Kapitola 1. Základy čistenia odpadových vôd

V procese čistenia odpadových vôd sa musí zaobchádzať s veľkým množstvom vody, preto používajte filtre so sieťovými prvkami (mikrofiltry a bubnové siete) a filtre s filtračnou zrnitou vrstvou, pre ktorú práca nevyžaduje vysoké tlaky.

Mechanizmy na extrakciu častíc z vody na filtroch s granulovanou vrstvou:

filtrovanie mechanickou extrakciou častíc;

Vo všeobecnosti tieto mechanizmy môžu pôsobiť spoločne a proces filtrovania môže pozostávať z troch etáp: prenos častíc na povrch látky tvoriacej vrstvu; pripevnenie k povrchu; odpojenie od povrchu.

Vzhľadom na povahu retencie suspendovaných častíc sa rozlišujú dva typy filtrácie: filtrácia filmu (sedimentu) nečistôt vytvorených na povrchu ložných zŕn; filtrovanie bez tvorby filmu so znečistením.

V prvom prípade sú zadržané častice, ktorých veľkosť je väčšia ako póry materiálu, potom sa vytvorí vrstva nečistôt, ktorá je tiež filtračným materiálom. Tento proces je typický pre pomalé filtre pracujúce pri nízkych rýchlostiach.

V druhom prípade sa filtrácia uskutočňuje v hrúbke vsádzacej vrstvy, kde sú častice zachytené na zrnách filtračného materiálu adhéznymi silami. Takýto proces je charakteristický pre vysokorýchlostné filtre. Veľkosť adhéznych síl závisí od veľkosti a tvaru zŕn, drsnosti povrchu a chemického zloženia, od prietokovej rýchlosti a teploty kvapaliny od vlastností nečistôt.

Častice prilepené na povrch náplne sú neustále ovplyvňované pohyblivým prúdom, ktorý ich oddeľuje od povrchu filtračného materiálu. Ak počet častíc, ktoré vstupujú do časovej jednotky na povrchu filtračnej vrstvy a je rovnaký, povrch sa stáva nasýteným a prestane voda odľahčovať.

Dôležitými charakteristikami pórovitého média sú pórovitosť a špecifický povrch.

Pórovitosť závisí od štruktúry pórovitého média a je spojená s veľkosťou nosných zŕn (prvkov) as ich tvarom a balením. Ak označujeme pórovitosť ako zlomok voľného objemu medzi telesami celkového objemu zaťaženia pomocou ε, a podiel objemu obsadeného telom pomocou ν, potom ε = 1 - ν. Pri e = 0 sa porézne médium zmení na pevnú látku a na ε = 1 sa stane maximálnym poréznym telom, keď sú rozmery stien pevnej látky zanedbateľné. Pri voľnom naplnení sférických častíc je podiel voľného objemu ε = 0,4.

Špecifickým povrchom poréznej vrstvy je nielen pórovitosť, ale aj pórovitosť jednotlivých zŕn vrstvy a tiež závisí od tvaru zŕn. Faktor tvaru výrazne ovplyvňuje kapacitu poréznej vrstvy filtra a koeficient hydraulickej odolnosti.

Špecifický povrch poréznej vrstvy a predstavuje povrch zŕn filtračného materiálu umiestnený v jednotkovom objeme obsadenom vrstvou, m2 / m3. Vzťah medzi špecifickým povrchom a inými charakteristikami vrstvy sa vykonáva s použitím pomeru

kde F je faktor (koeficient) formy nakladacieho prvku, určený vzťahom F = Sw/ Shod (Sw - povrch lopty má rovnaký objem ako tento nakladací prvok s povrchom Shod); de - ekvivalentný priemer zŕn vrstvy, t.j. priemer ekvivalentnej gule s rovnakým objemom ako nakladací prvok, m

Faktor tvaru pre zaoblené zrná leží v rozmedzí medzi Φ = 1 (pre bežné guľky) a Φ = 0,806 (pre bežné kocky). Pre valcovité častice sa tvarový faktor mení v závislosti od pomeru výšky valca hu k jeho priemeru. Napríklad F = 0,69 s hu/ du = 5; F = 0,32 pri hu/ du = 0,05.

Na základe vnútorného problému hydrodynamiky, ktorý zvažuje pohyb vo vnútri kanálov tvorených dutinami medzi prvkami vrstvy, je navrhnutý výraz, ktorý vyzerá ako rovnica pre stanovenie tlakovej straty v dôsledku trenia v potrubiach:

kde λ je celkový koeficient odporu odrážajúci vplyv trecieho odporu a lokálnych odporov, ktoré sa vyskytujú, keď sa kvapalina (plyn) pohybuje cez kanály vrstvy a preteká okolo jednotlivých prvkov vrstvy; H - výška vrstvy, m; ρ0 - hustota kvapaliny alebo plynu; - fiktívna (znížená) rýchlosť kvapaliny alebo plynu, vypočítaná ako pomer objemového prietoku pohybujúceho sa média k celkovej prierezovej ploche vrstvy, m / s; ε je pórovitosť vrstvy.

Hodnota λ nájde rovnica

Reynoldsovo kritérium je určené vzorcom

kde μ0 - dynamická viskozita kvapaliny alebo plynu.

Ak hodnota a nie je známa, môžeme použiť výraz odvodený z vonkajšieho problému hydrodynamiky v toku okolo jednotlivých prvkov vrstvy:

kde dhod - priemer prvkov nakladania správneho tvaru guľôčky; pre nepravidelne tvarované prvky dhod = de

Reynoldsovo kritérium v ​​tomto prípade sa vypočíta podľa vzorca

Filtračná kinetika a materiálová rovnováha sú opísané v rovniciach:

Pri riešení týchto rovníc získame všeobecnú rovnicu procesu:

kde c je koncentrácia suspendovaných látok v odpadovej vode; x - dĺžka úseku kanálu, na ktorom sa uvoľňuje nečistoty; a a b sú rýchlostné konštanty oddeľovania a lepenia častíc; q - koncentrácia sedimentu; νF - rýchlosť filtrovania.

Doba trvania filtra pred prienikom je čas ochranného účinku. Trvanie filtra pred prienikom častíc do filtrátu sa stanoví podľa vzorca

kde l je hrúbka filtračnej vrstvy; dhod - veľkosť častíc filtračnej vrstvy; k a s0 - konštanty v závislosti od koncentrácie suspendovaných látok v zdroji a vyčerenej odpadovej vody.

Suspenzované tuhé látky znižujú pórovitosť, keď prechádzajú vrstvou materiálu a menia povrch. Odolnosť filtračnej vrstvy sa zvyšuje pri prechode odpadovej vody.

Ako organizovať filtráciu komunálnych odpadových vôd

Filtrácia je proces čistenia domácností metódou ich prechodu cez špeciálne triediče (filtre). Filter odpadovej vody je stacionárne alebo prenosné zariadenie, ktoré zachytáva malé a veľké nečistoty obsiahnuté vo vode. Aké filtre sa používajú na čistenie domácich odpadových vôd a na to, ako samostatne vybaviť systém filtrácie na vlastnom pozemku, čítajte ďalej.

Inštalácia na čistenie odpadových vôd filtráciou

Odrody filtrov na čistenie a ich vlastnosti

Pre domácu úpravu odpadových vôd sa používajú tieto typy filtrov:

  1. mechanický. Do tejto skupiny patria: sitá, pieskovcové lapače, mazacie pasty, to znamená hrubé filtre. Každé zariadenie si uchováva určité častice obsiahnuté v kanalizácii.

Filter na čistenie odpadových vôd z piesku a zeminy

  1. biologický. Filtrácia odpadovej vody sa vykonáva pomocou rôznych mikroorganizmov, pre ktoré je kontaminácia obsiahnutá vo výtoku jedla. Hlavné filtre biologického čistenia sú:
    • biofilter - špeciálna inštalácia obsahujúca okrem mikroorganizmov filtračné materiály (troska, štrk, expandovaná hlina atď.);

Biologický systém čistenia odpadových vôd

    • aero. Charakteristickým znakom tohto zariadenia z predchádzajúceho typu je nútený prívod vzduchu do filtračného materiálu, čo výrazne znižuje trvanie čistenia;

Inštalácia pre rýchle biologické spracovanie

  1. fyzikálne a chemické. Do tejto skupiny patria procesy ako adsorpcia (absorpcia rôznych častíc pevnými prvkami), koagulácia (väzba malých častíc na väčšie usadeniny), tepelné spracovanie atď. Tieto metódy sa nepoužívajú na úpravu domácich odpadových vôd, pretože sú charakterizované vysokými nákladmi a potrebou práce odborníkov;

Princíp fungovania fyzikálnych a chemických filtrov

  1. chemická. Chemické čistiace filtre obsahujú určité látky, ktoré reagujú s vodou a tvoria zrazeninu, ktorá sa následne odstráni mechanickými prostriedkami.

Princíp činnosti chemického filtra

Metódy filtrovania odpadu z domácností

V predmestských oblastiach sa používajú predovšetkým mechanické a biologické metódy filtrácie odpadových vôd. Za týmto účelom je možné usporiadať tieto zariadenia:

  • dobre prefiltrujte;
  • pole filtra.

Filtrovať dobre

Filtračná studňa je podzemná čistička odpadových vôd. Filtrovanie vody vyrobenej biologickými prostriedkami. Studňa môže slúžiť ako samostatná čistička odpadových vôd alebo pôsobiť ako prídavné zariadenie na likvidáciu odpadu.

Konštrukcia na čistenie a likvidáciu odpadových vôd

Takéto zariadenie môžete nainštalovať:

  • na piesočnatých pôdach;
  • na rašelinových pôdach;
  • na piesočnatej hliny.

Prvou fázou výstavby je vybrať si miesto na inštaláciu čističky odpadových vôd. Odporúčame prísne dodržiavať nasledujúce pravidlá:

  • studňa by mala byť umiestnená nie menej ako 10 m od bytového domu;
  • ak je v mieste inštalácie pitná studňa, filtračné zariadenie je inštalované vo vzdialenosti 25 m alebo viac;
  • dno studne na filtráciu odpadových vôd by malo byť aspoň 1 m nad úrovňou podzemnej vody.

Konštrukcia studne s vlastnými rukami je nasledovná:

  1. jamka sa vytiahne na zvolenom mieste, ak sa studňa plánuje postaviť z tehál alebo malá jamka, ak je studňa postavená z betónových krúžkov;
  2. je postavená konštrukcia rámu (sú postavené tehly alebo sú postupne zakopané betónové krúžky;

Výroba rámov

  1. pripojenie studne k kanalizácii domu;

Vstup do kanalizačných potrubí

  1. vložte filtračnú vrstvu. Zvolený materiál na filtráciu (drvený kameň, štrk, troska atď.) Sa naleje na dno studne. Ak je medzi stenami studne prázdny priestor zvonka a vykopaná jama, odporúča sa tiež naplniť filtračným materiálom;
  2. studňa je pokrytá viečkom, ktoré môže byť vyrobené z dreva, kovu, plastu a tak ďalej.

Ako nainštalovať filter dobre vyrobený z plastu, pozrite sa na video.

Pole filtra

Ak priestor miesta umožňuje, namiesto filtračnej studne je možné vytvoriť filtračné polia pre odpadovú vodu. Charakteristickou črtou filtračného poľa z vrtu je povinná inštalácia septikovej nádrže ako hlavnej čističky.

Špeciálna oblasť pre ďalšie spracovanie a likvidáciu odpadových vôd

Nezávisle postaviť filtračný systém tohto typu podľa nasledujúcej schémy:

  1. Pomocou špeciálneho zariadenia alebo lopaty sa vrstva pôdy vo vybranej oblasti odstráni;
  1. v spodnej časti jamy pripevnite vybraný filtračný materiál;
  2. potrubia sú položené na povrchu filtračnej vrstvy pripojenej k výstupu zo septikovej nádrže a majú otvory, cez ktoré postupne prúdi voda do filtra;
  3. potrubia sú úplne pokryté vrstvou štrku;

Pripravené pole pre filtrovanie

  1. hotový systém je pokrytý geotextíliou alebo iným krycím materiálom a predtým odstránenou vrstvou pôdy.

Filtrovanie dobre vyžaduje dodatočnú údržbu vo forme čerpacieho kalu a ďalších sedimentov. Filterové pole úspešne funguje dlho bez údržby.

Filtrácia odpadovej vody

Čistiarne odpadových vôd

Filtračné jednotky sa používajú na hlboké čistenie (následné spracovanie) odpadových vôd po fyzikálno-chemickej alebo biologickej úprave na následnú extrakciu jemne rozptýlených látok, prachu, olejov, živíc, ropných produktov atď.

Filtrácia sa vzťahuje na proces oddeľovania suspenzií a emulzií pomocou pórovitých priečok alebo zrnitých vrstiev, ktoré zachytávajú dispergovanú fázu a umožňujú prechod kvapaliny.

Filtračné zariadenia sa používajú na extrakciu z odpadových vôd jemne rozptýlených látok, olejov, ropných produktov, živíc atď. Na tento účel sú najčastejšie používané sieťové filtre a filtre s granulovanou deliacou plochou.

Pri čistení odpadových vôd použite nasledujúce postupy:

- filtrovanie cez steny filtra;

- filtrácia cez granulované vrstvy;

- filtrácia emulgovaných látok (ropné produkty a oleje, ktoré sú vo forme nestabilných emulzií).

Typ filtračného prístroja sa vyberá v závislosti od nasledujúcich faktorov:

- množstvo vody, ktoré sa má filtrovať;

- koncentrácia znečisťujúcich látok, ich povaha a stupeň rozptylu;

- fyzikálne a chemické vlastnosti pevnej a kvapalnej fázy;

- požadovaný stupeň čistenia;

- technologických, techno-ekonomických a iných faktorov.

Filtrácia odpadovej vody filtračnými (poréznymi) priečkami

Filtrácia cez filtračné (porézne) oddiely je široko používaná (obrázok 2.26). To rozlišuje proces filtrácie suspenzie s tvorbou zrazeniny, v ktorej sa rozdelí na čistý filtrát a vlhkú zrazeninu, ako aj filtráciu s upchávaním pórov, v ktorých penetrujú tuhé častice do pórov filtračného prepážky a tam sa bez toho, aby vytvorili zrazeninu.

Filtračná deliaca časť je podstatnou súčasťou filtrátu a výkonnosť filtračného zariadenia a čistota výsledného filtrátu závisia vo veľkej miere od jeho správneho výberu. Filtračné priečky sú vyrobené z bavlny, vlny, skla, keramiky, uhlíka a kovových materiálov.

Obr. 2.26. Schéma procesu filtrácie suspenzie cez filtračnú septu

1 - filter; 2 - filtračný oddiel; 3 - zavesenie; 4 - filtrát; 5 - sediment

Filtrácia odpadovej vody na filtroch sieťových bubnov a mikrofiltrách

V systémoch čistenia odpadových vôd a čistení kalu sa používajú rôzne dávkové a kontinuálne filtre. Bublinové siete a mikrofiltry sa používajú na zachovanie hrubých nečistôt v procese filtrácie odpadových vôd obsahujúcich najviac 300 mg / l suspendovaných častíc. V závislosti od požadovaného stupňa čistenia a aplikačných podmienok môžu byť filtre vybavené sitom s rôznymi veľkosťami buniek. V tomto ohľade sú filtre so sieťovými bubnami bežne rozdelené na bubnové mriežky (obrázok 2.27) a mikrofiltry.

1) Bublinové siete (BS) si zachovávajú hrubé nečistoty v neprítomnosti viskóznych látok vo vode, znížia obsah suspendovaných látok (pri ich koncentrácii v priemyselných odpadových vodách na viac ako 250 mg / l) o 25 - 45%. Najčastejšie sú inštalované pred zrnitými filtrami na hlboké čistenie odpadových vôd.

Účinnosť čistenia vody na BS a ich výkon závisia od zloženia kontaminantov zdrojovej vody, veľkosti článkov filtračnej siete, frekvencie otáčania bubna, intenzity prania a iných prevádzkových podmienok zariadení.

Obr. 2.27. Schéma inštalácie filtra sieťového bubna:

1 - bubon; 2 - krížové väzby; 3 - pozdĺžne pripojenie; 4 - spevňovače; 5 - vyprázdňovanie rúr: 6 - vstupný kanál; 7 - predný rám; 8 - vstupné potrubie; 9 - pevné potrubie;

10 - vretenové koleso, 11 - výfukové potrubie; 12 - predné ložisko;

13 - elektromotor; 14 - prevodovka; 15 - výstroj; 16 - bunkr;

17 - potrubie premývacej vody; 18 - postrekovač; 19 - baktericídne svietidlá;

20 - prepad; 21 - filtračný kanál; 22 - zadný rám; 23 - zadné ložisko

Filtre sieťového bubna sú kontinuálne filtre. Hlavnou časťou týchto konštrukcií je rotačná bubnová zváraná konštrukcia, pokrytá sieťovinou. Prvky filtra sú namontované na povrchu bubna. Buben je poháňaný elektrickým pohonom. Spracovaná voda vstupuje do vnútra bubna cez otvorenú koncovú stenu a vystupuje radiálne, pričom sa filtruje cez sieť. V závislosti od požadovaného stupňa čistenia a podmienok použitia môžu byť vybavené sieťovinou s rôznymi veľkosťami buniek. V tomto ohľade sú filtre so sieťovými bubnami bežne rozdelené na bubnové mriežky a mikrofiltry.

Veľkosti článkov bubnových sietí sú 0,3-0,8 mm a mikrofiltry 40 až 70 mikrónov. Bubon sa ponorí do vody do hĺbky 0,6 - 0,85 priemeru a otáča sa v komore rýchlosťou 0,1 - 0,5 m / s. Odpadová voda vstupuje do bubna a prefiltruje sa cez povrch siete s rýchlosťou 40 - 50 m 3 / (m 2 · h). Nečistoty, ktoré sú zadržané sieťou, sa z nej odplatia s premývacou vodou pod tlakom 0,15 až 0,2 MPa a spolu s nimi sa odstránia. Spotreba vody je 1 - 2% z množstva čistenej vody.

V čistenej odpadovej vode by nemali existovať žiadne viskózne látky (živice, bitúmeny, oleje), ktoré by bránili praniu mriežky. Bublinové siete sa najčastejšie inštalujú pred zrnitými filtrami na hlboké čistenie odpadových vôd. Použitie bubnových sietí na mechanickú úpravu priemyselných odpadových vôd je povolené len v kompletných schémach biologického čistenia s ich inštaláciou pred vetracími nádržami.

2) Mikrofiltry (MF) si zachovávajú hrubé častice: rastlinné a živočíšne štruktúrne nečistoty, piesok atď. Mikrofiltry sú vybavené filtračnou sieťkou s malými článkami o veľkosti 0,035 až 0,04 mm. Pri použití mikrofiltrov na mechanickú úpravu odpadových vôd sú namiesto primárnych sedimentačných nádrží umiestnené pred prevzdušňovacími nádržami (po roštoch a pieskových pasciach). BODje plná pri spoločnom zaobchádzaní s domácimi a priemyselnými odpadovými vodami sa zníži o 25 - 30%. Obsah suspendovaných látok v zdrojovej vode nie je vyšší ako 300 mg / l.

Účinnosť čistenia vody na mikrofiltroch je 40 - 60%, čo v niektorých prípadoch umožňuje s nimi nahradiť primárne čistiace prostriedky.

2.1.6.3. Filtre na naplnenie zrna pre odpadovú vodu

V priemyselných podmienkach na čistenie vody z mechanických nečistôt sa často používajú granulované materiály. Nasledujúce požiadavky sa vzťahujú na filtračné materiály: musia byť chemicky odolné voči upravovanej vode, mechanicky odolné a nesmú znečisťovať vodu. Dôležitou charakteristikou takýchto materiálov sú aj ich nízke náklady a dostupnosť. Takto sa najčastejšie používajú také filtračné materiály ako kremenný piesok, keramické štiepky, piliny, expandovaná hlina, koksový vietor, rozdrvený antracit, metalurgická struska, granodiorit, shungizit, atď.

Filtre sú klasifikované nasledovne:

- na pracovný tlak - otvorené (samovoľne tečúce) a zatvorené (tlak);

- podľa rýchlosti filtrácie - pomalá (0,1 - 0,3 m / h), rýchla (7 - 16 m / h) a veľmi vysoká rýchlosť (25 - 100 m / h);

- v smere toku - so vzostupným a klesajúcim prietokom, s dvojitým prúdom (filtre ACX) s horizontálnym smerom filtrácie (radiálne filtre);

- podľa veľkosti filtračného materiálu - jemnozrnný (do 0,4 mm), stredne zrnitý (0,4 - 0,8 mm) a hrubozrnný (nad 0,8 mm);

- počtom filtračných vrstiev - jedno, dvojité a viacvrstvové.

Pomalé filtre sú vždy otvorené, ambulancie môžu byť otvorené a pod tlakom, ultra rýchlo iba pod tlakom. Jemné zrnité zaťaženie sa používa v pomalých filtroch, stredne zrnitých v rýchlom a super rýchlom, hrubom zrnom na čistenie vody na technické účely.

Pomalé filtre sa používajú na čistenie vody bez činidiel a sú železobetónové alebo tehlové nádrže obdĺžnikové alebo kruhové v pláne. Nízka filtračná rýchlosť, značné náklady a veľká stopa viedli k tomu, že v domácej praxi čistiacej vody tieto filtre nie sú široko používané.

Filter s zrnitým zaťažením je betónová alebo tehlová nádrž, na ktorej spodnej strane je odvodňovacie zariadenie na vypúšťanie vody. Na drenáži sa položí vrstva podporného materiálu a potom filtračný materiál. Voda pod tlakom prechádza cez vrstvu filtračného materiálu, ktorý musí byť pravidelne prepláchnutý z kontaminácie. Filtre sa regenerujú fúkaním vzduchu a následným premytím filtra horúcou vodou (60 - 80 ° C). Umyvá voda sa zvyčajne dodáva zospodu (metóda spätného preplachovania filtra).

Kapacita nečistôt filtra sa vzťahuje na množstvo nečistôt v kg, ktoré boli odstránené z 1 m 2 povrchu filtračnej vrstvy za jednotku času. Kapacita filtrov so vzostupným prietokom je väčšia ako pri klesaní. V prietokových filtroch sa pozoruje napučiavanie odvodňovacieho zariadenia, korózia potrubia a prehĺbenie uhličitanov, preto sú častejšie používané filtre smerom nadol.

Pri použití pomalých filtrov sa dosahuje vysoký stupeň čistenia odpadových vôd. Nevýhody pomalých filtrov zahŕňajú veľké rozmery, vysoké náklady a komplexné čistenie sedimentov. Netlakové filtre sú zvyčajne s prúdom tekutiny smerom nahor.

Vysokorýchlostné filtre môžu byť jednovrstvové a viacvrstvové. Pre jednovrstvové filtre sa filtračná vrstva skladá z rovnakého materiálu, pre viacvrstvové filtre - z rôznych materiálov, napríklad z antracitovej vrstvy a piesku. Viacvrstvové filtre sú tiež naplnené homogénnym materiálom s rozličnými veľkosťami častíc. Viacvrstvové filtre pracujú efektívnejšie ako jednopierkové filtre. Nevýhody filtrov zahŕňajú značnú spotrebu materiálu a zložitosť splachovacieho systému. Odpadová voda sa filtruje cez tlakové filtre zhora dole. V závislosti od zloženia odpadovej vody je trvanie filtrácie 12-48 hodín. Pri dosiahnutí tlakovej straty 3-3,5 m sa voľné prietokové netlakové filtre zastavujú pri splachovaní. Umytie sa vykonáva buď iba s vodou dodávanou zdola nahor s určitou intenzitou, alebo súčasne premyté vodou a očistené vzduchom.

Schéma dvojvrstvového filtra je znázornená na obr. 2.28.

Obr. 28. Schéma dvojvrstvového filtra

1 - zásobovanie odpadovou vodou; 2 - vrecko; 3 - žľab; 4 - antracitová vrstva; 5 - vrstva piesku;

6 - štrk; 7 - drenáž; 8 - odstránenie filtrátu; 9 - zásobovanie umývacou vodou;

10 - výpust vody

Tlakové vertikálne filtre so zrnitým zaťažením (obrázok 2.29) sa používajú na mechanické čistenie olejových odpadových vôd po ich gravitačnej sedimentácii. Filter je oceľová vertikálna nádrž, zvyčajne vyrobená z výroby. Nádrž sa vypočíta pri tlaku 0,6 MPa. Filter sa zvyčajne nanáša kremičitým pieskom s vrstvou 1 m. Rýchlosť filtrácie v tejto vrstve je 5 až 12 m / h. Počiatočný obsah ropných produktov 4 - 80 mg / l, mechanické nečistoty - 30 - 60 mg / l. Zvyškový obsah ropných produktov vo vode je povolený 7-20 mg / l, mechanické nečistoty - 10-20 mg / l.

Obr. 29. Vertikálny tlakový filter s granulovaným zaťažením:

1 - prívod vody na čistenie; 2 - filtračná vrstva zrnitého zaťaženia:

3 - horný rozvádzač; 4 - riadiaca eliptická šachta:

5 - okrúhly šachta; 6 - dodávka premývacej vody; 7 - odstránenie prvého filtrátu;

8 - odvodnenie vyčistenej vody; 9 - preplachovacia voda; 10 - prívod stlačeného vzduchu;

11 - vybavenie pre hydraulické vybíjanie a naplnenie filtra

Skeletové filtre sú druh filtre, ktoré používajú princíp filtrovania v smere znižovania veľkosti zrna (obrázok 2.30). Inštalácia bubnových sietí sa pred týmito filtrami nevyžaduje. Filtre CZF sa odporúčajú používať na hlboké čistenie biologicky čistej odpadovej vody, ako aj v denitrifikačných zariadeniach neutralizovaného všeobecného toku priemyselných podnikov.

Obr. 2.30. Filter na doplnenie rámu (CZF):

1 - podporná vrstva štrku; 2 - distribučné dierované dno;

3 - zberač na napájanie zdroja a odvádzanie premývacej vody;

4 - prívod stlačeného vzduchu počas splachovania; 5 - štrk;

6 - zaťaženie pieskom; 7 - zásobovanie umývacou vodou;

8 - potrubie na odstraňovanie čistenej vody (filtrátu)

Zaťaženie CSF sa skladá z rámu, ktorý používa štrk s veľkosťou zrna 40 - 60 mm a zásyp pozostávajúci z piesku s veľkosťou zrna 0,8 - 1,0 mm. Celková výška štrkového zaťaženia (rám) je 1,8 m. Okrem štrku je možné použiť aj drvený kameň pre rám KZF a pre agregát je možné okrem piesku, granulovanej vysokopecnej trosky, expandovanej hliny, mramorových štiepok antracit použiť.

Filtre s plovoucim zaťažením (FPZ) z penového polystyrénu sa používajú na hlboké čistenie mechanicky spracovaných priemyselných odpadových vôd a biologicky upravených odpadových vôd - mestských alebo ich zmesi s výrobou. Účinnosť hlbokého čistenia na filtroch s plovoucim zaťažením na rozptýlených pevných látkach a BSK zodpovedá účinnosti hlbokého čistenia na filtroch s dvojvrstvovým zrnitým zaťažením.

Schéma zariadenia typu FPZ je znázornená na obr. 2.31. Pôvodná odpadová voda vstupuje do priestoru nad náplňou filtra, prefiltruje sa pohyblivým zaťažením zhora nadol v smere znižovania veľkosti častíc expandovaných polystyrénových granúl. Filtrát sa zhromažďuje spodnými (FPZ-3) a strednými (FPZ-4) drenážnymi rúrami a z filtra sa odstráni. Keď sa kvalita filtrátu zhorší, zaťaženie filtra sa umyje. Plávajúce zaťaženie sa regeneruje v prúde vyčisteného prúdu vody. Teplota čistenej vody by nemala presiahnuť 50 ° C (aby sa zabránilo zmäknutiu polyméru).

Výhody použitia FPZ: účinnosť inštalácie, jednoduchosť konštrukcie a prevádzky, trvanlivosť zaťaženia filtra, spoľahlivosť čistenia, neprítomnosť umývacích čerpadiel a nádrží na umývanie vody, zaťažiteľnosť pri nezávislom hydraulickom triedení v procese prania znížením zrnitosti.

Obr. 2.31. Filtre s konštrukciou s plávajúcim zaťažením FPZ:

a - FPZ-3; b - FPZ-4; 1 - prípad; 2 - plávajúce zaťaženie; 3 - zásobovanie vodou;

4 - filtračné vrecko; 5 - držiaca mriežka; 6 - dolný drenážny systém;

7 - odstránenie filtrátu; 8 - splachovacia voda; 9 - priemerné drenážne potrubie.

Filtre s nakladaním z polyuretánovej peny. Metóda filtrovania odpadovej vody pomocou polyuretánovej peny spočíva v tom, že proces sa uskutočňuje prostredníctvom predtlačeného zaťaženia tohto materiálu a jeho regenerácia sa uskutočňuje dvojitým rozťahovaním záťaže.

3.8. Filtrácia odpadovej vody

V procese čistenia odpadových vôd musíte riešiť veľké množstvo vody, takže používajú filtre, ktoré nevyžadujú vysoké tlaky. Na tomto základe použite filtre so sieťovými prvkami (mikrofiltry a bubnové mriežky) a filtre s filtračnou zrnitou vrstvou.

Mechanizmus extrakcie častíc z vody na filtroch s granulovanou priehradkou:

1) filtrovanie mechanickou extrakciou častíc;

2) gravitačná sedimentácia;

3) zotrvačný záchvat;

4) chemická adsorpcia;

5) fyzikálna adsorpcia;

7) koagulačná depozícia;

8) biologická kultivácia.

Vo všeobecnosti tieto mechanizmy môžu pôsobiť spoločne a proces filtrovania pozostáva z troch etáp:

1) prenos častíc na povrch látky tvoriacej vrstvu;

2) pripevnenie na povrch;

3) odpojenie od povrchu.

Podľa charakteru mechanizmu na zadržanie suspendovaných častíc existujú dva typy filtrácie:

1) filtrovanie filmu (sedimentu) nečistôt vytvorených na povrchu ložných zŕn;

2) filtrovanie bez vytvorenia filmu kontaminantov.

V prvom prípade sú zachované častice, ktorých veľkosť je väčšia ako póry materiálu, a potom sa vytvorí vrstva znečistenia, ktorá je tiež filtračným materiálom. Tento proces je typický pre pomalé filtre pracujúce pri nízkych rýchlostiach. V druhom prípade sa filtrácia uskutočňuje v hrúbke vsádzacej vrstvy, kde sú častice zachytené na zrnách filtračného materiálu adhéznymi silami. Takýto proces je charakteristický pre vysokorýchlostné filtre. Veľkosť adhéznych síl závisí od veľkosti a tvaru zŕn, drsnosti povrchu a chemického zloženia, od prietokovej rýchlosti a teploty kvapaliny od vlastností nečistôt.

Prilepené častice sú neustále pod vplyvom pohybujúceho sa prúdu, ktorý ich narúša z povrchu filtračného materiálu. na

ak počet častíc, ktoré vstupujú do časovej jednotky na povrchu filtračnej vrstvy a je rovnaký, povrch sa stáva nasýteným a prestane odpadávať.

Filtračná kinetika a materiálová rovnováha sú opísané v rovniciach:

Riešenie týchto rovníc prináša všeobecnú rovnicu procesu.

kde c je koncentrácia suspendovaných látok v odpadovej vode; x je dĺžka časti kanálu, na ktorej sa nečistota uvoľňuje; a a b sú rýchlostné konštanty pre separáciu a lepenie častíc; q - koncentrácia sedimentu; v f

Dĺžka filtra, kým "prienik" nie je čas ochrannej akcie τ h. Doba trvania filtra až do "prieniku" častíc vo filtráte je určená vzorcom

kde l je hrúbka filtračnej vrstvy; d je veľkosť častíc filtračnej vrstvy; k a S o sú konštanty v závislosti od koncentrácie suspendovaných látok v zdroji a vyčerenej odpadovej vody.

Suspenzované tuhé látky znižujú pórovitosť, keď prechádzajú vrstvou materiálu a menia povrch. Odolnosť filtračnej vrstvy sa zvyšuje pri prechode odpadovej vody.

Filtre so zrnitou vrstvou sú rozdelené na pomalé a vysokorýchlostné, otvorené a zatvorené. Výška vrstvy v otvorených filtroch je 1... 2 m, v uzavretom priestore 0,5... 1 m. Tlak vody v uzatvorených filtroch je vytvorený čerpadlami.

Pomalé filtre sa používajú na filtrovanie nekoagulačných odpadových vôd. Rýchlosť filtrácie závisí od nich na koncentrácii suspendovaných častíc: do 25 mg / l, rýchlosť je 0,2... 0,3 m / h; na

25... 30 mg / l - 0,1... 0,2 m / h.

Vysokorýchlostné filtre sú jednoduché a viacvrstvové. V jednom vrstvovom filtri vrstva pozostáva z rovnakého materiálu v viacvrstvových vrstvách

- z rôznych materiálov (napríklad z antracitu a piesku).

Voľba typu filtra na čistenie odpadových vôd závisí od množstva filtrovanej vody, koncentrácie znečisťujúcich látok a stupňa ich disperzie,

fyzikálne a chemické vlastnosti pevnej a kvapalnej fázy a požadovaný stupeň čistenia.

3.9. Hydromechanické odvodnenie splaškových kalov

V procese čistenia odpadových vôd sa vytvárajú zrážky, ktorých objem sa pohybuje od 0,5 do 1% objemu odpadovej vody pre stanice na spoločné čistenie domácich a priemyselných odpadových vôd a od 10 do 30% pre lokálne čistiarne odpadových vôd. Zvyčajne možno zrážky rozdeliť do troch hlavných kategórií - minerálne zrážky, organické zrážky a nadbytočný aktívny kal. Hlavnými cieľmi modernej technológie spracovania je zníženie ich objemu a následná transformácia na neškodný produkt, ktorý nespôsobuje znečistenie životného prostredia.

Sedimenty obsahujú zlúčeniny kremíka, hliníka, železa, oxidu vápenatého, horčíka, draslíka, sodíka, niklu, chrómu atď. Chemické zloženie sedimentov má veľký vplyv na ich stratu vody. Zlúčeniny zo železa, hliníka, chrómu, medi, ako aj kyseliny, zásady a niektoré ďalšie látky obsiahnuté v priemyselných odpadových vodách prispievajú k zintenzívneniu procesu odvodňovania sedimentov a znižujú spotrebu chemických činidiel, aby ich koagulovali pred dehydratáciou. Oleje, tuky, dusíkaté látky, vláknité látky sú naopak nepriaznivými zložkami. Okolo sedimentových častíc narúša proces zhutňovania a zrážania, ako aj zvyšuje obsah organických látok v sedimente, čo ovplyvňuje zhoršenie straty vody.

Mechanické odvodňovanie priemyselných odpadov sedimentov je možné vykonávať rozsiahlymi a intenzívnymi metódami. Rozsiahle metódy sa vykonávajú v rôznych druhoch tesnení, intenzívne dehydratácia a zahustenie sa vykonáva filtráciou, centrifugáciou, hydrocyklonáciou atď.

Filtrácia je proces oddeľovania pevných látok od kvapaliny, ku ktorému dochádza, keď je tlakový rozdiel nad a pod filtračným médiom. Vákuové filtre a filtračné lisy sa bežne používajú na odvodnenie kalov a kalov. Filtračným médiom na filtroch je filtračná tkanina a vrstva sedimentu priľnutá ​​k tkanine a vytvárajúca ďalšiu filtračnú pomocnú vrstvu počas filtračného procesu, ktorá samotná zaisťuje zadržanie najmenších častíc suspenzie. Pri zvyšovaní vrstvy sa úloha filtračnej septa (tkanivá) znižuje len na udržiavanie filtračnej pomocnej vrstvy. Zvýšenie hrúbky vrstvy poskytuje zlepšenie kvality filtrátu, ale súčasne v dôsledku zvýšenia odolnosti voči priechodu vody cez póry a kapiláry vrstvy koláča sa rýchlosť filtrácie znižuje.

Filterabilita suspenzií sa vyznačuje rezistivitou zrazeniny. V tomto prípade sa sediment vzťahuje na vrstvu uloženú na filtračnej priehradke pri filtrácii suspenzie.

Odolnosť kalu sa nazýva odpor jednotky.

Toto je hmotnosť tuhej fázy, ktorá sa usadzuje na jednotku plochy filtra počas filtrácie pod konštantným tlakom suspenzie, pričom viskozita jej kvapalnej fázy sa rovná jednej.

Odolnosť precipitátu, ktorá charakterizuje odolnosť voči filtrácii a filtrovateľnosť (strata vody) zrážania, sa stanoví podľa vzorca

Filtrácia odpadovej vody

Filtrácia sa používa na extrakciu jemne dispergovaných pevných látok z odpadovej vody. Separácia sa vykonáva pomocou pórovitých alebo granulovaných priečok, ktoré umožňujú, aby kvapalina prešla a oneskorila rozptýlenú fázu. Proces sa uskutočňuje pod pôsobením hydrostatického tlaku kvapalného stĺpca, zvýšeného tlaku nad oddielom alebo vákua po rozdelení.

Filtračné zariadenia sa používajú na oddelenie suspenzie odpadových vôd obsahom pevnej fázy v odpadových vodách od menej ako 0,1% objemu až po viac ako 1%. Existujú nasledujúce typy filtrácie odpadových vôd:

1) čírenie - filtrácia odpadových vôd s nízkym obsahom tuhých látok (menej ako 0,1%);

2) zahustenie - oddelenie pevnej fázy (obsah 0,1,1% objemu) z odpadovej vody nie je vo forme sedimentu, ale vo forme vysoko koncentrovanej (zahustenej) suspenzie;

3) filtrovanie odpadovej vody (obsah viac ako 1% objemu pevnej fázy) s vytvorením vrstvy sedimentu na filtračnej priehradke.

Filtračné zariadenia sa používajú na extrakciu hrubých, stredných a jemných častíc z odpadových vôd, ako aj ropných produktov, olejov, živíc atď. Na tento účel sa používajú sieťové filtre, filtre so zrnitou vrstvou a polymérové ​​filtre. Výber filtračných priečok závisí od koncentrácie nečistôt, vlastností odpadovej vody, teploty, filtračného tlaku a konštrukcie filtra.

V procese čistenia odpadových vôd musíte riešiť veľké množstvo vody, takže používajú filtre, ktoré nevyžadujú vysoké tlaky. Na tomto základe použite filtre so sieťovými prvkami (mikrofiltry a bubnové mriežky) a filtre s filtračnou zrnitou vrstvou.

Filtre sieťového bubna sú určené na zachovanie hrubých nečistôt v procese filtrácie odpadových vôd. Filtre sieťových bubnov sa bežne delia na bubnové siete (BS) a mikrofiltry (MF).

Mikrofiltry si zachovávajú hrubé častice odpadovej vody. Hlavná časť filtrov sieťových bubnov je rotujúci bubon pokrytý sieťkou (obrázok 3.29).

Obr. 3.29. Rozloženie mikrofiltrov:

1 - otočný bubon; 2 - zásobník na zberanie premývacej vody; 3 - umývacie zariadenie

V závislosti od požadovaného stupňa čistenia a aplikačných podmienok sa používajú sieťoviny s rôznymi veľkosťami buniek. Veľkosť článkov bubnových sietí 0,3. 0,8 mm a mikrofiltre 40, 70 mikrónov. Bubon je ponorený do vody v hĺbke 0,6. 0,85 z priemeru a otáča sa v komore rýchlosťou 0,1. 0,5 m / s Odpadová voda vstúpi do bubna a prefiltruje cez povrch siete o rýchlosti 40, 50 m 3 / (m 2 h). Nečistoty, ktoré sú zadržané sieťou, sa z nej odplatia s premývacou vodou a spolu s nimi sa odstránia. Účinnosť čistenia vody na MF je 40. 60%, čo umožňuje výmenu primárnych septikov.

Pri použití filtrov s filtračnou septou sa proces filtrácie uskutočňuje s upchávaním pórov filtračnej priehradky alebo s tvorbou zrazeniny na povrchu filtračnej priehradky.

Filtrácia s upchávaním pórov filtračnej septum sa nazýva čírenie, vyskytuje sa, keď je koncentrácia tuhej fázy menšia ako 0,7% objemu. Objasnenie odpadovej vody sa vykonáva pomocou granulárnych filtrov.

Filtrácia s tvorbou zrazeniny sa pozoruje pri dostatočne vysokej koncentrácii pevnej fázy v suspenzii (viac ako 1% objemu). Tento typ filtrácie sa uskutočňuje v predbežných filtrom.

Na hlboké čistenie nízko koncentrovaných odpadových vôd z jemných častíc a na čistenie odpadových vôd po biologickom spracovaní sa používajú zrnité filtre (obrázok 3.30).

Obr. 3.30. Schéma granulárneho filtra:

1 - teleso filtra; 2 - filtračný oddiel; 3 - odpudzovanie odpadových vôd;

4 - filtrát; 5 - sediment

Filtre so zrnitou vrstvou sú rozdelené na pomalé a vysokorýchlostné, otvorené a zatvorené. Výška vrstvy v otvorených filtroch je 1... 2 m, v uzavretom priestore 0,5. 1 m. Tlak vody v uzavretých filtroch vytvára čerpadlá.

Pomalé filtre sa používajú na filtrovanie nekoagulačných odpadových vôd. Rýchlosť filtrácie závisí od nich na koncentrácii suspendovaných častíc: do 25 mg / l, rýchlosť je 0,2. 0,3 m / h; pri 25, 30 mg / l je 0,1. 0,2 m / h

Vysokorýchlostné filtre sú jednoduché a viacvrstvové. V jednom vrstvovom filtri vrstva pozostáva z rovnakého materiálu a vo viacvrstvových vrstvách pozostáva z rôznych materiálov (napríklad antracit a piesok).

Mechanizmy na extrakciu častíc z vody na filtroch s granulovanou priehradkou zahŕňajú nasledujúce procesy: filtrovanie mechanickou extrakciou častíc; gravitácie

ono zrážanie; zotrvačné zachytenie; chemická adsorpcia; fyzikálna adsorpcia; adhézie; koagulačná depozícia; biologickej kultivácie.

Vo všeobecnosti môžu tieto mechanizmy spolupracovať a proces filtrovania sa skladá z troch fáz:

1) prenos častíc na povrch látky tvoriacej vrstvu;

2) pripevnenie na povrch;

3) odpojenie od povrchu.

Podľa charakteru mechanizmu na zadržanie suspendovaných častíc existujú dva typy filtrácie:

1) filtrovanie filmu (sedimentu) nečistôt vytvorených na povrchu ložných zŕn;

2) filtrovanie bez vytvorenia filmu kontaminantov.

V prvom prípade sú zachované častice, ktorých veľkosť je väčšia ako póry materiálu, a potom sa vytvorí vrstva znečistenia, ktorá je tiež filtračným materiálom. Tento proces je typický pre pomalé filtre pracujúce pri nízkych rýchlostiach. V druhom prípade sa filtrácia uskutočňuje v hrúbke vsádzacej vrstvy, kde sú častice zachytené na zrnách filtračného materiálu adhéznymi silami. Takýto proces je charakteristický pre vysokorýchlostné filtre. Veľkosť adhéznych síl závisí od veľkosti a tvaru zŕn, drsnosti povrchu a chemického zloženia, od prietokovej rýchlosti a teploty kvapaliny od vlastností nečistôt.

Prilepené častice sú neustále pod vplyvom pohybujúceho sa prúdu, ktorý ich narúša z povrchu filtračného materiálu. Ak počet častíc, ktoré vstupujú do časovej jednotky na povrchu filtračnej vrstvy a je rovnaký, povrch sa stáva nasýteným a prestane voda odľahčovať.

Kinetika filtrovania a materiálová bilancia v zrnitých filtroch sú opísané v rovniciach:

Pri riešení rovníc (3.29) a (3.30) získame všeobecnú rovnicu procesu.

kde c je koncentrácia suspendovaných látok v odpadovej vode; x - dĺžka úseku kanálu, na ktorom sa uvoľňuje nečistoty; a a b sú rýchlostné konštanty oddeľovania a lepenia častíc; q - koncentrácia sedimentu; Rýchlosť filtrácie UV.

Doba trvania filtra, kým "priechod" nie je časom ochranného opatrenia t3. Doba trvania filtra až do "prieniku" častíc vo filtráte je určená vzorcom

kde je hrúbka filtračnej vrstvy; d je veľkosť častíc filtračnej vrstvy; Ki S0- konštanty v závislosti od koncentrácie suspendovaných látok v zdroji a vyčerenej odpadovej vody.

Suspenzované tuhé látky znižujú pórovitosť, keď prechádzajú vrstvou materiálu a menia povrch. Odolnosť filtračnej vrstvy sa zvyšuje pri prechode odpadovej vody.

Voľba typu filtra na čistenie odpadových vôd závisí od množstva filtrovanej vody, koncentrácie znečisťujúcich látok a stupňa ich disperzie, fyzikálno-chemických vlastností pevnej a kvapalnej fázy a požadovaného stupňa čistenia.

Na čistenie hlbokej vody z jemných častíc, ako aj na čistenie odpadových vôd po biologickom spracovaní sa používajú zrnité tlakové filtre (obrázok 3.31).

Obr. 3.31. Vertikálny tlakový filter s granulovaným zaťažením:

1 - prívod vody na čistenie; 2 - filtračná vrstva zrnitého zaťaženia:

3 - horný rozvádzač; 4 - riadiaci eliptický otvor; 5 - okrúhly šachta; 6 - dodávka premývacej vody; 7 - odstránenie prvého filtrátu; 8 - odvodnenie vyčistenej vody;

9 - preplachovacia voda; 10 - prívod stlačeného vzduchu;

11 - vybavenie pre hydraulické vybíjanie a naplnenie filtra

Prichádzajú so smerom dole (zhora nadol) as vzostupným (zospodu) tokom vody. Filtre s prietokom smerom nadol sú jedno- a viacvrstvové. Tlakové filtre so zrnitým zaťažením sa používajú na mechanickú úpravu olejových odpadových vôd po ich sedimentácii.

Kremičitý piesok s vrstvou 1 m, drvený antracit, expandovaný íl, keramické triesky sa používajú ako nakladanie. Tlakové filtre majú rýchlosť filtrácie 5 až 12 m / h a trvanie filtračného cyklu je 12,4 h.

Granulované filtre sa vyznačujú kapacitou na zachytávanie špiny (množstvo nečistôt v kg (alebo m 3) odstránených z 1 m 2 povrchu filtračnej vrstvy alebo z 1 m 3 nosného objemu na jednotku času). Kapacita filtrov častíc je 1. 3 kg / m3.

Obsah ropných produktov vo vode po filtrácii je znížený o 4,6 krát, mechanické nečistoty - o 3 krát. Účinnosť filtrovania sa zvyšuje, ak sú koagulanty a flokulanty pridávané do vody. Stratové straty v filtroch častíc dosahujú 130 kPa.

Pri filtrovaní vysoko koncentrovaných odpadových vôd sa na filtrovú priehradku použijú všetky filtre na vytvorenie vrstvy sedimentu. Ako priečky používajú kovové dierované plechy a siete, tkaninové priečky z prírodných, umelých a syntetických vlákien. Filtračné oddiely by mali mať minimálny hydraulický odpor, mechanickú pevnosť a pružnosť, odolnosť voči chemikáliám, nemali by sa napučiavať a pretrhnúť za daných filtračných podmienok.

Rozdiel tlakov na obidvoch stranách filtračnej priehradky je vytvorený rôznymi spôsobmi. Ak je priestor nad suspenziou spojený so zdrojom stlačeného plynu alebo je priestor pod filtračnou prepážkou pripojený k zdroju vákua, potom sa proces filtrovania uskutočňuje pri konštantnom tlakovom rozdiele. Rýchlosť procesu sa znižuje vďaka zvýšeniu odolnosti vrstvy sedimentu rastúcou hrúbkou.

Ak je suspenzia privádzaná do filtra piestovým čerpadlom s konštantnou kapacitou, proces filtrácie sa uskutočňuje konštantnou rýchlosťou; tlakový rozdiel sa však zvyšuje v dôsledku zvýšenia odolnosti vrstvy sedimentu so stúpajúcou hrúbkou.

Ak je suspenzia privádzaná do filtra pomocou odstredivého čerpadla, ktorého výkon sa znižuje so zvyšujúcou sa odolnosťou voči sedimentu, čo spôsobuje zvýšenie tlakového rozdielu, potom sa proces filtrácie uskutočňuje pri premenlivých rozdieloch tlaku a rýchlosti. Filtrovanie sa vykonáva pri nasledujúcich tlakových rozdieloch:

- pod vákuom - 5 1 0 4. 9 x 104 Pa;

- pod tlakom stlačeného vzduchu - nie viac ako 3 - 10 5 Pa;

- keď je dodávaný piestom alebo odstredivým čerpadlom - až do 5 až 10 Pa;

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

Pri oddeľovaní suspenzií malou koncentráciou jemne disperznej tuhej fázy sa často používajú pomocné filtre, aby sa zabránilo penetrácii pevných častíc do pórov filtračnej priehradky. Ako pomocné látky sa používajú jemne disperzné alebo jemne vláknité materiály: diatomit, perlit, azbest, celulóza, aktívne uhlie, drevná múčka.

Pri pridaní excipientu do oddeliteľnej suspenzie sa koncentrácia tuhých častíc v ňom zvyšuje, čo zabraňuje ucpávaniu pórov filtračnej priehradky.

Výpočet kvapalných filtrov. Technologický výpočet kvapalných filtrov zahŕňa materiálovú bilanciu filtračného procesu, ako aj definíciu nasledujúcich parametrov:

- pomer objemu sedimentu a filtrátu;

- objem sedimentu na 1 m 2 filtračného povrchu;

- filtračná plocha;

- spotreba premývacej vody a čas premývania zrazeniny.

Materiálová bilancia sa zostavuje na stanovenie hmotnosti sedimentu alebo filtrátu (čistených odpadových vôd):

a) bilancia pre celý systém:

b) zvyšok tuhej fázy v neprítomnosti v čistenej vode (filtráte)

kde gC, Goc a - hmotnosť separovanej odpadovej vody (suspenzie), sedimentu a filtrátu, kg; xs a xoperačný systém - podiel tuhých látok v odpadovej vode a sedimente (% alebo hmotnosti); W je obsah vlhkosti sedimentu,% alebo frakcia (podľa hmotnosti).

Kombinované riešenie rovníc materiálovej bilancie (3.31) a (3.32) určuje množstvo vlhkého sedimentu a filtrátu. Ak je kapacita filtra nastavená podľa ponorenia za mokra, množstvo dodanej odpadovej vody na filtráciu sa určuje z bilancie materiálu.

Rýchlosť filtrácie na jednotku plochy filtra, m 3 / (m2), sa môže vyjadriť vo forme všeobecného hydraulického zákona:

kde súF - diferenčný tlak počas filtrácie, Pa; Ja somF = p (I0C + 7?pn) - celkový odpor počas filtrácie, ktorý sa rovná súčtu odolnosti zrazeniny Roc a filtračný oddiel (sieťovina, tkanina, granulovaná vrstva) Ipn, m '1; p je viskozita filtrátu, Pa s.

Filtračné rovnice. Filtrácia prebieha v laminárnom režime kvôli malej veľkosti pórov v vrstve sedimentu a filtračnej priehradke, ako aj nízkej rýchlosti kvapalnej fázy v póroch. Rýchlosť filtrácie sa všeobecne vyjadruje v rozdielnej forme.

kde V je objem filtrátu, m3; S je plocha filtračnej plochy, m2; t je trvanie filtrovania, s.

Rýchlosť filtrácie je priamo úmerná tlakovému rozdielu, ale nepriamo úmerná viskozite kvapalnej fázy a celkovej hydraulickej odolnosti vrstvy sedimentu a filtračnej priehradky:

kde A p je tlakový rozdiel Pa; p je viskozita kvapalnej fázy suspenzie, Pa-s; Roc - odpor vrstvy sedimentu, m "1;n - odolnosť filtračnej septa m '1;

Objem sedimentu môže byť vyjadrený ako výška vrstvy sedimentu hoc, a tiež pomerom objemu sedimentu k objemu filtrátu x0:

kde hrúbka sedimentu bude:

Odolnosť vrstvy kalu je:

kde r0- objemový odpor rezídua, m '2.

Pri zohľadnení výrazu (3.35) má hlavná diferenciálna filtračná rovnica (3.33) tvar:

Vzhľadom na podmienku = 0, berúc do úvahy rovnosť (3.34) z rovnice (3.36) dostaneme:

Na začiatku filtrovania V = O, keď sa na filtračnom septe ešte nevytvorila sedimentačná vrstva, odpor filtračnej priehradky sa bude rovnať:

Rovnica filtrácie pri konštantnom tlakovom rozdiele.

Pomocou premenných Ap = const a Keith integrujeme rovnicu (3.36):

Rozdelenie oboch strán rovnice (3.37) o pr0x0/ (26,) str0"O ^ o / (2S), získame závislosť trvania filtrácie od objemu filtrátu:

Rovnica (3.38) platí pre stlačiteľné aj nestlačiteľné sedimenty, pretože pri Ap = const hodnoty r0 a x0 tiež konštantná.

Keď Ap = const, pretože objem filtrátu sa zvyšuje a doba filtrácie sa zvyšuje, rýchlosť procesu sa znižuje.

Rovnica filtrovania pri konštantnej rýchlosti procesu.

Pre filtrovanie konštantnou rýchlosťou je derivát dV / dx možné nahradiť pomerom konečných hodnôt V / t.Po tomto nahradení sa nájde riešenie základnej filtračnej rovnice (3.36) vzhľadom na Ap:

Násobenie a delenie prvého poľa na pravú stranu rovnice (3.39) o m, berúc do úvahy výraz

Rovnica (3.40) ukazuje, že pre m>F = konštantný tlakový rozdiel sa zvyšuje s rastúcim časom filtrovania. Táto rovnica platí pre nestlačiteľné zrážky.

Rovnica filtrácie pri konštantnom tlaku a rýchlostných rozdieloch.

Tento typ filtrácie je možný v procese premývania zrazeniny, ak sa čistá kvapalina prefiltruje cez vrstvu sedimentu s konštantnou hrúbkou pri konštantnom rozdielu tlaku. Po prijatí rovnice (3.36) rovnosti xQV / S = hoc a nahradenie dV / dx konštantnou hodnotou V / t s Ap = const dostaneme:

Rovnica (3.41) dáva závislosť objemu filtrátu od doby trvania filtrácie čistej kvapaliny, najmä premývacej kvapaliny.

Keďže iné veci sú rovnaké, rýchlosť filtrovania je väčšia a filtračná kapacita je vyššia, tým menší je objem získaného filtrátu alebo hrúbka sedimentačnej vrstvy na filtrovom plátku proporcionálne k tomuto objemu. Preto, aby sa zlepšil výkon filtra, je potrebné usilovať sa o čo najrýchlejšie odstránenie sedimentu z filtračného oddielu.

Pre maximálny výkon filtrov pravidelného pôsobenia je vhodné opakovať pracovné cykly čo možno najčastejšie a podávať malé časti závesu do filtra. Časté opakovanie cyklov prevádzkovania filtra pre hlavné operáciezaložený, vrátane samotného filtrovania, prania a čistenia zrazeniny, vyžaduje rovnako časté opakovanie pomocných operáciíGSP naplnenie suspenzie a odstránenie sedimentu. V každom prípade existuje optimálny čas cyklu pre filter tu, pri ktorom má filter najvyšší výkon.

Vyjadrite podmienečnú priemernú rýchlosť filtrovania výkonu filtra a>F

ako dôsledok rozdelenia objemu filtrátu zhromaždeného na povrchu filtračného filmu časom cyklu tu = (t0Cn + tcn)

kde A = 2D / a / (p GoH0) - konštantná.

Maximálna hodnota a>F zodpovedá diferenciálnej rovnici a podmienke dw ^ / d? tzaložený = 0

Preto čitateľ tGSP - T0Cn = 0 alebo tzaložený = tGSP, to znamená, že najvyšší výkon periodicky pôsobiaceho filtra sa dosiahne s rovnakým trvaním hlavných a pomocných operácií.

Ekonomicky optimálny čas filtračného cyklu sa dosahuje pomerom te = (4.. 6) tGSP. Tento pomer platí pre Ap = const a Jaf.n = 0