Теоретическая часть

Теоретическая часть
Обработанная в осветлителе вода даже при нормальной его работе со- держит определенное количество механических примесей, находящихся в форме взвешенных различной степени дисперсности остатков процесса коа- гуляции. В моменты нарушения режимов работы осветлителя количество примесей резко возрастает за счет выносимого шлама.
Для удаления взвесей шлама, попадающих в известкованно- коагулированную воду, производится фильтрация ее через механические фильтры, загруженные дробленым антрацитом.
Содержащиеся в осветленной воде взвешенные вещества при движении воды через фильтрующий материал задерживаются им, и вода осветляется. Извлечение механических примесей из воды и их закрепление на зернах фильтрующего материала происходит под действием сил адгезии (прилипа- ния). Осадок, накапливающийся в загрузке, имеет непрочную структуру и под влиянием гидродинамических сил потока разрушается, некоторая часть ранее прилипших частиц отрывается от зерен в виде мелких хлопьев и пере- носится в последующие слои загрузки. С течением времени по мере накопле- ния осадка в фильтрующем слое роль его верхних слоев уменьшается, и по- сле предельного насыщения они перестают осветлять воду. При этом интен- сифицируется загрязнение последующего слоя и т.д. Когда вся толщина за- грузки окажется недостаточной для обеспечения требуемой полноты освет- ления воды, концентрация взвеси в фильтрате будет быстро возрастать.
Вода при движении через фильтрующий материал преодолевает сопро- тивление, возникающее в результате трения ее о поверхность зерен фильт- рующего материала, что характеризуется так называемой величиной потери напора. Поэтому поступающая на фильтр вода должна иметь давление, пре- вышающее потерю напора в фильтре.
Потеря напора в фильтре является основным показателем его работы.
Эта величина измеряется в атмосферах и зависит от следующих факторов:

• 
  крупности фильтрующего материала;
  
• 
  высоты слоя фильтрующего материала;
  
• 
  скорости фильтрования;
  
• 
  степени загрязнения фильтрующего материала.
  

Величина потери напора, вызываемая первыми тремя факторами, прак- тически постоянна. Что же касается степени засорения фильтрующего мате- риала, то она непрерывно возрастает по мере работы фильтра и соответст- венно вызывает рост потери напора воды в фильтре.
Когда величина потери напора воды в механическом фильтре достигает максимально допустимого (резко снижается производительность фильтра) в данных условиях значения, фильтрование воды прекращают и приступают к удалению задержанных фильтрующим материалом взвешенных веществ, что осуществляется путем промывки фильтра обратным током фильтрованной воды снизу вверх. При этом фильтрующий материал приходит во взвешенное состояние. Вследствие взаимного трения отдельных зерен и омывания их во- дой последняя выносит из фильтра задержанную им взвесь, после чего фильтр может быть снова включен в работу. Для интенсификации отмывки одновременно с промывочной водой подается сжатый воздух.
Отмывка считается законченной, когда выходящая из фильтра промы- вочная вода будет прозрачной.
После окончания промывки перед включением механического фильтра в работу следует провести операцию так называемого спуска первого фильтра- та, необходимую для уплотнения фильтрующего материала, до получения требуемой прозрачности выходящей из фильтра воды.
Продолжительность рабочего цикла фильтра будет тем больше, чем больше при прочих равных условиях он способен задерживать взвешенных веществ. Эту способность называют грязеемкостью фильтра и выражают ко- личеством задержанных в течение рабочего цикла фильтра взвешенных ве- ществ в килограммах, отнесенных к одному кубическому метру загруженно- го фильтрующего материала (кг/м³) или к одному квадратному метру площа- ди фильтрования.
В настоящее время все большее распространение получают сетчатые и дисковые фильтры, работающие в автоматическом режиме и позволяющие удалять примеси размером более 10мкм.
Сетчатые фильтры используются для микрофильтрации воды. В фильт- рах такого типа используются сетки, изготовленные из нержавеющей стали или пластмассы различного вида, с размером отверстий 10 – 100 мкм. При забивании отверстий сетки она регенерируется обратным током жидкости. Это осуществляется путем ручного либо автоматического переключения на- правления потоков. Гидравлическое сопротивление таких фильтров состав- ляет 0,2 – 1, 0 кг/см², а удельная производительность до 100 м³/м² час.
Основной недостаток таких фильтров – невозможность их применения для фильтрации вод, содержащих глинистые или другие липкие включения, например, гидроокись железа. Загрязненная ими сетка плохо регенерируется даже при использовании специальных внутренних щеток-очистителей, кото- рые скользят по поверхности сетки при каждой регенерации.
В фильтрах дискового типа «Аркал» очищаемая вода фильтруется через зазоры между установленными на оси многочисленными дисками со специ- альной насечкой. В зависимости от взаимного расположения дисков ширина
зазора может составлять от 7 до 400 мкм. При регенерации обратным током жидкости диски автоматически раздвигаются и отмываются изнутри направ- ленными струями воды, что способствует более глубокой очистке фильт- рующих зазоров. Расход воды на собственные нужды у дисковых фильтров менее 0,1%.
Производительность единичного элемента от 3 до 50м³/час. Компоновка элементов для достижения необходимой производительности может быть различной: на общем коллекторе в одну линию, многоэтажная, в цилиндри- ческом корпусе по типу отдельных элементов на радиальных коллекторах и т.п.

Рис. 3.2 Система дисковой фильтрации «Аркал»