19. Фильтрационная очистка воды.

Фильтрование - это способ удаления нерастворимых тонкодисперсных частиц при помощи фильтров, удаление частиц происходит достаточно маленьких размеров 0,5-100 мкм.

Различают 2 вида фильтрования по механизму задержания частиц:

-фильтрование через плёнку загрязнения

- без образования плёнки.

Процесс фильтрования состоит из 3ёх стадий:

1) перенос частиц на поверхность вещества, образующих слой.

2) прикрепление частиц к поверхности;

3) отрыв от поверхности.

Эффективность фильтрования зависит от поверхности удаляемых частиц. При гидрофобной поверхности (не взаимодействующая с водой) частицы хорошо прилипают к зёрнам загрузки. При гидрофильной – прилипание затруднено из-за наличия гидратной оболочки на поверхности зёрен.

Фильтр работает следующим образом: постепенно частицы заполняют объём пор и насыщают фильтрующий материал. По истечении некоторого времени устанавливается равновесие между количеством выделившихся из раствора взвешенных веществ и количеством веществ, переходящих в следующие по ходу потока слои фильтрующего материала. Когда насыщенность смещается к нижней границе фильтрующего материала, концентрация веществ в фильтре увеличивается.

Общая схема фильтровального устройства:

1- суспензия - неоднородная система, состоящая из

жидкости и из взвешенных в ней твёрдых частиц

2- осадок

3- фильтровальная перегородка

4- фильтрат (очищ. жидкость)

Р1 – давление над перегородкой;

Р2 – вакуум после перегородки.

В качестве фильтрующей перегородки используют сетчатые элементы, либо зернистый слой.

Фильтры с сетчатыми элементами: в качестве перегородки используются перфорируемые листы

и сетки из Me, тканевые перегородки, перегородки из асбеста.

Зернистые фильтры - это резервуары, имеющие в нижней части дренажные устройства для

отвода воды, на дренаж укладывается слой поддерживающего материала, затем - слой

фильтрующего материала (гравий, песок, уголь).

Фильтры могут быть одно- и многослойные. Сточную воду подают внутрь фильтра, где она

проходит через фильтрующий материал, дренаж и выходит из фильтра.

1- корпус

2-система удаления промывных вод

3- система подачи сточных вод

4- система подачи промышленных вод и отвод очищенной воды

5- пористый дренаж – пористые бетонные плиты

6- фильтрующий материал

«-»- большие размеры

- высокая стоимость

- сложность очистки от осадка

20. Центробежное осаждение и центробежное фильтрование

Осаждение происходит под действием центробежных сил.

Основные аппараты – центрифуги, гидроциклоны.

Гидроциклоны – аппараты для разделения многофазных систем с помощь центробежных сил.

Бывают:

-открытые (безнапорные); -закрытые (напорные)

1 – крпус;

2 - внутренний цилиндр;

3 – кольцевой латок;

4 - диафрагма

К закрытым относятся мультигидроциклоны диаметром 10-700 мм. Они используются для осветления воды, в схеме обработки осадков – для сгущения осадков. Основные размеры определяются по данным завода-изготовителя. Давление на входе – 0,15-0,6 МПа.

Открытые применяются для выделения всплывающих и оседающих грубодисперсных примесей (гидравлическая крупность > 0,2 мм/с), для выделения коагулированной взвеси.

Сточные воды тангенсально подаются в пространство, огороженное внутренним цилиндром 2, поток во спирали движется вверх, затем разделяется на 2 потока: 1ый (осветлённая вода) движется к центральному отверстию диафрагмы и попадет в отверстие 3, другой со взвешенными частицами направляются в пространство между стенками цилиндра и гидроциклона и поступает в коническую часть. (расчётом определяется удельная гидравлическая нагрузка)

«-»: быстрый износ, не высокая эффективность очистки.

Центрифуги: СВ помещают в перфорированный барабан, обтянутый фильтровальной тканью или сеткой. Барабан вращается с высокой скоростью, под действием сил инерции вода проходит сквозь ткань и удаляется, а на стенках барабана остаются примеси.

Используют для выделения мелкодисперсных частиц, когда необходимо получить осадок с наименьшей влажностью и когда требуется промывка осадков (выделение ценного вещества, которое нельзя разрушать).