初效/中效/高效过滤器基本原理和选择策略

一、初效过滤器介绍：

初效过滤器适用于空调系统的初级过滤，主要用于过滤5μm以上尘埃粒子。初效过滤器有板式、折叠式、袋式三种样式，外框材料有纸框、铝框、镀锌铁框，过滤材料有无纺布、尼龙网、活性碳滤材、金属孔网等，防护网有双面喷塑铁丝网和双面镀锌铁丝网。

初效过滤器特点：价廉、重量轻、通用性好、结构紧凑。主要用于：中央空调和集中通风系统预过滤、大型空压机预过滤、洁净回风系统、局部高效过滤装置的预过滤、耐高温空气过滤器，用不锈钢外框，耐高温250-300℃过滤效率。

这种效率的过滤器，常用一空调与通风系统的初级过滤，也适用于只需一级过滤的简单空调和通风系统。

G系列粗效空气过滤器分八个品种，分别为：G1，G2，G3，G4，GN（尼龙网过滤器），GH（金属网过滤器），GC（活性炭过滤器），GT（耐高温粗效过滤器）。

初效过滤器结构

过滤器的外框是以坚固的防水板组成，用来固定已折叠完成的滤材。外框上对角线的设计能提供大过滤面积，并使内部滤材紧密的粘附在外框上。过滤器的四周皆以特殊的专业粘合胶水与外框粘合，能防止空气泄漏或因风阻压力造成破损的情况发生。

一次性纸框过滤器的外框一般分为一般硬纸框和高强度摸切硬纸板，滤芯为打褶的纤维过滤材料内衬单面金属丝网。外型美观。结构坚固耐用。一般硬纸板外框用于制造非标规格的过滤器，可用于任意规格过滤器生产，高强度，不宜变形。高强度摸且硬纸板用于制造标准规格的过滤器，特点为规格精度高，美观成本低。如果用进口面纤维或合成纤维过滤材料，则其各项性能指标均可达到或超过进口过滤同产。

过滤材料是以折叠形式装入高强度摸且硬纸板内，迎风面积增大。流入的空气中的尘埃粒子被过滤材料有效阻挡褶与褶之间。洁净空气从另一面均匀流出，因此气流通过滤器是平缓和均匀的。视过滤材料不同，它所阻挡的粒径从0。5μm到5μm而不同，过滤效率也不同!

二、中效过滤器概述

中效过滤器在空气过滤器中属F系列过滤器。F系列中效空气过滤器分袋式和非袋式两种，其中袋式包括F5，F6，F7，F8，F9，非袋式包括FB（板式中效过滤器），FS（隔板式中效过滤器），FV（组合式中效过滤器）。　　注：（F5、F6、F7、F8、F9）为过滤效率（比色法），F5：40~50%，F6：60~70%，F7：75~85%，F9：85~95%。

中效过滤器在工业上应用：

主要用于中央空调通风系统中级过滤、制药、医院、电子、食品、等工业净化中；

还可做为高效过滤的前端过滤，以减少高效过的负荷，延长其使用寿命；

由于迎风面大，因此空尘量大、风速低，被认为是目前最好的中效过滤器结构。

中效过滤器特点

1.捕集1-5un的颗粒灰尘及各种悬浮物。

2.风量大。

3.阻力小。

4.容尘量高。

5.可重复清洁使用。

6.型式：无框式和有框袋式。

7.滤料：特殊无纺布或玻璃纤维。

8.效率：60%～95%@1～5um（比色法）。

9.使用最高温度、湿度：80℃、80%。

三、高效过滤器

主要用于捕集0.5um以下的颗粒灰尘及各种悬浮物。采用超细玻璃纤维纸作滤料，胶版纸、铝膜等材料作分割板，与木框铝合金胶合而成。每台均经纳焰法测试，具有过滤效率高、阻力低、容尘量大等特点。高效空气过滤器可广泛用于光学电子、LCD液晶制造，生物医药、精密仪器、饮料食品，PCB印刷等行业无尘净化车间的空调末端送风处。高效和超高效过滤器均用于洁净室末端，以其结构形式可分为有：有隔板高效、无隔板高效、大风量高效,超高效过滤器等。

另外还有三种高效过滤器，一种是超高效过滤器，能做得到净化99.9995%。一种是抗菌型无隔板高效空气过滤器，具有抗菌作用，阻止细菌进入洁净车间，一种是亚高效过滤器，价格便宜以前多用于要求不高的净化空间。

过滤器选型的一般原则

1、进出口通径：原则上过滤器的进出口通径不应小于相配套的泵的进口通径，一般与进口管路口径一致。

2、公称压力：按照过滤管路可能出现的最高压力确定过滤器的压力等级。

3、孔目数的选择：主要考虑需拦截的杂质粒径，依据介质流程工艺要求而定。各种规格丝网可拦截的粒径尺寸查下表“滤网规格”。

4、过滤器材质：过滤器的材质一般选择与所连接的工艺管道材质相同，对于不同的服役条件可考虑选择铸铁、碳钢、低合金钢或不锈钢材质的过滤器。

5、过滤器阻力损失计算：水用过滤器，在一般计算额定流速下，压力损失为0.52～1.2kpa。

高效不对称纤维过滤器

机械过滤污水处理最常用的方法，根据过滤介质不同，机械过滤设备分为颗粒介质过滤和纤维过滤两类，颗粒介质过滤主要以砂石等颗粒滤料作为过滤介质，通过颗粒滤料吸附作用和砂粒之间孔隙对水体中固体悬浮物截留作用实现过滤的，优点是易反冲，缺点是滤速慢，一般不超过7m/h；截污量少，其核心过滤层只有滤层表面；过滤精度低，只有20-40μm，并不适合含高浊度污水快速过滤。

高效不对称纤维过滤器系统采用不对称纤维束材料作为滤料，其滤料为不对称纤维，在纤维束滤料基础上，增加了一个核，使其兼有纤维滤料和颗粒滤料的优点，由于滤料特殊的结构，使滤床孔隙率很快形成上大下小的梯度密度，使过滤器滤速快、截污量大、易反冲洗，通过特殊的设计，使加药、混合、絮凝、过滤等过程在一个反应器内进行，使设备能有效除去养殖水体中悬浮有机物，降低水体COD、氨氮、亚硝酸盐等，特别适合于暂养池循环水固体悬浮物过滤。

高效不对称纤维过滤器使用范围：

1、水产养殖循环水处理；

2、冷却循环水、工业循环水处理；

3、河道、湖泊、家庭水景等富营养水体处理；

4、中水回用。

高效不对称纤维过滤器作用机理：

1、不对称纤维滤料结构

高效自动梯度密度纤维过滤器核心技术是采用不对称纤维束材料作为滤料，其一端为松散的纤维丝束，另一端纤维丝束固定在比重较大的实心体内，过滤时，比重较大的实心核起到了对纤维丝束的压密作用，同时，由于核尺寸较小，对过滤断面空隙率分布的均匀性影响不大，从而提高了滤床的截污能力。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。

2、上疏下密的连续梯度密度滤床结构

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，实现高滤速和高精度过滤的统一，提高过滤器截污量，延长过滤周期。

高效过滤器特点：

1、过滤精度高：对水中悬浮物的去除率可达95%以上，对大分子有机物、病毒、细菌、胶体、铁等杂质有一定的去除作用，经过良好的混凝处理的被处理水，进水为10NTU时，出水1NTU以下；

2、过滤速度快：一般为40m/h，最高可达60m/h，是普通砂滤器的3倍以上；

3、纳污量大：一般为15～35kg/m3，是普通砂滤器的4倍以上；

4、反洗耗水率低：反冲洗耗水量小于周期滤水量的1～2%；

5、加药量低，运行费用低：由于滤床结构及滤料自身的特点，絮凝剂投加量是常规技术的1/2～1/3。周期产水量的提高，吨水运行费用也随之减少；

6、占地面积小：制取相同的水量，占地面积为普通砂滤器的1/3以下；

7、可调性强。过滤精度、截污容量、过滤阻力等参数可根据需要调节；

8、滤料经久耐用，用寿命20年以上。

高效过滤器工艺流程：

采用絮凝加药装置在泵前往循环水中投加絮凝剂，原水通过增压泵增压后，絮凝剂经水泵叶轮搅拌后均匀混合将原水中的细小固体颗粒悬浮和胶体物质进行微絮凝反应，快速生成体积大于5微米的絮体，流经过滤系统管路进入高效不对称纤维过滤器，絮凝物被滤料过滤截留。

本系统采用气水联合冲洗，反洗空气由风机提供，反洗水由直接由自来水提供。系统的废水（高效自动梯度密度纤维过滤器反冲洗废水）排入污水处理系统。

高效过滤器检漏：

高效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高效过滤系统。

四、空气过滤器的不同效率表示方法

当被过滤气体中的含尘浓度以计重浓度表示时，则效率为计重效率；以计数浓度表示时，则效率为计效效率；以其它物理量作相对表示时，则为比色效率或浊度效率等。

最常用的表示方法是用过滤器进出口气流中的尘粒浓度表示的计数效率。

1．在额定风量下，按国家标准GB/T14295-93《空气过滤器》及GB13554-92《高效空气过滤器》的规定，不同过滤器的效率范围如下：

粗效过滤器，对≥5微米粒子，过滤效率80＞E≥20，初阻力≤50Pa。

中效过滤器，对≥1微米粒子，过滤效率70＞E≥20，初阻力≤80Pa。

高中效过滤器，对≥1微米粒子，过滤效率99＞E≥70，初阻力≤100Pa。

亚高效过滤器，对≥0.5微米粒子，过滤效率E≥95，初阻力≤120Pa。

高效过滤器，对≥0.5微米粒子，过滤效率E≥99.99，初阻力≤220Pa。

超高效过滤器,对≥0.1微米粒子，过滤效率E≥99.999，初阻力≤280Pa。

2.由于现在许多企业选用的是进口的过滤器，而它们表示效率的方法与国内的不同，为便于比较，将它们之间的换算关系列表如下：

按欧洲标准，粗效过滤器分为四级（G1~~G4）：

G1效率对粒径≥5.0μm,过滤效率E≥20%(对应美国标准C1)。

G2效率对粒径≥5.0μm,过滤效率50＞E≥20%(对应美国标准C2~C4)。

G3效率对粒径≥5.0μm,过滤效率70＞E≥50%(对应美国标准L5)。

G4效率对粒径≥5.0μm,过滤效率90＞E≥70%(对应美国标准L6)。

中效过滤器分为两级(F5~~F6)：

F5效率对粒径≥1.0μm,过滤效率50＞E≥30%(对应美国标准M9、M10)。

F6效率对粒径≥1.0μm,过滤效率80＞E≥50%(对应美国标准M11、M12)。

高中效过滤器分为三级（F7~~F9）：

F7效率对粒径≥1.0μm,过滤效率99＞E≥70%(对应美国标准H13)。

F8效率对粒径≥1.0μm,过滤效率90＞E≥75%(对应美国标准H14)。

F9效率对粒径≥1.0μm,过滤效率99＞E≥90%(对应美国标准H15)。

亚高效过滤器分为两级(H10、H11)：

H10效率对粒径≥0.5μm,过滤效率99＞E≥95%(对应美国标准H15)。

H11效率对粒径≥0.5μm,过滤效率99.9＞E≥99%(对应美国标准H16)。

高效过滤器分为两级(H12、H13)：

H12效率对粒径≥0.5μm,过滤效率E≥99.9%(对应美国标准H16)。

H13效率对粒径≥0.5μm,过滤效率E≥99.99%(对应美国标准H17)。

五、初效\中效\高效空气过滤器的选择

空气过滤器应根据不同场合性能要求的不同进行相应配置,这就决定于初效\中效\高效空气过滤器的选择。评价空气过滤器主要有四项特性指标：

1、空气过滤速度

2、空气过滤效率

3、空气过滤器阻力

4、空气过滤器容尘量

因此在进行初效\中效\高效空气过滤器的选择时也应该参照这四个性能参数进行相应选择。

①选用过滤面积大的过滤器。

过滤面积越大，滤速越低，过滤器阻力就越小。在特定过滤器结构条件下，反映滤速的是过滤器的额定风量。在相同截面积下，希望允许的额定风量越大越好，而在低于额定风量下运行，效率提高阻力降低。同时增加过滤面积是延长过滤器使用寿命最有效的手段。经验表明，对同种结构、同样滤料的过滤器。当终阻力确定时，过滤面积增加50%，过滤器的使用寿命延长70%～8O%[16]。但是在考虑增加过滤面积的同时还要考虑到过滤器的结构和现场条件。

②合理确定各级过滤器效率。

空调设计时，应首先根据实际要求确定最末一级过滤器的效率，然后选择起保护作用的预过滤器。要妥善匹配各级过滤器的效率，善于利用和配置粗、中效过滤器各自的最佳过滤粒径范围。而预过滤器的选择应根据使用环境、备件费用、运行能耗、维护费用等因素综合考虑决定。不同效率等级的空气过滤器对不同大小的灰尘颗粒的最低计数过滤效率如图1所示，它通常是指不带静电的新过滤器的效率。同时舒适性空调过滤器的配置应不同于净化空调系统，并且对空气过滤器的安装、防漏等也应提出不同的要求。

③过滤器的阻力主要有滤料阻力和过滤器结构阻力构成，过滤器积灰阻力增加，当阻力增加到某一规定值时过滤器报废。终阻力直接关系到过滤器的使用寿命、系统风量变化范围、系统能耗。低效率的过滤器常使用直径大于10/.,tm的粗纤维滤料，纤维间空隙大，过大的阻力有可能将过滤器上的积灰吹散，引起二次污染，而此时阻力不再增加，过滤效率为零。因此要严格限制G4以下过滤器的终阻力值。

④过滤器的容尘量是和使用期限有直接关系的指标。过滤器在积尘的过程中，效率低的过滤器更易显示初效率先增加后下降的特点。一般舒适性中央空调系统使用的大多数过滤器是一次性的，它们根本无法清洗或从经济角度上考虑不值得清洗。