Filtry pro čištění odpadních vod

Čistírny odpadních vod

Filtrační jednotky se používají k hlubokému čištění (následnému zpracování) odpadních vod po fyzikálně chemickém nebo biologickém ošetření pro následnou extrakci jemně rozptýlených látek, prachu, olejů, pryskyřic, ropných produktů atd.

Filtrace se týká procesu oddělování suspenze a emulzí za použití porézních přepážek nebo granulovaných vrstev, které zachycují dispergovanou fázi a umožňují průchod kapaliny.

Filtrační zařízení se používají k extrakci jemně rozptýlených látek, olejů, ropných produktů, pryskyřic atd. Z odpadních vod. Pro tento účel jsou nejčastěji používány síťové filtry a filtry s granulovaným přepážkou.

Při provádění čištění odpadních vod použijte následující postupy:

- filtrace stěn filtru;

- filtrace přes granulované vrstvy;

- filtrace emulgovaných látek (ropné produkty a oleje, které jsou ve formě nestabilních emulzí).

Typ filtračního zařízení je vybrán v závislosti na následujících faktorech:

- množství vody, která má být filtrována;

- koncentrace znečišťujících látek, jejich povaha a stupeň rozptylu;

- fyzikální a chemické vlastnosti pevných a kapalných fází;

- požadovaný stupeň čištění;

- technologických, techno-ekonomických a dalších faktorů.

Filtrace odpadních vod filtračními (porézními) přepážkami

Filtrace přes filtrační (porézní) přepážky je široce používána (obr. 2.26). To rozlišuje proces filtrace suspenze za vzniku sraženiny, ve které je separován na čistý filtrát a vlhký precipitát, stejně jako filtrace s ucpáním pórů, v nichž částice pevných částic pronikají do pórů filtrační přepážky a zůstávají tam bez vzniku sraženiny.

Filtrační oddíl je podstatnou součástí filtrátu a výkon filtrovacího zařízení a čistota výsledného filtrátu závisí do značné míry na jeho správném výběru. Filtrační přepážky jsou vyrobeny z bavlny, vlny, skla, keramiky, uhlíku a kovových materiálů.

Obr. 2.26. Schéma procesu filtrace suspenze přes filtrační přepážku

1 - filtr; 2 - oddíl filtru; 3 - zavěšení; 4 - filtrát; 5 - sediment

Filtrace odpadních vod na filtrech oky a mikrofiltrech

V systémech úpravy odpadních vod a zpracování kalů se používají různé dávkové a kontinuální filtry. Bublinové sítě a mikrofiltry se používají k uchování hrubých nečistot v procesu filtrace odpadních vod obsahujících nejvýše 300 mg / l suspendovaných částic. V závislosti na požadovaném stupni čištění a aplikačních podmínkách mohou být filtry vybaveny síťovinou s různými velikostmi buněk. Z tohoto pohledu jsou filtry s tupým bubnem běžně rozděleny do bubnových mřížek (obr. 2.27) a mikrofiltrů.

1) Bublinové sítě (BS) zachovávají hrubé nečistoty v nepřítomnosti viskózních látek ve vodě, snižují obsah suspendovaných látek (při koncentraci v průmyslových odpadních vodách maximálně 250 mg / l) o 25 - 45%. Nejčastěji jsou instalovány před zrnitými filtry pro hluboké čištění odpadních vod.

Účinnost úpravy vody na BS a jejich propustnost závisí na složení kontaminantů zdrojové vody, velikosti článků filtrační sítě, frekvenci otáčení bubnu, intenzitě mytí a dalších provozních podmínkách zařízení.

Obr. 2.27. Schéma instalace filtru síťového bubnu:

1 - buben; 2 - příčné vazby; 3 - podélné spojení; 4 - vyztužení; 5 - vyprazdňování potrubí: 6 - vstupní kanál; 7 - přední rám; 8 - přívodní potrubí; 9 - pevné potrubí;

10 - vřetenové kolo; 11 - výfukové potrubí; 12 - přední ložisko;

13 - elektromotor; 14 - převodovka; 15 - rychlostní stupeň; 16 - bunkr;

17 - potrubí proplachovací vody; 18 - postřikovač; 19 - baktericidní lampy;

20 - jez; 21 - filtrační kanál; 22 - zadní rám; 23 - zadní ložisko

Filtry síťového bubnu jsou nepřetržité filtry. Hlavní částí těchto konstrukcí je otočná bubnová svařovaná konstrukce, pokrytá síťovinou. Filtrační prvky jsou namontovány na povrchu bubnu. Buben je poháněn elektrickým pohonem. Ošetřená voda vstupuje dovnitř bubnu přes otevřenou koncovou stěnu a vystupuje radiálně, přičemž je filtrována přes síť. V závislosti na požadovaném stupni čištění a podmínkách použití mohou být vybaveny síťovinou s různými velikostmi. V tomto ohledu jsou filtry oky bubnu konvenčně rozděleny do bubnových mřížek a mikrofiltrů.

Velikost článků bubnových sítí je 0,3-0,8 mm a mikrofiltry 40 až 70 mikrometrů. Buben je ponořen do vody do hloubky 0,6 - 0,85 průměru a otáčí se v komoře rychlostí 0,1 - 0,5 m / s. Odpadová voda vstupuje do bubnu a filtruje se přes povrch sítě o rychlosti 40 - 50 m 3 / (m 2 · h). Nečistoty, které jsou zachyceny sítí, se z ní odmyjí promývací vodou pod tlakem 0,15 až 0,2 MPa a spolu s nimi se odstraní. Spotřeba prací vody činí 1 - 2% z množství čištěné vody.

V upravené odpadní vodě by neměly existovat žádné viskózní látky (pryskyřice, asfalt, oleje), které by bránily mytí mříže. Bublinové sítě jsou nejčastěji instalovány před granulárními filtry pro hluboké čištění odpadních vod. Použití bubnových sítí pro mechanické čištění průmyslových odpadních vod je povoleno pouze v kompletních schématech biologické úpravy s jejich instalací před vetrací nádrží.

2) Mikrofiltry (MF) zadržují hrubé částice: rostlinné a živočišné strukturální nečistoty, písek atd. Mikrofiltry jsou vybaveny filtrační sítí s malými články o velikosti 0,035 až 0,04 mm. Při použití mikrofiltrů pro mechanické čištění odpadních vod se namísto primárních sedimentačních nádrží nacházejí před aerationovými nádržemi (po roštech a pískových nástrahách). BODje plná se společným zpracováním domácích a průmyslových odpadních vod sníží o 25 - 30%. Obsah suspendovaných látek ve zdrojové vodě není větší než 300 mg / l.

Účinnost čištění vody na mikrofiltrech je 40 - 60%, což v některých případech umožňuje výměnu primárních čisticích prostředků s nimi.

2.1.6.3. Filtry na plnění zrna odpadních vod

V průmyslových podmínkách pro čištění vody z mechanických nečistot často používají granulované materiály. Na filtrování jsou kladeny následující požadavky: musí být chemicky odolné vůči zpracovávané vodě, mechanicky odolné a nesmí znečistit vodu. Důležitou vlastností takových materiálů je také jejich nízká cena a dostupnost. Takovéto filtrační materiály jako křemenný písek, keramické štěpky, piliny, expandovaná hlína, koksový vítr, drcený antracit, metalurgická struska, granodiorit, shungizit atd. Jsou nejčastěji používány.

Filtry jsou klasifikovány takto:

- na pracovní tlak - otevřený (samovolný proud) a uzavřený (tlak);

- podle rychlosti filtrace - pomalé (0,1 - 0,3 m / h), rychlé (7 - 16 m / h) a velmi vysoké rychlosti (25 - 100 m / h);

- ve směru toku - se vzestupným a sestupným průtokem, s dvojitým průtokem (filtry ACX) s horizontálním filtrem (radiálními filtry);

- podle velikosti filtračního materiálu - jemnozrnné (až 0,4 mm), středně zrnité (0,4 - 0,8 mm) a hrubozrnné (nad 0,8 mm);

- počtem filtračních vrstev - jednoduchých, dvojitých a vícevrstvých.

Pomalé filtry jsou vždy otevřené, ambulance mohou být otevřené a pod tlakem, ultra rychlé pouze pod tlakem. Jemnozrnné zatížení je používáno v pomalých filtrech, středně zrnitých v rychlé a super-rychlé, hrubozrnné pro čištění vody pro technické účely.

Pomalé filtry se používají k čištění vody bez činidel a jsou železobetonové nebo cihlové nádrže obdélníkové nebo kruhové v půdorysu. Nízká filtrační rychlost, značné náklady a velká stopa vedly k tomu, že v domácnosti praxe čištění vody tyto filtry nejsou široce používány.

Filtr se zrnitým zatížením je betonová nebo cihlová nádrž, na jejímž dolní straně je odvodňovací zařízení pro vypouštění vody. Na odtoku se položí vrstva podpůrného materiálu a potom filtrační materiál. Voda pod tlakem prochází vrstvou filtračního materiálu, která musí být pravidelně propláchnuta kontaminací. Filtry se regenerují vyfukováním vzduchu a následným promytím filtru horkou vodou (60 - 80 ° C). Prací voda je zpravidla dodávána zdola nahoru (metoda proplachování filtru).

Kapacita filtru nečistot se vztahuje na množství nečistot v kg odebrané z 1 m 2 povrchu vrstvy filtru za jednotku času. Kapacita filtrů se vzestupným průtokem je větší než při klesání. U filtrů s výtokem je pozorováno zašpinění odvodňovacího zařízení, koroze potrubí a přemísťování uhličitanů, proto jsou častěji používány filtry dolů.

Při použití pomalých filtrů je dosaženo vysokého stupně čištění odpadních vod. Nevýhody pomalých filtrů zahrnují velké rozměry, vysoké náklady a komplexní čištění sedimentů. Netlakové filtry jsou obvykle s proudem tekutiny vzhůru.

Vysokorychlostní filtry mohou být jednovrstvé a vícevrstvé. U jednovrstvých filtrů tvoří filtrační vrstva stejný materiál, u vícevrstvých filtrů - z různých materiálů, například z vrstvy antracitu a písku. Vícevrstvé filtry jsou také naloženy homogenním materiálem s různou velikostí částic. Vícevrstvé filtry pracují efektivněji než jednovrstvé filtry. Nevýhody filtrů zahrnují významnou spotřebu materiálu a složitost splachovacího systému. Odpadní voda je filtrována tlakovými filtry shora dolů. V závislosti na složení odpadní vody je doba filtrace 12-48 hodin. Když se dosáhne tlakové ztráty 3 až 3,5 m, volné průtokové netlakové filtry se zastaví pro propláchnutí. Mytí se provádí pouze s vodou dodávanou ze zdola nahoru s určitou intenzitou, nebo současně se promyje vodou a propláchne se vzduchem.

Schéma dvouvrstvého filtru je znázorněno na obr. 2.28.

Obr. 28. Schéma dvouvrstvého filtru

1 - zásobování odpadními vodami; 2 - kapsa; 3 - žlab; 4 - antracitová vrstva; 5 - vrstva písku;

6 - štěrk; 7 - drenáž; 8 - odstranění filtrátu; 9 - dodávka mycí vody;

10 - výpust vody

Tlakové vertikální filtry s granulárním zatížením (obr. 2.29) se používají k mechanickému čištění olejové odpadní vody po gravitačním usazování. Filtr je ocelová svislá nádrž obvykle vyráběná z výroby. Nádrž se vypočítá při tlaku 0,6 MPa. Filtr je zpravidla zatížen křemičitým pískem s vrstvou 1 m. Rychlost filtrace je v rozmezí 5-12 m / h. Počáteční obsah ropných produktů 4 - 80 mg / l, mechanické nečistoty - 30 - 60 mg / l. Zbytkový obsah ropných produktů ve vodě je povolen 7-20 mg / l, mechanické nečistoty - 10-20 mg / l.

Obr. 29. Vertikální tlakový filtr se zrnitým zatížením:

1 - přívod vody k čištění; 2 - filtrační vrstva zrnitého zatížení:

3 - horní rozváděč; 4 - řídící eliptické šachty:

5 - kruhová šachta; 6 - dodávka mycí vody; 7 - odstranění prvního filtrátu;

8 - drenáž čisté vody; 9 - splachovací voda; 10 - přívod stlačeného vzduchu;

11 - kování pro hydraulický výtlak a zatížení filtru

Skeletové filtry jsou druh filtrů, které používají princip filtrování ve směru snižování velikosti zrna (obr. 2.30). Instalace bubnových sítí se před těmito filtry nevyžaduje. Filtry CZF se doporučují používat k hlubokému čištění biologicky čištěných odpadních vod a také k denitrifikačním zařízením neutralizovaného obecného toku průmyslových podniků.

Obr. 2.30. Filtr pro zálohování rámů (CZF):

1 - podpůrná štěrková vrstva; 2 - distribuční děrované dno;

3 - kolektor pro napájení zdroje a odstranění prací vody;

4 - přívod stlačeného vzduchu během vyplachování; 5 - štěrk;

6 - zatížení pískem; 7 - zásobování prací vodou;

8 - potrubí pro odstranění čištěné vody (filtrátu)

Zatížení CSF se skládá z rámu, který používá štěrk o zrnitosti 40 - 60 mm a zásyp, sestávající z písku o zrnitosti 0,8 - 1,0 mm. Celková výška štěrkového zatížení (rám) je 1,8 m. Suť může být také použita ke kostře kromě QMF štěrku a k agregaci než písek lze použít granulované vysokopecní strusky, keramzitu, mramor čipy, antracit.

Filtry s plovoucí zátěží (FPZ) z pěnového polystyrenu se používají pro hluboké čištění mechanicky ošetřených průmyslových odpadních vod a pro biologicky čištěné odpadní vody - městské nebo jejich směs s výrobou. Účinnost hlubokého čištění na filtrech s plovoucím zatížením nerozpustných pevných látek a BOD odpovídá účinnosti hlubokého čištění na filtrech s dvouvrstvým zrnitým zatížením.

Schéma zařízení typu FPZ je znázorněno na obr. 2.31. Původní odpadní voda vstupuje do prostoru nad filtrační náplní, je filtrována plovoucí zátěží shora dolů ve směru ke snižování velikosti částic granulí z expandovaného polystyrenu. Filtrát se shromažďuje pomocí spodních (FPZ-3) a středních (FPZ-4) drenážních trubek a odstraňuje se z filtru. Když se kvalita filtrátu zhorší, zatížení filtru se umyje. Plovoucí zátěž se regeneruje v proudu vyčištěném vodě. Teplota vyčištěné vody by neměla přesáhnout 50 ° C (aby se zabránilo změknutí polymeru).

Výhody použití FPZ: efektivita instalace, jednoduchost konstrukce a provozu, trvanlivost zatížení filtry, spolehlivost čištění, absence pracích a výplachových nádrží, zatížení pro nezávislé hydraulické třídění v procesu praní sníženou velikostí zrna.

Obr. 2.31. Filtry s konstrukcí FPZ s plovoucí zátěží:

a - FPZ-3; b - FPZ-4; 1 - případ; 2 - plovoucí zatížení; 3 - přívod vody;

4 - kapsa filtru; 5 - držení mřížky; 6 - spodní drenážní systém;

7 - odstranění filtrátu; 8 - splachovací voda; 9 - průměrná drenážní trubka.

Filtry s naklápěním z polyuretanové pěny. Metoda filtrace odpadní vody pomocí polyuretanové pěny spočívá v tom, že proces se provádí předem stlačeným zatížením tohoto materiálu a jeho regenerace se provádí dvojitým roztažením zatížení.

Jak uspořádat filtraci domovních odpadních vod

Filtrace je proces čištění domácností způsobem jejich předávání prostřednictvím speciálních třídicích zařízení (filtrů). Filtr odpadní vody je stacionární nebo přenosné zařízení, které zachycuje malé a velké nečistoty obsažené ve vodě. Jaké filtry se používají k čištění odpadních vod v domácnosti a jakým způsobem je možné samostatně vybavit filtrační systém na venkově.

Instalace pro čištění odpadních vod filtrací

Odrůdy filtrů pro čištění a jejich vlastnosti

U domácích odpadních vod se používají následující typy filtrů:

  1. mechanické. Do této skupiny patří: síta, lapače písku, tukové pasty, tedy hrubé filtry. Každé zařízení uchovává určité částice obsažené v kanálech;

Filtr pro čištění odpadních vod z písku a zeminy

  1. biologický. Filtrace odpadní vody se provádí pomocí různých mikroorganismů, u kterých je kontaminace obsažená v odpadní vodě potravou. Hlavní filtry biologického ošetření jsou:
    • biofilter - speciální instalace obsahující kromě mikroorganismů filtrační materiály (strusky, štěrk, expandovaná hlína apod.);

Biologický systém čištění odpadních vod

    • aerofilter. Charakteristickým rysem tohoto zařízení z předchozího typu je nucený přívod vzduchu do filtračního materiálu, což výrazně snižuje dobu čištění;

Instalace pro rychlou reakci na biologickou úpravu

  1. fyzikální a chemické. Do této skupiny patří takové procesy jako adsorpce (absorpce různých částic pevnými prvky), koagulace (vazba malých částic do větších ložisek), tepelné ošetření atd. Tyto metody se nepoužívají pro úpravu domácích odpadních vod, protože jsou charakterizovány vysokými náklady a potřebou práce odborníky;

Princip fungování fyzikálních a chemických filtrů

  1. chemické. Chemické čistící filtry obsahují určité látky, které reagují s vodou a vytvářejí sraženinu, která se následně mechanicky odstraňuje.

Princip činnosti chemického filtru

Metody filtrace odpadu z domácností

V předměstských oblastech se používají především mechanické a biologické metody filtrace odpadních vod. Za tímto účelem mohou být uspořádány následující zařízení:

  • dobře filtr;
  • pole filtru.

Filtr dobře

Filtrační vrt je podzemní čistírna odpadních vod. Filtrování vody vyrobené biologickými prostředky. Studna může sloužit jako samostatná čistírna odpadních vod nebo působit jako další zařízení pro likvidaci odpadu.

Stavba pro čištění a likvidaci odpadních vod

Můžete nainstalovat takové zařízení:

  • na písčitých půdách;
  • na rašeliništích;
  • na písečné hlíně.

První etapa stavby je zvolit místo pro instalaci čistírny odpadních vod. Doporučuje se striktně dodržovat následující pravidla:

  • studna by měla být umístěna ne méně než 10 m od bytu;
  • jestliže je v místě instalace pitná jímka umístěna filtrační zařízení ve vzdálenosti 25 m nebo více;
  • dolní část studny pro filtraci odpadních vod by měla být alespoň 1 m nad hladinou podzemní vody.

Stavba studny s vlastními rukama je následující:

  1. jamka je vytažena na zvoleném místě, jestliže studna je plánována postavena z cihel, nebo malá jámu, jestliže studna je zkonstruována z betonových prstenců;
  2. stavba rámu (výstavba cihel nebo postupné zakrytí betonových prstenců;

Výroba rámů

  1. propojení studny s kanalizačním systémem domu;

Vstup do kanalizace

  1. vložte filtrační vrstvu. Materiál zvolený pro filtraci (drcený kámen, štěrk, struska atd.) Se nalije na dno studny. Pokud je mezi stěnami studny prázdný prostor zvenku a vykopané jámy, doporučuje se také naplnit filtračním materiálem;
  2. studna je pokryta víkem, které může být vyrobeno ze dřeva, kovu, plastu a tak dále.

Jak nainstalovat filtr vyrobený z plastu, podívejte se na video.

Filtr pole

Pokud prostor místa dovolí, namísto filtračního vrtu je možné vytvořit filtrační pole pro odpadní vodu. Charakteristickým znakem filtračního pole ze studny je povinná instalace septiku jako hlavní čistírny.

Speciální oblast pro další zpracování a likvidaci odpadních vod

Nezávisle vybudovat filtrační systém tohoto typu podle následujícího schématu:

  1. Pomocí speciální techniky nebo lopaty se ve vybrané oblasti odstraní horní vrstva půdy;
  1. na spodku jámy nasaďte vybraný filtrační materiál;
  2. potrubí je položeno na povrchu filtrační vrstvy připojené k výstupu ze septiku a má otvory, kterými postupně do filtru proudí voda;
  3. potrubí je zcela pokryto vrstvou štěrku;

Připraveno pole pro filtrování

  1. hotový systém je pokryt geotextilií nebo jiným krycím materiálem a dříve odstraněnou vrstvou zeminy.

Filtrační vrstva vyžaduje dodatečnou údržbu ve formě čerpacího kalu a dalších sedimentů. Filtr pole úspěšně pracuje dlouho bez údržby.

Přednáška 1. Filtrace odpadních vod

29. srpna 2017

Filtrace je tradiční technologie čištění vody. Jedná se o metodu čištění zaměřenou na extrakci odlišné povahy částic z vody jejich filtrováním přes speciální vrstvy nákladu. Filtry umožňují vyčištění původní odpadní vody z písku, bahna, zákalu, vápna a dalších suspendovaných látek.

  • Pískové a štěrkové filtry byly v Indii používány v roce 2000 před naším letopočtem.
  • Římané vykopali kanály poblíž jezer, aby využívali přírodní filtraci stěnami kanálů.
  • Obchodní filtrace vody se objevila ve Francii kolem roku 1750.
  • Filtrování v městském vodovodu začalo být aplikováno v Anglii a Skotsku na přelomu 18. a 19. století.
  • První systém pomalých pískových filtrů moderního typu se objevil v Londýně v roce 1829.
  • Rychlé filtry se objevují v USA v 1880s.
  • První komunální zařízení s koagulací a filtrací - Somerville, New Jersey, 1885.
  • Pravidlo pro úpravu povrchových vod z roku 1989 je prvním regulačním dokumentem, který předepisuje rozšířené používání filtrování ve Spojených státech.

Vložte filtr

Velikost granulí filtrační zátěže, běžně používaná ve filtrech, je uvedena v tabulce 1, velikost částic suspendovaných látek je uvedena v tabulce 2.

Úloha mechanických filtrů při čištění odpadních vod

Klasifikace odpadů a znečištění

Všechny odpadní vody se liší v závislosti na povaze formace, ve fázi rozptýleného stavu a druhu znečištění.

Jsou rozděleny do tří velkých skupin:

  • Bouřka (dešťová, rozmražená) vznikla během srážky;
  • Domácí-fekální (domácí) voda z obytných a průmyslových budov;
  • Produkční (odpadní) voda - odpadní voda získaná v důsledku technologických procesů.

Povaha znečištění je minerální, organické a biologické povahy. Podle fázově dispergovaného stavu se jedná o: rozpuštěné látky (0,01 μm), koloidní částice (od 0,01 do 0,1 μm) a nerozpuštěné nečistoty (více než 0,1 μm). Ty jsou rozděleny na pop-up, uložené, vážené.

Filtrace v procesech úpravy vody

Mechanické filtry se používají k detekci nerozpuštěných znečišťujících látek z velké fáze odpadních vod. Mechanické filtry by neměly být zaměňovány s pískem, uhlíkovými filtry a membránovými systémy.

Hlavní rozdíly mezi nimi v procesu čištění. Mechanické filtry ve fázi primárního čištění odstraňují velké mechanické nečistoty (peří, zbytky pokožky atd.). Písek, uhlíkové filtry se aplikují ve fázi čištění a odstraňují menší části suspendované v konečné fázi čištění odpadních vod. Membránové systémy pracují s molekulární úrovní, zejména pro odstraňování kovových solí z odpadních vod.

V nejobecnější podobě je dnešní filtrace velmi účinným způsobem odstranění nejen nečistot, ale také pachů a dokonce i chutí. Je třeba poznamenat, že poprvé byl průchod tekutiny pískovou vrstvou aplikován v 19. století a je stále nejoblíbenější metodou čištění.

Zařízení pro hluboké čištění odpadních vod. Filtry

Nejčastějšími zařízeními pro hluboké čištění odpadních vod jsou filtrační mikrofilmy a filtrační filtry.

V mikrofiltrech se odpadní voda filtruje skrz síťové stěny a vstupuje do nádrže, kde je umístěn filtrační buben a je nalit do výstupního kanálu filtru přes speciální přehradu. Kontaminace je zachycena na síťku o síle 35 mikronů. Když se buben otáčí, obrazovka se znovu umyje a ponoří do vody.

Filtrační metoda je stále důležitější vzhledem ke zvyšujícím se nárokům na kvalitu čištěné vody. Filtrace se používá po čištění odpadních vod v nádržích nebo po biologickém ošetření. Postup je založen na adhezi hrubých částic oleje a olejových produktů na povrch filtračního materiálu. Filtry podle typu filtračního média jsou rozděleny do tkaniny nebo síťoviny, rámu nebo aluviální, granulované nebo membránové.

Filtrace prostřednictvím různých sítí a tkanin se obvykle používá k odstranění hrubě rozptýlených částic. Hlubší čištění olejové vody lze provádět na rámových filtrech. Filtrové filtry čistí vodu na molekulární úrovni.

Rámové filtry. Filtrační procesy na rámových filtrech lze rozdělit do tří velkých skupin:

- filtrace porézních granulovaných materiálů s adhezními vlastnostmi (křemenný písek, expandovaná hlína, antracit, expandovaný polystyren, kotlové a metalurgické strusky apod.);

- filtrace pomocí vláknitých a elastických materiálů se sorpčními vlastnostmi a vysokou kapacitou oleje (netkané syntetické materiály, polyuretanová pěna atd.);

- filtrace porézních granulovaných a vláknitých materiálů pro zvětšení emulgovaných částic ropných produktů (koalescovací filtry).

První dvě metody jsou podobné z hlediska základních technologických principů, které jsou základem procesu odstraňování ropných produktů z vody a vyznačují se kapacitou oleje, regenerací filtrační zátěže a konstrukčním řešením. Jelikož zatížení ropných produktů je nasyceno, jejich přední pohyb se hluboko do vrstvy na jeho spodní hranici a koncentrace ropných produktů ve filtrátu stoupá. V takovém případě je filtr vypnutý a obalový materiál je regenerován. Existují návrhy filtrů s nepřetržitou regenerací. Třetí metoda je zásadně odlišná od těch, která jsou zvažována. Doba filtračního cyklu, která je charakteristická pro první dvě metody, dokončuje "nabíjecí" fázi koalescenčního filtru. Poté se olejový film oddělí od povrchu filtrační vrstvy ve formě kapiček o průměru několika milimetrů. Kvapky rychle vznikají a jsou snadno odděleny od vody.

Dosud se většinou používaly rámové filtry naplněné porézními materiály. Na filtrování se používá štěrk, písek, drcený antracit, křemen, mramor, keramické štěpky, kartáč, dřevěné uhlí, syntetické a polymerní materiály.

Filtry jsou děleny rychlostí pohybu vody v nich do filtrů s konstantní a variabilní rychlostí.

Při variabilní rychlosti filtrace (rozdílu konstantního tlaku před a po filtru), jak se zvyšuje objem filtrátu, tj. doba filtrace se rychlost filtrace snižuje.

Při konstantní filtrační rychlosti se zvyšuje tlakový rozdíl před a po filtru.

Při filtraci odpadních vod granulovanými materiály dochází k následujícím procesům:

- uložení suspendovaných látek ve formě tenké vrstvy na povrchu filtrační vrstvy (filtrace filmu);

- ukládání suspendovaných látek do pórů filtrační vrstvy;

- uložení suspendovaných látek na povrchu filtrační vrstvy a jejích pórů.

Při působení adhezních sil se suspendované látky fixují na granulovaný materiál. Fenomén přilepení a oddělování částic určuje průběh procesu čištění vody. V ropném a petrochemickém průmyslu se obvykle používají filtry se zrnitým zatížením, které se dělí na pomalé, rychlé a super-rychlé filtry. Granulované zatížení je umístěno v určitém pořadí a za účelem vyloučení jeho odstranění z filtru se používají speciální drenážní systémy a nosné vrstvy. Rychlost filtrace a kvalita čištění závisí na povaze zatížení. Použití hrubého filtračního materiálu vede ke zvýšení kapacity filtru a ke snížení kvality filtrátu. Jemný filtrační materiál zlepšuje kvalitu filtrátu, ale snižuje rychlost vody ve filtru a dobu trvání filtru a také způsobuje překročení prací vody.

Při projektování filtrů není možné použít mechanické vlastnosti filtrů, které pracují na čištění z některých nečistot pro filtry, které pracují s vodami obsahujícími jiné nečistoty.

Na konstrukce zrnitých filtrů jsou kladeny tyto základní požadavky:

- filtrace by měla směřovat ve směru snižování velikosti zatížení, aby se zabránilo tvorbě nízko propustných a obtížně se rozpadlo při praní filmů sedimentů na povrchu nákladu;

- Je nutné intenzivně vyplachovat zátěž, což zajistí maximální odstranění znečišťujících látek z nákladu;

- Filtry by měly mít nízkou citlivost na kolísání kvality vody a průtoku;

- filtrační materiál by měl mít vysokou pevnost a chemickou odolnost, stejně jako minimální náklady, přičemž všechny ostatní věci mají stejné fyzikálně-chemické vlastnosti. Otevřené filtry používají jednu, dvojitou a vícevrstvou vrstvu. Otevřete filtry. Otevřený filtr je obvykle obdélníkový (v plánu) nádrž, naplněná filtrační vrstvou zrnitého materiálu a nosných vrstev, pod kterým je umístěn odtokový systém určený k vypouštění filtrované vody a rovnoměrné rozdělování prací vody. V horní části filtru jsou žlaby upevněny tak, aby dodávaly čistou a odtokovou špinavou vodu. Filtr je vybaven regulátory průtoku vody, průtokoměry a další zařízení. Výška vodní vrstvy nad zatížením filtru je obvykle 2 m. Ve spodní části filtru (s filtrem směrem shora dolů) jsou potrubí pro vypouštění vyčištěné vody.

Regenerace se provádí pomocí horké vody s intenzitou 6-8 l / (m2.s). Do čistírny se uvolňuje prací voda. Doba praní je určena kvalitou filtrátu. Pokud není možné naplnit filtr, musí být nahrazen novým. Stará zátěž se regeneruje (kalcinuje), promyje a prosívá a poté ji opět může použít.

Voda procházející filtrem by měla být průhledná a koncentrace ropných produktů by neměla překročit 10-15 mg / l.

Filtry s plovoucí zátěží. S příchodem nových filtračních materiálů se mění technologie filtrace čištění vody z ropných produktů. Perspektivní je použití plovoucích zátěží různých polymerních materiálů s dostatečnou mechanickou pevností, chemickou odolností, vysokou pórovitostí a potřebnými vlastnostmi povrchu. Mezi tyto materiály patří polystyren různé třídy, včetně expandovaného polystyrenu.

Mechanismus procesu zadržování ropných produktů s filtry s plovoucím granulárním zatížením se v zásadě neliší od mechanismu filtračních emulzí přes pískové filtry.

Vyvinula různá zařízení pro pěnivý polystyren pomocí horké vody, páry, horkého vzduchu.

V zásadě se doporučují filtry s plovoucím polystyrenem pro čištění přírodních a následných odpadních vod. Vzhledem k vysoké adhezivitě vůči ropným produktům se však používají také k oddělování emulzí vody a oleje. Plovoucí zatížení může výrazně zvýšit rychlost filtrace, snížit počáteční obsah nečistot a zjednodušit regeneraci filtru.

Filtry s pružným zatížením. Pro čištění olejové odpadní vody byla vyvinuta nová technologie s použitím pružných polymerních materiálů, zejména pružné polyuretanové pěny. Tento materiál má otevřenou buněčnou strukturu s průměrnou velikostí pórů 0,8-1,2 mm a zdánlivou hustotu 25-60 kg / m3. Elastická polyuretanová pěna se vyznačuje vysokou porézností, mechanickou pevností, chemickou odolností, hydrofobními vlastnostmi, která poskytuje významnou absorpční kapacitu pro ropné produkty.

Technologie filtrů je následující. Odpadová voda potrubím vstupuje do filtrační nádrže plněné rozdrcenou polyuretanovou pěnou o velikosti 15-20 mm. Po průchodu zatěžovací vrstvou je odpadní voda zbavena ropných produktů a mechanických nečistot a je vypouštěna dnem obrazovky z instalace. V procesu filtrace je zatížení nasyceno ropnými produkty a periodicky je řetězový vědrovýtahován do lisovacích bubnů pro regeneraci. Regenerované zatížení opět vstoupí do filtrační nádrže a vytlačené kontaminující látky ze sběrného žlabu se vypouštějí do řezné nádoby.

Takové filtry by měly být použity po předúpravě odpadních vod v lapačích písku a olejových lapačích. Čištěná voda může být použita v technickém zásobování průmyslovými podniky.

Společným nedostatkem všech uvažovaných filtrů (kromě polyuretanové pěny), je skutečnost, že v důsledku regenerace tvořeného vysoce emulgovány a velmi stabilní emulze, což značně komplikuje recyklační izoluje olej.

Koalescovací filtry. Pod pojmem "koalescence" se rozumí fúze částic dispergované fáze emulze, například ropných produktů, s úplnou eliminací počáteční separace mezifázových částic.

To vede ke změně fázově dispergovaného stavu a zvětšení kapiček původní emulze. Systém se stává kineticky nestabilním a rychle rozvrstveným.

Nejčastěji používanou metodou je koalescence při filtraci emulze přes různé porézní materiály. V zásadě může některý z dříve zvažovaných filtrů s vhodnými technologickými parametry a konstrukčními změnami pracovat v koalescenčním režimu. V tomto případě se podstatně mění účel filtrační vrstvy. V klasických filtrech provádí funkci kontejnmentového média, účel filtrování zatížení v koalescenčních filtrech je konsolidace malých emulgovaných kapiček ropných produktů do větších. Strukturálně jsou koalescenční filtry téměř vždy kombinovány se sedimentačními nádržemi nebo koalesačními prvky (tryskami), které jsou uloženy v sedimentačních nádržích. Významné a velmi významné rysy koalescovacích filtrů:

- vysoká účinnost separace emulzí a specifický výkon;

- stabilita procesu s významným kolísáním koncentrace ropných produktů a toku odpadních vod;

- snadná výroba, provoz a automatizace;

- dlouhé mezhregeneratsionny období.

Metoda shlukování lze připsat na regenerační metody, jako výsledek emulze procesů rozdělena na dvě fáze, z nichž jeden je minerální olej.

Likvidace těchto ropných produktů může vytvořit významný dodatečný ekonomický předpoklad pro implementaci této metody.

Nejvíce v praxi široce používána emulzní separační metodě koalescenční nalézt v naftovém průmyslu a námořních plavidel, pro mastnou odpadních vod, jakož i v konečné fázi extrakčních procesů v chemickém průmyslu a při odvodňování pohonných hmot.

Vlastnosti průmyslových filtrů pro úpravu vody

Čistá voda se používá nejen v každodenním životě, ale i v průmyslových procesech. V mnoha oblastech je kvalita vody velmi vysoká. Jedná se o potravinářský a kosmetický průmysl, uvolňování léků a některé další. Pro čištění vody se používají průmyslové filtry pro úpravu vody.

Obr. 1 Filtry průmyslové vody

Pro uvolňování papíru, energetického systému a zemědělství je zapotřebí další čištění a příprava vody. Kromě toho průmyslové podniky často vypouštějí použitou vodu. Odtoky musí být předem vyčištěny tak, aby do životního prostředí nebyly uvolňovány škodlivé a nebezpečné látky.

Typy filtrovacích zařízení

Pro provoz průmyslových podniků vyžaduje nejen pitnou vodu. Někdy dost technicky. Její stupeň čištění je poněkud nižší.

Získání průmyslové vody pomocí mechanických hrubých filtrů. Toto zařízení je charakterizováno jednoduchostí designu, trvanlivosti a spolehlivosti.

Hrubé filtry jsou zařízení, ve kterých je mřížka použita jako filtrační prvek. Kvalita čištění závisí na velikosti buněk mřížky. V některých provedeních mechanických filtrů se používají nabíjecí filtrační materiály - expandovaná jíl, písek, granulovaný křemičitan hlinitý.

Odstranění malých inkluzí pomocí mechanických jemných filtrů. V nich voda prochází polymerními filtračními materiály, které si zachovávají většinu pevných inkluzí.

Pevná inkluze však nejsou jedinými znečišťujícími látkami, které se mohou vyskytovat ve vstupující vodě. Pokud je požadována vysoká kvalita čištění, dále používejte zařízení pro změkčování vody, její odložení a dekontaminaci.

Obr. 2 Vzhled průmyslových reverzních osmóz

V tomto případě je tekutina vystavena určitým činidlům. Průmyslové filtry tohoto typu se vyznačují poměrně malými rozměry a poměrně vysokými náklady, včetně procesu provozu.

Maximální čistění vody zajistí průmyslovou reverzní osmózu. Celková instalace vyžadují velké množství vody.

Filtry na odstraňování železa

Pokud je ve vodě významné množství železa, je špatně vhodné pro různé procesy. Zejména nelze použít v chemickém, lékařském nebo potravinářském průmyslu. Železo reaguje nejen se součástmi průmyslové výroby, ale také poškozuje zařízení. Je uložena na stěnách potrubí a nádrží.

Obr. 3 Zařízení pro úpravu vody u podniků

Pro odstranění železa z vody průmyslovými prostředky používají podniky rostliny se speciálním manganovým médiem. Filtrační materiál - jemný písek, jehož povrch je pokryt vrstvou oxidu manganičitého. Při styku s rozpuštěným železem dochází k oxidaci a oxid železa se vysráží. Periodicky zpracovaný písek je třeba vyměnit za čerstvý.

V některých průmyslových filtrech pro odstraňování železa se oxidační proces provádí čerpáním kyslíku nebo vzduchu. Zrychlit oxidační proces za použití katalyzátorů.

Změkčovače vody

Zařízení, která odstraňují vysokou tvrdost vody, pracují na principu popsaném výše. Namísto manganového média používají speciální iontovou výměnnou pryskyřici. S průchodem tekutiny pryskyřice drží ionty vápníku a hořčíku, které určují úroveň tvrdosti. Tyto ionty jsou nahrazeny sodíkem, který je neutrální.

Obr. 4 Vodní filtr pro výrobu

Protože je iontoměničová pryskyřice postupně vyčerpána, musí být obnovena. Chcete-li obnovit aplikovat běžnou stolní sůl. Dává ionty sodíku a všechny zadržené prvky jsou vymyty.

Dezinfekce

Voda je optimální prostředí pro vývoj různých mikroorganismů. Některé z nich jsou neškodné, ale existují i ​​patogeny. Chcete-li je eliminovat, používají se dezinfekční zařízení.

Nejběžnější je chlorace vody. Je to levné a účinné, ale chlor je toxická látka. Kromě toho může být potřeba voda pro procesy, kde jsou všechny cizí látky nevhodné.

V poslední době se ultrafialové lampy používaly k dezinfekci vody před použitím. Nejčastější metoda čištění přijatá v potravinářském a lékařském průmyslu.

Průmyslová čištění odpadních vod

Ve výrobním procesu vzniká mnoho odpadů, z nichž jedna je odpadní voda. Je zapotřebí čištění průmyslových podniků odpadních vod a poté jsou vypouštěny do nejbližšího vodního útvaru nebo jsou posílány do filtračních polí pro další úpravu půdy.

Obr. 5 Čištění průmyslových odpadních vod

Aby nedošlo k znečištění životního prostředí, musí být odpadní voda účinně čištěna. Výrobní proces se provádí v několika etapách. Za prvé se provádí hrubé mechanické filtrování. Během toho jsou zachyceny velké úlomky, písek a další pevná inkluze.

Jemné pevné látky zbývající v suspenzi se vysráží koagulací nebo podobnými postupy.

Nejtěžší je odstranit rozpuštěné látky. Jsou často nejnebezpečnějšími. Chcete-li je odstranit, používejte chemické činidla, ale mnohem častěji dávají přednost biologickému ošetření.

Předčištěná a připravená odpadní voda je smíchána s aktivovaným kalu. To vyžaduje zvláštní strukturu. Aktivovaný kal je směs jednobuněčných, nejjednodušších mnohobuněčných živých organismů a bakterií. Výsledkem je, že všechny rozpuštěné látky se používají v potravinách s aktivovaným kalu. Na výstupu je voda mechanicky filtrována. Před vypouštěním do vodních toků je dodatečně dezinfikován. Nejčastěji chlorací. Vzhledem k tomu, že proces je složitý, samostatná organizace se často zabývá úpravou odpadních vod.

Filtry pro čištění odpadních vod

Chemické složení průmyslových odpadních vod je přísně regulováno. Aby se zabránilo sankcím, v současné době dostávají zvýšenou pozornost systémy na úpravu vody ve výrobě.

Na fotografii: čištění membránových odpadních vod

Domácí a průmyslové odpadní vody jsou hlavním znečišťovatelem podzemních a povrchových vod. Aby se zabránilo vnikání odpadních vod a chemických složek do horních vrstev půdy, používají se speciální filtry. Jaký je rozdíl v systémech úpravy odpadních vod z lidských odpadů a recyklovaných chemických surovin? A jaké jsou požadavky na vodu protékající filtrem pro čištění odpadních vod?

MPC odpadních vod

Kvalitativní a kvantitativní složení odpadních vod povolených k vypouštění do řek a jezer je stanoveno zákonem na základě svědectví analytických studií a standardů MPC. (Tabulka 1) Maximální přípustná koncentrace škodlivých látek (MAC) je indikátorem charakterizujícím nepřítomnost patologických změn nebo nemocí v lidském těle za podmínek denních účinků určité znečišťující látky.

Tabulka 1. MPC odpadních vod průmyslových podniků Ruské federace

Indikátor kvality vody

MPC

Mezi hlavní znečišťující látky odpadních vod patří největší nebezpečí tuky, ropné produkty, oleje, nerozpustné pevné látky a ve vodě nerozpustné soli kovů.

Filtry pro čištění odpadních vod

Dnes existuje několik typů systémů čištění odpadních vod. Obvykle jsou všechny filtry pro domácí a průmyslové odpady rozděleny do následujících kategorií podle principu fungování:

Nejjednoduššími úpravami jsou septiky naplněné speciálními chemikáliemi - septiky. Tento typ filtru má vlastní "strop" - maximální stupeň čištění nepřesahuje 75%. To znamená, že filtrovaný výtok bude mít špatný zápach a je charakterizován vysokým stupněm kontaminace škodlivými mikroorganismy. Takový produkt potřebuje další čištění a nemůže být ani použit jako procesní voda.

Komplexní filtr odpadních vod je komplexní systém úpravy vody, který zahrnuje několik kroků k zachycení biologických, mechanických a chemických znečišťujících látek. U čističek odpadních vod pro domácnost i průmyslovou odpadovou vodu jsou kromě usazovacích nádrží, plováků, olejových filtrů, filtračních tuků, provzdušňovačů, septiků, membránových modulů a mnohem více.

Filtry mohou být stacionární a mobilní. Přenosné systémy na úpravu vody se skládají z provzdušňovacích nádrží nebo bublinky, uhlíkového filtru a dezinfekčního prostředku.

V případě, že chemická a mechanická filtrace neposkytuje požadované výsledky, využívá se tepelné využití domácí odpadní vody, během níž se hlavní prvek života odpařuje a nečistoty se spálí v kapalných nebo plynných palivech.

Při výběru zařízení je třeba vzít v úvahu stupeň vlivu odpadu z domácnosti a průmyslu na materiál zařízení. Agresivní prostředí může způsobit korozi a následné zničení potrubí, zadek a spojovacích prvků. Kromě toho je zvýšený obsah soli v domácích odpadních vodách hlavním důvodem poklesu průtoku potrubí.

Filtry chrání před agresivním prostředím pomocí speciálních materiálů (obložení, bitumen, epoxidová pryskyřice) nebo chemických přísad, které snižují kyselost nebo alkalitu domácích a průmyslových odpadních vod.

  1. Hygienické předpisy a normy pro ochranu povrchových vod před znečištěním.
  2. Gunther L.I., Zhmur N.S. Dodávka vody a sanitární zařízení.

Filtrace odpadních vod

Filtrace se používá k extrakci jemně dispergovaných pevných látek z odpadních vod. Separace se provádí pomocí porézních nebo granulovaných přepážek, které umožňují, aby tekutina prošla a zpožďovala rozptýlenou fázi. Proces probíhá za působení hydrostatického tlaku kolony kapaliny, zvýšeného tlaku nad přepážkou nebo vakua po přepážce.

Filtrační zařízení se používají k oddělení suspenzí odpadních vod s obsahem pevných fází v odpadní vodě od méně než 0,1% objemových až po více než 1%. Existují následující typy filtrace odpadních vod:

1) objasnění - filtrace odpadních vod s nízkým obsahem pevných látek (méně než 0,1%);

2) zahušťování - oddělování tuhé fáze (obsah 0,1% objemových) z odpadní vody není ve formě sedimentu, ale ve formě vysoce koncentrované (zahuštěné) suspenze;

3) filtrování odpadní vody (obsah více než 1% objemových pevného podílu) za vzniku vrstvy sedimentu na filtrační přepážce.

Filtrační zařízení se používají k extrakci hrubých, středních a jemných částic z odpadních vod, jakož i ropných produktů, olejů, pryskyřic atd. Pro tento účel se používají síťové filtry, filtry se zrnitou vrstvou a polymerní filtry. Výběr filtračních přepážek závisí na koncentraci nečistot, vlastnostech odpadních vod, teplotě, filtračním tlaku a návrhu filtru.

V procesu čištění odpadních vod se musíte vypořádat s velkým množstvím vody, takže používají filtry, které nevyžadují vysoké tlaky. Na tomto základě použijte filtry se síťovými prvky (mikrofiltry a bubnové mříže) a filtry s filtrační zrnitou vrstvou.

Filtry z oka jsou navrženy tak, aby zachovaly hrubé nečistoty v procesu filtrace odpadních vod. Filtry síťového bubnu jsou běžně rozděleny na bubnové sítě (BS) a mikrofiltry (MF).

Mikrofiltry zachovávají hrubé částice odpadních vod. Hlavní část filtrovaných bubnových filtrů je otočný buben pokrytý síťkou (obr. 3.29).

Obr. 3.29. Rozložení mikrofiltru:

1 - otočný buben; 2 - zásobník pro sběr prací vody; 3 - mycí zařízení

V závislosti na požadovaném stupni čištění a aplikačních podmínkách se používají síťoviny s různými velikostmi. Velikost článků bubnových sítí 0.3. 0,8 mm a mikrofiltry 40, 70 mikrometrů. Buben je ponořen do vody v hloubce 0,6. 0,85 od průměru a otáčí v komoře rychlostí 0,1. 0,5 m / s Odpadová voda vstupuje do bubnu a filtruje se přes povrch sítě o rychlosti 40, 50 m 3 / (m 2 h). Nečistoty, které jsou zadrženy sítí, se od ní odmyjí promývací vodou a spolu s ní se odstraní. Účinnost čištění vody na MF je 40. 60%, což umožňuje výměnu primárních čisticích prostředků s nimi.

Při použití filtrů s filtrační přepážkou se proces filtrace provádí zanesením pórů septa filtru nebo tvorbou sraženiny na povrchu filtrační přepážky.

Filtrace s ucpáním pórů septa filtru se nazývá vyčištění, nastane, když je koncentrace pevné fáze nižší než 0,7% objemu. Vyčištění odpadních vod probíhá pomocí granulovaných filtrů.

Filtrace s tvorbou sraženiny se pozoruje při dostatečně vysoké koncentraci pevné fáze v suspenzi (více než 1% objemových). Tento typ filtrace se provádí v předběžných filtrech.

Pro hloubkovou úpravu nízkokoncentrovaných odpadních vod z jemných částic i pro čištění odpadních vod po biologické úpravě se používají zrnité filtry (obr. 3.30).

Obr. 3.30. Schéma granulárního filtru:

1 - těleso filtru; 2 - oddíl filtru; 3 - zastavení odpadních vod;

4 - filtrát; 5 - sediment

Filtry se zrnitou vrstvou jsou rozděleny na pomalé a vysokorychlostní, otevřené a uzavřené. Výška vrstvy v otevřených filtrech je 1... 2 m, v uzavřeném 0,5. 1 m. Tlak vody v uzavřených filtrech je tvořen čerpadly.

Pomalé filtry slouží k filtrování odpadních vod, které nejsou koagulovatelné. Rychlost filtrace závisí na koncentracích suspendovaných částic: do 25 mg / l, rychlost je 0,2. 0,3 m / h; při 25, 30 mg / l je 0,1. 0,2 m / h

Vysokorychlostní filtry jsou jednoduché a vícevrstvé. V jednovrstvém filtru se vrstva skládá ze stejného materiálu a ve vícevrstvých složkách sestává z různých materiálů (například antracit a písek).

Mechanismy pro extrakci částic z vody na filtrech s granulovanou přepážkou zahrnují následující procesy: filtrace mechanickou extrakcí částic; gravitace

onno srážení; inerciální záchvat; chemická adsorpce; fyzikální adsorpce; adheze; koagulační depozice; biologické kultivace.

Tyto mechanismy mohou obecně fungovat společně a proces filtrování se skládá ze tří fází:

1) přenos částic na povrch látky tvořící vrstvu;

2) upevnění k povrchu;

3) odpojení od povrchu.

Podle charakteru mechanismu pro zadržení suspendovaných částic existují dva typy filtrace:

1) filtrace filmu (sedimentu) nečistot vzniklých na povrchu ložných zrn;

2) filtrace bez tvorby filmu z kontaminantů.

V prvním případě jsou částice, jejichž velikost je větší než póry materiálu, zadrženy a poté se vytvoří vrstva znečištění, což je také filtrační materiál. Tento postup je typický pro pomalé filtry, které pracují při nízkých rychlostech. Ve druhém případě se filtrace provádí v tloušťce zatěžovací vrstvy, kde jsou částice zachyceny na zrnkách filtračního materiálu adhezivními silami. Takový proces je charakteristický pro vysokorychlostní filtry. Velikost adhezních sil závisí na velikosti a tvaru zrna, na drsnosti povrchu a chemickém složení, na průtoku a teplotě kapaliny, na vlastnostech nečistot.

Přilnuté částice jsou neustále pod vlivem pohybujícího se proudu, který je narušuje od povrchu filtračního materiálu. Pokud počet částic, který vstupuje do jednotky času na povrchu filtrační vrstvy a zůstává stejný, se povrch nasytí a přestane voda odvážit.

Filtrační kinetika a materiálová bilance v zrnitých filtrech jsou popsány rovnicemi:

Při řešení rovnic (3.29) a (3.30) získáváme obecnou rovnici procesu.

kde c je koncentrace suspendovaných látek v odpadní vodě; x - délka průřezu kanálu, na němž se uvolňují nečistoty; a a b jsou rychlostní konstanty oddělení a přilepení částic; q - koncentrace sedimentu; Rychlost filtrování UV záření.

Doba trvání filtru, dokud "průlom" není časem ochranného opatření t3. Doba trvání filtru až do "průlomu" částic ve filtrátu je určena vzorecem

kde / je tloušťka filtrační vrstvy; d je velikost částic filtrační vrstvy; Ki S0- konstanty v závislosti na koncentraci suspendovaných látek ve zdroji a vyčištěné odpadní vodě.

Suspenze pevných látek snižuje poréznost, když procházejí vrstvou materiálu a mění povrch. Odolnost filtrační vrstvy se zvyšuje s průchodem odpadní vody.

Volba typu filtru pro čištění odpadních vod závisí na množství filtrované vody, koncentraci znečišťujících látek a stupni jejich disperze, fyzikálně-chemických vlastnostech pevných a kapalných fází a požadovaném stupni čištění.

Pro čištění hlubokých částic z jemných částic i pro čištění odpadních vod po biologickém ošetření se používají tlakové zrnité filtry (obr. 3.31).

Obr. 3.31. Vertikální tlakový filtr se zrnitým zatížením:

1 - přívod vody k čištění; 2 - filtrační vrstva zrnitého zatížení:

3 - horní rozváděč; 4 - ovládací elipsovitý otvor; 5 - kruhová šachta; 6 - dodávka mycí vody; 7 - odstranění prvního filtrátu; 8 - drenáž čisté vody;

9 - splachovací voda; 10 - přívod stlačeného vzduchu;

11 - kování pro hydraulický výtlak a zatížení filtru

Přicházejí se směrem dolů (shora dolů) as proudem vody vzhůru (zdola nahoru). Filtry s vodním tokem směrem dolů jsou jednovrstvé a vícevrstvé zatížení. Tlakové filtry se zrnitým zatížením se používají pro mechanické čištění ropných odpadních vod po jejich sedimentaci.

Křemenný písek s vrstvou 1 m, drcený antracit, expandovaná hlína, keramické štěpky se používají jako náplň. Tlakové filtry mají rychlost filtrace 5 12 m / h a doba filtrace je 12 48 h.

Granulární filtry jsou charakterizovány kapacitou pro ukládání nečistot (množství nečistot v kg (nebo m 3) odebrané z 1 m 2 povrchu filtrační vrstvy nebo z 1 m 3 zatěžovacího objemu za jednotku času). Kapacita částic filtrů částic je 1. 3 kg / m3.

Obsah ropných produktů ve vodě je po filtraci snížen o 4,6krát, mechanické nečistoty - o 3krát. Účinnost filtrace se zvyšuje, když se do vody přidávají koagulanty a flokulanty. Ztráty hlavy v filtrech částic dosahují 130 kPa.

Při filtrování vysoce koncentrované odpadní vody se používají filtry pro vytvoření vrstvy sedimentu na filtrační přepážce. Jako přepážky používají kovové děrované plechy a sítě, tkaninové příčky z přírodních, umělých a syntetických vláken. Filtrační oddíly by měly mít minimální hydraulický odpor, mechanickou pevnost a pružnost, odolnost proti chemikáliím, neměly by se v určitých podmínkách filtrovat.

Tlakový rozdíl na obou stranách filtračního přepážku je vytvořen různými způsoby. Pokud je prostor nad zavěšením spojen se zdrojem stlačeného plynu nebo je prostor pod filtrační přepážkou připojen k zdroju podtlaku, potom se proces filtrace provádí při konstantním tlakovém rozdílu. Rychlost procesu se snižuje kvůli zvýšení odolnosti sedimentové vrstvy rostoucí tloušťky.

Pokud je závěs přiváděn na filtr pomocí pístového čerpadla s konstantním výkonem, proces filtrace se provádí konstantní rychlostí; rozdíl tlaku se však zvyšuje v důsledku zvýšení odolnosti sedimentové vrstvy při rostoucí tloušťce.

Pokud je suspenze přiváděna do filtru pomocí odstředivého čerpadla, jehož výkon se snižuje se zvyšující se odolností vůči sedimentu, což způsobuje zvýšení tlakového rozdílu, potom se filtrační proces provádí při proměnlivých tlakových a rychlostních rozdílech. Filtrování se provádí s následujícími tlakovými rozdíly:

- pod vakuem - 5 1 0 4. 9 * 10 4 Pa;

- pod tlakem stlačeného vzduchu - ne více než 3 - 10 5 Pa;

- pokud je dodáván pístem nebo odstředivým čerpadlem - až do 5 až 10 Pa;

- pod hydrostatickým tlakem - až 5 • 10 4 Pa.

Při oddělování suspenzí malou koncentrací jemně dispergované pevné fáze se často používají filtrační pomůcky, aby se zabránilo pronikání pevných částic do pórů filtrační přepážky. Jako pomocné látky se používají jemně rozptýlené nebo jemně vláknité materiály: diatomit, perlit, azbest, celulóza, aktivní uhlí, dřevná mouka.

Při přidávání pomocné látky do oddělitelné suspenze se koncentrace pevných částic v ní zvětšuje, což zabraňuje ucpávání pórů filtrační přepážky.

Výpočet kapalinových filtrů. Technologický výpočet kapalinových filtrů zahrnuje materiálovou bilanci filtračního procesu a také definici následujících parametrů:

- poměr objemu sedimentu a filtrátu;

- objem sedimentu na 1 m 2 povrchu filtru;

- filtrační plocha;

- spotřebu mycí vody a doby promývání sraženiny.

Materiálová bilance se sestavuje pro stanovení hmotnosti sedimentu nebo filtrátu (čištěné odpadní vody):

a) zůstatek pro celý systém:

b) zbytek pevné fáze v nepřítomnosti v čištěné vodě (filtrát)

kde gc, Goc a - hmotnost separované odpadní vody (suspenze), sedimentu a filtrátu, kg; xs a xvosí - podíl pevných látek v odpadní vodě a sedimentech (% nebo hmotnostních); W je obsah vlhkosti sedimentu,% nebo frakce (hmotnostně).

Kombinované řešení rovnic materiálové bilance (3.31) a (3.32) určuje množství vlhkého sedimentu a filtrátu. Pokud je kapacita filtru nastavena podle průtoku za mokra, pak množství dodané odpadní vody pro filtraci je určeno z materiálové bilance.

Rychlost filtrace na jednotku plochy filtru m 3 / (m 2 ') může být vyjádřena ve formě obecného hydraulického zákona:

kde jsouf - diferenční tlak během filtrace, Pa; Jsemf = p (I + 7?fp) - celkový odpor během filtrace, který se rovná součtu odporu sraženiny Roc a filtrační oddíl (síťovina, tkanina, zrnitá vrstva) Ifp, m '1; p je viskozita filtrátu, Pa s.

Filtrační rovnice. Filtrace probíhá v laminárním režimu kvůli malé velikosti pórů ve vrstvě sedimentu a filtrační přepážce, stejně jako nízké rychlosti kapalné fáze v pórech. Rychlost filtrování je obecně vyjádřena v diferenciální formě.

kde V je objem filtrátu, m 3; S je plocha filtrace, m2; t je trvání filtrování, s.

Rychlost filtrace je přímo úměrná tlakovému rozdílu, ale nepřímo úměrná viskozitě kapalné fáze a celkové hydraulické odolnosti sedimentové vrstvy a filtrační přepážky:

kde A p je tlakový rozdíl Pa; p je viskozita kapalné fáze suspenze, Pa-s; Roc - odpor vrstvy sedimentu, m "1; / ff.n - odpor filtrační přepážky m '1;

Objem sedimentu lze vyjádřit v závislosti na výšce vrstvy sedimentu hoc, a také poměrem objemu sedimentu k objemu filtrátu x0:

kde tloušťka sedimentu bude:

Odolnost vrstvy kalu je:

kde r0- objemová rezistivita sedimentu, m '2.

Při zohlednění výrazu (3.35) má hlavní diferenciální filtrační rovnice (3.33) tvar:

Vzhledem k rovnováze (3.34) z rovnice (3.36) získáme podmínku = 0, čímž získáme:

Na začátku filtrování V = O, pokud ještě nebyla na filtrační přepážce vytvořena sedimentační vrstva, odpor filtračního přepážky se bude rovnat:

Rovnice filtrování při konstantním tlakovém rozdílu.

S parametry Ap = const a Keith, integrujeme rovnici (3.36):

Rozdělení obou stran rovnice (3.37) o pr0x0/ (26,) str0"O ^ o / (2S), získáme závislost trvání filtrace na objemu filtrátu:

Rovnice (3.38) platí pro stlačitelné i nestlačitelné sedimenty, protože u Ap = const hodnoty r0 a x0 také konstantní.

Když Ap = const, jak objem filtrátu stoupá a doba filtrace se zvyšuje, rychlost procesu se snižuje.

Rovnice filtrování při konstantní rychlosti procesu.

Pro filtrování konstantní rychlostí lze derivát dV / dx nahradit poměrem konečných hodnot V / t. Po této výměně je nalezeno řešení základní filtrační rovnice (3.36) vzhledem k Ap:

Vynásobení a dělení prvního termínu pravé strany rovnice (3.39) o m, s přihlédnutím k výrazu

Rovnice (3.40) ukazuje, že pro m>f = konstantní tlakový rozdíl se zvyšuje s rostoucí dobou filtrace. Tato rovnice platí pro nestlačitelné srážky.

Rovnice filtrování při konstantním tlaku a rychlosti.

Tento typ filtrace je možný v procesu promývání sraženiny, pokud je čistá kapalina filtrována přes vrstvu sedimentu s konstantní tloušťkou při konstantním tlakovém rozdílu. Po přijetí rovnice (3.36) rovnost xQV / S = hoc a nahrazení dV / dx konstantní hodnotou V / t s Ap = const získáme:

Rovnice (3.41) dává závislost objemu filtrátu na dobu filtrace čisté kapaliny, zejména promývací kapaliny.

Jelikož jsou jiné skutečnosti stejné, rychlost filtrování je větší a filtrační kapacita je vyšší, tím menší je objem získaného filtrátu nebo tloušťka sedimentové vrstvy na filtrovacím sítu úměrná tomuto objemu. Proto, aby se zlepšil výkon filtru, je třeba usilovat o co nejrychlejší odstranění usazenin z filtrační přepážky.

Pro maximální výkonnost filtrů pravidelného působení je vhodné opakovat pracovní cykly co nejčastěji a přivádět malé části závěsu do filtru. Časté opakování cyklů obsluhy filtrů pro hlavní operaceDOS, včetně filtrace samotného, ​​praní a čištění sraženiny, vyžaduje stejně časté opakování pomocných operacívsp nakládání suspenze a odstranění sedimentu. V každém případě je pro filtr t optimální doba cykluc, při níž má filtr nejvyšší výkon.

Vyjádřete podmíněnou průměrnou rychlost filtrování výkonu filtru a>f

jako výsledek dělení objemu filtrátu shromážděného na povrchu filtračního filmu časem cyklu tc = (tn + tInsp):

kde A = 2D /? / (p GoH0) - konstantní.

Maximální hodnota a>f odpovídá diferenciální rovnici a podmínce dw ^ / d? tDOS = 0

Proto čitatel tvsp - tn = 0 nebo tDOS = tvsp, to znamená, že nejvyšší výkon periodicky působícího filtru je dosažen se stejnou dobou trvání hlavních a pomocných operací.

Ekonomicky optimální doba filtračního cyklu se dosahuje poměrem tuh = (4.. 6) tvsp. Tento poměr platí pro Ap = const a Jaf.n = 0