Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Строительство arrow Водоснабжение

СКОРЫЕ ФИЛЬТРЫ

При прохождении воды через слой зернистого материала в зависимости от заряда и соотношения размеров примесей воды и зерен фильтрующей загрузки могут наблюдаться следующие виды фильтрования: 1) задержание примесей на поверхности фильтрующего слоя (пленочное фильтрование); 2) задержание примесей в порах фильтрующего слоя (объемное фильтрование); 3) одновременное образование примесями пленки и их отложение в порах загрузки.

В большинстве случаев на современных фильтрах пленка не образуется и примеси вместе с водой проникают в толщу фильтрующего слоя, при этом глубина проникания загрязнений в толщу загрузки тем больше, чем больше скорость фильтрования, крупнее зерна фильтрующего слоя и чем меньше размеры частиц загрязнений, извлекаемых из воды. В основе объемного фильтрования лежит предварительное коагулирование примесей воды с целью уменьшения или ликвидации их заряда, так как при обычных значениях pH исходной воды поверхность зерен фильтрующего материала и частицы примесей воды несут отрицательный заряд и взвесь в порах фильтрующего слоя задерживается плохо. После обработки коагулянтом агрегативная устойчивость примесей падает и способность к взаимному слипанию и прилипанию к зернам загрузки возрастает. Задержание загрязнений происходит в толще фильтрующей загрузки.

На пленочном фильтровании основана работа медленных фильтров. В этом случае предварительное коагулирование не делается. Это процесс чисто механического извлечения из воды диспергированных примесей.

Вода, поступающая на скорые фильтры после отстойников, осветлителей со слоем взвешенного осадка или флотаторов, не должна содержать взвешенных веществ более 10—25 мг/л, а после фильтрования мутность воды, предназначенной для хозяйственно-питьевых целей, не должна превышать 1,5 мг/л.

Скорые фильтры с площадью более 30 м2 устраивают с центральным каналом, а при меньшей площади — с боковым карманом (рис. 30.1). Коагулированная и прошедшая предочистку вода подается в боковой карман, а из него — в камеру фильтра. Высота слоя воды над поверхностью загрузки должна быть не менее 2 м. В процессе фильтрования вода проходит фильтрующий и поддерживающий слои, затем поступает в распределительную систему и далее — в резервуар чистой воды.

Промывка фильтрующей загрузки делается в обратном направлении. Промывная вода поступает в распределительную систему и далее — в фильтрующей слой, который она проходит снизу вверх, расширяя (взвешивая) его, оттирая загрязнения от загрузки. Дойдя до верхней кромки желобов, промывная вода вместе с вымытыми ею из фильтрующего материала загрязнениями переливается в желоба, а из них в боковой карман и отводится на сооружения оборота промывной воды или в водосток. Желоба располагают на такой высоте, чтобы в них попадали только вымытые из загрузки загрязнения, но не загрузка.

Расчетную скорость фильтрования v (6—10 м/ч) и толщину слоя фильтрующей загрузки h (0,7—2,0 м) в соответствии со СНиПом следует принимать в зависимости от крупности зерен загрузки.

Фильтрующий слой выполняют из отсортированного материала, чаще всего речного кварцевого песка крупностью от 0,5 до 2,0 мм. Максимальная потеря напора в загрузке допускается 2,5—3 м. В качестве фильтрующей загрузки могут быть применены и другие материалы, удовлетворяющие санитарным требованиям и обладающие достаточной химической стойкостью и механической прочностью (дробленый антрацит, керамзит, керамическая крошка, дробленный мрамор, полимеры и др.).

Поддерживающий слой (0,45—0,5 м), на котором лежит фильтрующий слой, укладывают для того, чтобы мелкий фильтрующий материал не вымывался из фильтрующего слоя и не уносился вместе с фильтруемой водой через отверстия распределительной системы. Поддерживающий слой, в свою очередь, состоит из слоев гравия или щебня разной крупности от 2—5 до 20—40 мм, увеличивающейся сверху вниз. Толщина каждого слоя также увеличивается сверху вниз. Недостатком поддерживающих слоев является возможность их смещения при промывке, что нарушает работу фильтра.

Распределительная или дренажная система является важным элементом фильтра. Она должна собирать и отводить профильтрованную воду без выноса зерен фильтрующего материала, а при промывке — равномерно распределять промывную воду по площади фильтра. Для скорых фильтров применяют распределительные системы большого сопротивления. Равномерность распределения промывной воды по площади в таких системах достигается вследствие большого сопротивления движению воды через проходные отверстия.

Наиболее распространены трубчатые распределительные системы — чугунные, полимерные или стальные трубы с отверстиями 10-12 мм, укладываемые параллельно на расстоянии 0,25—0,35 м друг от друга в нижних слоях гравия и присоединяемые к коллектору — трубе большого диаметра (рис. 30.1). Дренажные трубы могут подсоединяться и к каналу (шириной 0,7—0,9 м), устраиваемому с одной из сторон фильтра. Отверстия в трубах располагаются вертикально или в шахматном порядке снизу под углом 45° к вертикали. Общая площадь отверстий должна составлять 0,25—0,3% площади фильтра.

В последние годы разработано много новых конструкций распределительных устройств. Из них наибольшее распространение получили щелевые, колпачковые системы, системы с применением по-

Скорый открытый фильтр

Рис. 30.1. Скорый открытый фильтр:

1,8 — подача исходной и отвод фильтрованной воды; 2 — боковой карман; 3 — желоба; 4 — воздушник; 5,6 — слой фильтрующий (песок, керамзит) и поддерживающий (гравий, щебень) загрузки; 7 — распределительная дренажная система; 9,10 — подача и отвод промывной воды; 7 7 — опорожнение фильтра

ристых керамических или бетонных плит. Большим достоинством этих конструкций является то, что они дают возможность отказаться от поддерживающих слоев, благодаря чему уменьшается высота и, следовательно, стоимость фильтра; кроме того, устраняется опасность неравномерного распределения воды из-за смещения поддерживающих слоев при промывке.

Щелевое распределительное устройство представляет собой систему труб со щелями или ложное щелевое дно. Ширина щелей должна быть на 0,1 мм меньше размера самой мелкой фракции загрузки. Для трубчатого щелевого дренажа следует применять трубы из нержавеющей стали либо полиэтилена. Щели располагаются равномерно поперек оси трубы по периметру не менее чем в два ряда на расстоянии не менее 20 мм друг от друга. Общая площадь щелей составляет 1,5—2% площади фильтра.

Колпачковая распределительная система монтируется в дренажном (ложном) дне или на распределительных трубах из расчета 35— 50 колпачков на 1 м2 площади фильтра. Выпускают колпачки щелевые пластмассовые (ВТИ-К) и фарфоровые (ВТИ) или пористые.

Скорость движения воды или водовоздушной смеси в щелях колпачков принимают не менее 1,5 м/с. Общая площадь проходных отверстий всех колпачков должна составлять 0,8—1,0% рабочей площади фильтра.

Распределительная система из пористых сборных керамических, полимербетонных или бетонных плит, устраиваемая в виде промежуточного днища, не требует поддерживающего слоя. Керамические плиты выпускаются размером 40x40x5 или 25x50x5 см. Размеры пор в плитах в два с лишним раза превышают размеры пустот в фильтрующем слое при среднем диаметре зерен песка 0,75 мм. Поэтому загрязнения, прошедшие через фильтрующий слой, проходят и через пористый дренаж, практически не загрязняя его. Плиты изготовляют из пористого бетона и полимербетона сборными, реже монолитными. Замену плит производят через 7—8 лет.

Промывка фильтров — вспомогательный процесс, но если промывка неудовлетворительная, то это в дальнейшем сокращает филь- троцикл. Фильтры отключаются на промывку по ухудшению качества фильтрата или при достижении предельной потери напора. Промывка производится обратным током воды или воды с воздухом. При промывке зерна фильтрующей загрузки переходят во взвешенное состояние и слой загрузки расширяется. Расширение прямо пропорционально скорости восходящего движения воды (интенсивности промывки). При достижении предельного для данной скорости восходящего потока расширения устанавливается динамическое равновесие, хотя зерна загрузки пребывают в непрерывном хаотическом движении, что способствует их отмывке от задержанных загрязнений.

Продолжительность 5—7 мин и интенсивность промывки со = = 12—15 л/(с м2) принимают в соответствии со СНиПом в зависимости от вида загрузки и крупности ее зерен. Исходя из принятой интенсивности промывки, производят расчет промывных устройств (желобов, распределительной системы, трубопроводов обвязки фильтра). Поперечное сечение желоба может быть с треугольным или полукруглым основанием. Расстояние между желобами (по осям) принимаются в пределах 1,4—2,2 м. Дну желоба придают уклон 0,01 по ходу движения воды. Сборные желоба могут быть железобетонные, металлические или из стеклопластика.

Вода на промывку подается специальным промывным насосом из резервуара чистой воды или из канала профильтрованной воды. Вода может подаваться и самотеком из установленного на требуемой высоте промывного бака или промывной башни. Объем бака должен быть рассчитан на две промывки (при промывке одного фильтра) или на три промывки (при одновременной промывке двух фильтров). Для удаления воздуха, который может попадать с промывной водой в распределительную систему фильтра, в повышенных ее местах предусматривается установка стояков-воздушников с автоматическим устройством для выпуска воздуха. Скорость движения воды в трубопроводах, подающих и отводящих воду, 1,5—2 м/с.

При загрузке фильтров кварцевым песком с эквивалентным диаметром d3KB > 1 в целях повышения эффекта отмывки, снижения расхода промывной воды, уменьшения размеров водоотводящих устройств (желобов, каналов, трубопроводов) применяют водовоздушную промывку. Режим ее следующий: продувка воздухом с интенсивностью совозд = 15—20 л/(с-м2) в течение 1—2 мин; затем совместная водовоздушная промывка с совозд = 15—20 л/(с-м2) и ©воды = 3—4 л/(с-м2) в течение 4—5 мин; далее отмывка водой с (0вОды = 6—8 л/(с-м2) в течение 4—5 мин. Вода и воздух подаются по раздельным трубчатым распределительным системам. При использовании дробленого антрацита и керамзита водовоздушная промывка не допускается.

При реагентном умягчении воды или реагентном обезжелезива- нии наряду с обычной промывкой целесообразно применять поверхностную промывку с целью отмывки загрязнений в верхнем слое загрузки. Ее можно производить с помощью дырчатых неподвижных или вращающихся промывных труб, через которые под напором 0,3-0,4 МПа подается вода. Скорость в подводящих трубах 2,5—3 м/с, скорость выхода воды из отверстий 8—10 м/с, интенсивность промывки со = 3—4 л/(с-м2).

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы