|
| |
|
Главная » Публицистика 0 ... 90 91 92 93 94 95 96 ... 159 По характеру механизма задержания взвешенных частиц можно различать два основных вида фильтрования: а) фильтрование через фильтрующую пленку, образующуюся в процессе фильтрования частицами взвеси, выпадающими на поверхность загрузки; б) фильтрование без образования на поверхности загрузки фильтрующей пленки. При фильтровании первого вида на фильтре задерживаются первоначально только такие частицы взвеси, размер которых больше размера пор фильтрующего материала. Слой осадка (пленка), образующийся из задержанных частиц взвеси, сам по себе является фильтрующим материалом и играет основную роль в очистке воды, а песчаная загрузка фильтра служит поддерживающей опорой для отлагающихся на ее поверхности загрязнений. Эффект осветления воды фильтрами при их работе по этому принципу постепенно увеличивается - по мере образования пленки над песком. Фильтрование через поверхностную пленку является нормальным рабочим процессом фильтров, осветляющих воду без предварительной химической обработки ее коагулянтами. Этот процесс наиболее характерен для так называемых медленных фильтров. Медленные фильтры загружаются мелким песком и работают при малых скоростях фильтрования. Они способны обеспечить высокую степень осветления воды, задерживая мельчайшие частицы взвеси. При фильтровании без образования поверхностной пленки задержание частиц, загрязняющих воду, происходит в толще слоя фильтрующей песчаной загрузки, где эти частицы извлекаются из воды и удерживаются на зернах песка под действием сил прилипания. Не всякие частицы способны прилипать к зернам песка при фильтровании. Частицы, загрязняющие воду, обладают в естественном состоянии так называемой агрегативной устойчивостью, препятствующей как их взаимному слипанию - коагуляции, так и прилипанию к какой-либо поверхности. Однако после обработки воды коагулянтами агрегативная устойчивость взвешенных и коллоидных частиц устраняется, вследствие чего их способность к взаимному слипанию и прилипанию к зернам песка возрастает. Фильтрование без образования поверхностной пленки является нормальным рабочим процессом скорых фильтров, осветляющих воду после химической обработки ее коагулянтами. В этом случае на фильтры поступает вода, содержащая агрегативно-неустойчивые частицы - мельчайшие хлопья, величина которых значительно меньше размера пор фильтрующей загрузки. Эти частицы свободно проникают с водой по поровым каналам в толщу песка, но задерживаются там под действием сил прилипания. В фильтровании агрегативно-неустойчивой (способной к прилипанию) взвеси и состоит принцип скорого фильтрования. Только после предварительной химической обработки воды, в результате которой устраняется агрегативная устойчивость взвеси, можно получить на скорых фильтрах весьма высокий эффект осветления воды при высоких скоростях фильтрования. Такая формулировка принципа скорого фильтрования была предложена Д. М. Минцем, который вместе со своими сотрудниками провел большую работу по исследованию очистки воды фильтрованием. Эти исследования способствовали развитию теоретических основ указанного метода. § 96. МЕДЛЕННЫЕ ФИЛЬТРЫ Медленные фильтры могут применяться для фильтрования некоагулированной воды, содержащей относительно мелкую взвесь. Скорость .фильтрования на медленных фильтрах при содержании взвешенных веществ в исходной воде до 25 мг/л принимается равной 0,2 м/ч (до 0,3 м/ч - при выключении одного из фильтров на ремонт или промывку). При содержании взвешенных веществ в исходной воде от 25 до 50 мг/л скорость фильтрования соответственно принимают в Таблица V.7
Пределах 0,2-0,1 м/ч. При столь малой скорости фильтрования медленные фильтры должны иметь весьма большую площадь. Это обусловливает их высокую строительную стоимость. Медленные фильтры представляют собой бетонные или кирпичные резервуары. В фильтрах площадью до 15 м специального дренажа не устраивают. Сбор профильтрованной воды осуществляется через лоток в днище фильтра. При большей площади фильтра устраивают дренаж из перфорированных труб, кирпича или бетонных плит, укладываемых с прозорами. Крупность зерен и высоту гравийных (поддерживающих) и песчаных (фильтрующих) слоев для медленных фильтров рекомендуется принимать в соответствии с табл. V.7. Малая скорость фильтрования и малые размеры частиц взвеси способствуют созреванию фильтрующей пленки в течение 1-2 суток. Нормальная работа фильтра (от момента окончания созревания пленки до момента очистки) в медленных фильтрах продолжается 1-2 месяца. Для очистки с фильтра снимают загрязненный верхний слой песка толщиной 1-2 см. Очистка медленного фильтра при большой его площади является трудоемкой и дорогой операцией. Медленные фильтры были первым типом фильтров, применявшихся в водопроводной практике. Достоинство их - весьма высокая степень осветления воды и высокий процент задержания бактерий (в современных установках обеззараживание воды проще и дешевле достигается ее хлорированием). Недостатками медленных фильтров являются их значительная строительная стоимость, большие размеры требуемой для их устройства площади и, наконец, сложность очистки. Учитывая эти соображения, в СССР новые медленные фильтры в городских и производственных водопроводах теперь почти не строят. Строительные нормы рекомендуют их использование при относительно малой мутности исходной воды (до 50 мг/л), цветности до 50 град и отсутствии коагулирования. Медленные фильтры применяют в сельскохозяйственных водопроводах. Отсутствие реагентного хозяйства значительно упрощает обслуживание фильтров. § 97. ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ СКОРЫХ ФИЛЬТРОВ Фильтры, работающие по принципу скорого фильтрования, или «скорые фильтры», весьма широко применяются в практике очистки воды. Скорость фильтрования для этих фильтров принимается от 6 до 12 м/ч в зависимости от типа фильтров и крупности загрузки. Скорые фильтры используют для осветления мутных и цветных вод после коагулирования (и отстаивания), при реагентном умягчении, обезжеле-зивании и в некоторых других случаях. При скором фильтровании значительно быстрее, чем при медленном, происходит загрязнение фильтра, требующее его очистки. Опыт работы скорых фильтров показывает необходимость их очистки 1-2 раза в сутки (а в паводки и чаще). При столь частой очистке фильтра весьма важно сократить до минимума требуемое для этого время и упростить самый процесс очистки. Подача боды Отвод фильтрата Сброс промывной Воды Подача N промывной S воды Рис. V.32 Очистку скорых фильтров производят путем промывки фильтрующего материала обратным током чистой воды, подаваемой снизу через дренаж и проходящей через слои гравия и песка. В некоторых установках для интенсификации процесса промывки песка применяют его механическое перемещивание (граблями, сжатым воздухом), дополнительную подачу воды на верхние слои фильтра (поверхностная промывка) и т. п. Вода в процессе фильтрования может проходить через скорые фильтры: а) самотеком - благодаря превышению уровня воды в фильтре над уровнем воды в резервуаре чистой воды (в который вода отводится) ; б) под напором (обычно создаваемым насосами); фильтры в этом случае должны быть устроены в виде закрытых напорных резервуаров. В соответствии с этими принципами работы различают фильтры самотечные и напорные. Обычные самотечные скорые фильтры устраивают чаще всего в виде прямоугольных в плане железобетонных резервуаров. На рис. V.32, а и б показаны схематически устройство и принцип работы скорого фильтра. Здесь / - фильтрующий слой песка и 2 - поддерживающие его слои гравия. Вода поступает на фильтр через карман 3 и желоба 4, проходит через слои песка и гравия и отводится при помощи дренажных устройств 5, расположенных в нижней части фильтра. При промывке (рис. V.32, б) фильтр выключается из работы, промывная вода подается снизу через дренажные устройства и проходит слои гравия и песка в обратном направлении. Скорость прохождения через фильтр промывной воды в несколько раз больше скорости фильтрования. Вода взмучивает песок и интенсивно отмывает его от поступивших в процессе фильтрования загрязнений. Промывная вода отво- 0 ... 90 91 92 93 94 95 96 ... 159 |
