ОСВЕТЛЕНИЕ ВОДЫ МЕТОДАМИ ФИЛЬТРОВАНИЯ

Осветлением называется процесс удаления из воды грубодисперсных и коллоидных примесей. Удаление этих веществ может осуществляться осаждением и фильтрованием. Процесс осаждения под действием силы тяжести требует длительного времени, и как самостоятельный способ не применяется.

Фильтрованием называется процесс осветления воды путем пропуска её через пористое вещество, на поверхности и в порах которого вода оставляет грубодисперсные примеси. Фильтры, служащие для целей осветления называют осветлительными или механическими фильтрами.

Коагулированная или известкованная вода даже при нормальной работе осветлителя содержит какое-то количество примесей, находящихся в форме взвешенных частиц различной степени дисперсности: от невидимых глазом частиц до мелких хлопьев шлама. При нарушении режима работы осветлителя количество примесей резко возрастает за счет выносимого шлама. Для улавливания этих примесей служат осветлительные механические фильтры.

Эффективность фильтрования зависит как от физико-химических свойств примесей и пористости среды, так и от гидродинамических факторов. Пористая среда обычно формируется из зернистых материалов определенного диаметра. В таком слое частицы материала чередуются с пустотами, называемыми порами, которые образуют поровые криволинейные каналы, по которым протекает очищаемая вода.

Удержание частиц может происходить как в объеме фильтрующего слоя (агдезионное фильтрование), так и на его поверхности (пленочное фильтрование). Если диаметр пор слоя превышает диаметр частиц, последние входят в слой и удерживаются внутри его путем выделения на поверхности фильтрующего материала. Если диметр пор меньше диаметра частиц, то последние задерживаются на поверхности, образуя пленку.

В общем случае процесс выделения примесей из воды при фильтровании состоит из трех стадий:

1) перенос частиц из потока воды на поверхность фильтрующего материала;

2) закрепление частиц на зернах и в щелях между ними;

3) отрыв закрепленных частиц с переходом их обратно в поток воды.

Определяющими факторами в переносе частиц являются силы инерции и диффузии. Закрепление частиц у поверхности фильтрующего материала происходит в результате как агдезии, так и механического удержания частиц в щелях. Агдезия частиц обусловлена в основном действием межмолекулярных сил притяжения Ван-дер-Ваальса, определяющих прилипание. Задержанные частицы при объемном фильтровании постепенно заполняют поры между зернами слоя, что приводит к уменьшению проходного сечения пор и увеличению гидравлического сопротивления слоя. Увеличение скорости движения воды в порах способствует срыву уловленных частиц и перемещению их в глубину фильтрующего слоя. Таким образом, область интенсивного изменения концентрации взвеси в воде (работающий слой) перемещается в более низко расположенные слои. В определенный момент времени концентрация примеси в фильтрате начинает повышаться. Время, в течение которого достигается осветление воды до заданной степени, называется временем защитного действия фильтра. При его достижении либо при достижении предельной потери напора фильтр отключают на взрыхляющую промывку. Обычно сопротивление чистого фильтра 0,1 кгс/см². На промывку фильтр отключается при перепаде давлений 1 – 1,2 кгс/см².

Промывку осветлительных фильтров осуществляют обратным потоком воды с интенсивностью, соответствующей переводу фильтрующего материала во взвешенное (псевдоожиженное) состояние. При этом происходит отрыв ранее задержанных частиц и вынос их с потоком взрыхляющей воды из верхней части фильтра.

Поиск по сайту: