Poglavlje 1. Osnove obrade otpadnih voda

U postupku pročišćavanja otpadnih voda mora se nositi s velikom količinom vode, stoga primjenjujte filtere s mrežastim elementima (mikrofiltri i mrežice bubnja) i filteri s granuliranim slojem filtriranja, za koji rad ne zahtijeva visoku tlaku.

Mehanizmi za ekstrakciju čestica iz vode na filtrima s granularnim slojem:

filtriranje mehaničkim ekstrakcijom čestica;

Općenito, ovi mehanizmi mogu djelovati zajedno i proces filtriranja može se sastojati od tri faze: prijenos čestica na površinu tvari koja tvori sloj; vezanje na površinu; odstupanje s površine.

Po prirodi zadržavanja suspendiranih čestica se razlikuju dvije vrste filtracije: filtriranje kroz filtar (sediment) nečistoća nastalih na površini zrnaca opterećenja; filtriranje bez stvaranja filma onečišćenja.

U prvom slučaju čuvaju se čestice čija je veličina veća od pore materijala, zatim se stvara sloj nečistoća, koji je također i filtarski materijal. Ovaj proces je tipično za spore filtere koji rade pri malim brzinama.

U drugom slučaju, filtracija se odvija u debljini sloja za punjenje, gdje su čestice zarobljene na zrncima filtarskog materijala pomoću ljepljivih sila. Takav je proces karakterističan za filtre velike brzine. Veličina sila prianjanja ovisi o veličini i obliku zrna, površinskoj hrapavosti i kemijskom sastavu, o brzini protoka i temperaturi tekućine, o svojstvima nečistoća.

Čestice koje prianjaju na površinu naboja stalno su pod utjecajem pokretne struje, što ih remeti od površine filtarskog materijala. Ako je broj čestica koji ulaze u jedinicu vremena na površini filterskog sloja i ostavi je jednak, površina postaje zasićena i prestaje olakšati otpadnu vodu.

Važne karakteristike poroznog medija su poroznost i specifična površina.

Poroznost ovisi o strukturi poroznog medija i povezana je i sa veličinom zrna opterećenja (elemenata) i sa svojim oblikom i pakiranjem. Ako označavamo poroznost kao dio slobodnog volumena između tijela ukupnog volumena opterećenja za ε, i frakcije volumena koje tijelo zauzima za ν, onda je ε = 1 - ν. Kod ε = 0, porozni medij postaje krut, a kod ε = 1 postaje najveće porozno tijelo, kada su dimenzije zidova krute tvari zanemarive. Sa slobodnim punjenjem sferičnih čestica, udio slobodnog volumena je ε = 0.4.

Specifična površina poroznog sloja nije samo poroznost, već i poroznost pojedinih zrnaca sloja, a također ovisi o obliku zrna. Faktor oblika značajno utječe na kapacitet poroznog filterskog sloja i koeficijenta hidraulički otpor.

Specifična površina poroznog sloja i predstavlja površinu zrna filtarskog materijala, smještenu u jedinici volumena zauzimaju sloj, m 2 / m 3. Odnos između specifične površine i drugih svojstava sloja provodi se pomoću omjera

gdje je F faktor (koeficijent) oblika elementa utovara, određen odnosom F = Sw/ Sh (Sw - površina kugle koja ima isti volumen kao ovaj element za punjenje s površinom Sh); de - ekvivalentni promjer zrna sloja, tj. promjer ekvivalentne kuglice koji ima isti volumen kao element za punjenje, m

Faktor oblika za zaobljene zrnce leži u rasponu između Ф = 1 (za redovne kuglice) i F = 0.806 (za redovne kocke). Za cilindrične čestice faktor oblika se mijenja ovisno o omjeru visine cilindra hu na njegov promjer du. Na primjer, F = 0,69 s hu/ du = 5; F = 0,32 na hu/ du = 0,05.

Temeljem unutarnjeg problema hidrodinamike, koji uzima u obzir kretanje unutar kanala formiranih prazninama između elemenata sloja, predlaže se izraz koji je u izgledu sličan jednadžbi za određivanje gubitka tlaka zbog trenja u cjevovodima:

gdje je λ ukupni koeficijent otpora, odražavajući utjecaj otpornosti trenja i lokalnih otpora koji nastaju pri kretanju tekućine (plina) kroz kanale sloja i protjecanja preko pojedinih elemenata sloja; Visina H sloja, m; ρ0 - gustoća tekućine ili plina; - fiktivna (smanjena) brzina tekućine ili plina, izračunata kao omjer volumetrijske brzine protoka pokretnog medija na cijelo područje poprečnog presjeka sloja, m / s; ε je poroznost sloja.

Vrijednost λ nalazi se u jednadžbi

Reynoldsov kriterij je određen formulom

gdje μ0 - dinamička viskoznost tekućine ili plina.

Ako je vrijednost a nepoznata, može se upotrijebiti izraz iz vanjskog problema hidrodinamike u protoku oko pojedinih elemenata sloja:

gdje dh - promjer elemenata za utovar točnog oblika kugle; za nepravilno oblikovane elemente dh = de

Kriterij Reynoldsa u ovom slučaju izračunava se formulom

Filtriranje kinetike i ravnoteža materijala opisane su jednadžbama:

Pri rješavanju ovih jednadžbi dobivamo opću jednadžbu procesa:

gdje je c koncentracija suspendiranih tvari u otpadnoj vodi; x - duljina presjeka kanala na kojemu se ispuštaju nečistoće; a i b su konstante brzine odvajanja i lijepljenja čestica; q - koncentracija sedimenta; νF - brzinu filtriranja.

Trajanje filtra prije probijanja je vrijeme zaštitnog djelovanja. Trajanje filtra prije probijanja čestica u filtrat određuje se formulom

gdje je l debljina filterskog sloja; dh - veličina čestica filterskog sloja; k i s0 - konstante ovisno o koncentraciji suspendiranih tvari u izvoru i pojašnjenoj otpadnoj vodi.

Suspendirane krutine smanjuju poroznost kada prođu kroz sloj materijala i mijenjaju površinu. Otpornost filtarskog sloja povećava se pročišćavanjem otpadne vode.

Kako organizirati filtriranje kućnih otpadnih voda

Filtriranje je proces čišćenja kućanstava metodom prolaska kroz specijalne aparate za prosijavanje (filtere). Filtar za otpadne vode je stacionarni ili prijenosni uređaj koji zamke malih i velikih nečistoća sadržanih u vodi. Koji se filtri upotrebljavaju za čišćenje kućne otpadne vode i kako opremiti sustav filtracije na vlastitoj zemlji, pročitajte dalje.

Ugradnja za obradu otpadnih voda filtracijom

Vrste filtera za čišćenje i njihove osobine

Za kućnu obradu otpadnih voda koriste se slijedeće vrste filtara:

  1. mehanički. Ova grupa obuhvaća: sitove, pješčane zamke, zamke za podmazivanje, tj. Grube filtere. Svaki uređaj zadržava određene čestice sadržane u odvodima;

Filtar za čišćenje otpadnih voda iz pijeska i zemlje

  1. biološki. Filtriranje otpadne vode provodi se uz pomoć raznih mikroorganizama za koje je kontaminacija sadržana u otpadnom vodu hrana. Glavni filteri biološkog tretmana su:
    • biofilter - posebna instalacija koja sadrži mikroklimatike (šljunak, šljunak, ekspandirana glina, itd.) koja sadrži filtriranje;

Biološki sustav za pročišćavanje otpadnih voda

    • Aero. Značajka ovog uređaja iz prethodnog tipa je isporuka prisilnog zraka na materijal za filtriranje, što znatno smanjuje trajanje čišćenja;

Instalacija za brzo djelovanje na biološku obradu

  1. fizičke i kemijske. Ova grupa uključuje procese kao što su adsorpcija (apsorpcija raznih čestica krutim elementima), koagulacija (vezanje malih čestica u veće naslage), toplinska obrada i tako dalje. Ove metode se ne koriste za obradu kućnih otpadnih voda, budući da ih karakteriziraju visoki troškovi i potreba za radom specijalista;

Načelo rada fizičkih i kemijskih filtera

  1. kemijski. Filteri za kemijsko čišćenje sadrže određene tvari koje reagiraju s vodom i tvore talog, koji se naknadno uklanja mehaničkim sredstvima.

Načelo rada kemijskog filtra

Postupci filtriranja otpadnog kućanstva

U prigradskim područjima uglavnom se koriste mehaničke i biološke metode filtracije otpadnih voda. Za to se mogu dogovoriti sljedeći sadržaji:

  • filtar dobro;
  • polje filtra.

Filtriraj dobro

Filtarski filtar je podzemni postrojenje za obradu otpadnih voda. Filtriranje vode proizvedene biološkim sredstvima. Kućica može poslužiti kao samostalan uređaj za pročišćavanje otpadnih voda ili djelovati kao dodatni uređaj za zbrinjavanje otpada.

Izgradnja za čišćenje i zbrinjavanje otpadnih voda

Možete instalirati takav uređaj:

  • na pjeskovitim tlima;
  • na tresetnim tlima;
  • na pješčanim ilovima.

Prva faza izgradnje je odabir mjesta za postavljanje postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda. Preporuča se strogo pridržavati se sljedećih pravila:

  • bunar treba biti smješten ne manje od 10 m od stambene zgrade;
  • ako je na mjestu postavljena posuda za piće, uređaj za filtriranje je instaliran na udaljenosti od 25 m ili više;
  • dno bunara za filtriranje otpadnih voda mora biti najmanje 1 m iznad razine podzemnih voda.

Izgradnja bunara vlastitim rukama je kako slijedi:

  1. na odabranom mjestu izvlači jamu ako se planiralo izgradnju opeke ili malu jamu, ako je bušotina konstruirana od betonskih prstenova;
  2. izgradnja okvira se gradi (opeke su postavljene ili se konkretni prstenovi postepeno pokapaju;

Pa izrada okvira

  1. priključak bunara kanalizacijskim sustavom kuće;

Unesite kanalizacijske cijevi

  1. uklopiti filtarski sloj. Materijal odabran za filtriranje (slomiti kamen, šljunak, šljaka i sl.) Se izlije na dno bušotine. Ako između zidova izvora i iskopanog praga postoji prazan prostor, preporuča se i da se napuni filter materijalom;
  2. Kućište je prekriven poklopcem koji se može načiniti od drva, metala, plastike itd.

Kako instalirati filtar dobro izrađen od plastike, pogledajte video.

Polje filtra

Ako prostor mjesta dopušta, umjesto filtera, moguće je izgraditi polja filtracije kanalizacije. Posebna značajka polja za filtriranje iz bušotine je obvezna ugradnja septičkog spremnika, kao glavnog postrojenja za pročišćavanje.

Posebno područje za dodatno liječenje i zbrinjavanje otpadnih voda

Nezavisno izgraditi sustav filtracije ove vrste prema sljedećoj shemi:

  1. Pomoću posebne opreme ili lopata uklanja se gornji sloj tla na odabranom području;
  1. pri dnu jame postaviti odabrani filter materijal;
  2. cijevi se postavljaju na površinu filtracijskog sloja, spojenog na izlazu septičkog spremnika i ima otvore kroz koje će voda postupno strujati na filtar;
  3. cijevi su potpuno prekrivene slojem šljunka;

Polje spremnog filtriranja

  1. gotovi sustav je prekriven geotekstilom ili drugim pokrovnim materijalom i prethodno uklonjenim slojem tla.

Dobro za filtriranje zahtijeva dodatno održavanje u obliku pumpirajućeg mulja i drugih sedimenata. Filtar polje uspješno radi dugo bez ikakvog održavanja.

Filtriranje otpadnih voda

Postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda

Filtracijske jedinice koriste se za dubinsko čišćenje (naknadnu obradu) otpadnih voda nakon fizikalno-kemijskog ili biološkog tretmana za naknadnu ekstrakciju finih disperznih tvari, prašine, ulja, smola, uljnih proizvoda itd.

Filtriranje se odnosi na postupak razdvajanja suspenzija i emulzija korištenjem poroznih pregrada ili granularnih slojeva koji zahvaćaju raspršenu fazu i omogućuju prolazu tekućine.

Filtracijske biljke se koriste za ekstrakciju finih disperznih tvari, ulja, naftnih derivata, smola itd. U tu svrhu najčešće se koriste mrežasti filteri i filtri s granuliranom podlogom.

U praksi za pročišćavanje otpadnih voda koristite sljedeće postupke:

- filtriranje kroz zidove filtera;

- filtriranje kroz granularne slojeve;

- filtriranje emulgiranih tvari (naftni proizvodi i ulja koja su u obliku nestabilnih emulzija).

Vrsta uređaja za filtriranje odabrana je ovisno o sljedećim čimbenicima:

- količina vode koju treba filtrirati;

- koncentracija onečišćujućih tvari, njihovu prirodu i stupanj disperzije;

- fizikalna i kemijska svojstva krutih i tekućih faza;

- potrebni stupanj pročišćavanja;

- tehnološki, tehno-ekonomski i drugi čimbenici.

Filtriranje otpadne vode kroz filtriranje (porozne) pregrade

Filtriranje kroz filtriranje (porozne) pregrade naširoko se koristi (Slika 2.26). Time se razlikuje proces filtriranja suspenzije formiranjem taloga u kojem se odvaja u čisti filtrat i mokrim talogom, kao i filtriranjem začepljenjem pora u kojima čvrste čestice prodiru u pore filtarskog septuma i ostaju tamo bez stvaranja taloga.

Filtarska pregrada je bitan dio filtrata, a performanse filtracijske opreme i čistoće dobivenog filtrata u velikoj mjeri ovise o pravilnom odabiru. Filtarska pregrada izrađena je od pamuka, vune, stakla, keramike, ugljika i metalnih materijala.

Sl. 2.26. Dijagram procesa filtriranja suspenzije kroz filterski septum

1 - filtar; 2 - filterska pregrada; 3 - suspenzija; 4 - filtrat; 5 - sediment

Filtriranje otpadnih voda na mrežnim bubanj filtrima i mikrofiltrima

U sustavima pročišćavanja otpadnih voda i obradom mulja koriste se razni serijski i kontinuirani filteri. Bubanj mreža i mikrofiltri koriste se za zadržavanje grubih nečistoća u procesu filtriranja otpadnih voda koja ne sadrži više od 300 mg / l suspendiranih čestica. Ovisno o potrebnom stupnju uvjeta pročišćavanja i primjene, filteri mogu biti opremljeni mrežastim zaslonom s različitim veličinama ćelija. S tim u vezi mrežni filteri bubnja konvencionalno se dijeli na rešetke bubnja (slika 2.27) i mikrofiltri.

1) Bubanjaste mreže (BS) zadržavaju grubu nečistoću u odsustvu viskoznih tvari u vodi, smanjuju sadržaj suspendiranih tvari (pri koncentraciji u industrijskim otpadnim vodama ne više od 250 mg / l) za 25-45%. Najčešće se postavljaju ispred granularnih filtera za dubinsko čišćenje otpadnih voda.

Učinkovitost obrade vode na BS-u i propusnost ovise o sastavu zagađivača izvorne vode, veličini ćelija mreže za filtriranje, frekvenciji rotacije bubnja, intenzitetu pranja i ostalim radnim uvjetima instalacija.

Sl. 2.27. Instalacijska shema filtera mrežastog valjka:

1 - bubanj; 2 - križne veze; 3 - uzdužni spoj; 4 - ukrućivači; 5 - cijevi za pražnjenje: 6 - ulazni kanal; 7 - prednji okvir; 8 - ulazna cijev; 9 - fiksna cijev;

10 - kotač vretena; 11 - ispušna cijev; 12 - prednji ležaj;

13 - električni motor; 14 - mjenjač; 15 - brzina; 16 - bunker;

17 - cjevovod za pranje vode; 18 - sprinkler; 19 - baktericidne svjetiljke;

20 - gudura; 21 - kanal filtrata; 22 - stražnji okvir; 23 - stražnji ležaj

Mesh bubanj filtri su kontinuirani filteri. Glavni dio tih konstrukcija je rotirajuća zavarena konstrukcija bubnja, prekrivena mrežom. Elementi filtra postavljeni su na površinu bubnja. Bubanj je pogonjen električnim pogonom. Obrađena voda ulazi u unutrašnjost bubnja kroz otvorenu stijenku i izlazi radijalno, filtrirajući kroz mrežu. Ovisno o potrebnom stupnju čišćenja i uvjetima uporabe, mogu se opremiti mrežnom krpom s različitim veličinama ćelija. S tim u vezi mrežni filteri bubnja konvencionalno su podijeljeni u rešetke bubnja i mikrofiltri.

Veličina ćelija mrežica bubnja iznosi 0,3-0,8 mm, a mikrofiltri 40-70 mikrona. Bubanj se uranja u vodu do dubine od 0,6 do 0,85 promjera i rotira u komori pri brzini od 0,1 do 0,5 m / s. Otpadna voda ulazi u bubanj i filtrira kroz mrežaste površine pri brzini od 40 - 50 m 3 / (m 2 h). Nečistoće koje se zadržavaju na mreži se isperu s vodom za pranje pod tlakom od 0,15 do 0,2 MPa i uklanjaju se zajedno s njom. Potrošnja vode za pranje iznosi 1 - 2% količine pročišćene vode.

U obrađenom otpadnom vodu ne smiju postojati viskozne tvari (smole, bitumeni, ulja) koja ometaju pranje rešetke. Drum mreže su najčešće postavljene ispred granularnih filtera za dubinsko čišćenje otpadnih voda. Korištenje mrežica bubnja za mehaničku obradu industrijskih otpadnih voda dopušteno je samo u kompletnim shemama biološkog tretmana s njihovim montažom ispred spremnika za prozračivanje.

2) Mikrofiltri (MF) zadržavaju grube čestice: kontaminirane biljne i životinjske nečistoće, pijesak itd. Mikrofiltri su opremljeni filtarskom mrežom s malim stanicama veličine 0.035 - 0.04 mm. Pri korištenju mikrofiltra za mehaničku obradu otpadnih voda, umjesto primarnih sedimentacijskih spremnika, stavljaju se ispred spremnika za prozračivanje (nakon rešetki i pješčanih zamki). BPKje pun s zajedničkim tretiranjem domaće i industrijske otpadne vode smanjuje se za 25 - 30%. Sadržaj suspendiranih tvari u izvornoj vodi nije veći od 300 mg / l.

Učinkovitost pročišćavanja vode na mikrofilterima iznosi 40 - 60%, što u nekim slučajevima dopušta zamjenu primarnih clarifiers s njima.

2.1.6.3. Filteri za punjenje zrna otpadnih voda

U industrijskim uvjetima za pročišćavanje vode iz mehaničkih nečistoća često se koriste granulirani materijali. Na materijale za filtriranje nameću se sljedeći zahtjevi: oni moraju biti kemijski otporni na obradu vode, mehanički izdržljivi i ne smiju zagađivati ​​vodu. Važna karakteristika tih materijala je njihova niska cijena i dostupnost. Najčešće se koriste takvi materijali za filtriranje kao što su kvarcni pijesak, keramički čipovi, piljevina, ekspandirana gline, koksni povjetarac, drobljeni antracit, metalurška troska, granodiorit, shungizit itd.

Filtri su klasificirani kako slijedi:

- na radni tlak - otvoren (samo-strujan) i zatvoren (tlak);

- prema brzini filtracije - sporo (0,1 - 0,3 m / h), brz (7 - 16 m / h) i ultra-brzina (25 - 100 m / h);

- u smjeru protoka - uz uzlazno i ​​silazno strujanje, dvostruki protok (ACX filtri), s vodoravnim smjerom filtriranja (radijalni filtri);

- prema veličini filtarskog materijala - sitnozrnati (do 0.4 mm), srednje zrnati (0.4 - 0.8 mm) i grubo zrnati (preko 0.8 mm);

- po broju filtriranih slojeva - pojedinačno, dvostruko i višeslojno.

Spori filteri su uvijek otvoreni, ambulante mogu biti otvorene i pod pritiskom, ultra brzi, samo pod tlakom. Fino zrnato opterećenje koristi se u sporim filtrima, srednje zrna u brzom i super brzom, grubo zrnjelom za pročišćavanje vode u tehničke svrhe.

Spore filtri se koriste za ne-reagensa pojašnjenja vode i armiranobetonski ili ciglasti cisterni pravokutni ili kružni u planu. Niska brzina filtriranja, značajni trošak i velika stopa dovode do činjenice da u praksi za pročišćavanje vode u kućanstvu ti filtri nisu široko korišteni.

Filtar s granuliranim opterećenjem je beton ili cigla cigle, na čijem dnu nalazi se odvodni uređaj za odvod vode. Na drenažu se postavlja sloj nosećeg materijala, a zatim i materijal za filtriranje. Voda pod tlakom prolazi kroz sloj filtarskog materijala, koji se mora povremeno ispirati od onečišćenja. Filtri se regeneriraju pušenjem zrakom, a zatim filtriranjem s vrućom vodom (60-80 o C). Voda za pranje obično se dobiva odozdo prema dolje (postupak filtriranja pražnjenja).

Filtarski kapacitet prljavštine odnosi se na količinu prljavštine u kilogramu uklonjenoj iz 1 m 2 površine filterskog sloja po jedinici vremena. Kapacitet zadržavanja prljavštine filtera s rastućim protokom je veći nego kod silaznih. U filtrima za usisavanje, pražnjenje drenažnog uređaja, opaža se korozija cijevi i prerastanje karbonata, pa se češće koriste filtri za protok dolje.

Pri korištenju sporog filtra postiže se visok stupanj pročišćavanja otpadnih voda. Nedostaci sporih filtara uključuju veliku veličinu, visoku cijenu i složeno čišćenje sedimenta. Nisu-tlačni filtri obično imaju uzlazni protok tekućine.

Filteri s visokim brzinama mogu biti jednoslojni i višeslojni. Za jednoslojne filtre, filtarski sloj se sastoji od istog materijala, za višeslojne - od različitih materijala, na primjer, od antracitnog sloja i pijeska. Višeslojni filteri također se pune homogenim materijalom s različitim veličinama čestica. Višeslojni filteri rade učinkovitije od filtara s jednim slojem. Nedostaci filtara uključuju značajnu potrošnju materijala i složenost sustava za ispiranje. Otpadne vode se filtriraju kroz filter tlaka od vrha do dna. Ovisno o sastavu otpadnih voda, trajanje filtracije je 12-48 sati, a kada se postigne gubitak tlaka od 3-3,5 m, filtri bez tlaka bez slobodnog protoka zaustavljaju se za ispiranje. Ispiranje se izvodi samo s vodom isporučenom odozdo prema gore s određenim intenzitetom, ili istodobno ispere vodom i pročišćava se zrakom.

Shema dvoslojnog filtra prikazana je na sl. 2.28.

Sl. 28. Dijagram dvoslojnog filtra

1 - opskrba otpadnim vodama; 2 - džep; 3 - žlijeb; 4 - antracitni sloj; 5 - sloj pijeska;

6 - šljunak; 7 - drenaža; 8 - uklanjanje filtrata; 9 - opskrba vodom za pranje;

10 - ispust vode za ispiranje

Vertikalni filtri pod tlakom s granuliranim opterećenjem (sl. 2.29) koriste se za mehaničko pročišćavanje uljnih otpadnih voda nakon gravitacijskog sedimentiranja. Filtar je čelični vertikalni spremnik koji je obično izrađen od tvornice. Spremnik se izračunava pod tlakom od 0,6 MPa. Filtar je u pravilu pun kvarcnog pijeska s slojem od 1 m. Brzina filtriranja u njoj je 5-12 m / h. Početni sadržaj naftnih derivata 4 - 80 mg / l, mehaničke nečistoće - 30 - 60 mg / l. Preostali sadržaj vode u naftnim proizvodima dozvoljen je 7-20 mg / l, mehaničke nečistoće - 10-20 mg / l.

Sl. 29. Vertikalni tlačni filtar s granuliranim opterećenjem:

1 - opskrba vodom za čišćenje; 2 - filtarski sloj granularnog opterećenja:

3 - gornja postrojenja; 4 - upravljačka eliptična šahtova:

5-okrugli šaht; 6 - opskrba vodom za pranje; 7 - uklanjanje prvog filtrata;

8 - drenaža pročišćene vode; 9 - ispiranje vode; 10 - opskrba komprimiranim zrakom;

11 - pričvršćenje za hidrauličko pražnjenje i filtriranje

Kosturni filtri su vrsta filtara koji koriste princip filtriranja u smjeru smanjenja veličine zrna (sl. 2.30). Instalacija mrežica bubnja nije potrebna prije ovih filtara. Preporučuje se da se filteri CZF-a koriste za dubinsko pročišćavanje biološki obrađenih otpadnih voda, kao i u denitrifikacijskim postrojenjima neutraliziranog općeg protoka industrijskih poduzeća.

Sl. 2.30. Filtar za backfilling okvira (CZF):

1 - potporni sloj šljunka; 2 - raspodjela perforiranog dna;

3 - kolektor za napajanje izvora i uklanjanje vode za pranje;

4 - napajanje komprimiranog zraka tijekom ispiranja; 5 - šljunak;

6 - punjenje pijeska; 7 - opskrba vodom za pranje;

8 - cjevovod za uklanjanje pročišćene vode (filtrat)

CSF opterećenje sastoji se od okvira koji koristi šljunak veličine zrna od 40 do 60 mm, a zatrpavanje se sastoji od pijeska veličine zrna 0,8 - 1,0 mm. Ukupna visina šljunka (okvira) iznosi 1,8 m. Osim šljunka, za KZF okvir može se upotrijebiti i lomljen kamen, a za agregat, osim pijeska, granulirane troske visoke peći, ekspandirane gline, mramorne čipove, antracit se može koristiti.

Filteri s plutajućim opterećenjem (FPZ) od pjenastog polistirena koriste se za dubinsko čišćenje mehanički obrađenih industrijskih otpadnih voda, te za biološki obrađenu otpadnu vodu - urbanu ili mješavinu s proizvodnjom. Učinkovitost dubokog čišćenja filtera s plutajućim opterećenjem na suspendirane krutine i BOD jednaka je učinkovitosti dubokog čišćenja filtara s dvoslojnim granuliranim opterećenjem.

Shema uređaja tipa FPZ prikazana je na sl. 2.31. Izvorna otpadna voda ulazi u prostor iznad filtera, filtrira se kroz plutajući teret odozgo prema dolje u smjeru smanjenja veličine zrna pjenastog polistirena. Filtrat se skuplja pomoću donjih (FPZ-3) i srednjih (FPZ-4) odvodnih cijevi i uklanja se iz filtera. Kada se kvaliteta filtrata pogorša, punjenje filtera se ispire. Plutajuće opterećenje se regenerira u nizvodnom pročišćenom vodenom toku. Temperatura pročišćene vode ne smije prijeći 50 ° C (kako bi se izbjeglo omekšavanje polimera).

Prednosti korištenja FPZ-a: učinkovitost instalacije, jednostavnost projektiranja i rada, trajnost utovara filtera, pouzdanost čišćenja, odsutnost crpki za pranje i spremnika za pranje vode, kapacitet punjenja za neovisno hidrauličko sortiranje u procesu pranja smanjivanjem veličine zrna.

Sl. 2.31. Filteri s dizajnom plutajućeg opterećenja FPZ-a:

a - FPZ-3; b - FPZ-4; 1 - slučaj; 2 - plutajući teret; 3 - opskrba vodom;

4 - džep za filter; 5 - mreža za držanje; 6 - donji sustav odvodnje;

7 - uklanjanje filtrata; 8 - ispiranje vode; 9 - prosječna drenažna cijev.

Filteri s punjenjem poliuretanske pjene. Postupak filtriranja otpadne vode kroz poliuretansku pjenu je taj da se postupak provodi kroz prethodno komprimiranu količinu ovog materijala i njegovu regeneraciju provodi se s dvostrukom ekspanzijom opterećenja.

3.8. Filtriranje otpadnih voda

U postupku pročišćavanja otpadnih voda morate se nositi s velikom količinom vode, tako da koriste filtre koji ne zahtijevaju visoki pritisak. Na toj osnovi, koristite filtere s mrežnim elementima (mikrofiltri i rešetke bubnja) i filteri s granuliranim slojem filtriranja.

Mehanizam za ekstrakciju čestica iz vode na filtrima s granuliranom podjelom:

1) filtriranje mehaničkim ekstrakcijom čestica;

2) gravitacijska sedimentacija;

3) inercijsko oduzimanje;

4) kemijska adsorpcija;

5) fizikalna adsorpcija;

7) taloženje koagulacije;

8) biološko uzgoj.

Općenito, ovi mehanizmi mogu djelovati zajedno i postupak filtriranja sastoji se od 3 faze:

1) prijenos čestica na površinu tvari koja tvori sloj;

2) pričvršćivanje na površinu;

3) odvajanje od površine.

Po prirodi mehanizma za zadržavanje suspendiranih čestica, postoje 2 vrste filtriranja:

1) filtriranje kroz film (sediment) nečistoća nastalih na površini zrnaca opterećenja;

2) filtriranje bez stvaranja filma onečišćivača.

U prvom slučaju čuvaju se čestice čija je veličina veća od pore materijala, a zatim se formira sloj kontaminacije, koji je također i filtarski materijal. Ovaj proces je tipično za spore filtere koji rade pri malim brzinama. U drugom slučaju, filtracija se odvija u debljini sloja za punjenje, gdje su čestice zarobljene na zrncima filtarskog materijala pomoću ljepljivih sila. Takav je proces karakterističan za filtre velike brzine. Veličina sila prianjanja ovisi o veličini i obliku zrna, površinskoj hrapavosti i kemijskom sastavu, o brzini protoka i temperaturi tekućine, o svojstvima nečistoća.

Pričvršćene čestice stalno su pod utjecajem pokretne struje, što ih remeti od površine filtarskog materijala. u

ako se broj čestica koje ulaze u jedinicu vremena na površini filterskog sloja i ostavi je jednak, površina postaje zasićena i prestaje osvjetljavati otpadnu vodu.

Filtriranje kinetike i ravnoteža materijala opisane su jednadžbama:

Rješavanje ovih jednadžbi daje opću jednadžbu procesa.

gdje je c koncentracija suspendiranih tvari u otpadnoj vodi; x je duljina kanalskog dijela na kojem se otpušta nečistoća; a i b su konstante brzine za odvajanje i lijepljenje čestica; q - koncentracija sedimenta; ff

Trajanje filtra dok "proboj" nije vrijeme zaštitnog djelovanja τ h. Trajanje filtra do "probijanja" čestica u filtratu određeno je formulom

gdje je l debljina filterskog sloja; d je veličina čestica filtriranog sloja; k i S su konstante ovisno o koncentraciji suspendiranih tvari u izvoru i pojašnjenoj otpadnoj vodi.

Suspendirane krutine smanjuju poroznost kada prođu kroz sloj materijala i mijenjaju površinu. Otpornost filtarskog sloja povećava se pročišćavanjem otpadne vode.

Filteri s granuliranim slojem podijeljeni su na polaganu i veliku brzinu, otvoreni i zatvoreni. Visina sloja u otvorenim filtrima je 1... 2 m, u zatvorenoj 0,5... 1 m. Tlak vode u zatvorenim filtrima nastaje pomoću pumpi.

Usporeni filteri se koriste za filtriranje ne-koagulirajućih otpadnih voda. Brzina filtracije ovisi o njima na koncentraciji suspendiranih čestica: do 25 mg / l, brzina 0.2... 0.3 m / h; u

25... 30 mg / l - 0,1... 0,2 m / h.

Filtri velike brzine su pojedinačni i višeslojni. U jednom slojnom sloju, sloj se sastoji od istog materijala, u višeslojnom sloju

- iz različitih materijala (na primjer, od antrakita i pijeska).

Izbor vrste filtra za pročišćavanje otpadnih voda ovisi o količini filtrirane vode, koncentraciji onečišćujućih tvari i stupnju njihove disperzije,

fizikalna i kemijska svojstva krutih i tekućih faza i potrebni stupanj pročišćavanja.

3.9. Hidromehanička odvodnja kanalizacijskog mulja

U postupku obrade otpadnih voda formiraju se precipitati, čiji volumen kreće se od 0,5 do 1% volumena otpadnih voda za stanice za zajedničko obrađivanje domaće i industrijske otpadne vode i od 10 do 30% za lokalne postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda. Uobičajeno, oborina se može podijeliti u tri glavne kategorije: mineralne padavine, organske taloženje i višak aktivnog mulja. Glavni ciljevi suvremene tehnološke obrade su smanjenje volumena i naknadnu transformaciju u bezopasni proizvod koji ne uzrokuje onečišćenje okoliša.

Sedimenti sadrže spojeve silicija, aluminija, željeza, kalcijevog oksida, magnezija, kalija, natrija, nikla, kroma itd. Kemijski sastav sedimenata ima veliki utjecaj na njihov gubitak vode. Spojevi od željeza, aluminija, kroma, bakra, kao i kiselina, lužina i drugih tvari sadržanih u industrijskoj otpadnoj vodi pridonose intenziviranju procesa uklanjanja sedimenta i smanjuju potrošnju kemijskih reagensa kako bi ih koagulirali prije dehidracije. Ulja, masti, spojevi dušika, vlaknaste supstance, naprotiv, su nepovoljne komponente. Okružujući čestice sedimenata, oni krše procese zbijanja i koagulacije, kao i povećavaju sadržaj organske tvari u sedimentu, što utječe na pogoršanje gubitka vode.

Mehaničko odstranjivanje sedimenata industrijskog otpada može se provesti opsežnim i intenzivnim metodama. Opsežne metode se izvode u različitim vrstama pečata, intenzivna dehidracija i zgušnjavanje provode se filtriranjem, centrifugiranjem, hidrokloriranjem itd.

Filtriranje je postupak odvajanja krutih tvari od tekućine koja se javlja kada razlika tlaka bude iznad i ispod filtarskog medija. Vlažni filteri i preše za filtre se obično koriste za odvodnju mulja i mulja. Filtarski medij na filtrima je filter tkanina i sloj sedimenta koji se priliježe tkanini i formira dodatni pomoćni sloj za filtriranje tijekom postupka filtriranja, što sama osigurava zadržavanje najmanjih čestica suspenzije. Kako se sloj povećava, uloga filtera septuma (tkiva) smanjuje samo na održavanje pomoćnog sloja za filtriranje. Povećanje debljine sloja daje poboljšanje kvalitete filtrata, ali istodobno kao rezultat povećanja otpornosti na prolaz vode kroz pore i kapilare sloja kolača, brzina filtracije se smanjuje.

Filtrabilnost suspenzije karakterizira otpornost precipitata. U tom slučaju, sediment se odnosi na sloj deponiran na filtarskom septumu prilikom filtriranja suspenzija.

Otpornost mulja se naziva otpornost na jedinicu.

To je masa krute faze koja se taloži po jedinici površine filtra kada se filtrira pod konstantnim tlakom suspenzije, pri čemu je viskoznost tekuće faze jednaka jednom.

Otpornost taloga, koja karakterizira otpornost na filtriranje i filtriranje (gubitak vode) taloženja, određuje se formulom

Filtriranje otpadnih voda

Filtriranje se koristi za ekstrakciju finih disperznih krutina iz otpadnih voda. Odvajanje se provodi uz pomoć poroznih ili granuliranih pregrada, što dozvoljava da tekućina prođe i odgodi raspršenu fazu. Postupak se odvija pod djelovanjem hidrostatskog tlaka tekućeg stupca, povišenog tlaka preko odjeljka ili vakuuma nakon dijeljenja.

Filtracijske biljke se koriste za odvajanje suspenzija otpadne vode sa sadržajem krute faze u otpadnoj vodi od manje od 0.1% volumena do više od 1%. Postoje sljedeće vrste procesa filtracije otpadnih voda:

1) pojašnjenje - filtriranje otpadnih voda s niskim sadržajem krutih tvari (manje od 0,1%);

2) zgušnjavanje - odvajanje čvrste faze (sadržaj od 0,1,1% volumena) iz otpadne vode nije u obliku sedimenta, već u obliku visoko koncentrirane (zadebljane) suspenzije;

3) filtriranje otpadne vode (sadržaj više od 1% volumena krute faze) s formiranjem sloja sedimenta na filterskom septumu.

Filtracijske biljke se koriste za ekstrakciju grubih, srednjih i sitnih čestica iz otpadnih voda, kao i naftnih proizvoda, ulja, smola, itd. U tu svrhu koriste se mrežni filteri, filtri s granuliranim slojem i polimernim filtrima. Izbor filterskih pregrada ovisi o koncentraciji nečistoća, svojstvima otpadne vode, temperaturi, tlaku filtracije i dizajnu filtara.

U postupku pročišćavanja otpadnih voda morate se nositi s velikom količinom vode, tako da koriste filtre koji ne zahtijevaju visoki pritisak. Na toj osnovi, koristite filtere s mrežnim elementima (mikrofiltri i rešetke bubnja) i filteri s granuliranim slojem filtriranja.

Mesh bubanj filtri su dizajnirani da zadrže grube nečistoće u procesu filtriranja otpadnih voda. Filteri mrežastog bubnja konvencionalno su podijeljeni u bubanjske mreže (BS) i mikrofiltre (MF).

Mikrofiltri zadržavaju grube čestice otpadnih voda. Glavni dio mrežastih bubanjskih filtera je rotirajući bubanj prekriven mrežicom (Slika 3.29).

Sl. 3.29. Raspored mikrofiltera:

1 - rotirajući bubanj; 2 - pladanj za sakupljanje vode za pranje; 3 - uređaj za pranje

Ovisno o potrebnom stupnju uvjeta čišćenja i primjene, upotrebljavaju se mrežaste krpe s različitim veličinama ćelija. Veličina ćelija mrežica bubnja 0.3. 0,8 mm, i mikrofiltri 40,70 mikrona. Bubanj je uronjen u vodu na dubini od 0,6. 0,85 od promjera i rotira u komori brzinom od 0,1. 0,5 m / s Otpadna voda ulazi u bubanj i filtrira kroz mrežaste površine pri brzini od 40. 50 m 3 / (m 2 h). Nečistoće koje se zadržavaju netom se isperu s vodom za pranje i uklanjaju zajedno s njom. Učinkovitost pročišćavanja vode na MF-u iznosi 40,60%, što omogućuje zamjenu primarnih razredilača s njima.

Pri korištenju filtera s filtarskim septom, postupak filtracije provodi se začepljavanjem pora filterskog septuma ili formiranjem taloga na površini filtera septuma.

Filtriranje sa začepljavanjem pora filterskog septuma naziva se pojašnjenje, nastaje kada je koncentracija čvrste faze manja od 0,7% volumena. Pročišćavanje otpadnih voda provodi se pomoću granularnih filtara.

Filtriranje formiranjem taloga opaženo je pri dovoljnoj koncentraciji krute faze u suspenziji (više od 1% volumena). Ova vrsta filtriranja provodi se u predfabriciranim filtrima.

Za duboku obradu nisko-koncentrirane otpadne vode iz finih čestica, kao i za pročišćavanje otpadnih voda nakon biološkog tretmana koriste se granularni filtri (Slika 3.30).

Sl. 3.30. Shema granuliranih filtara:

1 - kućište filtera; 2 - filterska pregrada; 3 - suspenzija otpadne vode;

4 - filtrat; 5 - sediment

Filteri s granuliranim slojem podijeljeni su na polaganu i veliku brzinu, otvoreni i zatvoreni. Visina sloja u otvorenim filtrima je 1.. 2 m, u zatvorenoj 0,5. 1 m. Tlak vode u zatvorenim filtrima nastaje pomoću pumpi.

Usporeni filteri se koriste za filtriranje ne-koagulirajućih otpadnih voda. Brzina filtracije ovisi o njima na koncentraciji suspendiranih čestica: do 25 mg / l, brzina je 0.2. 0,3 m / h; na 25. 30 mg / l je 0.1. 0,2 m / h

Filtri velike brzine su pojedinačni i višeslojni. U jednom slojnom sloju sloj se sastoji od istog materijala, au višeslojnim se sastoji od različitih materijala (na primjer, antracita i pijeska).

Mehanizmi za ekstrakciju čestica iz vode na filtrima s granuliranom podlogom uključuju sljedeće postupke: filtriranje mehaničkim ekstrakcijom čestica; gravitacija

onno precipitacija; inercijsko oštećenje; kemijska adsorpcija; fizikalna adsorpcija; adhezija; taloženje koagulacije; biološko uzgoj.

Općenito, ovi mehanizmi mogu raditi zajedno, a postupak filtriranja sastoji se od 3 faze:

1) prijenos čestica na površinu tvari koja tvori sloj;

2) pričvršćivanje na površinu;

3) odvajanje od površine.

Po prirodi mehanizma za zadržavanje suspendiranih čestica, postoje 2 vrste filtriranja:

1) filtriranje kroz film (sediment) nečistoća nastalih na površini zrnaca opterećenja;

2) filtriranje bez stvaranja filma onečišćivača.

U prvom slučaju čuvaju se čestice čija je veličina veća od pore materijala, a zatim se formira sloj kontaminacije, koji je također i filtarski materijal. Ovaj proces je tipično za spore filtere koji rade pri malim brzinama. U drugom slučaju, filtracija se odvija u debljini sloja za punjenje, gdje su čestice zarobljene na zrncima filtarskog materijala pomoću ljepljivih sila. Takav je proces karakterističan za filtre velike brzine. Veličina sila prianjanja ovisi o veličini i obliku zrna, površinskoj hrapavosti i kemijskom sastavu, o brzini protoka i temperaturi tekućine, o svojstvima nečistoća.

Pričvršćene čestice stalno su pod utjecajem pokretne struje, što ih remeti od površine filtarskog materijala. Ako je broj čestica koji ulaze u jedinicu vremena na površini filterskog sloja i ostavi je jednak, površina postaje zasićena i prestaje olakšati otpadnu vodu.

Filtriranje kinetike i ravnoteža materijala u granuliranim filtrima opisane su jednadžbama:

Prilikom rješavanja jednadžbi (3.29) i (3.30) dobivamo opću jednadžbu procesa.

gdje je c koncentracija suspendiranih tvari u otpadnoj vodi; x - duljina presjeka kanala na kojemu se ispuštaju nečistoće; a i b su konstante brzine odvajanja i lijepljenja čestica; q - koncentracija sedimenta; UV brzina filtriranja.

Trajanje filtra do "probijanja" je vrijeme zaštitnog djelovanja t3. Trajanje filtra do "probijanja" čestica u filtratu određeno je formulom

gdje je debljina filterskog sloja; d je veličina čestica filtriranog sloja; Ki S0- konstante ovisno o koncentraciji suspendiranih tvari u izvoru i pojašnjenoj otpadnoj vodi.

Suspendirane krutine smanjuju poroznost kada prođu kroz sloj materijala i mijenjaju površinu. Otpornost filtarskog sloja povećava se pročišćavanjem otpadne vode.

Izbor vrste filtra za obradu otpadnih voda ovisi o količini filtrirane vode, koncentraciji onečišćujućih tvari i stupnju njihove disperzije, fizikalno-kemijskim svojstvima krutih i tekućih faza i željenom stupnju pročišćavanja.

Za dubinsko pročišćavanje vode iz finih čestica, kao i za pročišćavanje otpadnih voda nakon biološkog tretmana koriste se granulirani tlačni filteri (Slika 3.31).

Sl. 3.31. Filtar vertikalnog tlaka s granuliranim opterećenjem:

1 - opskrba vodom za čišćenje; 2 - filtarski sloj granularnog opterećenja:

3 - gornja postrojenja; 4 - upravljačka eliptična rupa; 5-okrugli šaht; 6 - opskrba vodom za pranje; 7 - uklanjanje prvog filtrata; 8 - drenaža pročišćene vode;

9 - ispiranje vode; 10 - opskrba komprimiranim zrakom;

11 - pričvršćenje za hidrauličko pražnjenje i filtriranje

Oni dolaze s dolje (od vrha do dna) i s gore (odozdo prema gore) protok vode. Filteri s protokom vode dolje su jednoslojni i višeslojni utovar. Filtri za tlak s granuliranim opterećenjem koriste se za mehaničku obradu uljnih otpadnih voda nakon njihovog taloženja.

Kvarcni pijesak s slojem od 1 m, slomljen antracit, ekspandiranom glinom, keramički čipovi se koriste kao utovar. Filtri pod tlakom imaju brzinu filtracije od 5,12 m / h, a trajanje ciklusa filtriranja je 12,48 h.

Granularni filtri karakteriziraju kapacitet zadržavanja prljavštine (količina nečistoća u kg (ili m 3) uklonjena s 1 m 2 površine filterskog sloja ili od 1 m 3 volumnog opterećenja po jedinici vremena). Kapacitet prljavštine filtera čestica je 1. 3 kg / m3.

Sadržaj naftnih derivata u vodi nakon filtara je smanjen za 4,6 puta, mehanička nečistoća - za 3 puta. Učinkovitost filtriranja se povećava kada se u vodu dodaju tvari za ukapljivanje i flokulanti. Gubitak glave u filterima čestica doseže 130 kPa.

Kada se filtrira visoko koncentrirana otpadna voda, sve filtre se koriste za stvaranje sedimentnog sloja na filterskom septumu. Kao dijelovi koriste metalne perforirane ploče i mreže, tkanine od prirodnih, umjetnih i sintetičkih vlakana. Filterske particije trebaju imati minimalnu hidrauličku otpornost, mehaničku čvrstoću i fleksibilnost, otpornost na kemikalije, ne smiju se nabubriti i prekidati u danim uvjetima filtriranja.

Razlika tlaka na obje strane filtera septa stvara se na različite načine. Ako se prostor iznad suspenzije komunicira s izvorom komprimiranog plina, ili je prostor ispod filterskog septuma povezan s izvorom vakuuma, tada se proces filtriranja odvija pri konstantnoj razlici tlaka. Brzina procesa se smanjuje zbog povećanja otpora sedimentnog sloja povećane debljine.

Ako se suspenzija dovede u filter pomoću klipne pumpe s konstantnim kapacitetom, proces filtriranja se provodi pri konstantnoj brzini; međutim, razlika tlaka raste zbog povećanja otpora sedimentnog sloja povećane debljine.

Ako se suspenzija dovede u filter pomoću centrifugalne pumpe, čija se učinkovitost smanjuje povećanjem otpora sedimenta, što uzrokuje povećanje razlike u tlaku, tada se postupak filtracije provodi pri različitim promjenama tlaka i brzinama. Filtriranje se provodi uz slijedeće razlike u tlaku:

- pod vakuumom - 5 1 0 4. 9 x 10 4 Pa;

- pod pritiskom komprimiranog zraka - ne više od 3-10 5 Pa;

- kada se isporučuje s klipom ili centrifugalnom pumpom - do 5-10 Pa;

- pod hidrostatskim tlakom - do 5 • 10 4 Pa.

Kada se suspenzije odvajaju s malom koncentracijom fino raspršene čvrste faze, često se koriste sredstva za filtriranje kako bi se spriječile prodiranje čvrste čestice u pore filtra septuma. Kao pomoćne tvari koriste se fine dispergirani ili fino-vlaknasti materijali: kremena, perlit, azbest, celuloza, aktivni ugljen, drveni brašno.

Prilikom dodavanja ekscipijensa u odvojivu suspenziju povećava se koncentracija krutih čestica u njemu, što sprečava začepljenje pora filtarskog septuma.

Izračunavanje tekućih filtera. Tehnološki izračun tekućih filtara uključuje materijalnu ravnotežu procesa filtriranja, kao i definiranje sljedećih parametara:

- omjer volumena sedimenta i filtrata;

- volumen sedimenata po 1 m 2 površine filtera;

- površina filtriranja;

- potrošnja vode za ispiranje i vremena pranja precipitata.

Materijalna bilanca sastavlja se kako bi se odredila masa sedimenta ili filtrata (obrađena otpadna voda):

a) ravnoteža za cijeli sustav:

b) ravnoteža krute faze u odsutnosti u pročišćenoj vodi (filtrat)

gdje gc, Goc i - masa odvojene otpadne vode (suspenzija), sedimenta i filtrata, kg; xs i xoperativni sustav - udio krutih tvari u otpadnoj vodi i sedimentu (% ili po masi); W je sadržaj vlage sedimenta,% ili udio (po masi).

Kombinirana otopina jednadžbi balansa materijala (3.31) i (3.32) određuju količinu mokrog sedimenta i filtrata. Ako je kapacitet filtra postavljen prema vlažnom nacrtu, količina isporučene otpadne vode za filtriranje određena je iz ravnoteže materijala.

Brzina filtriranja po jedinici površine filtera, m 3 / (m 2 's), može se izraziti u obliku općeg hidrauličkog zakona:

gdje su arf - diferencijalni tlak tijekom filtracije, Pa; Ja samf = p (I0C + 7?pn) - ukupni otpor tijekom filtracije, jednak zbroju otpornosti precipitata Roc i filtriranje (mreža, tkanina, granularni sloj) Ipn, m '1; p je viskoznost filtrata, Pa s.

Filtriranje jednadžbi. Filtriranje se nastavlja u laminarnom načinu zbog male veličine pora u sedimentnom sloju i filterskom septumu, kao i niske brzine tekuće faze u pore. Brzina filtriranja općenito se izražava u diferencijalnom obliku.

gdje je V volumen filtrata, m 3; S je površina filtracije, m 2; t je trajanje filtriranja, s.

Brzina filtracije je izravno proporcionalna razlici tlaka, ali obrnuto proporcionalna viskoznosti tekuće faze i ukupne hidrauličke otpornosti sedimentnog sloja i filtarske razdjelnice:

gdje je Ap razlika tlaka, Pa; p je viskoznost tekuće faze suspenzije, Pa-s; Roc - otpor sedimentnog sloja, m "1; /? f.n - otpor filterskog septuma m '1;

Volumen sedimenta može se izraziti u smislu visine slojnog sloja hoc, i također kroz omjer volumena sedimenta i volumena filtrata x0:

gdje će debljina sedimenta biti:

Otpornost na sloj mulja je:

gdje r0- volumen otpornosti sedimenata, m '2.

Uzimajući u obzir izraz (3.35), glavna jednadžba filtriranja diferencijalnog (3.33) ima oblik:

Uzimanje uvjeta = 0, uzimajući u obzir jednakost (3,34) iz jednadžbe (3,36) dobivamo:

Na početku filtriranja V = O, kada sedimentni sloj još nije formiran na filterskom septumu, otpor filterskog septuma bit će jednak:

Jednadžba filtriranja pri konstantnoj razlici tlaka.

S Ap = const i Keithovim varijablama integriramo jednadžbu (3.36):

Dijeljenje obje strane jednadžbe (3,37) prema pr0x0/ (26), str0"O ^ o / (2S) dobivamo zavisnost trajanja filtracije na volumen filtrata:

Jednadžba (3.38) primjenjiva je na oba kompresibilna i neizbrisiva sedimenta, jer kod Ap = const vrijednosti r0 i x0 također konstantna.

Kada se Ap = const povećava volumen filtrata i produžava trajanje filtracije, brzina procesa se smanjuje.

Jednadžba filtriranja pri konstantnoj brzini procesa.

Za filtriranje pri konstantnoj brzini, derivat dV / dx može se zamijeniti omjerom konačnih vrijednosti V / t. Nakon ove zamjene, nalazi se otopina osnovne filtrirane jednadžbe (3,36) u odnosu na Ap:

Množenje i razdvajanje prvog pojma desne strane jednadžbe (3,39) m, uzevši u obzir izraz

Jednadžba (3.40) pokazuje da za m>f = varijabilna razlika tlaka povećava se s povećanim vremenom filtriranja. Ova se jednadžba odnosi na neizbrisiv padalina.

Jednadžba filtriranja pri konstantnim tlakovima i brzinama.

Ova vrsta filtracije je izvediva u procesu pranja precipitata, ako se čista tekućina filtrira kroz sloj sedimenta konstantne debljine pri konstantnoj razlici tlaka. Prihvaćajući jednadžbu (3.36) jednakost xPV / S = hoc i zamjenjujući dV / dx s konstantnom vrijednošću V / t s Ap = const dobivamo:

Jednadžba (3,41) daje ovisnost volumena filtrata o trajanju filtracije čiste tekućine, posebno tekućine za pranje.

Druge stvari su jednake, brzina filtriranja je veća, a filtarski kapacitet veći, manji je volumen dobivenog filtrata ili debljina sedimentnog sloja na filterskom zidu proporcionalna tom volumenu. Stoga, kako bi se poboljšala učinkovitost filtra, potrebno je nastojati što bržeg uklanjanja sedimenta iz filtera septuma.

Za maksimalnu učinkovitost filtara periodičnog djelovanja preporučljivo je ponoviti svoje radne cikluse što je češće moguće, dovođenje malih dijelova suspenzije u filtar. Međutim, učestalo ponavljanje ciklusa rada filtara za glavne operacijeosnovan, uključujući i filtriranje, pranje i čišćenje precipitata, podrazumijeva jednako često ponavljanje pomoćnih operacijaGSP punjenje suspenzije i uklanjanje sedimenta. U svakom slučaju, postoji optimalno vrijeme ciklusa filtera tu, na kojem filtar ima najviše performanse.

Izrazite uvjetnu prosječnu brzinu filtriranja i>f

kao rezultat razdiobe volumena filtrata sakupljenog na površini filtriranja za vrijeme ciklusa tu = (t0Cn + tCN)

gdje A = 2D /? / (p GoH0) - konstanta.

Maksimalna vrijednost i>f odgovara diferencijalnoj jednadžbi i stanju dw ^ / d? tosnovan = 0

Stoga numerator tGSP - t0Cn = 0, ili tosnovan = tGSP, to jest, najveći učinak periodičkog djelovanja filtra postiže se istim trajanjem glavnih i pomoćnih operacija.

Ekonomski optimalno vrijeme ciklusa filtriranja postiže se omjerom te = (4..6) tGSP. Ovaj omjer vrijedi za Ap = const i Jaf.n = 0