Конструкция и принцип работы механического фильтра

Техническая характеристика осветлительных фильтров

После осветлителей обязательна установка осветлительных фильтров, так как возможно периодическое увеличение мутности воды свыше 5 мг/л, а для некоторых вод с трудом достигается содержание взвешенных веществ 10-15 мг/л, что недостаточно для нормальной эксплуатации установленных после предочистки (ионитных) фильтров.

Осветительные фильтры служат для удаления взвешенных веществ. На ВПУ, как правило, осветлительные фильтры устанавливаются после осветлителей, так как очень редки случаи, когда из воды требуется удаление только взвешенных веществ и не применяется коагуляция в осветителях.

Таблица 2.2 – Средняя концентрация взвешенных веществ в уплотненном осадке г/л:

Характеристика осадка	Продолжительность уплотнения, ч
Осадок, образующийся при коагуляции воды с содержанием взвешенных веществ, мг/л 100-400 400-1000 выше 1000 осадок, образующийся при известковании воды: - с магнезиальной жесткостью <25% - то же выше 25%

В энергетических установках широко применяются напорные однотопочные фильтры с загрузкой кварцевым песком или дробленным антрацитом, или в этих же фильтрах используют двухслойную загрузку – антрацит и кварцевый песок. При производительности установки более 70 м³/ч устанавливают не менее 4 фильтров. Во время промывки одного из фильтров увеличение скорости фильтрования допускается не более 30%. Принимают 2 режима работы осветлительных фильтров:

- нормальный – при работе всех фильтров с периодическим отключением одного на промывку;

- форсированный – когда один фильтр в ремонте, а второй периодически отключается на промывку.

Отключение фильтра на промывку производится при уменьшении прозрачности фильтра до 20 см по шрифту или чаще при увеличении потери напора на фильтрах до 6-8 м вод. ст. при небольшом содержании взвешенных веществ промывки осуществляются редко (1 раз в 1-3 сут.). Для взрыхляющей промывки фильтрующей загрузки обязательно применение осветленной воды после фильтров. Основным расчетным фактором для осветлительных фильтров является их производительность, которая кроме заданной величины должна указывать расход на собственные нужды всех последующих стадий обработки воды. Поэтому при многоступенчатой схеме ВПУ технологические расчеты начинают с хвостовых аппаратов. Основные технологические данные для расчета осветлительных фильтров приведены в табл.2.3.

Таблица 2.3 – Технологические данные осветлительных фильтров

Параметр	Тип фильтра
С загрузкой антрацитом	С двухслойной загрузкой кварцевым песком и антрацитом
Диаметр зерен фильтрующего материала, мм: антрацит кварцевый песок Высота фильтрующего материала, м: антрацит кварцевый песок Насыпная масса фильтрующего материала, т/м^3: антрацит кварцевый песок Скорость фильтрования, м^3/ч: нормальный режим форсированный режим Интенсивность взрыхляющей промывки, л/(с·м^2) Продолжительность взрыхляющей промывки водой, мин	0,6-1,4 —   1,0 —   0,8 —   7,5 10-12	0,7-1,7 0,5-1,2   0,5-0,6 0,5-0,6   0,8 1,6   14-16 7-6

Технологический процесс осветления воды фильтрованием реализуется методом адгезионного объемного фильтрования в насыпных вертикальных осветлительных фильтрах (рис. 2.6). Фильтр состоит из цилиндрического корпуса с приваренными к нему сферическими днищами. В промышленности выпускаются вертикальные однокамерные фильтры диаметрами 1,0; 1,4; 2,0; 2,6; 3,0 и 3,4 м. Внутри фильтра расположены слой фильтрующего материала и дренажно-распределительные устройства, предназначенные для равномерного распределения и сбора воды по площади поперечного сечения фильтра. Верхнее дренажное устройство выполнено в виде отбойного щита, гасящего энергию потока поступающей воды, а нижнее состоит из коллектора с боковыми отводами, снабженными для отвода воды и в качестве препятствия для выноса фильтрующего материала специальными колпачками или щелевыми отверстиями шириной 0,4 мм.

Фильтрующий материал насыпных фильтров должен обладать надлежащим гранулометрическим составом, достаточной механической прочностью и химической стойкостью зерен. Таким требованиям удовлетворяют дробленый антрацит и кварцевый песок, но последний, растворяясь, обогащает воду соединениями кремния. Размеры зерен антрацита должны составлять 0,6—1,4 мм для однослойного фильтрования. В соответствии с требованиями механической прочности (истирание материала в период взрыхления) годовой износ фильтрующего материала не должен превышать 2,5 %.

Высота фильтрующего материала в осветлительных фильтрах составляет около 1 м. Часть полости фильтра остается свободной («водяная подушка»), что необходимо для выравнивания эпюры скоростей воды, поступающей в фильтр, и для обеспечения возможности расширения слоя при его взрыхлении.

Работа осветлительных фильтров подразделяется на три периода:

1) полезная работа фильтра по осветлению воды;

2) взрыхляющая промывка фильтрующего материала;

3) спуск первого фильтрата.

Рисунок 2.6 – Фильтр осветлительный вертикальный однокамерный:

1 – верхнее распределительное устройство; 2 – нижнее дренажно-распределительное устройство; 3 – фильтрат; 4 – сжатый воздух, промывочная вода; 5 – спуск первых порций фильтрата; 6 – спуск промывочной воды; 7 – исходная вода; 5 – фильтрующий слой; 9 – корпус фильтра.

Во время работы осветлительных фильтров необходимо поддерживать постоянной скорость фильтрования, контролировать перепад давления на слое фильтрующего материала и расход воды, отбирать пробы исходной воды и фильтрата для определения прозрачности.

При повышении перепада давления до 0,1 МПа, содержания ГДП до 1 мг/дм³ или по графику фильтр отключают на промывку для удаления задержанных ГДП.

Основным этапом промывки является водная промывка потоком воды «снизу вверх». Интенсивный поток промывочной воды, поднимаясь, разрыхляет и переводит во взвешенное состояние весь фильтрующий слой, расширяющийся при этом на 40—50 %. Это дает возможность зернам фильтрующего материала свободно и хаотично перемещаться в потоке воды и при столкновении счищать прилипшие к ним частицы взвеси.

Скорость воды при взрыхляющей промывке характеризуется интенсивностью промывки i _пр дм³ /(м^{2 .} с), под которой подразумевают секундный расход воды, дм³, через 1 м² площади сечения фильтра. Интенсивность промывки должна обеспечивать вымывание осадков, но не вынос рабочих фракций фильтрующего материала.

Значение интенсивности промывки зависит от типа материала, размера его зерен и обычно составляет для антрацита 10—12 дм³ /(м^{2 .} с), а для более тяжелого кварцевого песка 15—18 дм³ /(м^{2 .} с). Расчетная продолжительность промывки τ_взр составляет 20 мин. Объем воды, расходуемый на взрыхление осветлительного фильтра и насыпных фильтров иного назначения, м³, определяется по формуле:

.

По окончании водной промывки первый мутный фильтрат в течение около 5 мин сбрасывается в бак, в котором собираются также воды взрыхления. В целях экономии промывочные воды вместе со шламом и первый фильтрат из бака равномерно в течение суток откачиваются насосом и подаются в осветлитель.

Рисунок 2.7 – Двухкамерный осветлительный фильтр:

1 – верхние распределительные устройства; 2 – анкерная труба для выравнивания давления между камерами; 3 – подвод промывочной воды; 4 – выход фильтрата; 5 – спуск первых порций фильтрата; б – выход промывочной воды; 7 – обрабатываемая вода; 5 – нижние дренажно-распределительные устройства.

На ВПУ большой производительности для снижения площади, занимаемой механическими фильтрами, и экономии металла применяют трех- и двухкамерные фильтры (рис. 2.7) диаметром 3,4 м. Камеры в таких фильтрах работают параллельно.

В механических фильтрах насыпного типа, предназначенных для очистки конденсата турбин и возвратных производственных конденсатов от продуктов коррозии Fe и Сu, используют в качестве загрузки катионит сульфоуголь при температуре конденсата не выше 50 °С либо катионит марки КУ-2-8 при температуре до 100 °С. Скорость фильтрования конденсата принимается равной 30 м/ч для сульфоугля и 50 м/ч для катионита КУ-2-8.

Контрольные вопросы:

1. Какие этапы очистки относятся к докотловой обработке воды.

2. Что называют предочисткой?

3. В чем заключается процесс коагуляции?

4. Что называют известкованием?

5. В чем заключается и когда применяется процесс флокуляции?

6. Что относится к основным факторам, определяющим течение процесса коагуляции?

7. В чем заключается сущность процесса электрокоагуляции?

8. Как изменяются технологические показатели качества воды после коагуляции.

9. Что называют осветлителем?

10. Опишите работу схемы осветлителя для коагуляции типа ЦНИИ-2.

11.Режимы работы осветлительных фильтров.

12. Особенности конструкции и принцип работы механических фильтров?

Дата добавления: 2014-12-16