ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Очистка воды от взвешенных частиц методом фильтрования из "Оператор водоподготовки " Очистка природной воды от содержащихся в ней взвешенных и коллоидных частиц методом осаждения осуществляется в настоящее время путем проведения процесса коагуляции воды в так называемых осветлителях, в которых смешанная с реагентами исходная вода движется восходящим потоком сквозь слои взвешенного осадка, именуемого контактной средой. Процесс коагуляции позволяет, помимо коллоидных частиц, одновременно удалять из воды тонкодисперсные взвешенные частицы, которые хотя и не обладают электрическим зарядом и устойчивостью коллоидов, но все же из-за незначительности своих размеров имеют малую скорость осаждения. Образующиеся в процессе коагуляции хлопья коагулянта, попадая в осветлитель и опускаясь вниз навстречу поднимающейся воде, захватывают находящиеся в ней мелкие частички взвеси. Происходит своеобразный процесс фильтрования, при котором обрабатываемая вода и фильтрующие хлопья коагулянта движутся навстречу друг другу. [c.45] Наибольшее распространение в теплоэнергетическом производстве получили осветлители, конструкция которых выполнена в основном по типу осветлителей ЦНИИ МПС с некоторыми изменениями отдельных элементов. Наиболее обширные работы по модернизации осветлителей ЦНИИ МПС применительно к условиям и требованиям теплоэнергетики проведены Водным отделением ВТИ (под руководством В. М. Квятковского). [c.45] Находящийся в работе осветлитель представляет собой систему, состояние равновесия и устойчивости которой требует строгой стабилизации всех параметров, обусловливающих это равновесие. Основными из этих параметров являются температура поступающей в осветлитель воды (колебания которой допускаются не более 1 °С) и производительность осветлителя. Эти два параметра определяют нормальную работу воздухоотделителя, одного из наиболее важных элементов осветлителя. [c.47] Дело в том, что как температура, так и расход обрабатываемой воды определяют нагрузку воздухоотделителя, так как колебания этих параметров в ту или иную сторону изменяют соответственно растворимость и общее количество выделяющегося из воды воздуха. Если нагрузка воздухоотделителя становится чрезмерной, то, следовательно, какая-то часть выделяющегося из воды воздуха будет проходить в нижнюю часть осветлителя и далее поступать в зону контактной среды. Здесь мельчайшие пузырьки газа будут сорбироваться частицами взвешенного осадка, что приведет к уменьшению скорости их осаждения, а для некоторых частиц может привести даже к всплыванию. При этих условиях возникает необходимость снижения производительности осветлителя вследствие резкого ухудшения качества осветленной воды. [c.47] Не следует также забывать, что физико-химическая структура образующейся контактной среды, которая в некоторой мере определяет эффективность работы осветлителя, зависит в значительной степени от состава растворенных и взвешенных веществ в сырой воде, который для каждой водоподготовительной установки претерпевает значительные изменения на протяжении года, не говоря уже о различных промышленных стоках, приводящих иногда к неожиданным и резким изменениям качества поступающей на обработку воды. [c.48] Учитывая все изложенные выше многообразные обстоятельства, оказывающие влияние на работу осветлителя, следует признать, что выявление и поддержание у этого апцарата оптимального режима является для эксплуатационного персонала достаточно сложной и трудной задачей, требующей относительно длительного времени для наблюдения и контроля за изменениями показателей работы как самого аппарата, так и особенно за соотношениями характеристики исходной воды, контактной среды и осветленной воды. В отдельных случаях для устранения нарушений в работе осветлителя может возникнуть необходимость некоторых изменений и дополнений в запроектированной схеме осветления воды, что выполняется обычно с помощью специальных исследовательских и наладочных организаций. [c.48] Для интенсификации процессов обработки воды методом осаждения и повышения качества обработанной воды за рубежом получили распространение напорные осветлители с подогревом воды более 100 °С. Водное отделение ВТИ разработало опытную конструкцию напорного осветителя с подогревом воды до 120 °С производительностью 350 л /ч, включающую в себя деаэрационную камеру и бак промывной воды фильтров. Отдел водоподготовки МО ЦКТИ разработал опытный напорный осветлитель производительностью 5 м /ч, предназначаемый для блочных водоподготовительных установок малой производительностью. [c.49] Основными показателями, характеризующими фильтрующие материалы, являются зернистость и прочность. Зернистость фильтрующего материала является весьма важной его характеристикой, определяющей технологические возможности работы загрузки фильтра. Обычные указания о крайних размерах частиц фильтрующего материала являются недостаточными для характеристики его зернистости. Так, например, если указывается, что данный материал имеет диаметр зерен от 0,5 до 1,0 мм, то под такую характеристику могут подходить самые различные соотношения зернистости, вплоть до таких крайних значений 1) 5% с диаметром зерен от 0,5 до 0,8 мм и 95% с диаметром зерен от 0,8 до 1,0 мм-, 2) 95% с диаметром зерен от 0,5 до 0,6 мм и 5% с диаметром зерен от 0,6 до 1,0 мм. Первый материал является по существу крупнозернистым, в то время как второй почти весь состоит из мелочи. Естественно, что и характер работы фильтров, загруженных такими материалами, будет различным. Поэтому для более правильной характеристики зернистости фильтрующих материалов определяют его гранулометрический состав путем так называемого ситового анализа. [c.50] На основании опыта эксплуатации промышленных фильтров водоподготовительных установок электростанций можно рекомендовать средний диаметр зерен фильтрующего материала в пределах 0,6—0,8 мм количество пылевидных частиц не более 1,0% по весу коэффициент неоднородности не более 2,0. [c.52] Осуществить достаточно точный подбор фильтрующего материала является обычно затруднительным. Поэтому после того, как выбран приблизительно подходящий гранулометрический состав фильтрующего материала, целесообразно осуществлять окончательную подготовку его к работе в самом фильт )е перед пуском в эксплуатацию водоподготовительной установки или после текущего и капитального ремонтов фильтра. Для этого загруженный в фильтр материал отмывают снизу вверх через открытый верхний боковой лаз, удаляя промывную воду с помощью деревянного лотка с отводом промывной воды в ближайший дренажный канал и с интенсивностью промывки, несколько превышающей расчетную с тем, чтобы достаточно хорошо отмыть материал от первичных загрязнений и удалить чрезмерно мелкие зерна, что легко наблюдать по текущей по лотку воде. В этих условиях промывка должна вестись до получения прозрачной воды и с периодической досыпкой свежего материала для получения заданной высоты загрузки. [c.52] Институт ВОДГЕО (В. А. Клячко) предложил определять механическую прочность по истираемости вследствие трения частиц друг о друга при промывках и измельчаемости вследствие растрескивания зерен следующим образом 100 г фильтрующего материала с размером зерен 0,5—1,0 мм помещают в банку с 150 мл воды и встряхивают в течение 24 ч на шуттель-машине. После этого материал высушивают и просеивают через сита с отверстиями 0,5 и 0,25 мм. Процент частиц, прошедших через сито с отверстиями 0,25 мм характеризует истираемость материала. Процент частиц, прошедших через сито с отверстиями 0,5 мм и оставшихся на сите с отверстиями 0,25 мм, характеризует измельчаемость материала. Удовлетворительными показателями считают процент истираемости меньше 0,5 и процент измельчаемости меньше 4. [c.53] Под химической прочностью фильтрующего материала следует понимать его стойкость против воздействия на него фильтруемой воды как путем частичного растворения водой отдельных составляющих зерен, так и химического взаимодействия их с водой, в результате чего может происходить ухудшение ее качества. Для определения химической прочности фильтрующих материалов пробы их подвергают в лабораторных условиях воздействию воды различного состава (нейтральной, щелочной, кислой) при заданной температуре и на основе химического анализа воды до и после опыта определяют происшедшие изменения в составе растворенных в ней веществ. [c.53] Наиболее распространенными фильтрующими материалами на электростанциях и промышленных предприятиях являются кварцевый песок (речной или пол чаемый путем дробления кварца, удельный вес 2,6 т/м ) и дробленый антрацит (удельный вес 1,6 т/м , насыпной вес 0,8 пг1м ). Механическая прочность кварца выше, чем антрацита. Однако по химической прочности, особенно при высокой температуре и в щелочной среде, кварц уступает антрациту, повышая содержание в фильтрате кремниевой кислоты. Поэтому на водоподготовительных установках электростанций высокого и сверхвысокого давлений, где, как указывалось выше, необходимо стремиться к максимальному снижению концентрации кремниевой кислоты в питательной воде, загружают преимущественно дробленый антрацит. Кроме того, следует принимать во внимание, что антрацит, имеющий удельный вес в 2 раза меньший, чем у кварцевого песка, позволяет осуществлять промывку с меньшей интенсивностью и, следовательно, снижать расход воды на собственные нужды водоподготовительной установки. [c.54] При движении обрабатываемой воды сквозь поры фильтрующего материала отдельные струйки ее совершают различные зигзагообразные пути через лабиринты пористой среды. При этом вода преодолевает сопротивление этому движению, возникающее в результате трения воды о поверхность зерен фильтрующего материала и характеризующееся так называемой величиной потери напора, которая измеряется обычно метрами или миллиметрами водяного столба и обозначается соответственно м вод. ст. и мм вод. ст. Поэтому поступающая на фильтрующий материал вода должна иметь давление, превышающее потерю напора в фильтре. [c.54] Когда величина потери напора воды в механическом фильтре достигает конечной максимально допустимой в данных условиях величины или когда снижается прозрачность выходящей из фильтра воды, фильтрование воды прекращают и приступают к удалению задержанных фильтрующим материалом взвешенных веществ, что осуществляют путем промывки фильтра обратным током воды снизу вверх. При этом фильтрующий материал приходит во взвешенное состояние, и вследствие взаимного трения отдельных зерен и омывания их водой последняя выносит из фильтра задержанную им взвесь, после чего фильтр может быть вновь включен в работу. [c.55] Продолжительность рабочего цикла фильтра в конечном итоге будег тем больше, чем больше при прочих равных условиях он способен задерживать взвешенных веществ. Эту способность называют грязеемкостью фильтра и выражают количеством задержанных в течение рабочего цикла фильтра взвешенных веществ в килограммах, отнесенных к одному кубическому метру загруженного фильтрующего материала кг1м ) или на один квадратный метр площади фильтрования, т. е. площади поперечного сечения фильтра (кг/м ). [c.55] В отличие от пленочного фильтрования в некоторых фильтрах специальной конструкции (см. ниже) применяют так называемое адгезионное фильтрование, при котором взвешенные вещества задерживаются поверхностью зерен (налипают на нее) всего фильтрующего материала. [c.56] В теплоэнергетике наибольшее распространение получили напорные однослойные вертикальные механические фильтры. Принципиальная схема такого фильтра дана на рис. 3-5. Наиболее ответственным элементом конструкции является нижнее распределительное устройство, основное назначение которого — обеспечить равномерное распределение по площади фильтрования проходящей через фильтр воды, т. е. чтобы количества воды, проходящие в единицу времени через различные точки площади фильтрования, были максимально близки друг к другу. Это достигается двумя принципиально различными путями. [c.56] Применяемые конструкции нижнего распределительного устройства фильтров можно разделить на две основные группы с поддерживающими слоями и бес-подстилочные устройства. [c.57] Бесподстилочные распределительные устройства, помимо своего основного назначения, должны надежно предотвращать проникновение частиц зернистой загрузки в трубопровод обработанной воды, для чего размеры проходных сечений в них предусматривают менее размеров зернистой загрузки. Бесподстилочные распределительные устройства могут состоять из равномерно расположенных по площади фильтра щелевых колпачков, труб или плит, причем колпачки могут сочетаться с трубами или плитами, выполненными в виде ложных днищ фильтров. [c.58] Вернуться к основной статье