Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Водоснабжение

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ОБРАБОТКА ВОДЫ ФИЛЬТРОВАНИЕМ

КЛАССИФИКАЦИЯ ФИЛЬТРОВ. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРОВАНИЯ ВОДЫ ЧЕРЕЗ ЗЕРНИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Фильтрование — один из способов осветления воды, позволяющий выделить из нее не только диспергированные, но и коллоидные примеси, которые задерживаются на поверхности или в межпо- ровом пространстве фильтрующего материала. Этот процесс сопровождается значительными затратами энергии, что определяет место фильтровальных сооружений в технологической схеме. В большинстве случаев фильтрование — заключительный этап при осветлении и обесцвечивании питьевой воды.

По виду фильтрующей основы фильтры делятся на тканевые или сетчатые (микрофильтры, барабанные сита, акустические фильтры и т.п.); каркасные или намывные; зернистые (песчаные, керамзитовые и т.п.). В технологиях улучшения качества воды распространены фильтры с зернистой загрузкой, которые классифицируют по следующим основным признакам:

  • • скорости фильтрования: медленные (0,1-0,3 м/ч), скорые (5—12 м/ч) и сверхскоростные (25—100 м/ч);
  • • давлению, под которым они работают: безнапорные (открытые) и напорные;
  • • направлению фильтрующего потока: однопоточные (обычные скорые и медленные фильтры), двухпоточные (фильтры АКХ и двухслойные двухпоточные фильтры ДДФ) и многопоточные;
  • • числу фильтрующих слоев: одно-, двух-, трех- и многослойные;
  • • крупности зерен фильтрующего материала: мелко- (менее 0,4 мм), средне- (0,4—0,6 мм) и крупнозернистые (более 0,8 мм);
  • • виду загрузки: тяжелые зернистые, плотность зерен которых больше плотности воды (кварцевый песок, антрацит, дробленый уголь, керамзит, горелые породы, вулканические шлаки, мраморная крошка и др.) и плавающие, способные пребывать в воде в плавающем состоянии (гранулированный пенополистирол, пенополиуретан, фторопласт и др.).

Теоретические основы очистки воды фильтрованием через зернистые материалы рассматривались многими исследователями. Наибольшее признание получила теория Д.М. Минца. Она экспериментально подтверждена и доведена до практического использования.

При движении воды, содержащей тонкодисперсные и коллоидные вещества, через зернистую загрузку фильтров последние задерживаются этой загрузкой. В начале процесса на механизм закрепления тонкодисперсных и коллоидных частиц на поверхности зерен большую роль играет знак и величина потенциала поверхности частиц и загрузки, кинетическая и агрегативная устойчивость коллоидов. Грубодисперсные частицы удаляются за счет механического задержания, осаждения и инерции. В толще загрузки накапливаются загрязнения и уменьшается объем пор, увеличивается гидравлическое сопротивление загрузки, растут потери напора в ней. Извлечение примесей из воды и их закрепление на зернах фильтрующей загрузки происходят под действием сил адгезии. Под влиянием гидродинамических сил потока по мере накопления в порах загрузки осадка, их сужения и изменения поперечного сечения структура задержанных примесей разрушается, они частично срываются в виде мелких хлопьев и переносятся в последующие слои загрузки, происходит процесс суффозии, т.е. присутствуют два противоположных процесса: адгезия и суффозия.

Осветление воды в каждом элементарном слое загрузки происходит до тех пор, пока интенсивность прилипания частиц превышает интенсивность их отрыва. По мере накопления осадка интенсивность отрыва увеличивается. При проскоке взвешенных веществ в фильтрат выше допустимых значений фильтр отключается на промывку. Время работы фильтра до этого момента называется временем защитного действия Т. Фильтр также может отключаться на промывку через определенный период Тн при достижении предельных потерь напора. Таким образом, промежутки работы фильтров между промывками (фильтроциклы) зависят от времени достижения предельных потерь напора Тн и продолжительности защитного действия загрузки Ту Критерием оптимальности процесса служит соотношение между Тн и Т. В технико-экономическом отношении оптимальным является режим, при котором Тн = Т . Но для обеспечения определенных санитарных качеств фильтрата Тз может быть несколько выше Тн. Путем изменения толщины фильтрующего слоя, параметров зерен загрузки, скорости фильтрации, воздействием на адгезионные свойства фильтруемой взвеси можно влиять на величины Гн и Т3.

Способность флокулянтов увеличивать плотность и прочность хлопьев гидроксидов позволяет использовать их для оптимизации режима фильтрования. Практически это возможно при введении определенной дозы флокулянта перед фильтрованием.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>