ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оптимизация режима фильтрования Расчет загрузки скорых фильтров из "Водоподготовка " В подавляющем большинстве технологических схем водопод-готовки завершающим процессом является фильтрование, в ходе которого из воды извлекаются не только дисперсии, но и коллоиды, в этом состоит отличие метода фильтрования от всех методов предварительной очистки воды. [c.229] Сущность метода заключается в фильтровании обрабатываемой воды, содержащей примеси, через фильтрующий материал, проницаемый для жидкости и непроницаемый для твердых частиц. При этом процесс сопровождается значительными затратами энергии. Однако, допускать большие потери напора в технике водоочистки можно лишь при обработке небольших количеств воды. Это определяет место фильтровальных сооружений в технологической схеме, т. е. в большинстве случаев фильтрование является завершающим этапом обработки воды и производится после ее предварительного осветления в отстойниках, флотаторах или осветлителях. [c.229] Устройство открытого скорого фильтра площадью до 30 показано на рис. 12.2. Прошедшая предочистку вода поступает в боковой карман, а из него — в резервуар фильтра. Высота слоя воды над поверхностью загрузки должна быть не менее 2 м. В процессе фильтрования вода проходит фильтрующий и поддерживающий слои, а затем поступает в распределительную систему и далее в резервуар чистой воды. Максимальная потеря напора в фильтрующей загрузке допускается 3... 3,5 м. Во время промывки фильтра промывная вода подается в распределительную систему и далее снизу вверх в фильтрующий слой, который она расширяет (взвешивает). Дойдя до верхней кромки промывных 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. [c.231] Расчетную скорость фильтрования = 10 м/ч, толщину слоя однослойной фильтрующей загрузки /i = 0,7... 2,0 м, продолжительность 5. .. 7 мин и интенсивность промывки 18 л./(с-м2) принимают в соответствии со СНиПом в завися мости от крупности зерен фильтрующей загрузки 0,5. .. 2,0 мм. [c.231] Фильтруюи ий слой выполняют из отсортированного зернистого материала, удовлетворяющего санитарным требованиям п обладающего достаточной химической стойкостью и механической прочностью (кварцевый песок, дробленый антрацит, горе- bie породы, керамзит, керамическая крошка, доменные шлаки дробленый мрамор, полимеры и др.). [c.231] Распределительная (дренажная) система является важным элементом фильтра. Она должна собирать и отводить профильтрованную воду без выноса зерен фильтрующего материала я при промывке равномерно распределять промывную воду по площади фильтра. В настоящее время повсеместно применяют распределительные системы большого сопротивления. Равномерность распределения промывной воды по площади в таких системах достигается вследствие большого сопротивления движению воды через проходные отверстия. [c.232] Промывка скорых фильтров производится обратным током профильтрованной воды путем ее подачи под напором в поддонное пространство или в дренажную трубчатую систему. Промывная вода, проходя со скоростью, в 7.. 10 раз большей, чем скорость фильтрования, через фильтрующую загрузку снизу вверх, поднимает и взвешивает ее Зерна расширившегося песка, хаотично двигаясь, соударяются друг с другом, при этом налипшие на них загрязнения оттираются и попадают в промывную воду, которая собирается и удаляется сборными желобами, расположенными над поверхностью фильтрующ ей загрузки, в водосток Желоба располагают на такой высоте Нж, чтобы в них попадали только вымытые из песка загрязнения, но че песок. [c.233] Согласно теории Д. М. Минца, при движении воды, содержащей взвешенные частицы, через зернистую загрузку фильтровальных аппаратов последние задерживаются загрузкой и вода осветляется. Одновременно в толще загрузки накапливаются загрязнения, вследствие чего уменьшается свободный объем пор, увеличивается гидравлическое сопротивление загрузки. Возрастание гидравлического сопротивления приводит к росту потери напора в загрузке. [c.234] Уравнение (12.5) является основным уравнением, отражающим специфику процесса фильтрования суспензий через зернис-тз ю загрузку. В уравнение (12.5) входят две зависимые переменные величины Сир, поэтому одного этого уравнения недостаточно для описания процесса. [c.237] Дифференциальное уравнение (12.8) является уравнением баланса веществ. Оно показывает, что количество вещества, извлеченного слоем Ах из воды за единицу времени, равно количеству накопившегося в этом слое вещества за тот же промежуток времени. [c.238] В уравнение (12.13) в отличие от исходного уравнения (12 9) непосредственно не входят параметры фильтрования а и Ь, которые характеризуют формы протекания процесса. Следовательно, оно является общим для всего многообразия условий протекания процесса фильтрования. [c.239] Безразмерные переменные X и Т устанавливают подобие протекания процесса осветления при разных условиях и являются критериями подобия. Изменение концентрации взвеси в воде при ее движении через зернистый слой определяется только значением этих критериев, т. е. [c.239] Для процессов, протекающих подобно, масштабные множители обычно определяют методами теории размерностей. [c.239] Хангенс угла наклона прямой линии k и отрезок, отсекаемый на оси ординат Хо, являются параметрами фильтрования, значения которых при определенном заданном значении С/Со зависят от физико-химических свойств воды и взвеси. Их определяют экспериментально, Зависимость (12.16) имеет важное практическое значение, так как она устанавливает связь между временем защитного действия загрузки, толщиной ее слоя, размером ее зерен и скоростью фильтрования. [c.241] Из выражения (12.17) следует, что время защитного действия загрузки возрастает с увеличением толщины ее слоя и уменьшается с ростом скорости фильтрования и размера зерен загрузки. Уравнение (12,18) связывает время защитного действия загрузки с параметрами кинетики процесса фильтрования ajb и Ь. Опыт свидетельствует, что в неоднородных загрузках фильтровальных аппаратов время защитного действия зависит от эквивалентного диаметра зерен, значение которого и должно учитываться при расчетах по формулам (12.17) и (12,18). [c.242] Осадок, образующийся в зернистой загрузке при фильтровании воды, изменяет поперечное сечение и форму поровых каналов, т. е. геометрическую структуру пористой среды. Из теории фильтрования однородных жидкостей известно, что геометрическая структура пористой среды оказывает существенное влияние на ее гидравлическое сопротивление. Поэтому при накоплении осадка гидравлическое сопротивление зернистого слоя изменяется и потери напора в нем растут. Для установления основных закономерностей прироста потери напора необходим учет характера изменения геометрической структуры зернистого слоя при накоплении в нем осадка. [c.242] Непосредственное использование выражения (12.28) затруднительно, так как плотность насыщения р изменяется не только по высоте слоя, но и во времени согласно уравнению (12.10). Решение уравнения (12.10) показывает, что отношение плотности насыщения в любой момент времени и в любом сечении загрузки к предельной плотности насыщения зависит только от значений безразмерных критериев (12.12), т. е. [c.244] Из (12.33) следует, чем больше предельная насыщенность, тем больше предельный гидравлический уклон, а следовательно, и гидродинамические силы, которые воздействуют на структуру осадка. Следовательно, предельный гидравлический уклон и предельная насыщенность характеризуют прочность осадка. [c.245] Вернуться к основной статье