Принципы расчетов основных аппаратов для обеспечения экологической безопасности объектов гидросферы механическими методами (песколовки, отстойники, фильтры).

Для очистки сточных вод от грубодисперсных примесей применяют механические методы очистки, к которым относятся процеживание, отстаивание и фильтрование. Выбор метода очистки зависит от размера, физико-химических свойств частиц, в частности, плотности частиц, концентрации взвешенных веществ, расхода сточных вод и необходимой степени очистки воды.

Для предварительной очистки сточных вод от грубодисперсных примесей используется метод процеживания, основанный на пропускании воды через решетки или сита. На очистных станциях используют решетки различного типа: неподвижные, подвижные и решетки – дробилки.

Песколовки предназначаются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (главным образом песка) и устанавливаются перед отстойниками. Песколовки следует предусматривать при расходе сточных вод

более 100 м 3 / сут.

Расчет песколовки производится в соответствии со СНиП 2.04.03-85 « Канализация, наружные сети и сооружения » Тип песколовки ( горизонтальная, тангенциальная, аэрируемая ) необходимо выбирать с учетом производительности очистных сооружений, схемы очистки сточных вод и обработки их осадков, характеристики взвешенных веществ, компоновочных решений и т. п.

При расчете горизонтальных и аэрируемых песколовок следует определять их длину L, м, по формуле: L=(1000К*Н*v)/u

где K – коэффициент, учитывающий турбулентность потока,

К= /

W = 0, 05 v S – вертикальная турбулентная составляющая продольной скорости; H – расчетная глубина проточной части песколовки, м, принимаемая для аэрируемых песколовок равной половине общей глубины; v – скорость движения сточных вод, м / с, принимаемая по СНиП 2.04.03-85; u 0 – гидравлическая крупность песка, мм / с, принимаемая в зависимости от требуемого диаметра задерживаемых частиц песка.

Площадь одного отделения песколовки определяется по формуле:

F=q/(v*n),

где q max – максимальный расход сточных вод, м 3 / с; v – продольная скорость движения воды, м / с; n – количество отделений песколовки.

При проектировании песколовок следует принимать общие расчетные параметры для песколовок различных типов:

а ) для горизонтальных песколовок – продолжительность протекания сточных вод при максимальном притоке не менее 30 с;

б ) для аэрируемых песколовок:

– установку аэраторов из дырчатых труб – на глубину 0, 7 H, вдоль одной из продольных стен над лотком для сбора песка;

– интенсивность аэрации – 3–5 м 3 /( м 2. ч );

– поперечный уклон дна к песковому лотку – 0, 2–0, 4;

– впуск воды – совпадающий с направлением вращения воды в песколовке, выпуск – затопленный;

– отношение ширины к глубине отделения – B: H = 1: 1, 5;

в ) для тангенциальных песколовок:

– нагрузку – 110 м 3 / { м 2 м ) при максимальном притоке;

– впуск воды – по касательной на всей расчетной глубине;

– глубину – равную половине диаметра;

– диаметр – не более 6 м.

Расход производственной воды q h, л / с, при гидромеханическом удалении песка ( гидросмывом с помощью трубопровода со спрысками, укладываемого в песковый лоток ) необходимо определять по формуле:

= * * ,

где v h – восходящая скорость смывной воды в лотке, принимаемая равной 0, 0065 м / с; 1 sc – длина пескового лотка, равная длине песколовки за вычетом длины пескового приямка, м; b sc – ширина пескового лотка, равная 0, 5 м.

Объем пескового приемка следует принимать не более двухсуточного объема выпадающего песка, угол наклона стенок приямка к горизонту – не менее 60°.

Для подсушивания песка, поступающего из песколовок, необходимо предусматривать площадки с ограждающими валиками высотой 1–2 м. Нагрузку на площадку надлежит предусматривать не более 3 м 3 / м 2 в год при условии периодического вывоза подсушенного песка в течение года. Допускается применять накопители со слоем напуска песка до 3 м в год.

Удаляемую с песковых площадок воду необходимо направлять в начало очистных сооружений. Для отмывки и обезвоживания песка допускается предусматривать устройство бункеров, приспособленных для последующей погрузки песка в мобильный транспорт. Вместимость бункеров должна рассчитываться на 1, 5–5- суточное хранение песка. Для повышения эффективности отмывки песка следует применять бункера в сочетании с напорными гидроциклонами диаметром 300 мм и напором пульпы перед гидроциклоном 0, 2 МПа (2 кгс / см 2 ). Дренажная вода из песковых бункеров должна возвращаться в канал перед песколовками.

В зависимости от климатических условий бункер следует размещать в отапливаемом здании или предусматривать его обогрев.

Отстойники. Для очистки сточных вод от крупновзвешенных веществ применяются отстойники различного типа: горизонтальные, вертикальные, радиальные и тонкослойные.

Отстойники представляют собой резервуары или бассейны для выделения из жидкости взвешенных примесей путем осаждения их под действием гравитационных сил при пониженной скорости потока. В зависимости от направления потока воды отстойники подразделяются на вертикальные, горизонтальные и радиальные.

Горизонтальные отстойники применяют на станциях любой производительности как при реагентной, так и безреагентной обработке воды. Применение горизонтальных отстойников экономически оправданно при производительности более 30 000 м 3 / сут. Удаление осадка из горизонтальных отстойников, как правило, осуществляется с помощью перфорированных коробов или труб, укладываемых по дну отстойников Вертикальные отстойники обычно используют для осаждения коагулированной взвеси на очистных станциях производительностью до 3 000 м 3 / сут. Радиальные отстойники обычно применяют на крупных водоочистных станциях для предварительного осветления очень мутных вод ( мутность более 2 г / л ), а также для очистки воды в системах оборотного промышленного водоснабжения.

Радиальные отстойники используются также в качестве вторичных отстойников на сооружениях биохимической очистки сточных вод. Отстойники оборудуются скребковыми механизмами для непрерывного удаления выпавшей взвеси.

Отстойники могут быть аппаратами периодического, полунепрерывного и непрерывного действия.

Отстойники периодического действия в большинстве случаев представляют собой низкие резервуары без перемешивающих устройств. В этих аппаратах подача суспензии, слив осветленной жидкости и удаление осадка происходят периодически. Размеры аппарата зависят от концентрации диспергированной фазы, размеров и плотности частиц. Чем крупнее частицы и чем больше их плотность, тем быстрее происходит отстаивание и тем меньшие размеры может иметь аппарат. Скорость отстаивания зависит также от температуры. С увеличением

температуры вязкость жидкости уменьшается, вследствие чего увеличивается скорость осаждения.

В аппаратах полунепрерывного действия подача суспензии и слив осветленной жидкости происходят непрерывно, а осадок по мере накопления периодически удаляется из отстойника через нижние спускные устройства. При этом выбирают такое значение скорости протекания суспензии, чтобы частицы успевали осесть на дно отстойника прежде, чем жидкость выйдет из аппарата.

В отстойниках непрерывного действия подача суспензии, слив осветленной жидкости и удаление осадка происходят непрерывно. В практике очистки сточных вод применяют одноярусные и многоярусные отстойники непрерывного действия. В одноярусном отстойнике непрерывного действия суспензия непрерывно подается сверху через трубу, осветленная жидкость стекает через верхний желоб, а сгущенная суспензия оседает на днище и медленно

перемещается гребками к центральному патрубку, через который откачивается насосом.

Мешалка вращается очень медленно, совершая 0, 015–0, 5 об / мин и не нарушая процесса осаждения. Исходная

суспензия подается в верхнюю центральную часть аппарата, осветленная жидкость удаляется из верхнего кольцевого желоба, а осадок, содержащий большое количество жидкости и достаточно подвижный шлам, откачивается шламовым насосом через нижний штуцер днища Отстойники этого типа выполняют диаметром до 100 м; их часовая производительность достигает 125 т осадка. Основной недостаток одноярусных гребковых отстойников – громоздкость.

В отстойнике по высоте образуются три отличающиеся по структуре зоны:

– зона высотой h 1 осветленной жидкости, где происходит свободное осаждение частиц;

– зона высотой h 3 из сгущения суспензии ( шлам );

– зона высотой h 2 расположена от зоны сгущения до лопастей мешалки.

Значительно большей компактностью отличаются двухъярусные отстойники, которые имеют два отделения, расположен ные одно над другим. В этих аппаратах верхнее и нижнее отделения соединены трубой, которая опущена ниже уровня сгущенной суспензии в нижнем отделении. Суспензия подается раздельно в оба отделения аппарата, а сгущенный продукт откачивается только из нижнего отделения. Осветленная жидкость отводится из верхней части каждого отделения аппарата. В таком отстойнике давление столба более тяжелой суспензии уравновешивается более высоким столбом осветленной жидкости. Изменением высоты последнего можно регулировать высоту столба сгущаемой суспензии и распределение питания.

При отстаивании суспензии в отстойнике непрерывного действия необходимо выполнение основного требования – время пребывания исходной смеси в аппарате должно быть больше или равно времени осаждения частиц. Несоблюдение этого условия приводит к тому, что частицы не успевают оседать на дно аппарата. Отстойники рассчитываются с учетом возможности осаждения самых мелких частиц. Поэтому время пребывания смеси в аппарате должно быть больше наибольшего времени осаждения частиц наименьшего размера на дно аппарата с заданной высоты.

Теоретическая скорость осаждения может быть определена по формуле:

W= (-4, 5q )

где q – объемная концентрация твердых частиц в суспензии; w 0 – скорость свободного движения частиц.

Скорость осаждения определяют экспериментально или принимают по аналогии с известными значениями. Обычно для плотных частиц минерального происхождения скорость осаждений 0, 1–0, 3 м / с, для рыхлых набухших частиц 0, 01–0, 05 м / с.

Время пребывания суспензии в аппарате ( одноярусном ) рассчитывается по формуле:

τ =

где V p – рабочий объем камеры отстойника, м 3; Q исх – объемный расход исходной смеси, м 3 / с.

Производительность отстойника по осветленной жидкости определяется по уравнению:

G = *F,

где ω 0 – скорость осаждения самой мелкой частицы; F – площадь отстаивания.

Расчет количества жидкой фазы определяется по формуле:

G ж = G ((100 – В н ) / 100),

где G – заданная производительность отстойника по осветленной жидкости; В н – начальная концентрация суспензии, %.

Количество твердой фазы определяется как

G т = G – G ж.

Диаметр отстойника

D =

Общая высота отстойника

H = h 1 + h 2 + h 3.

Разделение суспензий отстаиванием можно также производить в поле центробежных сил в специальных аппаратах, называемых гидроциклонами. Принципиально по конструкции гидроциклон не отличается от центробежного пылеосадителя. Поступающая на разделение суспензия вводится в цилиндрическую часть гидроциклона под давлением в направлении по касательной и таким образом приводится во вращение. Под действием центробежной силы твердые частицы перемещаются к стенке и в виде шлама сползают по конической части аппарата вниз. Шлам удаляется через нижний патрубок гидроциклона, а осветленная жидкость – через центральную трубу.

Фильтры. Процесс разделения суспензий с использованием пористых перегородок, которые задерживают твердую фазу и пропускают жидкую фазу, называется фильтрованием. Этот процесс осуществляется на фильтре,

представляющем в простейшем виде сосуд с перфорированным днищем, на которое уложена фильтровальная перегородка. Под действием разности давлений по обе стороны фильтрующей перегородки жидкость, называемая фильтратом, проходит через ее поры, а твердые частицы суспензии задерживаются на ней, образуя слой осадка.

Необходимую разность давлений по обе стороны фильтровальной перегородки создают с помощью вакуума под перегородкой или избыточного давления над перегородкой. По мере накопления осадка на фильтровальной перегородке возникает дополнительное сопротивление прохождению жидкости.

Если перепад давления по обе стороны перегородки поддерживается постоянным то количество фильтрата уменьшается и скорость фильтрования падает.

Скорость фильтрования можно поддерживать постоянной при условии увеличения перепада давления по мере накопления слоя осадка.

Фильтровальные перегородки – основной элемент фильтра. От выбора фильтровальной перегородки зависят производительность фильтра и чистота фильтрата. Правильно выбранная фильтровальная перегородка должна иметь поры по возможности большего размера для уменьшения гидравлического сопротивления фильтра, но обеспечивать необходимое качество фильтрата.

Фильтровальные перегородки изготавливаются из различных материалов в зависимости от свойств взвешенных веществ СВ, которые должны обладать следующими свойствами:

– малым гидравлическим сопротивлением при достаточно высокой удельной пропускной способности;

– способностью обеспечивать необходимую полноту фильтрования, не снижающуюся в процессе эксплуатации;

– большим ресурсом работы, на всем протяжении которого должны сохраняться эксплуатационные свойства;

– высокой механической прочностью, в том числе при воздействии знакопеременных и вибрационных нагрузок, а также при нагревании и охлаждении во всем рабочем диапазоне температур;

– химической стабильностью по отношению к очищаемой СВ, исключающей разрушающее воздействие жидкости на материал и ухудшение свойств жидкости при контактировании с ним;

– технологичностью, позволяющей достаточно легко подвергаться обработке, герметизации, соединению с другими элементами;

– экономичностью, включающей невысокую стоимость, простоту производства, возможность изготовления из недефицитного сырья и т. д.;

– регенерируемостью после выработки ресурса работы, а в случае однократного использования – полной утилизацией;

– минимальной склонностью к электризации при очистке диэлек трических СВ.

Гидравлические характеристики фильтрующего материала пред ставляют собой зависимость его удельной пропускной способности, т.е. количества жидкости, проходящей через единицу поверхности материала в единицу времени, от перепада давления на фильтрующем материале. Поскольку гидравлическая характеристика фильтрующего материала

зависит не только от его свойств, но и от свойств фильтруемой жидкости, этот показатель определяют, как правило, на реальной СВ, для очистки которой предназначен материал.

Полнота фильтрования является количественным показателем процесса очистки, по которому оценивают, какая доля загрязнений, содержавшихся в СВ, задержана фильтрующим материалом. Коэффициент полноты фильтрования определяется по формуле:

φ =(G1-G2)/G1

где G 1 и G 2 – содержание загрязнений в жидкости соответственно до и после фильтрования, г / м 3

Содержание загрязнений в СВ определяют весовым методом. Тонкость фильтрования характеризует качественный эффект процесса очистки СВ от загрязнений при ее прохождении через фильтрующий материал и определяется величиной размера частиц, прошедших через фильтрующий материал. Этот показатель зависит от пористости

фильтровального материала.

Пористость – отношение объема внешних ( сквозных и тупиковых ) пор к объему всего фильтрующего материала:

П=(Vп/V)*100,

где V П – объем внешних пор, м 3; V – объем фильтрующего материала, м 3; П – пористость, %.

При фильтровании СВ через слой фильтрующего материала в зависимости от заряда и соотношения размеров примесей воды и пор фильтрующей загрузки могут происходить два вида фильтрования:

1) задержание примесей на поверхности фильтрующего слоя ( пленочное фильтрование );

2) задержание примесей в порах фильтрующего слоя ( объемное фильтрование ).

Фильтры пленочного ( поверхностного ) действия представлены аппаратами периодического и непрерывного действия. Фильтры объем ного действия работают в основном в периодическом режиме и выполнены в виде колонных аппаратов.

При выполнении проекта необходимо выбрать тип фильтра и провести расчет его основных параметров.

Фильтры поверхностного действия

В качестве пористых фильтрующих перегородок в современных фильтрах поверхностного действия применяют самые разнообразные материалы, которые различаются по физико - механическим свойствам и химическому составу самого материала и исходного сырья, способам и технологии изготовления, основным фильтрационным показателям и т. д.

Подавляющее большинство гибких фильтрующих материалов изготавливают из разнообразных волокон, применяемых как в чистом виде, так и в различных сочетаниях. Для изготовления фильтрующих материалов в настоящее время используют синтетические волокна органического и неорганического происхождения. В качестве синтетических органических волокон используют вискозные, ацетатные, казеиновые, капроновые, нейлоновые, амидные, лавсановые, фторлоновые, полиэтиленовые волокна и т. п. К неорганическим волокнам, изготовляемым из химического сырья, относятся металлические волокна, стеклоткани и т. п. Волокна широко применяют для изготовления тканей, нетканых текстильных материалов, войлока и фетра, различных волокнистых матов, которые используют в качестве фильтрующих материалов. Кроме того, волокна используются в несвязанном виде для устройства набивных и навивных фильтров.

Для изготовления фильтрующих материалов применяют также различные порошки органического и неорганического происхождения.

Неорганические порошки могут быть изготовлены из минерального сы рья ( кварца, шамота, хромита, фаянса, стекла ) или из металлов и их сплавов ( стали, никеля, меди, титана, хрома, бронзы ). К органическим нату -

ральным порошкам относится кокс, а к синтетическим – полиэтилен, полипропилен, фторопласт и т. п. Порошки могут состоять из сферических зерен или включать частицы неправильной формы. Они используются при изготовлении фильтрующих материалов из керамики, металлокерамики, пористых пластмасс, а также применяются в несвязанном виде для устройства насыпных и намывных фильтров.

Находят применение также щелевые фильтры ( проволочно - навивные, ленточные и пластинчатые ). Металлические сетки для очистки СВ применяют тканые с круглым сечением с квадратными ячейками, а также тканые фильтровые сетки с нулевыми ячейками. В зависимости от расположения проволок утка и основы различают сетки с простым (полотняным) и саржевым переплетениями.

Неметаллические сетки изготавливают главным образом из различных синтетических полимерных материалов – капрона, лавсана, полипропилена, фторлона и т.п. Сетки можно изготавливать также сварными, тогда моноволокна, составляющие уток и основу, соединяют в местах пересечения термопластичной сваркой ( горячее штампование ).

Обычно тонкость фильтрования пластмассовых сеток составляет около 10 мкм, но можно изготовить сетку с ячейками размером в десятые доли микрометра. Достоинством таких сеток является их высокая коррозионная стойкость. Промышленные фильтры поверхностного действия разделяются по режиму работы на фильтры периодического и непрерывного действия, а по способу создания рабочего давления – на вакуум – фильтры и фильтры, работающие под давлением.

Фильтры непрерывного действия

В фильтрах непрерывного действия одновременно проводятся следующие операции: фильтрация, сушка, промывка, разгрузка и регенерация фильтровальной ткани. Эти операции проходят непрерывно и независимо одна от другой в каждой зоне фильтра, поэтому процесс работы фильтра протекает непрерывно. Фильтры непрерывного действия различают по форме фильтрующей перегородки и подразделяют на барабанные, дисковые и ленточные, а по рабочему давлению на аппараты, работающие под разрежением и под давлением.

К недостаткам этих фильтров относятся их относительная сложность, высокая стоимость, необходимость установки вспомогательного оборудования и большой расход энергии главным образом на вакуум насосы и воздуходувки.

Такие конструкции успешно используются для удаления из воды осадков органической природы. На длинном столе закреплены открытые сверху вакуум - камеры, имеющие в нижней части патрубки для соединения с коллекторами фильтрата или промывающей жидкости. К верхней части вакуум - камер прижимается бесконечная резиновая лента с бортами, натянутая на приводной барабан и натяжной барабан. Фильтрующая ткань в виде бесконечного полотна прижимается к резиновой ленте при натяжении ее роликами. Суспензия подается на ленту из лотка. При прохождении ленты с суспензией над вакуум - камерами происходят фильтрование и отложение на ткани осадка. Промывающая жидкость подается через форсунки. На приводном барабане фильтрующая ткань отделяется от резиновой ленты и огибает валик, при этом осадок отделяется от ткани и падает в бункер. При прохождении между роликами ткань просушивается и очищается.

Ленточные фильтры изготовляют с шириной ленты 0, 5–1, 0 м и площадью фильтрации 3, 2–4, 3 м 2. Преимущества ленточных фильтров: отсут ствие распределительной головки, возможность осаждения крупных частиц под действием силы тяжести ( благодаря чему фильтрация ускоряется ), удобство промывки, возможность работы с тонким слоем осадка. Однако ленточные фильтры обладают малой поверхностью фильтрации, малым коэффициентом использования фильтрующей ткани, требуют равномерной подачи суспензии.

Расчет дискового вакуум-фильтра

Исходные данные: содержание твёрдой фазы – x m (%), плотность твердой и жидкой фазы – ρ т и ρ ж, W – влажность, %.

Плотность суспензии определяют по формуле:

Содержание осадка определяется как

Производительность фильтра по фильтрату

Далее выбирают значение величины угла фильтрования и частоту вращения.

Средняя скорость фильтрования по внутреннему радиусу диска:

Требуемая поверхность фильтрования:

Фильтры периодического действия

К ним относятся нутч - фильтры, листовые фильтры, фильтрпрессы и патронные фильтры.

Для расчета патронных фильтров надо определить из паспортных данных:

W Н – расход воды на очистку на один картридж, м 3 / ч; Г Р – грязеемкость одного картриджа, г / шт. Необходимое количество картриджей определяем по формуле:

общую массу удерживаемых загрязнений как

продолжительность фильтрующего действия всего фильтра

t=

Фильтры объемного действия

К фильтрам объемного действия относят засыпные фильтры. Механический засыпной напорный фильтр представляет собой вертикальный корпус из металла или полимерного материала с дренажно - распределительными системами, заполненный гранулированной загрузкой.

Для улучшения распределения раствора по сечению и уменьшения забивания отверстий нижнего дренажного устройства оно помещается в слой гравия. Фильтрация загрязненной воды производится сверху вниз.

При этом крупные частицы задерживаются в порах между гранулами загрузки, а мелкие загрязнения – за счет различных эффектов, прежде всего электростатического, прилипают к частицам загрузки. Основная масса загрязнений собирается в верхней части слоя загрузки. Правильно сконструированный фильтр при верно подобранном гранулометрическом составе загрузки и скорости подачи жидкости работает практически всем объемом загрузки. Фронт загрязнений равномерно перемещается по слою загрузки.

При высокой скорости воды снижается эффективность фильтрации, а при слишком малой – загрязнения собираются только в верхнем слое загрузки. Наиболее эффективны и экономичны многослойные фильтры, в которых для увеличения грязеемкости слоя и эффективности фильт рации изменяются крупность и плотность фильтрующего материала по слою загрузки от мелких фракций в верхней части фильтра к крупным. В этом случае крупнодисперсные примеси СВ задерживаются в верхнем слое, а оставшиеся мелкие – в нижнем слое.

Размеры и плотность частиц подбираются так, чтобы их скорости псевдоожижения были близки. Тогда при регенерации фильтра методом обратной промывкой ( взрыхлении ) « кипит » весь слой. Регенерация зернистой загрузки ( взрыхление ) заключается в ее отмывке водой снизу вверх с такой скоростью, при которой происходят псевдовзрыхления слою загрузки дают осесть, и затем проводят следующий цикл фильтрации.

Следует отметить, что скорость фильтрации в механических фильтрах незначительно зависит от применяемого материала. Эта скорость для разных материалов с оптимальным гранулометрическим составом составляет: 2–5 м / ч для безнапорных и 8–12 м / ч для напорных.

Для обеззараживания загрузки ее периодически промывают бактерицидными средствами, например, раствором хлорсодержащих агентов, перекисью водорода и др.

В современном варианте фильтр имеет корпус из оцинкованной, гуммированной или нержавеющей стали, или же из пластика. Внутри корпуса располагаются нижняя и верхняя дренажно – распределительные системы низкого сопротивления, выполненные из пластмассы ( АБС, полипропилен, ПВХ ). Для улучшения распределения раствора

по сечению и уменьшения забивания отверстий дренажа нижнее дренажное устройство засыпается слоем специально подобранного окатанного гравия с заданным гранулометрическим составом. Фильтры снабжаются блоком автоматического управления, который представляет собой электронный или механический таймер, включающий через определенное время (1 раз в сутки или реже ) программу регенерации. Промывные воды сбрасываются в канализацию. Продолжительность всех операций устанавливается при наладке фильтра, а потребитель имеет возможность корректировать их при изменении качества воды и износе загрузки.

Традиционными загрузками механических фильтров и фильтров обезжелезивания являлись кварцевый песок и дробленый антрацит. В последние годы отечественная промышленность обеспечила выпуск таких традиционных загрузок, но значительно более высокого качества, например, кварцевый песок ( Гора Хрустальная ), керамзитовый гравий различных фракций и новых видов – гидроантрацит, фильтрантрацит, стеклощебень, горелые породы, цеолиты, со значительно лучшими характеристиками, чем ранее применявшиеся загрузки. Например, гидроантрацит типа « пуролат » имеет более высокую пористость по сравнению с обычными антрацитами, минимальное количество мелких фракций, выпускается с различным гранулометрическим составом (0, 5–1, 2; 0, 6–1, 2; 0, 6–1, 6; 0, 6–1, 8; 0, 8–2, 0; 1–3 мм ), что позволяет создавать многослойные фильтры. В результате повышается эффективность – выше грязеемкость, более продолжительный фильтроцикл, меньший расход воды на регенерацию. Аналогичные материалы предлагают и многие зарубежные фирмы. Кроме того, в их ассортименте имеются и другие

материалы, такие как Filter - Ag ( FAG ), представляющий безводный оксид кремния с большой поверхностью, цеолиты клиноптилолитного типа, гранитная крошка, гарнет и т. п. Их основное преимущество – высокая стабильность показателей, возможность выбора заданного достаточно узкого фракционного состава и удобная упаковка.

Расчет объемных фильтров

Предварительно надо выбрать загрузку фильтра, получив соответствующее значение грязеемкости. Далее определяем необходимый объем загрузки, задавшись продолжительностью межрегенерационного периода, которая для удобства эксплуатации не должна быть меньше 6 часов:

где W 0 – объемный расход очищаемого раствора, м 3 / ч; с 0 – концентрация взвесей в растворе, кг / м 3; t Ф – продолжительность межренерационного периода, час; Г Р – грязеемкость загрузки, кг / м 3.

Ориентируясь на рекомендуемую скорость фильтрования, определяем общую площадь сечения загрузки:

где ω ф – выбранная скорость фильтрования, м / ч.

Определяем необходимое количество фильтров для обеспечения заданного расхода жидкости W 0: общ Ф

где F Ф – площадь сечения корпуса фильтра, выбранного из каталога.

Проверяем объем загрузки, размещаемый в выбранных фильтрах, имея в виду, что загрузка занимает 75–80 % геометрического объема корпуса:

При расхождении этой величины с объемом загрузки, определенной по уравнению, выбирают другой фильтр и расчет повторяют. На последнем этапе необходимо определить, какой расход промывной воды образуется при регенерации фильтров обратным током. Для этого задают продолжительность регенерации, которая обычно составляет 5–10 мин, и рассчитывают расход промывной воды, ориентируясь на скорость промывки из табл.:

где ω пр – скорость жидкости при промывке, м / ч; t пр – продолжительность промывки, ч; n пр – количество промывок в час, . Расход промывной воды должен быть учтен в материальном балансе и должны быть приняты технологические решения по обращению с этим потоком.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: