Фильтры механической очистки

Механические фильтры в основном используются в комплексных установках водоподготовки как предварительный этап очистки воды, поступающей от источника водоснабжения (скважин, рек, озер, морей и т.д.).

Основное назначение таких аппаратов заключается в уменьшении мутности, удалении взвешенных частиц, органики, микроорганизмов, тяжелых металлов и т.п.

Наряду с этим, фильтрация, например, сточных вод помогает пользователям соответствовать более строгим требованиям на сброс сточных вод.

Фильтрация не удаляет растворенные твердые вещества, но может использоваться в совокупности с процессом умягчения воды, при котором снижается концентрация растворенных твердых веществ. Например, фильтрация на фильтре с антрацитом используется для удаления остаточных осажденных солей жесткости.

В большинстве процессов осветления или умягчения часть осветленной воды фильтруется. Осадок от осветлителя, имеющий, например, показатель мутности от 2 до 10 единиц мутности, может быть обработан до уровня 0,1-1,0 единиц мутности с помощью фильтрации на засыпном фильтре, использующем в качестве фильтрующей среды обычный песок.

Также, многослойные фильтры с песчаной фильтрующей средой, могут использоваться как первый этап очистки воды, например, в процессе подготовки питьевой или питательной воды методом обратного осмоса. Такие аппараты представляют собой резервуары со всей необходимой трубопроводной обвязкой, средствами измерения и управления (КИП). В качестве наполнителя фильтров используется песок и антрацит. Такие фильтры оснащаются автоматическими двухпозиционными клапанами. На трубопроводной обвязке многослойных фильтров устанавливаются датчик расхода и датчик электропроводности.Многослойные фильтры имеют систему автоматической обратной промывки (вода + воздух), состоящую из насоса обратной промывки, воздуходувки, трубопроводной обвязки и средств управления. Источником воды для системы обратной промывки служит часть уже отфильтрованной воды.

Насосы обратной промывки комплектуются отсечными клапанами (на всасе и нагнетании) и обратным клапаном (на нагнетании). Управление клапанами осуществляется сжатым воздухом, подаваемым воздуходувкой.

Обратная промывка необходима тогда, когда количество отфильтрованных загрязнений накапливается в фильтрующем слое в таком количестве, которое либо приводит к снижению производительности фильтра, либо к «проскоку» загрязняющих веществ, тем самым ухудшая качество воды на выходе из фильтра.

Этот процесс, как правило, контролируется с помощью дифференциального манометра. Обратная промывка должна выполняться, когда перепад давления на фильтре превышает 70-100 кПа.Также цикл обратной промывки можно установить по времени работы фильтра с помощью таймера или по объему обработанной воды.

Допустимый перепад давления на «чистом» фильтре должен быть в диапазоне от 20 до 50 кПа. Данное условие необходимо принимать во внимание перед началом обратной промывки.

В процессе цикла обратной промывки промывочная вода движется в направлении, противоположном рабочему потоку. Скорость потока обратной промывки должна быть достаточно высокой, чтобы фильтрующая среда не уплотнялась, а наоборот увеличивалась в объеме на 40-50% и находилась в так называемом псевдоожиженном состоянии. В этот момент задержанные фильтром загрязняющие вещества вымываются из фильтрующего слоя и удаляются из фильтра через специальный слив.

Расход воды обратной промывки должен быть достаточным для приведения фильтрующей среды в псевдоожиженное состояние, но при этом не приводить к вымыванию фильтрующего слоя из верхней части фильтра. Как правило, расход составляет 45-55 литров в минуту на 0,1 м2 поверхности.

Для поддержания требуемого расходы воды обратной промывки фильтры могут быть оснащены ограничителем расхода на выходе. Это особенно важно при сезонных колебаниях температуры воды, так как более холодная вода имеет большую вязкость, что может привести к приведению фильтрующего слоя в псевдоожиженное состояние при меньшем расходе и, как следствие, стать причиной вымывания фильтрующей среды.

Засыпные фильтры (гравитационные и/или напорные) работают по принципу нисходящего потока. Фильтрующий слой обычно имеет толщину 0,4 - 0,8 м.

Фильтрующий слой, состоящий из частиц мелкой фракции,укладывается на слой частиц большего размера (поддерживающий слой). Это позволяет предотвратить унос частиц основного фильтрующего слоя через дренажную систему. Основание из частиц большего размера также служит для распределения воды при обратной промывки фильтра. Поддерживающие слои обычно состоят из фракций 3 - 25 мм и имеют толщин 0,3 - 0,4 м.

Виды фильтрующих сред

В качестве фильтрующих сред могут быть использованы: кварцевый песок, кремнистый песок, антрацит, минеральный песок, магнетит и другие материалы. Кремнистый песок и антрацит являются наиболее часто используемыми материалами.

На эффективность удаления загрязнений влияют размер и форма фильтрующего материала. Угловатые фракции образуют большие пустоты и удаляют более крупные загрязнения, чем округлые фракции эквивалентного размера. При этом фильтрующая среда должна быть достаточно грубой, чтобы загрязняющие вещества могли проникать в фильтрующий слой.

Фильтрующий материал оценивается по эффективному размеру частиц и однородности фракций. Эффективный размер должен быть таков, чтобы около 10% от общего объема фильтрующего слоя имело бы более мелкую фракцию, а 90% более крупную. Таким образом, эффективный размер - это размер большинства частиц фильтрующего слоя.

Многослойные фильтры

Понятие «многослойный» подразумевает, что фильтрующий слой, состоит из нескольких сред, которые отличаются по размеру и плотности. Крупные, менее плотные частицы находятся в верхней части фильтрующего слоя, а мелкие и более плотные частицы - в нижней части. Фильтрация с нисходящим потоком обеспечивает равномерное проникновение загрязнений и обеспечивает высокую скорость фильтрации. Поскольку мелкие частицы внизу более плотные (меньше пространства между частицами), они не вымываются даже после сильной обратной промывки фильтрующего слоя.

Засыпные фильтры, помимо фильтрующих материалов, включают в себя следующие основные компоненты:

Корпус фильтра - бетонный или стальной, может быть квадратным, прямоугольным или круглым.

Поддерживающий слой - предотвращает потерю фильтрующего слоя, обычно имеет толщину 30 - 60 см.

Дренажная система - обеспечивает равномерный сбор отфильтрованной воды и равномерное распределение воды обратной промывки. Система может состоять из водяного коллектора и отводящего трубопровода.

Система управления –обеспечивает максимальную эффективность работы фильтра. Регуляторы расхода в линии отвода, автоматически поддерживают равномерную подачу отфильтрованной воды. Также используются регуляторы расхода обратной промывки. Датчики расхода и потери напора также необходимы для эффективной работы.

Помимо засыпных фильтров, для механической очистки воды компания ООО «Интех ГмбХ» также осуществляет поставку картриджных фильтров.

Картриджные фильтры состоят из фильтрующих элементов, расположенных в кожухе и в отличие, в частности, от рукавных фильтров обеспечивают трехмерное фильтрование, т.е. фильтрование осуществляется по всему объёму картриджа. Таким образом картриджные фильтры имеют большую рабочую поверхность фильтрации, что позволяет на одной и той же площади разместить больше фильтров, по сравнению с рукавными.

Картриджные фильтры, как правило, используются как фильтры тонкой очистки для фильтрации относительно «чистой» воды, в которой уровень загрязнений находится на уровне 80-100 ppm.

Например, картриджные фильтры могут использоваться как фильтры «второй ступени» после засыпных фильтров при предварительной обработке воды на установках обратного осмоса, когда требуется более тонкая фильтрация. В этом случае, картриджные фильтры обеспечивают дополнительную защиту мембранных блоков от мелкодисперсных взвешенных веществ, тем самым продлевая срок службы мембран.

Картриджные фильтры могут быть поверхностными или объемными: фильтры объемного типа улавливают частицы и загрязнения по всей толщине фильтрующего элемента, тогда как в поверхностных фильтрах частицы осаждаются на поверхности фильтрующего элемента.

Поверхностные фильтры лучше всего подходят для фильтрации от частиц аналогичного размера. Например, если все загрязняющие вещества имеют размер, например, пять микрон, то лучше всего будет работать 5-микронный фильтр.

Такой тип фильтров обеспечивает тонкость фильтрации до 0,3 микрон.

Компания ООО «Интех ГмбХ» может осуществить поставку механических фильтров любого назначения в зависимости от применения и требований Заказчика.

Пример №1. Батарейные многослойные засыпные фильтры

Состав и основные технические характеристики:

Пример №2. Картриджные фильтры

Основные технические характеристики:

• Расчетная производительность: 210 м³/час;
• Расчетная температура:500С;
• Расчетное давление: 6 бар (изб.);
• Количество картриджей: 7 шт.;
• Тонкость фильтрации: 5 мкм;
• Материальное исполнение: пластик, армированный стекловолокном (FRP);

Инженеры всегда готовы проконсультировать или предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемым фильтрам механической очистки, механические фильтры.