Filtri per il trattamento delle acque reflue

Impianti di trattamento delle acque reflue

Le unità di filtrazione sono utilizzate per la pulizia profonda (post-trattamento) delle acque reflue dopo un trattamento fisico-chimico o biologico per la successiva estrazione di sostanze finemente disperse, polvere, oli, resine, prodotti petroliferi, ecc.

La filtrazione si riferisce al processo di separazione delle sospensioni e delle emulsioni mediante partizioni porose o strati granulari che intrappolano la fase dispersa e lasciano passare il liquido.

Gli impianti di filtrazione vengono utilizzati per estrarre le sostanze finemente disperse, gli oli, i prodotti petroliferi, le resine ecc. Dalle acque reflue, per questo motivo vengono utilizzati i filtri a rete e i filtri con una partizione granulare.

Nella pratica del trattamento delle acque reflue utilizzare i seguenti processi:

- filtraggio attraverso pareti filtranti;

- filtrazione attraverso strati granulari;

- filtrazione di sostanze emulsionate (prodotti petroliferi e oli che si presentano sotto forma di emulsioni instabili).

Il tipo di apparecchio filtrante è selezionato in base ai seguenti fattori:

- la quantità di acqua da filtrare;

- concentrazione di inquinanti, loro natura e grado di dispersione;

- proprietà fisiche e chimiche delle fasi solide e liquide;

- grado richiesto di purificazione;

- tecnologicamente, tecno-economico e altri fattori.

Filtrazione delle acque reflue attraverso partizioni filtranti (porose)

La filtrazione attraverso le partizioni filtranti (porose) è ampiamente utilizzata (figura 2.26). Questo distingue il processo di filtrazione della sospensione con la formazione di un precipitato in cui viene separato in puro filtrato e un precipitato umido, oltre a filtrare con l'intasamento dei pori in cui particelle solide penetrano nei pori del setto filtrante e indugiano lì senza formare un precipitato.

La partizione del filtro è una parte essenziale del filtrato e le prestazioni dell'apparecchiatura di filtrazione e la purezza del filtrato risultante dipendono in gran parte dalla sua corretta selezione. Le partizioni filtranti sono realizzate in cotone, lana, vetro, ceramica, carbonio e materiali metallici.

Fig. 2.26. Schema del processo di filtraggio della sospensione attraverso il setto filtrante

1 - filtro; 2 - partizione del filtro; 3 - sospensione; 4 - filtrato; 5 - sedimento

Filtrazione di acque reflue su filtri a tamburo a rete e microfiltri

Nei sistemi di trattamento delle acque reflue e trattamento dei fanghi, vengono utilizzati vari filtri batch e continui. Reti a tamburo e microfiltri sono utilizzati per trattenere le impurità grossolane nel processo di filtraggio delle acque reflue contenenti non più di 300 mg / l di particelle sospese. A seconda del grado di purificazione e delle condizioni di applicazione richieste, i filtri possono essere dotati di uno schermo a maglie con celle di diverse dimensioni. A questo proposito, i filtri a tamburo a maglie sono convenzionalmente suddivisi in griglie di tamburo (Fig. 2.27) e microfiltri.

1) Le reti di tamburi (BS) trattengono le impurità grossolane in assenza di sostanze viscose nell'acqua, riducono il contenuto di sostanze sospese (alla concentrazione di acque reflue industriali non superiore a 250 mg / l) del 25-45%. Sono spesso installati di fronte a filtri granulari per la pulizia profonda delle acque reflue.

L'efficacia del trattamento delle acque presso la BS e il loro rendimento dipendono dalla composizione dei contaminanti dell'acqua di fonte, dalle dimensioni delle celle della rete filtrante, dalla frequenza di rotazione del tamburo, dall'intensità del lavaggio e da altre condizioni operative delle installazioni.

Fig. 2.27. Schema di installazione del filtro a tamburo a rete:

1 - tamburo; 2 - collegamenti incrociati; 3 - collegamento longitudinale; 4 - irrigidimenti; 5 - svuotamento tubi: 6 - canale di ingresso; 7 - cornice anteriore; 8 - tubo di ingresso; 9 - tubo fisso;

10 - ruota mandrino; 11 - tubo di scarico; 12 - il cuscinetto anteriore;

13 - motore elettrico; 14 - cambio; 15 - marcia; 16 - bunker;

17 - conduttura dell'acqua di lavaggio; 18 - sprinkler; 19 - lampade battericide;

20 - diga; 21 - canale filtrato; 22 - telaio posteriore; 23 - cuscinetto posteriore

I filtri a tamburo di rete sono filtri continui. La parte principale di queste strutture è una struttura saldata a tamburo rotante, coperta con rete. Elementi filtranti sono montati sulla superficie del tamburo. Il tamburo è guidato da un azionamento elettrico. L'acqua trattata entra all'interno del tamburo attraverso la parete terminale aperta ed esce radialmente, filtrando attraverso la rete. A seconda del grado di pulizia richiesto e delle condizioni d'uso, possono essere dotati di un tessuto a rete con celle di diverse dimensioni. A questo proposito, i filtri a tamburo a maglie sono convenzionalmente suddivisi in griglie di tamburi e microfiltri.

Le dimensioni delle celle delle reti di tamburo sono 0,3-0,8 mm e i microfiltri 40-70 micron. Il tamburo viene immerso in acqua a una profondità di 0,6 - 0,85 del diametro e ruota nella camera ad una velocità di 0,1 - 0,5 m / s. L'acqua di scarico entra nel tamburo e viene filtrata attraverso la superficie della rete a una velocità di 40 - 50 m 3 / (m 2 · h). Le impurità trattenute dalla rete vengono lavate via da essa con acqua di lavaggio sotto una pressione di 0,15 - 0,2 MPa e vengono rimosse insieme ad essa. Il consumo di acqua di lavaggio è 1 - 2% della quantità di acqua depurata.

Nelle acque reflue trattate non dovrebbero esserci sostanze viscose (resine, bitumi, oli) che impediscano il lavaggio della griglia. Le reti a tamburo vengono spesso installate davanti a filtri granulari per la pulizia profonda delle acque reflue. L'uso di reti a tamburo per il trattamento meccanico di acque reflue industriali è consentito solo in schemi di trattamento biologico completo con la loro installazione di fronte ai serbatoi di aerazione.

2) I microfiltri (MF) trattengono le particelle grossolane: impurità strutturali vegetali e animali, sabbia, ecc. I microfiltri sono dotati di una rete filtrante con celle piccole di dimensioni 0,035 - 0,04 mm. Quando si utilizzano i microfiltri per il trattamento meccanico delle acque reflue, invece dei serbatoi di sedimentazione primaria, vengono posizionati di fronte ai serbatoi di aerazione (dopo grate e sifoni). BODè pieno con il trattamento congiunto di acque reflue domestiche e industriali si riduce del 25-30%. Il contenuto di sostanze sospese nell'acqua di fonte non è superiore a 300 mg / l.

L'efficacia della depurazione dell'acqua sui microfiltri è del 40-60%, il che consente in alcuni casi di sostituire i chiarificatori primari con essi.

2.1.6.3. Filtri di caricamento del grano per acque reflue

In condizioni industriali per la depurazione dell'acqua da impurità meccaniche spesso si utilizzano materiali granulari. I seguenti requisiti sono imposti ai materiali filtranti: devono essere chimicamente resistenti all'acqua da trattare, meccanicamente durevoli e non devono inquinare l'acqua. Una caratteristica importante di tali materiali è anche il loro basso costo e disponibilità. Tali materiali filtranti come sabbia di quarzo, schegge di ceramica, segatura, argilla espansa, brezza di coke, antracite triturata, scoria metallurgica, granodiorite, shungizite, ecc. Sono più comunemente usati.

I filtri sono classificati come segue:

- sulla pressione di esercizio - aperto (autosufficiente) e chiuso (pressione);

- in base alla velocità di filtrazione - lenta (0,1 - 0,3 m / h), rapida (7 - 16 m / h) e ultraveloce (25 - 100 m / h);

- nella direzione del flusso - con flusso ascendente e discendente, doppio flusso (filtri ACX), con direzione di filtraggio orizzontale (filtri radiali);

- in base alle dimensioni del materiale filtrante: a grana fine (fino a 0,4 mm), a grana media (0,4 - 0,8 mm) ea grana grossa (oltre 0,8 mm);

- dal numero di strati filtranti: singolo, doppio e multistrato.

I filtri lenti sono sempre aperti, le ambulanze possono essere aperte e pressurizzate, ultra-veloci solo pressurizzate. Il caricamento a grana fine viene utilizzato in filtri lenti, a grana media in rapida e super-veloce, a grana grossa per la purificazione dell'acqua a fini tecnici.

I filtri lenti sono utilizzati per la chiarificazione dell'acqua non reagente e sono in cemento armato o serbatoi di mattoni rettangolari o circolari nel piano. La bassa velocità di filtraggio, i costi significativi e l'ingombro ridotto hanno portato al fatto che nella pratica della depurazione dell'acqua domestica questi filtri non sono ampiamente utilizzati.

Il filtro con carico granulare è un serbatoio in cemento o laterizio, sul fondo del quale è presente un dispositivo di drenaggio per lo scarico dell'acqua. Uno strato di materiale di supporto viene posato sul drenaggio e quindi sul materiale filtrante. L'acqua sotto pressione passa attraverso uno strato di materiale filtrante, che deve essere periodicamente lavato via dalla contaminazione. I filtri vengono rigenerati mediante soffiatura con aria seguita dal lavaggio del filtro con acqua calda (60 - 80 ° C). L'acqua di lavaggio viene generalmente fornita dal basso verso l'alto (metodo di risciacquo del filtro).

La capacità sporcizia del filtro si riferisce alla quantità di sporco in kg rimosso da 1 m 2 della superficie dello strato filtrante per unità di tempo. La capacità di trattenere lo sporco dei filtri con flusso ascendente è maggiore rispetto alla discesa. Nei filtri di upflow, l'insabbiamento del dispositivo di drenaggio, la corrosione dei tubi e la crescita eccessiva dei carbonati sono osservati, pertanto, i filtri di flusso verso il basso sono più spesso utilizzati.

Quando si usano filtri lenti, si ottiene un alto grado di trattamento delle acque reflue. Gli svantaggi dei filtri lenti includono le grandi dimensioni, i costi elevati e la pulizia complessa dei sedimenti. I filtri non a pressione sono solitamente con un flusso verso l'alto di fluido.

I filtri ad alta velocità possono essere a strato singolo e multistrato. Per i filtri a strato singolo, lo strato filtrante è costituito dallo stesso materiale, per quelli multistrato, da materiali diversi, ad esempio da uno strato di antracite e sabbia. I filtri multistrato vengono anche caricati con un materiale omogeneo con diverse dimensioni delle particelle. I filtri multistrato funzionano in modo più efficiente rispetto ai filtri a strato singolo. Gli svantaggi dei filtri includono il consumo significativo di materiale e la complessità del sistema di lavaggio. Le acque reflue vengono filtrate attraverso filtri a pressione dall'alto verso il basso. A seconda della composizione delle acque reflue, la durata della filtrazione è di 12-48 ore.Quando si raggiunge una perdita di carico di 3-3,5 m, i filtri di non-pressione a flusso libero fermano il lavaggio. Il lavaggio viene effettuato solo con acqua fornita dal basso verso l'alto con una certa intensità, oppure contemporaneamente lavata con acqua e spurgata con aria.

Lo schema del filtro a due strati è mostrato in fig. 2.28.

Fig. 28. Schema di un filtro a due strati

1 - fornitura di acque reflue; 2 tasche; 3 - grondaia; 4 - strato di antracite; 5 - strato di sabbia;

6 - ghiaia; 7 - drenaggio; 8 - rimozione del filtrato; 9 - fornitura di acqua di lavaggio;

10 - uscita dell'acqua di lavaggio

Filtri verticali a pressione con carico granulare (Fig. 2.29) sono utilizzati per la purificazione meccanica delle acque reflue oleose dopo la loro sedimentazione gravitazionale. Il filtro è un serbatoio verticale in acciaio solitamente fabbricato in fabbrica. Il serbatoio è calcolato ad una pressione di 0,6 MPa. Un filtro è caricato, di regola, con sabbia di quarzo con uno strato di 1 m. La velocità di filtrazione è di 5-12 m / h. Il contenuto iniziale di prodotti petroliferi 4 - 80 mg / l, impurità meccaniche - 30 - 60 mg / l. Il contenuto residuo nell'acqua dei prodotti petroliferi è consentito 7-20 mg / l, impurità meccaniche - 10-20 mg / l.

Fig. 29. Filtro a pressione verticale con carico granulare:

1 - fornitura di acqua per la pulizia; 2 - strato filtrante di carico granulare:

3 - quadro superiore; 4 - passo d'uomo ellittico di controllo:

5 - tombino rotondo; 6 - fornitura di acqua di lavaggio; 7 - rimozione del primo filtrato;

8 - drenaggio di acqua depurata; 9 - lavaggio dell'acqua; 10 - alimentazione dell'aria compressa;

11 - raccordo per scarico idraulico e caricamento del filtro

I filtri scheletro sono un tipo di filtri che usano il principio del filtraggio nella direzione della dimensione del grano decrescente (Fig. 2.30). L'installazione di drum net non è richiesta prima di questi filtri. Si consiglia di utilizzare i filtri di CZF per la purificazione profonda delle acque reflue trattate biologicamente, nonché per gli impianti di denitrificazione del flusso generale neutralizzato di imprese industriali.

Fig. 2.30. Frame Backfilling Filter (CZF):

1 - strato di ghiaia di supporto; 2 - fondo perforato di distribuzione;

3 - collettore per l'alimentazione della sorgente e la rimozione dell'acqua di lavaggio;

4 - alimentazione dell'aria compressa durante il lavaggio; 5 - ghiaia;

6 - caricamento della sabbia; 7 - fornitura di acqua di lavaggio;

8 - condotta per la rimozione di acqua purificata (filtrato)

Il carico CSF ​​è costituito da un telaio, che utilizza ghiaia con una granulometria di 40 - 60 mm, e di riempimento, costituito da sabbia con una granulometria di 0,8 - 1,0 mm. L'altezza totale del carico di ghiaia (telaio) è di 1,8 m Oltre alla ghiaia, è possibile utilizzare anche la pietra frantumata per il telaio KZF, e per l'aggregato, oltre alla sabbia, possono essere utilizzate scorie d'altoforno, argilla espansa, scaglie di marmo, antracite.

I filtri con carico flottante (FPZ) in polistirolo espanso vengono utilizzati per la pulizia profonda delle acque reflue industriali trattate meccanicamente e per le acque reflue trattate biologicamente - urbane o una miscela di esse con la produzione. L'efficienza della pulizia profonda su filtri con carico flottante su solidi sospesi e BOD equivale all'efficienza della pulizia profonda su filtri con carico granulare a due strati.

Lo schema del dispositivo del tipo FPZ è mostrato in fig. 2.31. L'acqua di scarico originale entra nello spazio al di sopra della carica del filtro, viene filtrata attraverso un carico fluttuante dall'alto verso il basso nella direzione della dimensione del grano decrescente del polistirene espanso. Il filtrato viene raccolto dai tubi di drenaggio inferiori (FPZ-3) e centrali (FPZ-4) e viene rimosso dal filtro. Quando la qualità del filtrato si deteriora, il caricamento del filtro viene lavato. Il carico flottante viene rigenerato in una corrente d'acqua a valle chiarita. La temperatura dell'acqua depurata non deve superare i 50 ° C (per evitare l'ammorbidimento del polimero).

Vantaggi dell'utilizzo di un FPZ: efficienza dell'installazione, semplicità di progettazione e funzionamento, durata del caricamento del filtro, affidabilità di pulizia, assenza di pompe di lavaggio e serbatoi dell'acqua di lavaggio, capacità di carico per lo smistamento idraulico indipendente nel processo di lavaggio diminuendo le dimensioni del grano.

Fig. 2.31. Filtri con un progetto di carico flottante della FPZ:

a - FPZ-3; b - FPZ-4; 1 - caso; 2 - carico flottante; 3 - alimentazione dell'acqua di alimentazione;

4 - tasca del filtro; 5 - griglia di mantenimento; 6 - sistema di drenaggio inferiore;

7 - rimozione del filtrato; 8 - acqua di lavaggio; 9 - tubo di drenaggio medio.

Filtri con caricamento in schiuma di poliuretano. Il metodo di filtraggio delle acque di scarico attraverso la schiuma di poliuretano è che il processo viene condotto attraverso un carico pre-compresso di questo materiale e la sua rigenerazione viene effettuata con una doppia espansione del carico.

Come organizzare la filtrazione delle acque reflue domestiche

La filtrazione è il processo di pulizia delle famiglie con il metodo di passare attraverso speciali dispositivi di screening (filtri). Il filtro delle acque reflue è un dispositivo stazionario o portatile che intrappola piccole e grandi impurità contenute nell'acqua. Quali filtri vengono utilizzati per pulire le acque reflue domestiche e come attrezzare un sistema di filtrazione su un sito nazionale da soli, continua a leggere.

Installazione per il trattamento delle acque reflue mediante filtrazione

Varietà di filtri per la pulizia e le loro caratteristiche

Per il trattamento delle acque reflue domestiche vengono utilizzati i seguenti tipi di filtri:

  1. meccanica. Questo gruppo comprende: setacci, trappole di sabbia, trappole di grasso, cioè filtri grossolani. Ogni dispositivo trattiene alcune particelle contenute negli scarichi;

Filtro per la pulizia delle acque reflue dalla sabbia e dalla terra

  1. biologica. La filtrazione delle acque reflue viene effettuata con l'aiuto di vari microrganismi per i quali la contaminazione contenuta nell'effluente è alimentare. I principali filtri del trattamento biologico sono:
    • biofiltro - installazione speciale contenente materiali filtranti oltre ai microrganismi (scorie, ghiaia, argilla espansa, ecc.);

Sistema biologico di trattamento delle acque reflue

    • aero. Una caratteristica distintiva di questo dispositivo del tipo precedente è la fornitura di aria forzata al materiale di filtrazione, che riduce significativamente la durata della pulizia;

Installazione per trattamento rapido intervento biologico

  1. fisico e chimico. Questo gruppo comprende processi quali adsorbimento (assorbimento di varie particelle da elementi solidi), coagulazione (legame di piccole particelle in depositi più grandi), trattamento termico e così via. Questi metodi non sono utilizzati per il trattamento delle acque reflue domestiche, in quanto sono caratterizzati da costi elevati e dalla necessità di lavoro da parte di specialisti;

Il principio di funzionamento dei filtri fisici e chimici

  1. chimica. I filtri per la pulizia chimica contengono alcune sostanze che reagiscono con l'acqua e formano un precipitato, che viene successivamente rimosso con mezzi meccanici.

Il principio di funzionamento del filtro chimico

Metodi di filtrazione dei rifiuti domestici

Nelle aree suburbane sono stati utilizzati principalmente metodi meccanici e biologici di filtraggio delle acque reflue. Per questo, possono essere organizzate le seguenti strutture:

  • filtra bene;
  • campo filtro

Filtrare bene

Il pozzo del filtro è un impianto di depurazione sotterraneo. Filtrare l'acqua prodotta con mezzi biologici. Il pozzo può fungere da impianto di trattamento delle acque reflue indipendente o fungere da dispositivo aggiuntivo per lo smaltimento dei rifiuti.

Costruzione per la pulizia e lo smaltimento delle acque reflue

Puoi installare un dispositivo del genere:

  • su terreni sabbiosi;
  • su terreni di torba;
  • su terriccio sabbioso.

La prima fase della costruzione è quella di scegliere un luogo per l'installazione di un impianto di trattamento delle acque reflue. Si raccomanda di osservare rigorosamente le seguenti regole:

  • il pozzo dovrebbe essere situato a non meno di 10 m dall'appartamento;
  • se nel sito è installato un pozzo per bere, l'impianto di filtraggio viene installato a una distanza di 25 m o più;
  • il fondo del pozzo per il filtraggio delle acque reflue deve trovarsi ad almeno 1 m sopra il livello della falda freatica.

La costruzione del pozzo con le tue mani è la seguente:

  1. un pozzo viene estratto nel luogo prescelto, se il pozzo è progettato per essere costruito in mattoni, o un piccolo pozzo, se il pozzo è costruito con anelli di cemento;
  2. la costruzione del telaio è in costruzione (i mattoni sono disposti o gli anelli di cemento sono gradualmente sepolti;

Ben fatta cornice

  1. collegamento di un pozzo con sistema fognario della casa;

Inserisci i tubi di fogna

  1. montare lo strato di filtrazione. Il materiale scelto per la filtrazione (pietrisco, ghiaia, scorie, ecc.) Viene versato sul fondo del pozzo. Se c'è uno spazio vuoto tra le pareti del pozzo dall'esterno e il pozzo scavato, si consiglia anche di riempirlo con materiale filtrante;
  2. il pozzo è coperto da un coperchio che può essere fatto di legno, metallo, plastica e così via.

Come installare un filtro ben fatto di plastica, guarda il video.

Campo filtro

Se lo spazio del sito consente, invece di un pozzo di filtraggio, è possibile costruire campi di filtrazione di liquami. Una caratteristica distintiva del campo di filtrazione dal pozzo è l'installazione obbligatoria di una fossa settica, come il principale impianto di trattamento.

Campo speciale per il trattamento aggiuntivo e lo smaltimento delle acque reflue

Costruire in modo indipendente un sistema di filtrazione di questo tipo secondo lo schema seguente:

  1. Con l'aiuto di attrezzature speciali o una pala, lo strato superiore del terreno viene rimosso nell'area selezionata;
  1. nella parte inferiore della buca si inserisce il materiale filtrante selezionato;
  2. i tubi sono posti sulla superficie dello strato di filtrazione, collegato all'uscita della fossa settica e dotato di aperture attraverso le quali l'acqua fluirà gradualmente verso il filtro;
  3. i tubi sono completamente ricoperti da uno strato di ghiaia;

Pronto campo filtrante

  1. il sistema finito è coperto con geotessile o altro materiale di copertura e strato di terreno precedentemente rimosso.

Il pozzo filtrante richiede ulteriore manutenzione sotto forma di fanghi di pompaggio e altri sedimenti. Il campo filtro funziona con successo per molto tempo senza alcuna manutenzione.

Conferenza 1. Filtrazione delle acque reflue

29 agosto 2017

La filtrazione è una tecnologia tradizionale di purificazione dell'acqua. Si tratta di un metodo di pulizia volto ad estrarre la diversa natura delle particelle dall'acqua filtrandola attraverso strati speciali di carichi. I filtri consentono di depurare l'acqua di scarico originale da sabbia, limo, torbidità, incrostazioni e altre sostanze sospese.

  • I filtri di sabbia e ghiaia furono usati in India nel 2000 aC.
  • I Romani scavavano canali vicino ai laghi per utilizzare la filtrazione naturale attraverso le pareti dei canali.
  • La filtrazione dell'acqua commerciale è comparsa in Francia intorno al 1750.
  • Il filtraggio nel sistema di approvvigionamento idrico municipale iniziò ad essere applicato in Inghilterra e in Scozia a cavallo tra il XVIII e il XIX secolo.
  • Il primo sistema di filtri a sabbia lenta di tipo moderno apparve a Londra nel 1829.
  • I filtri veloci compaiono negli Stati Uniti negli anni 1880.
  • La prima installazione municipale con coagulazione e filtrazione - Somerville, New Jersey, 1885.
  • La Regola del trattamento delle acque superficiali del 1989 è il primo documento normativo che prescrive l'uso diffuso del filtraggio negli Stati Uniti.

Caricamento del filtro

Le dimensioni dei granuli del carico filtrante, solitamente utilizzate nei filtri, sono elencate nella Tabella 1, le dimensioni delle particelle di sostanze sospese sono nella Tabella 2.

Il ruolo dei filtri meccanici nel trattamento delle acque reflue

Classificazione dei rifiuti e dell'inquinamento

Tutte le acque reflue variano a seconda della natura della formazione, dello stato disperso in fase e del tipo di inquinamento.

Sono divisi in tre grandi gruppi:

  • Acqua piovana (scongelata, scongelata) formata durante le precipitazioni;
  • Acqua domestico (fecola) domestica da edifici residenziali e industriali;
  • Produzione (rifiuti) acqua - acque reflue ottenute come risultato di processi tecnologici.

La natura dell'inquinamento è di natura minerale, organica e biologica. Secondo lo stato disperso in fase, questi possono essere: sostanze disciolte (0,01 μm), particelle colloidali (da 0,01 a 0,1 μm) e impurezze non dissolte (più di 0,1 μm). Questi ultimi sono divisi in pop-up, depositati, ponderati.

Filtrazione nei processi di trattamento delle acque

I filtri meccanici sono utilizzati per filtrare gli inquinanti non disciolti di una grande fase nelle acque reflue. I filtri meccanici non devono essere confusi con sabbia, filtri a carbone e sistemi a membrana.

Le principali differenze tra loro nel processo di purificazione. I filtri meccanici nella fase di pulizia primaria eliminano le grandi impurità meccaniche (piume, residui della pelle, ecc.). Sabbia, i filtri a carbone vengono applicati nella fase di purificazione ed eliminano le sostanze sospese più piccole nella fase finale del trattamento delle acque reflue. I sistemi a membrana funzionano a livello molecolare, principalmente per rimuovere i sali metallici dalle acque reflue.

Nella forma più generale, la filtrazione oggi è un modo molto efficace per rimuovere non solo le impurità, ma anche gli odori e persino i sapori. Va notato che per la prima volta il passaggio del fluido attraverso lo strato di sabbia è stato applicato nel XIX secolo ed è ancora il metodo di pulizia più diffuso.

Impianti per il trattamento delle acque reflue profonde. filtri

Le strutture più comuni per il trattamento delle acque reflue profonde filtrano i microfiltri e i filtri filtranti.

Nei microfiltri, l'acqua di scarico viene filtrata attraverso le pareti della rete ed entra nel serbatoio, dove si trova il tamburo del filtro e viene versato nel canale di uscita del filtro attraverso uno speciale stramazzo. La contaminazione è intrappolata su una rete da 35 micron. Quando il tamburo ruota, lo schermo viene lavato e immerso nuovamente nell'acqua.

Il metodo di filtraggio sta diventando sempre più importante a causa delle crescenti richieste sulla qualità dell'acqua purificata. La filtrazione viene utilizzata dopo il trattamento delle acque reflue in pozzetti o dopo un trattamento biologico. Il processo si basa sull'adesione di particelle grossolane di olio e prodotti petroliferi sulla superficie del materiale filtrante. I filtri per tipo di mezzo filtrante sono suddivisi in tessuto o rete, telaio o alluvionale, granulare o membrana.

La filtrazione attraverso varie reti e tessuti viene solitamente utilizzata per rimuovere particelle grossolanamente disperse. Una maggiore purificazione dell'acqua oleosa può essere effettuata sui filtri del telaio. I filtri a film depurano l'acqua a livello molecolare.

Filtri I processi di filtro sui filtri dei frame possono essere suddivisi in tre grandi gruppi:

- filtrazione attraverso materiali granulari porosi con proprietà adesive (sabbia di quarzo, argilla espansa, antracite, polistirene espanso, scorie di caldaia e metallurgiche, ecc.);

- filtrazione attraverso materiali fibrosi ed elastici con proprietà di assorbimento e alta capacità di olio (materiali sintetici non tessuti, schiuma di poliuretano, ecc.);

- filtraggio attraverso materiali porosi granulari e fibrosi per ingrandire particelle emulsionate di prodotti petroliferi (filtri coalescenti).

I primi due metodi sono simili in termini dei principi tecnologici di base che sono alla base del processo di rimozione dei prodotti petroliferi dall'acqua e si distinguono per la capacità dell'olio, la rigenerazione del carico filtrante e la progettazione strutturale. Mentre il caricamento dei prodotti petroliferi è saturo, la loro parte anteriore si muove in profondità nello strato fino al suo limite inferiore e la concentrazione di prodotti petroliferi nel filtrato aumenta. In questo caso, il filtro viene disattivato e il materiale di avvio viene rigenerato. Esistono design di filtri con rigenerazione del carico continua. Il terzo metodo è fondamentalmente diverso da quelli considerati. Il periodo del ciclo del filtro, caratteristico dei primi due metodi, completa la fase di "carica" ​​del filtro coalescente. Successivamente, il film d'olio viene staccato dalla superficie dello strato filtrante sotto forma di goccioline con un diametro di diversi millimetri. Le gocce emergono rapidamente e sono facilmente separate dall'acqua.

Fino a poco tempo fa, i filtri per fotogrammi utilizzati per lo più erano pieni di materiali porosi. Ghiaia, sabbia, antracite triturata, quarzo, marmo, schegge di ceramica, sottobosco, carboncino, materiali sintetici e polimerici vengono utilizzati come materiale filtrante.

I filtri sono divisi dalla velocità di movimento dell'acqua in essi in filtri con velocità costante e variabile.

Con una velocità di filtrazione variabile (differenza di pressione costante prima e dopo il filtro) all'aumentare del volume del filtrato, vale a dire durata della filtrazione, la velocità di filtrazione diminuisce.

A una velocità di filtrazione costante, la differenza di pressione prima e dopo il filtro aumenta.

Quando si filtrano le acque reflue attraverso materiali granulari si verificano i seguenti processi:

- la deposizione di sostanze sospese sotto forma di uno strato sottile sulla superficie dello strato filtrante (filtrazione del film);

- la deposizione di sostanze sospese nei pori dello strato filtrante;

- la deposizione di sostanze sospese sulla superficie dello strato filtrante e nei suoi pori.

Sotto l'azione delle forze di adesione le sostanze sospese sono fissate sul materiale granulare. Il fenomeno di attaccamento e distacco di particelle determina il corso del processo di chiarificazione dell'acqua. Nell'industria petrolifera e petrolchimica vengono solitamente utilizzati filtri con carico granulare suddivisi in filtri lenti, veloci e super veloci. Il carico granulare viene posto in un ordine specifico e per evitare la sua rimozione dal filtro, vengono utilizzati speciali sistemi di drenaggio e strati di supporto. La velocità di filtrazione e la qualità della pulizia dipendono dalla natura del carico. L'uso di materiale filtrante grossolano porta ad un aumento della capacità del filtro e ad una diminuzione della qualità del filtrato. Il materiale filtrante fine migliora la qualità del filtrato, ma riduce la velocità dell'acqua nel filtro e la durata del filtro e causa anche un sovraccarico dell'acqua di lavaggio.

Quando si progettano i filtri, è impossibile utilizzare le caratteristiche meccaniche dei filtri che lavorano sulla pulizia da alcune impurità per i filtri che funzionano con acque contenenti altre impurità.

I seguenti requisiti di base sono imposti sui disegni dei filtri granulari:

- il filtraggio dovrebbe andare nella direzione di ridurre le dimensioni di carico al fine di prevenire la formazione di bassa permeabilità e di difficile degradazione quando si lavano pellicole di sedimento sulla superficie del carico;

- È necessario un intenso arrossamento del carico, assicurando la massima rimozione degli inquinanti dal carico;

- I filtri dovrebbero avere una bassa sensibilità alle fluttuazioni della qualità e del flusso dell'acqua;

- il materiale filtrante deve avere un'elevata resistenza meccanica e chimica, oltre al costo minimo, a parità di proprietà fisico-chimiche. I filtri aperti si applicano a singolo, doppio e multistrato. Apri i filtri. Un filtro aperto è solitamente un serbatoio rettangolare (in piano), caricato con uno strato filtrante di materiale granulare e strati di supporto, sotto il quale è collocato un sistema di drenaggio progettato per drenare l'acqua filtrata e distribuire uniformemente l'acqua di lavaggio. Nella parte superiore del filtro, le grondaie sono fissate per fornire pulizia e scaricare l'acqua sporca. Il filtro è dotato di regolatori di flusso d'acqua, flussometri e altre apparecchiature. L'altezza dello strato d'acqua sopra il carico del filtro è solitamente di 2 m. Nella parte inferiore del filtro (con la direzione di filtraggio dall'alto verso il basso) ci sono tubi per scaricare l'acqua depurata.

Download rigenerazione eseguito con acqua calda con intensità di 6-8 l / (m2.s). L'acqua di lavaggio viene rilasciata all'impianto di trattamento. La tempistica del lavaggio è determinata dalla qualità del filtrato. Se non è possibile scaricare il filtro, è necessario sostituirlo con uno nuovo. Il vecchio carico viene rigenerato (calcinato), lavato e setacciato, dopo di che può essere riutilizzato.

L'acqua che passa attraverso il filtro dovrebbe essere trasparente e la concentrazione di prodotti petroliferi in essa non dovrebbe superare i 10-15 mg / l.

Filtri con carico fluttuante. Con l'avvento di nuovi materiali filtranti, la tecnologia di purificazione della filtrazione dell'acqua proveniente dai prodotti petroliferi sta cambiando. La prospettiva è l'uso di carichi fluttuanti di vari materiali polimerici con sufficiente resistenza meccanica, resistenza chimica, elevata porosità e le proprietà superficiali necessarie. Questi materiali includono polistirolo di vari tipi, compreso il polistirene espanso.

Fondamentalmente, il meccanismo del processo di trattenere i prodotti petroliferi con filtri con carico granulare flottante non differisce dal meccanismo delle emulsioni filtranti attraverso i filtri a sabbia.

Sviluppato vari dispositivi per schiumare il polistirene usando acqua calda, vapore, aria calda.

Fondamentalmente, i filtri con un carico di polistirene galleggiante sono raccomandati per la depurazione delle acque reflue naturali e post-trattamento. Tuttavia, a causa della loro elevata adesività rispetto ai prodotti petroliferi, vengono anche utilizzati per separare le emulsioni acqua-olio. Il carico flottante può aumentare significativamente la velocità di filtrazione, ridurre il contenuto iniziale di impurità e semplificare la rigenerazione del filtro.

Filtri con caricamento elastico. Per la depurazione delle acque reflue oleose è stata sviluppata una nuova tecnologia utilizzando materiali polimerici elastici, in particolare schiuma poliuretanica flessibile. Questo materiale ha una struttura a celle aperte con una dimensione media dei pori di 0,8-1,2 mm e una densità apparente di 25-60 kg / m3. La schiuma poliuretanica elastica è caratterizzata da elevata porosità, resistenza meccanica, resistenza chimica, proprietà idrofobiche, che fornisce una significativa capacità di assorbimento per i prodotti petroliferi.

La tecnologia dei filtri è la seguente. L'acqua di scarico attraverso la tubazione entra nel serbatoio del filtro riempito con schiuma di poliuretano frantumata con una dimensione di 15-20 mm. Dopo aver attraversato lo strato di carico, l'acqua di scarico viene liberata dai prodotti petroliferi e dalle impurità meccaniche e viene scaricata dall'impianto attraverso il fondo a rete. Nel processo di filtraggio il carico è saturo di prodotti petroliferi e periodicamente l'elevatore a tazze viene alimentato ai tamburi di compressione per la rigenerazione. Il carico rigenerato rientra nel serbatoio del filtro e gli agenti inquinanti estratti dallo scivolo di raccolta vengono scaricati nel serbatoio di taglio.

Tali filtri dovrebbero essere utilizzati dopo il pre-trattamento delle acque reflue in trappole di sabbia e trappole di petrolio. L'acqua depurata può essere utilizzata nell'approvvigionamento idrico tecnico di imprese industriali.

Uno svantaggio comune di tutti i filtri considerati (ad eccezione della schiuma di poliuretano) è che, come risultato della loro rigenerazione, si formano emulsioni altamente emulsionate e altamente resistenti, che impediscono in modo significativo l'utilizzo dei prodotti petroliferi separati.

Filtri a coalescenza. Per coalescenza si intende la fusione di particelle della fase dispersa di un'emulsione, ad esempio prodotti petroliferi, con la completa eliminazione della separazione iniziale della particella interfacciale.

Ciò porta a un cambiamento nello stato disperso in fase e all'allargamento delle gocce dell'emulsione iniziale. Il sistema diventa cineticamente instabile e rapidamente stratificato.

Il metodo più diffuso è la coalescenza quando si filtra un'emulsione attraverso vari materiali porosi. In linea di principio, uno qualsiasi dei filtri precedentemente considerati con parametri tecnologici appropriati e modifiche di progettazione può operare in modalità coalescenza. In questo caso, lo scopo del livello filtro è fondamentalmente cambiato. Nei filtri convenzionali, svolge la funzione di un mezzo di contenimento: lo scopo di un carico non filtrante nei filtri coalescenti è il consolidamento di piccole gocce emulsionate di prodotti petroliferi in quelle più grandi. Strutturalmente, i filtri coalescenti sono quasi sempre combinati con vasche di decantazione o elementi coalescenti (ugelli) nei serbatoi di sedimentazione. Caratteristiche distintive e molto significative dei filtri coalescenti:

- alta efficienza di separazione delle emulsioni e prestazioni specifiche;

- la stabilità del processo con significative fluttuazioni della concentrazione di prodotti petroliferi e del flusso di acque reflue;

- facilità di produzione, funzionamento e automazione;

- lungo periodo mezhregeneratsionny.

Il metodo di coalescenza può essere attribuito ai metodi rigenerativi, poiché come risultato dei processi in corso, l'emulsione è divisa in due fasi, una delle quali è costituita da prodotti petroliferi.

Lo smaltimento di questi prodotti petroliferi può creare un significativo prerequisito economico aggiuntivo per l'implementazione di questo metodo.

Il metodo di coalescenza ha trovato la massima applicazione nella pratica della separazione delle emulsioni nell'industria petrolifera e sulle navi della marina per il trattamento delle acque reflue oleose, nonché nella fase finale dei processi di estrazione nell'industria chimica e nella disidratazione dei materiali combustibili nei trasporti.

Caratteristiche dei filtri industriali per il trattamento dell'acqua

L'acqua pura viene utilizzata non solo nella vita di tutti i giorni, ma anche nei processi industriali. In un certo numero di aree, la qualità dell'acqua è molto alta. Queste sono le industrie alimentari e cosmetiche, il rilascio di droghe e alcuni altri. Per eseguire il trattamento dell'acqua, i filtri industriali sono utilizzati per il trattamento delle acque.

Fig. 1 filtri per l'acqua industriali

Sono necessarie ulteriori operazioni di purificazione e preparazione dell'acqua per il rilascio di carta, sistemi di alimentazione e agricoltura. Inoltre, gli impianti industriali spesso scaricano acqua usata. Gli scarichi devono essere preventivamente puliti in modo che nessuna sostanza nociva e pericolosa venga rilasciata nell'ambiente.

Tipi di dispositivi di filtraggio

Per il funzionamento di imprese industriali richiede non solo l'acqua potabile. A volte abbastanza tecnico. Il suo grado di purificazione è leggermente inferiore.

Per ottenere acqua industriale mediante filtri meccanici grossolani. Questa apparecchiatura è caratterizzata da semplicità di design, durata e affidabilità.

I filtri grossolani sono dispositivi in ​​cui una griglia viene utilizzata come elemento filtrante. La qualità della pulizia dipende dalla dimensione delle celle della griglia. In alcune forme di realizzazione di filtri meccanici, vengono utilizzati materiali filtranti di carica: argilla espansa, sabbia, silicato di alluminio granulato.

Per eliminare piccole inclusioni usando filtri meccanici fini. In essi, l'acqua passa attraverso materiali filtranti polimerici, che trattengono la maggior parte delle inclusioni solide.

Tuttavia, le inclusioni solide non sono le uniche sostanze inquinanti che possono essere presenti nell'acqua in entrata. Se è richiesta un'elevata qualità di pulizia, utilizzare inoltre dispositivi per l'addolcimento dell'acqua, per la sua deferrizzazione e decontaminazione.

Fig. 2 Aspetto dei sistemi di osmosi inversa industriale

In questo caso, il fluido è esposto a determinati reagenti. I filtri industriali di questo tipo si distinguono per dimensioni relativamente piccole e costi piuttosto elevati, compreso il processo di funzionamento.

La massima depurazione dell'acqua fornirà l'osmosi inversa industriale. Installazioni complessive e che richiedono grandi quantità di acqua.

Filtri per la rimozione del ferro

Se c'è una quantità significativa di ferro nell'acqua, allora è scarsamente adatto per una varietà di processi. In particolare, non può essere utilizzato nell'industria chimica, medica o alimentare. Il ferro non reagisce solo con componenti della produzione industriale, ma danneggia anche l'attrezzatura. Si deposita sulle pareti di tubi e serbatoi.

Fig. 3 Impianti per il trattamento delle acque presso le imprese

Per rimuovere il ferro dall'acqua con mezzi industriali, le imprese utilizzano piante con uno speciale mezzo di manganese. Materiale filtrante: sabbia fine, la cui superficie è ricoperta da uno strato di biossido di manganese. A contatto con ferro disciolto, si verifica ossidazione e precipita l'ossido di ferro. La sabbia lavorata periodicamente deve essere sostituita con fresca.

In alcuni filtri industriali per la rimozione del ferro, il processo di ossidazione viene effettuato pompando ossigeno o aria. Per accelerare il processo di ossidazione utilizzando catalizzatori.

Addolcitori d'acqua

Dispositivi che eliminano l'elevata durezza dell'acqua, funzionano secondo il principio sopra descritto. Invece del mezzo di manganese, usano una speciale resina a scambio ionico. Con il passaggio della resina fluida tiene gli ioni di calcio e magnesio, che determinano il livello di durezza. Questi ioni sono sostituiti da sodio, che è neutro.

Fig. 4 Filtro dell'acqua per la produzione

Poiché la resina a scambio ionico è gradualmente esaurita, deve essere ripristinata. Per ripristinare applicare il sale da tavola ordinario. Dà ioni di sodio e tutti gli elementi trattenuti vengono lavati.

disinfezione

L'acqua è l'ambiente ottimale per lo sviluppo di vari microrganismi. Alcuni di loro sono innocui, ma ci sono anche agenti patogeni. Per eliminarli, vengono utilizzate le installazioni di disinfezione.

Il più comune è la clorurazione dell'acqua. È economico ed efficace, ma il cloro è una sostanza tossica. Inoltre, l'acqua potrebbe essere necessaria per i processi in cui tutte le sostanze estranee sono inappropriate.

Recentemente, le lampade ultraviolette sono state utilizzate per disinfettare l'acqua prima dell'uso. Il metodo più comune di pulizia ricevuto nelle industrie alimentari e mediche.

Trattamento delle acque reflue industriali

Molti sprechi vengono generati nel processo di produzione, uno dei quali è l'acqua di scarico. È richiesto il trattamento delle acque reflue delle imprese industriali, quindi vengono scaricate nel corpo idrico più vicino o inviate ai campi di filtrazione per un ulteriore trattamento attraverso il suolo.

Fig. 5 Trattamento delle acque reflue industriali

Per non inquinare l'ambiente, le acque reflue devono essere pulite efficacemente. Il processo di produzione viene eseguito in più fasi. Innanzitutto viene eseguito un filtraggio meccanico grossolano. Durante esso vengono catturati detriti di grandi dimensioni, sabbia e altre inclusioni solide.

I solidi fini rimasti in sospensione sono precipitati mediante coagulazione o processi simili.

La cosa più difficile da rimuovere i soluti. Sono spesso i più pericolosi. Per rimuoverli, utilizzare reagenti chimici, ma molto più spesso dare la preferenza al trattamento biologico.

Le acque reflue pre-chiarite e preparate sono mescolate con i fanghi attivi. Ciò richiede una struttura speciale. Il fango attivo è una miscela di organismi viventi e batteri multicellulari unicellulari e più semplici. Di conseguenza, tutti i soluti sono utilizzati negli alimenti con fango attivo. All'uscita, l'acqua viene filtrata meccanicamente. Prima di essere scaricato nei corpi idrici, è inoltre disinfettato. Più spesso per clorazione. Poiché il processo è complesso, un'organizzazione separata è spesso impegnata nel trattamento delle acque reflue.

Filtri per il trattamento delle acque reflue

La composizione chimica delle acque reflue industriali è strettamente regolamentata. Al fine di evitare sanzioni, i sistemi di trattamento delle acque in produzione stanno attualmente ricevendo maggiore attenzione.

Nella foto: trattamento delle acque reflue a membrana

Le acque di scarico domestiche e industriali sono i principali inquinatori dei corpi idrici sotterranei e superficiali. Per impedire ai liquami e ai componenti chimici di penetrare negli strati superiori del terreno, vengono utilizzati filtri speciali. Qual è la differenza dei sistemi di trattamento delle acque da prodotti di scarto umano e materie prime chimiche riciclate? E quali sono i requisiti per l'acqua che scorre attraverso i filtri per il trattamento delle acque reflue?

MPC di acque reflue

La composizione qualitativa e quantitativa delle acque reflue autorizzate a scaricare in fiumi e laghi è determinata dalla legge, sulla base della testimonianza degli studi analitici e degli standard MPC. (Tabella 1) La concentrazione massima ammissibile di sostanze nocive (MAC) è un indicatore che caratterizza l'assenza di alterazioni patologiche o di malattie nel corpo umano sotto la condizione degli effetti quotidiani di un particolare inquinante.

Tabella 1. MPC di acque reflue di imprese industriali della Federazione Russa

Indicatore della qualità dell'acqua

MPC

Tra i principali inquinanti delle acque reflue, il più grande pericolo è rappresentato da grassi, prodotti petroliferi, olii, solidi sospesi e sali metallici insolubili in acqua.

Filtri per il trattamento delle acque reflue

Oggi esistono diversi tipi di sistemi di trattamento delle acque reflue. Convenzionalmente, tutti i filtri per gli effluenti domestici e industriali possono essere suddivisi nelle seguenti categorie in base al principio di funzionamento:

Le strutture di trattamento più semplici sono fosse settiche piene di sostanze chimiche speciali - fosse settiche. Questo tipo di filtro ha il suo "soffitto": il massimo grado di purificazione non supera il 75%. Ciò significa che l'effluente filtrato avrà un cattivo odore ed è caratterizzato da un alto grado di contaminazione da parte di microrganismi dannosi. Un tale prodotto ha bisogno di un'ulteriore purificazione e non può nemmeno essere usato come acqua di processo.

I complessi filtri per le acque reflue sono un complesso sistema di trattamento delle acque che comprende diverse fasi di intrappolamento di inquinanti biologici, meccanici e chimici. Negli impianti di trattamento delle acque reflue domestiche e industriali, oltre alle vasche di decantazione, vengono utilizzati galleggianti, trappole per olio, filtri per grassi, aeratori, fosse settiche, moduli a membrana e molto altro.

I filtri possono essere fissi e mobili. I sistemi di trattamento dell'acqua portatili sono costituiti da serbatoi di aerazione o un gorgogliatore, un filtro a carbone e un disinfettante.

Nel caso in cui la filtrazione chimica e meccanica non dia i risultati richiesti, viene utilizzato l'utilizzo termico delle acque reflue domestiche, durante il quale l'elemento principale della vita evapora e le impurità vengono bruciate in combustibili liquidi o gassosi.

Quando si sceglie l'attrezzatura, è necessario tenere conto del grado di influenza dei rifiuti domestici e industriali sul materiale dell'attrezzatura. Ambienti aggressivi possono provocare corrosione e la successiva distruzione di tubi, testa e elementi di collegamento. Inoltre, l'aumento del contenuto di sale nelle acque reflue domestiche è il motivo principale della diminuzione della produzione di tubi.

I filtri proteggono dall'ambiente aggressivo con l'ausilio di materiali speciali (rivestimento, bitume, resina epossidica) o additivi chimici che riducono l'acidità o l'alcalinità delle acque reflue domestiche e industriali.

  1. Norme e norme sanitarie per la protezione delle acque superficiali dall'inquinamento.
  2. Gunther L.I., Zhmur N.S. Approvvigionamento idrico e attrezzature sanitarie.

Filtrazione delle acque reflue

La filtrazione viene utilizzata per estrarre solidi finemente dispersi dalle acque reflue. La separazione viene eseguita con l'ausilio di partizioni porose o granulari, che consentono al liquido di attraversare e ritardare la fase dispersa. Il processo avviene sotto l'azione della pressione idrostatica di una colonna liquida, una pressione elevata su una partizione o un vuoto dopo una partizione.

Gli impianti di filtrazione sono utilizzati per separare le sospensioni di acque reflue con un contenuto di fase solida nell'acqua di scarico da meno dello 0,1% in volume a oltre l'1%. Esistono i seguenti tipi di processo di filtrazione delle acque reflue:

1) chiarimento - filtraggio delle acque reflue con basso contenuto di solidi (meno dello 0,1%);

2) ispessimento - la separazione della fase solida (contenuto di 0,1 1% in volume) dalle acque reflue non è sotto forma di sedimento, ma sotto forma di sospensione altamente concentrata (addensata);

3) filtrare le acque reflue (contenuto superiore all'1% in volume della fase solida) con la formazione di uno strato di sedimento sul setto filtrante.

Gli impianti di filtrazione vengono utilizzati per estrarre particelle grossolane, medie e fini dalle acque reflue, nonché prodotti petroliferi, olii, resine, ecc. A tale scopo vengono utilizzati filtri a rete, filtri con uno strato granulare e filtri polimerici. La scelta delle partizioni del filtro dipende dalla concentrazione di impurità, dalle proprietà delle acque di scarico, dalla temperatura, dalla pressione di filtrazione e dal design del filtro.

Nel processo di trattamento delle acque reflue, si ha a che fare con una grande quantità d'acqua, quindi usano filtri, che non richiedono alte pressioni. Su questa base, utilizzare filtri con elementi mesh (microfiltri e griglie tamburo) e filtri con uno strato granulare filtrante.

I filtri a tamburo di rete sono progettati per trattenere le impurità grossolane nel processo di filtraggio delle acque reflue. I filtri a tamburo di rete sono convenzionalmente suddivisi in drum net (BS) e microfiltri (MF).

I microfiltri trattengono particelle grossolane di acque reflue. La parte principale dei filtri a tamburo a rete è un tamburo rotante coperto da una rete (Fig. 3.29).

Fig. 3.29. Layout del microfiltro:

1 - tamburo rotante; 2 - vassoio per la raccolta dell'acqua di lavaggio; 3 - dispositivo di lavaggio

A seconda del grado di purificazione e delle condizioni di applicazione richieste, vengono utilizzati tessuti a rete con celle di dimensioni diverse. La dimensione delle celle delle reti di tamburo 0.3. 0,8 mm e microfiltri 40. 70 micron. Il tamburo è immerso in acqua a una profondità di 0.6. 0,85 dal diametro e ruota nella camera con una velocità di 0,1. 0,5 m / s L'acqua di scarico entra nel tamburo e viene filtrata attraverso la superficie della rete a una velocità di 40. 50 m 3 / (m 2 h). Le impurità trattenute dalla rete vengono lavate via con acqua di lavaggio e rimosse insieme ad essa. L'efficienza della purificazione dell'acqua sull'MF è 40. 60%, che consente di sostituire i chiarificatori primari con essi.

Quando si utilizzano filtri con un setto filtrante, il processo di filtrazione viene eseguito con l'intasamento dei pori del setto filtrante o con la formazione di un precipitato sulla superficie del setto filtrante.

La filtrazione con intasamento dei pori del setto filtrante è detta chiarificazione, si verifica quando la concentrazione della fase solida è inferiore allo 0,7% in volume. La chiarificazione delle acque reflue viene effettuata utilizzando filtri granulari.

La filtrazione con la formazione di un precipitato è osservata ad una concentrazione sufficientemente elevata della fase solida nella sospensione (più dell'1% in volume). Questo tipo di filtrazione viene effettuato nei filtri di precoat.

Per il trattamento profondo di acque reflue a bassa concentrazione da particelle fini, nonché per la depurazione delle acque reflue dopo il trattamento biologico, vengono utilizzati filtri granulari (Fig. 3.30).

Fig. 3.30. Schema di filtro granulare:

1 - scatola del filtro; 2 - partizione del filtro; 3 - sospensione di acque reflue;

4 - filtrato; 5 - sedimento

I filtri con uno strato granulare sono divisi in lenti e ad alta velocità, aperti e chiusi. L'altezza del livello nei filtri aperti è di 1.. 0,2 m, in 0,5 chiuso. 1 m La pressione dell'acqua nei filtri chiusi viene creata dalle pompe.

I filtri lenti sono utilizzati per filtrare le acque reflue non coagulabili. La velocità di filtrazione dipende da loro sulla concentrazione delle particelle sospese: fino a 25 mg / l, la velocità è 0,2. 0,3 m / h; a 25. 30 mg / l è 0,1. 0,2 m / h

I filtri ad alta velocità sono single e multilivello. In un filtro a strato singolo, il livello è costituito dallo stesso materiale e in quelli multistrato è costituito da diversi materiali (ad esempio antracite e sabbia).

I meccanismi per estrarre particelle dall'acqua su filtri con una partizione granulare includono i seguenti processi: filtraggio con estrazione meccanica di particelle; la gravità

onno precipitazioni; sequestro inerziale; adsorbimento chimico; adsorbimento fisico; adesione; deposizione di coagulazione; coltivazione biologica.

In generale, questi meccanismi possono funzionare insieme e il processo di filtraggio consiste in 3 fasi:

1) trasferimento di particelle sulla superficie della sostanza che forma lo strato;

2) attaccamento alla superficie;

3) distacco dalla superficie.

Per la natura del meccanismo di conservazione delle particelle sospese, esistono 2 tipi di filtraggio:

1) filtrazione attraverso il film (sedimento) di impurità formate sulla superficie dei chicchi di caricamento;

2) filtraggio senza la formazione di un film di contaminanti.

Nel primo caso, vengono trattenute particelle di dimensioni maggiori dei pori del materiale e quindi viene formato uno strato di contaminazione, che è anche un materiale filtrante. Questo processo è tipico per i filtri lenti che funzionano a basse velocità. Nel secondo caso, la filtrazione avviene nello spessore dello strato di carico, dove le particelle vengono intrappolate sui grani del materiale filtrante dalle forze adesive. Tale processo è caratteristico dei filtri ad alta velocità. L'entità delle forze di adesione dipende dalla dimensione e dalla forma dei grani, dalla ruvidità della superficie e dalla composizione chimica, dalla portata e dalla temperatura del liquido, dalle proprietà delle impurità.

Le particelle aderite sono costantemente sotto l'influenza di un flusso in movimento, che le disgrega dalla superficie del materiale filtrante. Se il numero di particelle che entrano nell'unità di tempo sulla superficie dello strato filtrante e lo lascia è uguale, la superficie diventa satura e cessa di alleggerire l'acqua di scarico.

La cinetica di filtraggio e l'equilibrio del materiale nei filtri granulari sono descritti dalle equazioni:

Quando risolviamo le equazioni (3.29) e (3.30), otteniamo l'equazione generale del processo.

dove c è la concentrazione di sostanze sospese nelle acque reflue; x - la lunghezza della sezione del canale su cui il rilascio di impurità; aeb sono le costanti di velocità di separazione e incollamento di particelle; q - concentrazione di sedimenti; Velocità di filtraggio UV.

La durata del filtro fino alla "svolta" è il tempo di azione protettiva t3. La durata del filtro fino al "passaggio" delle particelle nel filtrato è determinata dalla formula

dove / è lo spessore dello strato filtrante; d è la dimensione delle particelle dello strato filtrante; Ki S0- costanti dipendenti dalla concentrazione di sostanze sospese nella fonte e acque reflue chiarificate.

I solidi sospesi riducono la porosità quando passano attraverso uno strato di materiale e cambiano la superficie. La resistenza dello strato filtrante aumenta con il passaggio delle acque reflue.

La scelta del tipo di filtro per il trattamento delle acque reflue dipende dalla quantità di acqua filtrata, dalla concentrazione di inquinanti e dal grado di dispersione, dalle proprietà fisico-chimiche delle fasi solide e liquide e dal grado di purificazione richiesto.

Per la depurazione di acque profonde da particelle fini, nonché per la depurazione delle acque reflue dopo il trattamento biologico, vengono utilizzati filtri granulari a pressione (figura 3.31).

Fig. 3.31. Filtro a pressione verticale con carico granulare:

1 - fornitura di acqua per la pulizia; 2 - strato filtrante di carico granulare:

3 - quadro superiore; 4 - foro ellittico di controllo; 5 - tombino rotondo; 6 - fornitura di acqua di lavaggio; 7 - rimozione del primo filtrato; 8 - drenaggio di acqua depurata;

9 - lavaggio dell'acqua; 10 - alimentazione dell'aria compressa;

11 - raccordo per scarico idraulico e caricamento del filtro

Arrivano con un movimento discendente (dall'alto verso il basso) e con un flusso d'acqua verso l'alto (dal basso verso l'alto). I filtri con un flusso d'acqua verso il basso sono il carico a strato singolo e multistrato. I filtri a pressione con carico granulare vengono utilizzati per il trattamento meccanico delle acque reflue oleose dopo la loro sedimentazione.

Sabbia di quarzo con uno strato di 1 m, antracite tritata, argilla espansa, trucioli di ceramica sono utilizzati come carico. I filtri di pressione hanno una velocità di filtrazione di 5 12 m / h, e la durata del ciclo del filtro è di 12. 48 h.

I filtri granulari sono caratterizzati da capacità di trattenimento dello sporco (quantità di impurità in kg (o m 3) rimosse da 1 m 2 della superficie dello strato filtrante o da 1 m 3 del volume di carico per unità di tempo). La capacità di sporco dei filtri del particolato è 1. 3 kg / m 3.

Il contenuto di prodotti petroliferi in acqua dopo i filtri è ridotto di 4 volte, le impurità meccaniche - di 3 volte. L'efficienza di filtrazione aumenta quando i coagulanti e i flocculanti vengono aggiunti all'acqua. Le perdite di carico nei filtri del particolato raggiungono 130 kPa.

Quando si filtrano acque reflue altamente concentrate, i filtri all-up vengono utilizzati per formare uno strato di sedimento sul setto filtrante. Come divisori utilizzare lamiere e reti perforate in metallo, tramezze in tessuto da fibre naturali, artificiali e sintetiche. Le partizioni del filtro dovrebbero avere una resistenza idraulica minima, resistenza meccanica e flessibilità, resistenza chimica, non dovrebbero gonfiarsi e rompersi in determinate condizioni di filtraggio.

La differenza di pressione su entrambi i lati del setto filtrante viene creata in diversi modi. Se lo spazio sopra la sospensione viene comunicato con una fonte di gas compresso, o lo spazio sotto il setto del filtro è collegato a una fonte di vuoto, allora un processo di filtraggio avviene a una differenza di pressione costante. La velocità del processo diminuisce a causa di un aumento della resistenza dello strato di sedimento di spessore crescente.

Se la sospensione viene alimentata al filtro da una pompa a pistone con una capacità costante, il processo di filtrazione viene eseguito a una velocità costante; tuttavia, la differenza di pressione aumenta a causa di un aumento della resistenza dello strato di sedimento di spessore crescente.

Se la sospensione viene alimentata al filtro da una pompa centrifuga, la cui prestazione diminuisce all'aumentare della resistenza del sedimento, che provoca un aumento della differenza di pressione, il processo di filtrazione viene eseguito a differenze di pressione e velocità variabili. Il filtraggio viene effettuato con le seguenti differenze di pressione:

- sotto vuoto - 5 1 0 4. 9 * 10 4 Pa;

- sotto pressione di aria compressa - non più di 3-10 5 Pa;

- se alimentato da un pistone o una pompa centrifuga - fino a 5-10 5 Pa;

- sotto la pressione idrostatica - fino a 5 • 10 4 Pa.

Quando si separano le sospensioni con una piccola concentrazione di una fase solida finemente dispersa, i mezzi di filtraggio sono spesso usati per impedire alle particelle solide di penetrare nei pori del setto filtrante. I materiali finemente dispersi o fibrosi fini sono usati come sostanze ausiliarie: diatomite, perlite, amianto, cellulosa, carbone attivo, farina di legno.

Quando si aggiunge un eccipiente a una sospensione separabile, aumenta la concentrazione di particelle solide in esso, che impedisce l'intasamento dei pori del setto filtrante.

Calcolo dei filtri del fluido. Il calcolo tecnologico dei filtri liquidi include il bilancio del materiale del processo di filtraggio, nonché la definizione dei seguenti parametri:

- il rapporto del volume di sedimento e filtrato;

- volume del sedimento per 1 m 2 di superficie filtrante;

- area filtrante;

- il consumo di acqua di lavaggio e il tempo di lavaggio del precipitato.

Il bilancio del materiale viene compilato per determinare la massa di sedimento o di filtrato (acque reflue trattate):

a) equilibrio per l'intero sistema:

b) il saldo della fase solida in sua assenza in acqua depurata (filtrato)

dove gc, soloc e - massa delle acque reflue separate (sospensione), sedimenti e filtrato, kg; xcon e xsistema operativo - la proporzione di solidi nelle acque reflue e nei sedimenti (% o peso); W è il contenuto di umidità del sedimento,% o frazione (in peso).

La soluzione combinata delle equazioni di bilancio materiale (3.31) e (3.32) determina la quantità di sedimento umido e filtrato. Se la capacità del filtro è impostata in base al tiraggio a umido, la quantità di acque reflue fornite per la filtrazione viene determinata dal bilancio del materiale.

La velocità di filtrazione per unità di superficie del filtro, m 3 / (m 2 's), può essere espressa sotto forma di una legge idraulica generale:

dove sono arf - pressione differenziale durante la filtrazione, Pa; Lo sonof = p (I0C + 7?pn) - la resistenza totale durante la filtrazione, pari alla somma della resistenza del precipitato Roc e filtro partizione (maglia, tessuto, strato granulare) Ipn, m '1; p è la viscosità del filtrato, Pa s.

Equazioni di filtraggio La filtrazione procede in modalità laminare a causa della piccola dimensione dei pori nello strato di sedimento e nel setto filtrante, nonché della bassa velocità della fase liquida nei pori. Il tasso di filtraggio è generalmente espresso in forma differenziale.

dove V è il volume di filtrato, m 3; S è la superficie della filtrazione, m 2; t è la durata del filtraggio, s.

La velocità di filtrazione è direttamente proporzionale alla differenza di pressione, ma inversamente proporzionale alla viscosità della fase liquida e alla resistenza idraulica totale dello strato di sedimento e del setto filtrante:

dove Ap è la differenza di pressione, Pa; p è la viscosità della fase liquida della sospensione, Pa-s; Roc - resistenza dello strato di sedimento, m "1; /? f.n - la resistenza del setto filtro m '1;

Il volume del sedimento può essere espresso in termini di altezza dello strato di sedimento hoc, e anche attraverso il rapporto tra il volume del sedimento e il volume del filtrato x0:

dove lo spessore del sedimento sarà:

La resistenza allo strato di fango è:

dove r0- resistività del volume dei sedimenti, m '2.

Prendendo in considerazione l'espressione (3.35), l'equazione di filtraggio differenziale principale (3.33) assume la forma:

Prendendo la condizione = 0, tenendo conto dell'uguaglianza (3.34) dall'equazione (3.36) otteniamo:

All'inizio del filtraggio V = O, quando uno strato di sedimento non si è ancora formato sul setto filtrante, la resistenza del setto filtrante sarà uguale a:

L'equazione del filtraggio a una differenza di pressione costante.

Con le variabili Ap = const e Keith, integriamo l'equazione (3.36):

Dividendo entrambi i lati dell'equazione (3.37) di pr0x0/ (26,) p0"O ^ o / (2 S), otteniamo la dipendenza della durata della filtrazione sul volume del filtrato:

L'equazione (3.38) è applicabile a entrambi i sedimenti comprimibili e incomprimibili, poiché in Ap = const i valori di r0 e x0 anche costante.

Con Ap = const, quando il volume del filtrato aumenta e la durata della filtrazione aumenta, la velocità del processo diminuisce.

L'equazione del filtraggio a una velocità di processo costante.

Per il filtraggio a velocità costante, la derivata dV / dx può essere sostituita dal rapporto dei valori finiti V / t. Dopo questa sostituzione, viene trovata la soluzione dell'equazione di filtraggio di base (3.36) rispetto ad Ap:

Moltiplicando e dividendo il primo termine del lato destro dell'equazione (3,39) per m, tenendo conto dell'espressione

L'equazione (3.40) mostra che per m>f = la differenza di pressione const aumenta con l'aumentare del tempo di filtraggio. Questa equazione si applica alla precipitazione incomprimibile.

L'equazione del filtraggio a differenze di pressione e velocità costanti.

Questo tipo di filtrazione è fattibile nel processo di lavaggio del precipitato, se un liquido puro viene filtrato attraverso uno strato di sedimento di spessore costante ad una differenza di pressione costante. Avendo accettato in equazione (3.36) l'uguaglianza xQV / S = hoc e sostituendo dV / dx con un valore costante V / t con Ap = const otteniamo:

L'equazione (3.41) fornisce la dipendenza del volume del filtrato sulla durata della filtrazione di un liquido puro, in particolare un liquido di lavaggio.

A parità di altre condizioni, la velocità di filtraggio è maggiore e la capacità del filtro è tanto maggiore quanto minore è il volume del filtrato ottenuto o lo spessore dello strato di sedimento sulla parete del filtro proporzionale a questo volume. Pertanto, per migliorare le prestazioni del filtro, è necessario cercare la rimozione più rapida possibile dei sedimenti dalla partizione del filtro.

Per la massima prestazione dei filtri di azione periodica, è consigliabile ripetere i cicli di lavoro il più spesso possibile, alimentando piccole porzioni della sospensione al filtro. Tuttavia, la ripetizione frequente dei cicli di funzionamento del filtro per le operazioni principalifondato, incluso il filtraggio stesso, il lavaggio e lo spurgo del precipitato, comporta una ripetizione altrettanto frequente delle operazioni ausiliarieGSP caricamento della sospensione e rimozione dei sedimenti. In ogni caso, esiste un tempo di ciclo ottimale per il filtro tu, a cui il filtro ha le massime prestazioni.

Esprimere la velocità di filtraggio media condizionale delle prestazioni del filtro e>f

come risultato della divisione del volume di filtrato raccolto sulla superficie del filtraggio per il tempo di ciclo tu = (t0Cn + tilcn)

dove A = 2D /? / (p GoH0) - costante.

Valore massimo e>f corrisponde all'equazione differenziale e alla condizione dw ^ / d? tfondato = 0

Da qui il numeratore tGSP - t0Cn = 0, o tfondato = tGSP, cioè, la massima prestazione di un filtro che agisce periodicamente viene raggiunta con la stessa durata delle operazioni principali e ausiliarie.

Il tempo ciclo di filtrazione economicamente ottimale si ottiene con il rapporto te = (4...6) tGSP. Questo rapporto vale per Ap = const e Jaf.n = 0