选用G4、中级可选用F8过滤器(比色法95%),这样,末端过滤器的使用寿命一般可达5年。在国外项目中和国内新建项目中,F8过滤器是非均匀流洁净室常见的预过滤器。