Файл: Очистка сточных вод фильтрованием Область применения метода фильтрования в очистке сточных вод.ppt

Фильтрование применяют для выделения из сточных вод грубо и мелкодисперсных примесей. Фильтрование обычно является завершающей стадией очистки сточных вод, прошедших сооружения механической, физико-химической и биологической очистки.

Типы фильтров

В зависимости от количества и характера примесей, а также от расхода сточных вод и требований к осветленной воде применяют:
фильтры с фильтровальной перегородкой;
фильтры с зернистой загрузкой.

Осветление сточных вод в аппаратах с фильтровальными перегородками

К аппаратам с фильтровальными перегородками относятся:
барабанные вакуум-фильтры, барабанные микрофильтры, дисковые фильтры, ленточные фильтры, камерные фильтр-прессы.
Аппараты с фильтровальными перегородками применяют для осветления сточных вод, загрязненных частицами активного ила, волокон и др., а также для обезвоживания осадков сточных вод

Микрофильтры

Область применения: предварительная очистка перед биологической, а также как метод доочистки сточных вод. Микрофильтры могут быть использованы для очистки сточных вод целлюлозно-бумажных и химических комбинатов, заводов по производству искусственного волокна.
Микрофильтры представляют собой вращающиеся горизонтальные барабаны диаметром 1,5-3,0 м с металлическими сетками, имеющими отверстия размером от 20 до 60 мкм. Барабан на 2/3 погружен в воду. Сточная вода поступает внутрь барабана и фильтруется через сетчатые элементы наружу. Для промывки микрофильтра над барабаном располагаются спрыски, в которые под давлением 0,03 – 0,2 МПа подается промывная вода.
Удельная производительность микрофильтров – от 0, 01 до 0,025 м3/(м2∙с) при потере напора 0,2 м. Расход промывной воды составляет 1-3% от количества профильтрованной воды. Линейная скорость вращения сетки изменяется от 0,1 до 0,5 м/с.

Схема сетчатого барабанного фильтра

1 – барабан, 2 – трубы опорожнения фильтра, 3 – канал для подачи загрязненной воды в фильтр, 4 – входная труба,

5 – электродвигатель, 7 – бункер для сбора промывной воды,
8 – промывное устройство, 9 – бактерицидные лампы,
10 – камера барабанного фильтра, 11 – водослив,
12 – канал для фильтрата

Фильтрование сточных вод через зернистые загрузки

Область применения: доочистка сточных вод, прошедших сооружения биологической очистки, а также для выделения из сточных вод нефтепродуктов, смол.
По скорости фильтрования различают:
медленные фильтры – линейная скорость фильтрования до 0,5 м/ч;
скорые фильтры – линейная скорость фильтрования 2-15 м/ч;
сверхскоростные фильтры – линейная скорость фильтрования более 25 м/ч.
Медленные фильтры применят при обработке воды без коагулирования, скорые фильтры – после обработки воды коагулянтами, сверхскоростные могут работать с коагулированием воды и без него.

Требования к материалам зернистых загрузок

1. должны обладать определенным фракционным составом.
Фракционный состав фильтрующей загрузки зерен определяет производительность фильтра. При очень крупной загрузке пропускная способность фильтра увеличивается, но качество фильтрата (очищенной воды) снижается. Мелкий фильтрующий материал вызывает уменьшение продолжительности фильтроцикла и перерасход промывной воды. При значительной неоднородности фракционного состава фильтрующей загрузки ухудшаются условия промывки, а также происходит концентрирование мелких частиц на поверхности загрузки.
2. должны обладать механической прочностью к истиранию и измельчению.
Недостаточная механическая прочность фильтрующего материала способствует увеличению гидравлического сопротивления загрузки и уносу материала промывной водой.
3. должны обладать химической стойкостью к воде и ее примесям.
Химическая стойкость предотвращает изменение свойств фильтрующего материала в процессе эксплуатации фильтра.

Материалы зернистых загрузок

кварцевый песок;
гравий;
дробленый антрацит;
кварц;
мрамор;
керамическая крошка;
доломит, магнетит;
пористые полимерные материалы (из полистирола, полиуретана).

Открытые фильтры

Открытый фильтр представляет собой прямоугольный в плане резервуар, загруженный фильтрующим слоем зернистого материала и поддерживающими слоями, под которыми размещена дренажная система.
Дренажная система предназначена для отвода отфильтрованной воды и равномерного распределения промывной воды. В качестве дренажа используют пористые трубы и плиты, колпачки и др.
В верхней части фильтра расположены желоба для подачи исходной сточной воды и отвода грязной промывной воды. Вдоль фильтра размещают аппаратуру для управления работой фильтра, в том числе регуляторы скорости фильтрования.

Однопоточный открытый скорый фильтр

1 – промывные желоба, 2 – приемный карман,
3 – трубопровод для подачи сточной воды в фильтр,
4 – трубопровод для отвода загрязненной промывной воды,
5 – дырчатое днище, 6 – трубопровод для подачи промывной воды,
7 – трубопровод для опорожнения фильтра во время ремонта,
8 – дренажные трубы, 9 – поддерживающий гравийный слой,
10 – фильтрующая загрузка

Принцип работы однопоточного открытого скорого фильтра

В однопоточных открытых скорых фильтрах сточная вода подается по трубопроводу 3 в карман 2. Проходя фильтрующую загрузку 10 и поддерживающий гравийный слой 9, вода через дырчатое днище 5 поступает в дренаж, откуда по трубопроводу 6 отводится из фильтра.
Труба 7 служит для опорожнения фильтра на время его ремонта. Промывная вода при промывке подается по трубопроводу 6, проходит поддерживающий гравийный слой 9 и фильтрующую загрузку 10 и сбрасывается в промывные желоба 1. Затем загрязненная промывная вода по трубопроводу 4 направляется в водосток.

Многослойные фильтры

Фильтры этого типа имеют многослойную загрузку, состоящую из материалов различной плотности. Наличие в многослойном фильтре верхних крупнозернистых слоев обуславливает большую глубину проникновения загрязнений в загрузку, а наличие нижнего мелкозернистого слоя кварцевого песка – достаточно высокую эффективность осветления воды.
Наибольшее распространение получили двуслойные фильтры. В качестве материала верхнего слоя используется антрацит, керамзит, полистирол, в качестве нижних – кварцевый песок, магнетит.
Скорость фильтрования воды составляет 10-25 м/ч. Грязеемкость многослойных фильтров в 2-4 раза больше, а продолжительность фильтроцикла – в 2-3 раза больше, чем у однослойных фильтров.

Схема многослойного фильтра

1 - подача воды на очистку; 2 - приемный карман;
3 - желоб для распределения фильтруемой воды и отвода промывной;
4 - выпуск промывной воды;
5 - подача промывной воды; 6 - отвод фильтрованной воды;
7 - дренажная система; 8 - антрацит;
9 - песок; 10 - гравий

Напорные фильтры

Напорные скорые фильтры представляют собой закрытые резервуары цилиндрической формы. Они оборудованы дренажной системой для отвода осветленной воды и подачи промывной воды, устройством для распределения сжатого воздуха. Напорные фильтры рассчитываются на давление 0,4-0,6 МПа.
Напорные фильтры могут быть вертикальными и горизонтальными. Вертикальные напорные фильтры имеют, как правило, диаметр 1-3,4 м, высоту слоя фильтрующего материала 1-1,2 м и производительность 50-90 м3/ч.
Напорные скорые фильтры применяют для осветления сравнительно небольших объемов сточных вод, загрязненных взвешенными веществами, смолами.

Напорный вертикальный кварцевый фильтр

1 – подача воды на фильтрацию,
2 – корпус фильтра,
3 – слив промывной воды,
4 – слой фильтрующей песчаной загрузки,
5 – поддерживающий слой гравия,
6 – подача воздуха для взрыхления загрузки,
7 – отвод осветленной воды,
8 – подача промывной воды,
9 – отвод загрязненной промывной воды,
10 – трубка для сброса воздуха