vrstvou zrnitého materiálu => objemová na filtrační přepážce => koláčová, náplavná

1

Úprava podzemních a povrchových vod – 6. přednáška

Separace filtrací

Filtrace o vrstvou zrnitého materiálu => objemová o na filtrační přepážce => koláčová, náplavná ve vodárenství se používá převážně objemová filtrace provoz filtrů je cyklický => fáze filtrace a praní o praní filtrů se rozhoduje na základě tlakových poměrů ve filtračním loži (tlakových ztrát) a průniku suspenze do filtrátu u pitné vody se průnik suspenze hodnotí pomocí koncentrace Al a Fe (nebo Fe a Mn při odželezňování a odmanganování) ve filtrátu

Pivokonský, ÚŽP PřF UK

2

Separace filtrací


surová voda přefiltrovaná voda pískové lože prací voda A – fáze filtrace B – fáze praní 1 – odvod filtrátu, přívod prací vody 2 – přívod vody na filtraci, odběr prací vody 3 – přívod tlakového vzduchu úpravna vody Podolí Pivokonský, ÚŽP PřF UK

3

Separace filtrací Princip pískové filtrace


zachycování částic (agregátů) na povrchu zrn náplně vlivem adhezních sil => tečné síly působící při proudění vody filtrem musí být menší než síly adhezní agregát se dostává do dosahu adhezních sil vlivem transportních mechanismů: o dotyku proudnice o difúze o setrvačnosti sedimentace o hydrodynamických sil


4

Separace filtrací


Model pískové filtrace - navržen Iwasakim

 C   t L C   C L

 - objem suspenze zachycené na jednotku objemu náplně filtru, t - čas fitlrace,  - filtrační rychlost, C - objemová konc.suspenze ve vodě, L - výška filtrační náplně,  - koeficient účinnosti filtrace

koeficient účinnosti filtrace -  je závislý na zrnitosti filtrační náplně, filtrační rychlosti, fyzikálně chemických vlastnostech vody a suspenze a objemu zachycené suspenze!


5

Separace filtrací Tlakové poměry ve filtračním loži


zachycováním suspenze ve filtrační náplni vznikají tlakové ztráty => kompenzace pomocí tlakového spádu - např. výškou vodního sloupce nad filtrační náplní Kozenyho rovnice (platí pro čistou náplň na počátku filtrace)

K k v (1   ) 2 i0  gd 3 3

i0 – tlakový spád (tlaková ztráta vztažená na jednotku výšky filtračního lože), Kk – konstanta, v – filtrační rychlost,  - kinematická viskozita, d – průměr zrna filtračního materiálu,  - mezerovitost

v průběhu filtrace se filtrační materiál zanáší => snižuje se mezerovitost na  -  a mění se průměr zrna na d + d

  i   1   i0  1   

2

3

    d   1   1  d    

2

během filtrace dochází vlivem zanášení filtrační náplně k nárůstu tlakových ztrát !!! Pivokonský, ÚŽP PřF UK

6

Separace filtrací


Průběh tlaků ve filtrační vrstvě během filtraci suspenze připravené při G = 30, 80, 120 a 200 s-1

(dav = průměrná velikost agregátů, dmp = nejvíce zastoupená velikost agregátů, vf = filtrační rychlost) Pivokonský, ÚŽP PřF UK

7

Separace filtrací Praní filtrů praní => odtrhávání suspenze z povrchu zrna => tečné síly > síly adhezní Úprava podzemních a povrchových vod – 6. přednáška

mechanismus: 1) hydrodynamické síly

2) oděr zrn o sebe

jemnozrnné náplně filtrů (d  0,7 mm) se perou vodou, hrubší náplně (d  0,7 mm) vodou a vzduchem Druhy filtrů 1) pomalé (anglické) filtry

2) otevřené (atmosférické) rychlofiltry

3) tlakové filtry

4) dvouvrstvé a obráceně protékané filtry

5) koláčová filtrace

6) filtry s náplní z plastických hmot


8

Separace filtrací Anglické filtry náplň tvořena pískem Úprava podzemních a povrchových vod – 6. přednáška

biologický princip úpravy vody – biologická blána na povrchu filtru filtrace surové vody (ne separace suspenze)! princip: oxická mineralizace látek přítomných ve vodě náplň filtru hrubý štěrk (síla cca 60 cm, d = 1 až 30 mm) vrstva písku (síla cca 100 – 120 cm, d = 0,3 až 1 mm) délka filtrační fáze: 3 až 6 týdnů v létě, v zimě 7 až 12 týdnů regenerace filtru => stržení biologické blány z povrchu a zapracování filtru výhody => úprava vody bez dávkování chemikálií nevýhody => pomalá filtrační rychlost a potřeba zdroje kvalitní surové vody Pivokonský, ÚŽP PřF UK

9

Separace filtrací Otevřené atmosférické rychlofiltry


hnací silou je sloupec vody nad filtrační náplní pískové lože (eventuálně uhlí, aktivní uhlí atd.) evropské

americké

d = 0,7 -1,1 mm

d = 0,4 -0,7 mm

konstrukce s mezidnem

konstrukce bez mezidna

praní: o vzduchem o vzduchem a vodou o vodou

praní pouze vodou

koagulační filtrace => rychlofiltr zařazen přímo za homogenizačním mícháním k tvorbě agregátů dochází ve filtračním loži, kde se zároveň odstraňují!


10


Separace filtrací

vypuštěný filtr

fáze filtrace

úpravna vody Podolí Pivokonský, ÚŽP PřF UK

11

Separace filtrací


fáze filtrace

úpravna vody Podolí Pivokonský, ÚŽP PřF UK

12

Separace filtrací


Praní vodou

Praní vzduchem

Praní vzduchem a vodou



Tvorba suspenze s ohledem na separaci

a) Průběh IHDS procesu, b) průběh POA procesu Pivokonský, ÚŽP PřF UK

13

14

Poloprovozní modelové zkoušky


Schéma poloprovozního modelového zařízení FN – flokulační nádrž, RF – rychlofiltr, S – odběrová místa, P1-P8 – tlakové sondy, 1 – přepadová nádobka, 2 – regulační ventil, 3 – průtokoměr, 4 – dávkování a homogenizace destabilizačního činidla, 5 – nátok na FN, 6 – pohonná jednotka, 7 – zařízení pro měření krouticího momentu, 8 – přepad na RF, 9 – regulátor průtoku, 10 – odtok filtrátu, 11 – sběr dat


15


Poloprovozní modelové zkoušky

Poloprovozní modelové zařízení s možností míchání pomocí vznášené vrstvy nebo děrovaných stěn Pivokonský, ÚŽP PřF UK

vrstvou zrnitého materiálu => objemová na filtrační přepážce => koláčová, náplavná

Recommend Documents