Промывка скорых фильтров

Промывка осуществляется обратным током, очищенная вода подаётся со скоростью в 7-10 раз превышающей под напором через фильтрующую загрузку.

Количество промывной воды, приходящейся на 1 площади в единицу времени называется интенсивностью промывки.

Интенсивность промывки зависит:

1. типа загрузки

2. температуры воды

3. требуемого относительного расширения зёрен (создание «кипящего слоя»)

Интенсивность промывки составляет 12-18 л/с

Продолжительность промывки 6-10 мин.

На основании приведенных данных производят расчёт промывных устройств.

Поперечное сечение промывного желоба может быть треугольным или полукруглым

Расстояние между желобами 1,4-2,2 м

Дну желоба придаётся уклон 0,01 по ходу движения воды.

Вода на промывку фильтра подаётся специальными насосами из РЧВ или из канала профильтрованной воды.

Вода может быть подана самотёком из специального промывного бака или башни, расположенной на высоте, создающей необходимый напор и скорость движения воды при промывке.

Объём бака должен быть рассчитан на 2 промывки при работе 1 фильтра и на 3 промывки при работе двух фильтров.

При реагентном умягчении воды или предварительном окислении наряду с обычной промывкой целесообразно применять поверхностную промывку фильтра , которую можно производить с помощью неподвижных или вращающихся промывных труб.

Скорые напорные фильтры.

Напорные фильтры выполняются в виде закрытых цилиндрических резервуаров, рассчитанных на заданное внутреннее давления. Предельные потери давления в напорных фильтрах примерно 0,6-1,0 атм.

Через напорные фильтры вода пропускается под определённым напором, после прохождения фильтра остаётся ещё достаточный напор для подачи воды в напорный резервуар, башню или сеть потребителей.

Применение напорных фильтров на ОС позволяет исключить строительство НС-II.

Напорные фильтры чаще применяются в системах производственных трубопроводов, иногда без предварительной обработки коагулянтами (при ВВ мг/л), где не требуется высокая степень очистки.

Основные элементы и оборудование напорных фильтров те же, что и самотечных – дренаж, фильтрующие, поддерживающие слои, трубы и регулирующая арматура для подачи и отвода фильтруемой и промывной воды

Схема напорного скорого фильтра

1 – подача исходной воды

2 – отвод промывной воды

3 – отвод фильтрата

4 – люки

5 – распределительная дренажная система

6 – воздухораспределительная система

7 – распределительная воронка

8 – фильтрующая загрузка

Подача осветлённой воды и отвод промывной осуществляется через центрально расположенную воронку или кольцевой перфорированный трубопровод.

Фильтр не имеет поддерживающих слоёв, фильтрующий материал располагается на колпачковом или щелевом дренаже. Предусматривается воздушная промывка фильтра. Загрузка фильтра производится через верхний лаз. Для гидравлической разгрузки фильтра предусмотрен специальный разгрузочный штуцер.

Серийно выпускают напорные вертикальные фильтры восьми типоразмеров (табл. 7.13 стр. 501 Сомов).

Высота слоя загрузки Н_{загрузки}=1,2 м; D=1,0-3,4 м.

При высокой производительности станции необходимо большое число фильтров что приводит к удорожанию процесса.

Число фильтров может быть сокращено примерно в 4 раза при установке горизонтальных напорных фильтров или вертикальных двух или трёхкамерных фильтров.

Вертикальные напорные фильтры применяются на ОС с производительностью меньше или равной 5000 , расчетная скорость фильтрования при нормальных условиях при форсированном режиме 10 , при нормальных условиях (без предварительного отстаивания) , при форсированном режиме - 5 .

Промывка осуществляется восходящим потоком с интенсивностью фильтрования I=10-15 в зависимости от типа загрузки.

Сжатый воздух подается с интенсивностью J=20 , время взрыхления загрузки мин.

Схема осветлителя горизонтального однокамерного.

1 – подвод обрабатываемой воды

2 – выход отфильтрованной воды

3 – подвод промывной воды

4 – спуск промывной воды

5 – подвод сжатого воздуха

6 – спуск первого фильтрата

7 – гидровыгрузка фильтрующего материала

Сверхскоростные напорные фильтры конструкцииНикифорова

Фильтр работает при постоянном напоре с переменной скоростью фильтрования, уменьшающейся при загрязнении фильтра.

Фильтр представляет собой цилиндрический корпус с цилиндрической камерой внутри. Пространство между цилиндрами разделено вертикальными перегородками на 8 отсеков с песчано-гравийной загрузкой. В работе находятся 7 отсеков, один на промывке.

Продолжительность фильтроцикла в одном отсеке 1-2 ч.

Фильтруемая вода поступает сверху по трубе в распределительный колпак а из него через щели в отсеки-фильтры. Пройдя через фильтр, вода собирается по центральному цилиндру и отводится по напорной трубе.

Переключение фильтров автоматическое.

Q=150 .

Контактные осветлители.

Сооружения комбинированного типа, где совмещаются процессы хлопьеобразования, отстаивания и фильтрования.

В контактном осветлителе при фильтровании воды через слой зернистой загрузки аппарата агломерация примесей происходит зернах загрузки , частицы адсорбируются на поверхности зерен образуя гелеобразные сетчатые структуры. Этот процесс называется контактной коагуляцией.

В случае контактной коагуляции процесс идет с большей полнотой и во много раз быстрее, доза коагулянта ниже по сравнению с коагуляцией в свободном объеме.

Важное значение имеют быстрота и равномерность распределения коагулянта в обрабатываемой воде.

В условиях обработки маломутных цветных вод использование КО заменяет обычную двухступенчатую очистку, М= 120 мг/л; Ц=120˚

На водоочистных комплексах с КО необходимо предусматривать барабанные сита или микрофильтры и вертикальный смеситель для смешения реагентов с водой и воздухоотделения . Микрофильтры и барабанные сита располагают обычно над смесителем или входной камерой.

Схема контактного осветлителя КО-1

1. подача исходной воды

2, 8 – нижнее и верхнее отделения центрального канала

3- перфорированная распределительная система с защитными козырьками

4- фильтрующая загрузка

5- водосборные желоба

6- отвод промывной воды

7- отвод фильтрата

9- воздушник

В контактном осветлителе фильтрование воды происходит снизу вверх, в направлении убывающей крупности зерен через слой загрузки. (Н≈3м), в качестве загрузки в КО используют гравий и песок, песок не должен содержать фракции крупнее 2мм и мельче 0,7мм; .

Гравийные слои располагают под песчаной загрузкой на дне контактного осветлителя; Н= 0,6-0,8м.

Рекомендуемая крупность и толщина слоев загрузки приведены в таблице 7.14 ( стр 509 Сомов).

Расчетная скорость фильтрования .

Важным конструктивным элементом КО является распределительная система из дырчатых труб, которая расположена на дне, в слое мелкого гравия (d=2÷10мм).

Эта система служит и для подачи промывной воды, интенсивность промывки

, время = 7-8мин.

Осветленная и промывная вода отводится с помощью желобов 5

Осветлителем КО-1 с безгравийной загрузкой следует применять для очистки воды с умеренной цветностью и мутностью при небольшом содержании планктона.

Схема контактного осветлителя КО-3

1, 11- подача исходной и промывной воды

2- подача воздуха при промывке

3- отвод фильтрата

4- отвод промывной воды

5- фильтрующая загрузка

6,7- воздухо- и водораспределительная система

8- струенаправляющий выступ

9- пескоулавливающий желоб

10- боковой карман

В контактном осветлителе КО-3 предусматривают 2 распределительные системы одна- для подачи воды, другая- воздуха.

Отверстия в распределительной системе для воды должны быть расположены в шахматном порядке в нижней части и направлены вниз, диаметр равен 10-12мм; расстояние между ними 150-200мм.

Распределительная система проектируется в соответствии с требованиями СНиП, должна быть удобна для прочистки, т.к. в КО подается загрязненная вода.

Воздухораспределительная система состоит из дырчатых полиэтиленовых труб располагаемых у дна сооружения точно посередине между распр. трубами для воды.

В КО-3 применяют систему горизонтального отвода промывной воды, элементами которой является пескоулавливающий желоб струенаправляющий выступ.

Водовоздушную промывку осуществляют следующим образом:

Взрыхление загрузки воздухом в течение 1-2 мин; совместная воздушная промывка при подаче воздуха и воды 3-3,5

в течение 6-7мин, дополнительная промывка водой I= 6-7 , время промывки 5-7мин.

Продолжительность сброса первого фильтрата при промывке очищенной воды 5-10мин; неочищенной (ВВ не более 10мг/л) 10-15мин.

В КО слой очищенной воды находится над загрузкой, поэтому во избежание вторичного загрязнения зеркало обработанной воды должно быть изолировано от помещения обслуживания осветлителей.

Равномерность распределения промывной воды достигается созданием высоких сопротивлений движению воды через проходные отверстия.

Наиболее распространены трубчатые распределительные системы –чугунные, стальные, полимерные трубы с отверстиями диаметром 10-12 мм, укладываемые параллельно друг другу на расстоянии 0,25÷0,3м в нижних слоях гравия, присоединяются к коллектору.

1 – дренажная система; 2 – коллектор; 3 – опорожнение фильтра

Отверстия в трубах располагаются в шахматном порядке вертикально или под углом в 45˚ к вертикали.

Разработаны новые конструкции распределительных устройств: щелевые, колпачковые, пористые, сборные железобетонные, которые позволяют отказаться от поддерживающего слоя.

Щелевое распределительное устройство – система труб с щелями или ложное щелевое дно, ширина щелей на 0,1мм.

Распределительные устройства изготавливают из труб нержавеющей стали или полиэтилена.

Щели располагают в шахматном порядке

Колпачковое распределительное устройство – система колпачков монтируемых на дренажном дне фильтра или распределительных трубах.

Расчёт КО Кожинов стр. 174

Медленные фильтры

Работа медленных фильтров основана на принципе пленочного фильтрования.

На поверхности фильтрующего слоя образуется плёнка из задержанных примесей, проницаемая, для воды и непроницаемая для ВВ.

В образовавшейся плёнке интенсивно развиваются различные микроорганизмы, которые задерживают 99,9% находящихся в воде загрязнений и кроме того взвешенные и коллоидные частицы.

Схема медленного фильтра конструкции Айрапетова

1 – фильтр,2 – шандоры, 3 – РЧВ, 4 – гравий, 5 – песок, 6 – воздуховод.

7 – плотина

Фильтр состоит из двух отделений расположенных параллельно каналу. Водоподъёмная плотина регулирует подачу воды на фильтры. При работе фильтра входные шандоры открыты, выходные – закрыты.

Для смыва загрязнений выходные шандоры открывают и подают воду, задвижки на РЧВ закрывают.

Медленный фильтр – это открытый резервуар, на дне которого находится дренаж над которым располагается поддерживающий слой Н=350 мм из гравия, гальки, щебня d=2-40 мм, далее располагается фильтрующий слой H=850 мм хорошо промытого песка d=0,3-2 мм.

Слой воды над фильтрующей загрузкой 1,2-1,5 м.

По способу регенерации фильтрующей загрузки различают 2 конструкции:

1. удаление загрязненного слоя и отмывка его вне фильтра

2. отмывка загрязненного слоя внутри фильтра при механическом разрыхлении и смыве загрязнений

При работе медленного фильтра достигается полное осветление воды, снижение цветности на 20-30%, окисляемости на 20-40%, полное удаление NH₃, HNO₃, O₂, использование реагентов не требуется.

Скорость очисти 1 воды в 3-5 раз меньше чем в скорых фильтрах.

Недостатки:

1. Высокая строительная стоимость фильтров

2. Нельзя обрабатывать высокоцветные воды (Ц )

3. Трудоёмкость очистки фильтрующей площади

4. Большие площади фильтрования

Скорость фильтрования при ВВ мг/л

при ВВ мг/л

Фильтроцикл при очистке со снятием фильтрующего слоя складывается:

Фильтрование (30-50 сут.) + очистка (2 сут.) + созревание (1-2сут.)=32 54 сут.

При гидравлическом смыве и большей мутности фильтроцикл может быть ниже в десятки раз.

Площадь медленного фильтра с длительным фильтроциклом определяется производительностью Q и линейной скоростью фильтрования ;

м/с

Число фильтров

При форсированном режиме м/ч

Производительность ОС 1000 при работе МФ со снятием верхнего слоя, при концентрации ВВ .

При гидравлическом смыве на МФ можно осветлять воду с концентрацией ВВ

Намывные фильтры

Намывные фильтры представляют собой открытые напорные или вакуумные резервуары, внутри которых находятся фильтрующие элементы с размером ячеек 100-150 мкм. На поверхность этих элементов наносится специальные порошки (диатомит, целлюлоза, бентонит и т.д.) с размером частиц 50-70 мкм.

Процесс фильтрования является чисто механическим, при этом в фильтрующем слое задерживаются частички, размеры которых превышают размеры намытого слоя.

В этом случае при фильтровании

1. Снижается содержание органических веществ

2. Извлекается Fe; Mn, масла, нефтепродукты, бактерии

Намывные фильтры целесообразно использовать при Ц ; M мг/л

Схема установки с намывным фильтром

1 – насос для подачи исходной воды; 2 – сброс использованного порошка;

3 – подача воды в фильтр; 4 – фильтрующие элементы; 5 – корпус фильтра;

6 – отвод воды из фильтра; 7 – подача промывной воды; 8 – смотровой люк

9 – мешалка; 10 – бак для приготовления суспензии; 11 – бак для зарядки фильтра; 12 – насос для зарядки фильтра; 13 – насос для дозирования суспензии в процессе фильтроцикла.

За счёт в корпусе фильтра и внутри фильтрующего элемента на поверхности последнего удерживается равномерный слой порошка. После зарядки фильтра в воду периодически или непрерывно добавляют 3-1 мг/л фильтрующего порошка что позволяет увеличить фильтроцикл.

Промывают намывные фильтры осветлённой водопроводной водой в течение мин обратным током.

Расход воды на промывку 0,5-0,7 % от исходного её количества.

Самопромывающиеся фильтры с гидравлической системой управления процессом промывки.

Фильтрующий слой СПФ может подаваться периодически или непрерывно.

Самопромывающийся фильтр с плавающим клапаном

1 – воздухоотдеситель

2 – трубопровод подачи воздуха

3 – трубопровод отвода фильтрата

4 – сборный трубопровод

5 – напорный фильтр

6 – регулятор

7 – гидрозатвор

8 – труба подачи воды

9 – трубопровод

10 – сифон

11 – промывной бак

Осветляемая вода, пройдя распределитель и воздухоотделитель 1 поступает по трубопроводу 9 через гидрозатвор 7 и трубу 8 в напорный фильтр 5. Фильтрат по трубопроводу 3 поступает в промывной бак 11 после наполнения которого вода через сборный трубопровод 4 направляется в РЧВ. Одновременно постепенно наполняется сифон 10 свободный конец которого снабжён регулятором 6 интенсивности промывки.

При достижении определенной потери напора сифон саморазряжается и начинается промывка фильтра.

Прекращается промывка после опорожнения бака 11 и разрыва струи в регуляторе 6 в результате поступления воздуха из 2

Вода подаётся на промывку насосом или самотёком из бака, объём бака рассчитывается на число промывок + 1, в течение 5-8 мин, расход воды промывной фильтрованной.

Основная задача промывки фильтров – полная отмывка зёрен загрузки от загрязнений при оптимальной интенсивности подачи воды и относительном расширении загрузки ( недостаточная промывка)

Возможно применение водовоздушной промывки (песок)

Воздух ; мин

Воздух + вода; ; ; мин

Вода ; мин

Для керамзита, антрацита – только вода.