ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные закономерности процесса фильтрования из "Методы доочистки сточных вод Издание 2" При фильтровании биологически очищенной сточной жидкости происходит снижение содержания взвешенных веществ путем изъятия частиц активного ила и накопления их в фильтрующей загрузке. Этот процесс близок к тем процессам, которые характерны для фильтров систем водоснабжения. [c.23] Теоретические закономерности процесса фильтрования малоконцентрированных суспензий рассматривались многими авторами. Наибольшее признание и применение получила теория, разработанная проф. Д. М. Минцем, рассматривающая очистку воды при фильтровании как результат двух одновременно протекающих процессов прилипания частиц взвеси к поверхности зерен фильтрующего материала и ранее прилипшим загрязнениям и их отрыва под действием гидродинамического давления потока жидкости. [c.23] В результате действия этих двух факторов происходит продвижение фронта загрязнений в глубь фильтрующего слоя. Накопление загрязнений в толще фильтра приводит к уменьшению размера пор, увеличению истинной скорости фильтрации и росту гидравлического сопротивления фильтрующей среды. Вместе с тем увеличение истинной скорости фильтрации приводит к повышению сил гидродинамического давления потока воды на скопления загрязнений, их отрыву и переносу в последующие по ходу движения воды слои загрузки. По мере заиливания фильтрующего-слоя наступает момент, когда вследствие разрушения осадка в толще загрузки и выноса вторичных частиц происходит ухудшение качества фильтрата. [c.23] При фильтровании могут возникать условия (например, при мелкой загрузке и большой величине сил сцепления частиц малых истинных скоростях движения воды наличии частиц, закупоривающих поры и т. д.), когда кольматация первых слоев фильтра идет быстро эти слои заиливаются, что сопровождается высоким ростом потерь напора. Поэтому при конструировании фильтров с зернистой загрузкой стремятся исключить возможность ее заиливания. В этом случае в процессе изъятия взвеси участвует не только поверхностный слой загрузки, но и вся ее толща. Чем больше высота фильтрующего слоя, тем выше (в определенных пределах) эффект очистки и больше время защитного действия загрузки, т. е. продолжительность работы фильтра до момента ухудшения качества фильтрата, обусловленного срывом загрязнений и выносом их за пределы фильтра. [c.24] На время защитного действия фильтрующей загрузки и эффект очистки воды оказывает влияние также крупность зерен загрузки и скорость фильтрации. С уменьшением крупности зерен и скорости фильтрации эффект очистки воды и продолжительность защитного действия загрузки возрастают. [c.24] Однако уменьшение крупности зерен загрузки приводит к увеличению начальной потери напора и темпа ее роста, а снижение скорости фильтрации невыгодно по экономическим соображениям. Кроме того, при слишком мелкой загрузке может произойти ее заиливание. Поэтому на практике применяют такие загрузки и скорости фильтрования, которые обеспечивают оптимальный режим процесса фильтрования. [c.24] Обычно принимают 7 ин = 8 ч, а /з 1,2 н, где 1,2 — коэффициент, исключающий возможность проскока взвеси в фильтрат. [c.25] При фильтровании на первые слои загрузки поступает наиболее загрязненная вода, а на каждый последующий слой — вода, предварительно очищенная предыдущим слоем. Поэтому даже в случае совершенно однородной загрузки загрязнения распределяются неравномерно по ее высоте. В практике всегда приходится иметь дело с неоднородными по крупности зерен загрузками. При промывках фильтров загрузка укладывается таким образом, что наверху преимущественно сосредоточиваются мелкие зерна, а внизу — крупные. Поскольку мелкие зерна имеют более высокую удельную поверхность и задерживающую способность, то при фильтровании в направлении сверху вниз неравномерность распределения загрязнений еще более возрастает. При таких условиях фильтрования задерживающая способность загрузки используется далеко не полно, а потери напора в ней быстро растут. [c.25] Приведенные зависимости дают достаточно ясное представление о влиянии на процесс фильтрования таких факторов, как высота загрузки, ее крупность, неоднородность и скорость фильтрации. При этом данные зависимости могут быть использованы при расчете фильтров как с нисходящим, так и восходящим потоком воды, что учитывается величиной коэффициента ф. [c.26] Для определения параметров процесса предложен фильтрационный технологический анализ, заключающийся в проведении эксперимента при фильтровании исследуемой воды через загрузку с известными и заранее заданными параметрами. В ходе эксперимента ведутся наблюдения за изменением концентрации взвеси по слоям загрузки и за потерей напора в ней. По полученным данным вычисляются указанные выше параметры. [c.27] Зависимости (4) — (7) могут быть использованы в тех случаях, когда фильтры доочистки сточных вод работают в условиях подачи коагулянта в воду непосредственно перед фильтрами. Как будет показано далее в главе VII, такой прием доочистки может быть использован в качестве одного из вариантов обработки воды с целью снижения соединений фосфора. В этих условиях свойства поступающей на фильтр взвеси и характер процесса фильтрования как при доочистке сточных вод, так и при очистке поверхностных вод весьма похожи наблюдается как прилипание частиц взвеси, так и отрыв их, что обусловливает время защитного действия загрузки, а рост потери напора на протяжении фильтроцикла носит примерно линейный характер. [c.27] Однако в тех случаях, когда на фильтры поступает вода, прошедшая только биологическую очистку или очистку с введением коагулянта в аэротенк (что также может быть использовано для удаления соединений фосфора), приведенные зависимости неприменимы. [c.27] За последнее время были предприняты попытки учета указанных факторов. Так, Ю. В. Брынько (МИСИ им. В. В. Куйбышева), изучая фильтрование в направлении сверху вниз, показывает, что образование поверхностного слоя осадка наблюдается в большом диапазоне скоростей фильтрования (до 20 м/ч) и крупности зерен загрузки (от 0,65 до 2,2 мм). [c.28] Кравцова (ВНИИ ВОДГЕО), исследовавшая процессы фильтрования биологически очищенных производственных сточных вод в направлениях сверху вниз и снизу вверх, указывает на формирование осадка на поверхности зерен, а также отрыв и перенос его (по мере накопления в порах) в последующие слои фильтра. [c.28] Кравцова предлагает учитывать рост объема задержанного загрузкой активного ила и приходит к выводу, что для исследованных условий наиболее целесообразным является применение крупнозернистых фильтров с подачей воды снизу вверх или двухслойных фильтров с нисходящей фильтрацией. [c.28] Из-за отсутствия достаточного опыта в настоящее время трудно судить о том, сколь полно зависимости, предложенные Ю. В. Брынько и Н. В. Кравцовой, описывают особенности процесса фильтрования биологически очищенных сточных вод. Однако они подтверждают одно из основных положений теории о целесообразности использования фильтрования в направлении убывающей крупности зерен загрузки. Значение этого принципа при доочистке сточных вод особенно возрастает в связи с уже указывавшейся их специфичностью. Этим и объясняется повышенный интерес к применению для доочистки крупнозернистых, двухслойных и многослойных фильтров, а также и фильтров с восходящим потоком воды. [c.28] На рис. 4 показаны результаты одного из опытов, проведенных в НИИ КВОВ АКХ им. К. Д. Памфилова при фильтровании биологически очищенной сточной воды через три типа загрузок. Эффект очистки воды во всех случаях был примерно одинаковым. Однако прирост потери напора, как и следовало ожидать, был существенно различным при фильтровании снизу вверх — он был наименьшим. [c.29] Следует отметить, что при очистке воды из поверхностных источников фильтры с восходящим потоком воды в отечественной практике используются уже давно. [c.29] Вернуться к основной статье