Филтрация в ПСОВ

филтри и дренажни системи

В нефилтрираната повърхностна вода се съдържат замърсители, химикали и други вредни частици, поради което тя има неприятни мирис и вкус. Някои видове замърсяване могат да увредят здравето ни, като особено опасни са бактериите и други микроорганизми, причинители на много заболявания. Процесът филтрация на водата в пречиствателните станции за питейна вода осигурява пречистването й от различни видове замърсяване. По този начин водата става бистра, с приятен вкус и мирис. В предния брой на Списание ИНФРАБИЛД разгледахме основните процеси и съоръжения на филтрация и видовете филтриращи материали. В този брой ще отделим по-специално внимание на видовете филтри и дренажните системи.

В технологичните схеми на пречиствателните станции за питейни води най-голямо приложение е намерил процесът бърза филтрация. Тя се прилага в случаите на директна филтрация без добавяне на коагуланти, директна филтрация без предварително утаяване с добавяне на реагенти преди филтрирането, филтриране на предварително обработена с реагенти и утаена или флотирана вода. Процесът се осъществява в бързи безнапорни-гравитачни и напорни филтри. Скоростта на филтрация при тях варира от 4,0-50,0m/h. При нормална работа на филтрите и температура на водата 20°С от 1,0m² филтърна площ може да се получи 250м3 филтрирана вода за един филтроцикъл.

Бързите филтри се разделят според хидравличните условия на работа - безнапорни-гравитачни и напорни. Според начина на промиване - промиване само с вода, промиване с вода и въздух, самопромиващи се. Според условията на работа - с постоянна скорост на филтрация и променливо водно ниво, с постоянна скорост на филтрация и постоянно водно ниво, с постепенно намаляваща скорост на филтрация. Според състава на филтриращия слой - еднослойни, двуслойни, многослойни.

Бързите филтри работят на цикли. В тях са включени периоди на филтрация и периоди на промиване. Филтроцикълът се определя с времето между две последователни промивки. Продължителността му се ограничава от загубата на напор във филтриращия пълнеж и качествата на филтрираната вода.

Основните елементи, от които са съставени бързите филтри, са корпус, филтърни и поддържащи слоеве, тръби и арматури за подаване и отвеждане на суровата и промивната вода, измервателни прибори. Освен основните елементи, практическо приложение са намерили и дренажните устройства.

Дренажната система се използва за равномерно отвеждане на филтрираната вода, за предпазване на филтърните зърна от извличане, за равномерно разпределение на промивната вода по цялото сечение на филтъра. Практическо приложение са намерили различни видове дренажни системи, като тръбен дренаж, междинно дъно с дюзи, тип Леополд, тип Джонсън.

Безнапорните или напорните бързи филтри са второто стъпало на пречистване в технологичната схема на пречиствателните станции за питейна вода. За по-голяма яснота ще ги разгледаме поотделно.

Безнапорните бързи филтри с тръбен дренаж представляват открити стоманобетонни резервоари с правоъгълно или квадратно сечение. Запълнени са с филтриращ материал до определена височина. Под него е предвиден поддържащ слой. Според състава на филтриращия материал те се разделят на обикновени бързи филтри с еднороден филтриращ материал и двуслойни бързи филтри - заредени с два различни филтриращи материала.

При работа зареденият филтърен пълнеж се запълва постепенно със суспендирани частици. Загубите му от напор се увеличават. След определено време мътността на филтрираната вода достига до допустимата стойност. Тогава филтърът се спира за промиване. Промивната вода раздвижва филтриращия слой, като го промива с интензивно размесване. Осъществява се взаимно търкане на пясъчните зърна. Промиването на филтъра продължава до пълното избистряне на промивната вода. Постига се за 6-8минути.

Френската фирма Degremont предлага съвременните бързите филтри Аквазур тип Т-и тип V-с водно-въздушно промиване. Характерното предимство за Аквазур тип Т е, че спирателните кранове на тръбите за суровата вода на входа на филтърните клетки са заменени с хидравлично уравновесени клапи. С тях се опростява автоматизацията и улеснява експлоатацията на филтъра. Друго негово предимство е прилагането на трифазно водно-въздушно промиване.

Аквазур тип V се явява усъвършенстване на тип Т. Неговите предимства са, че чрез система от канали с форма на буквата V, потопени отвори и преливници, водата равномерно се разпределя по дължина на всяка филтърна клетка. Осигурява се еднакво водно ниво във всички клетки. Прилага се също трифазно водно-въздушно промиване. Скоростта на филтрация е висока-височина на филтриращия слой 1,0-2,0m. По време на филтроцикъла се осигурява положително налягане. При промиване филтриращият слой остава хомогенен за целия работен период. По време на промиването се подава сурова вода с цел, намаляване на неговата продължителност и на промивното водно количество. С намаляване на спирателните кранове се опростява автоматизацията и експлоатацията на филтъра.

Напорните филтри представляват стоманени или пластмасови цилиндри с овално дъно. Над него е поставена дренажна система, върху която е насипан еднослоен пясъчен филтриращ слой. Суровата вода се подава под напор в горната част на филтъра. Филтрацията й се извършва в посока отгоре надолу.

Често използвани в практиката са вертикалните напорни филтри с водно-въздушно промиване. В тях е възможно да се приложат двата вида дренажни системи - с централен колектор и разклонения с дюзи, а също и с междинно дъно с дюзи.

Съвременните хоризонтални напорни филтри с водно-въздушно промиване имат по-голяма филтърна площ от вертикалните. Производителите ги изработват с дължина 12m и диаметър 2,5-4,0m. Устройството им е подобно на вертикалните филтри.

Технологичните параметри на напорните филтри по отношение на филтърния слой, подобно на безнапорните, са диаметърът на зърната и напорните загуби, височината на филтриращия слой. Те зависят от качествата на суровата вода и от изискваната степен на пречистване.

Промиването им е двуфазно. В първата фаза се подава вода и въздух с продължителност 6-8минути. Втората фаза е изплакване с вода, с продължителност 8-10минути.

Предимство на напорните филтри е опростена автоматизация и лесна експлоатация. Недостатъкът им е, че те са затворени съдове. Това създава затруднения при извършване на ремонтни работи и зареждане на филтърния слой.