Для удаления примесей из воды используются различные методы. Один из наиболее популярных и востребованных способов – осветление фильтрованием. В чем заключается его суть, какие этапы он включает, материалы используются для устранения примесей.
Как протекает процесс осветления воды фильтрованием
Исследования показали, что в основе процесса фильтрования воды для ее осветления лежат молекулярные силы притяжения. Это означает, что при прохождении через фильтрующую среду частицы взвесей прилипают к зернам загрузки фильтров.
Если перед фильтрацией в воду не добавлялись коагулянты, то через фильтрующую среду проходят даже крупные частицы. При проведении предварительной подготовки воды взвеси небольших размеров прилипают к зернам фильтрующей среды. Эффективность осветления в этом случае сочетается с высокой скоростью фильтрации.
Фильтрование включает 3 этапа:
- Отложение.
- Фиксация.
- Отрыв.
Перечисленные этапы протекают с образованием фильтрующего слоя и без него.
Для чего и в каких случаях вода осветляется
Технология осветления воды путем фильтрования используется при ярко выраженной мутности и цветности. Она применяется для подготовки питьевой, а также воды для хозяйственных нужд. При этом нужно определить причину изменения цвета и помутнения. К таким последствиям приводит попадание частиц железа, а также:
- тяжелых металлов;
- наличие водорослей;
- химических компонентов;
- патогенных микроорганизмов;
- частиц песка, ила, глины.
При концентрации железа более 0,3 мг/л необходимо обезжелезивать воду. Для решения этой задачи используется реагентный и безреагентный способы.
К помутнению, изменению цвета приводит содержание примесей в диапазоне от 25 до 40 мг/м3. Поэтому прозрачность не гарантирует отсутствие органических компонентов, тяжелых металлов, железа. Для точного определения типа примесей, их концентрации нужно проводить лабораторный анализ воды. Он позволит подобрать наиболее эффективный способ фильтрации для устранения цвета и помутнения.
Цветность определяется в соответствии со стандартами ГОСТ. Для этого используется специальное оборудование, включая шкалу цветности, реагенты, растворы. Для анализа применяется серная кислота разной концентрации. Работа с ней требует соблюдения правил безопасности. Мутность определяется не позднее, чем через 24 часа с момента забора проб воды.
В зависимости от специфики дальнейшего использования воды подбирается, количества, подбирается технология очистки. Фильтрование может комбинироваться с другими методами для получения нужного эффекта.
Способы фильтрования
Для устранения мутности, цветности используются фильтры с загрузками, которые устойчивы к износу. Зачастую используются измельченный уголь, гравий, кварцевый песок и другие загрузки на кварцевой основе. Повышенной емкостью поглощения отличается керамзит, горелые породы, вулканические шлаки. Все используемые для фильтрования материалы должны пройти сертификацию для предупреждения насыщения воды продуктами выщелачивания.
Также учитывается коэффициент формы. Это степень отклонения зерен от круглой формы, которая считается эталонной. От нее зависит сорбционная способность материала, используемого для фильтрования. Пористость определяет грязевую емкость засыпки, ее гидравлическое сопротивление. Есть такое понятие, как эффективный размер фракции. Оно определяет пористость и механическую прочность материалов, используемых для фильтрации.
Фильтрование осуществляется с использованием химических реагентов и без них. Второй вариант используется при среднем уровне концентрации примесей в воде. Он не позволяет быстро очищать большой объем воды. Для ускорения фильтрования используются коагулянты, а очистка осуществляется с применением следующих материалов:
- Сетчатые фильтры устраняют мутность и цветность. Вода, попадая в них, проходит через материал с микропорами, который задерживает примеси.
- Дисковые фильтры. В них фильтрующие элементы расположены на расстоянии друг от друга.
- Мешочные фильтры состоят из каркаса, на котором закреплен материал с микропорами. Они хорошо устраняют мутность.
- В картриджных фильтрах вода проходит через гранулированную загрузку или полипропилен.
Применяются двухслойные и трехслойные фильтры. В них засыпаются наполнители с разным размером фракций. Сверху размещаются слои с большей фракцией, снизу, – с меньшей. Он поддерживается опорным материалом, который предупреждает вымывание засыпки. При этом слои не должны проникать друг в друга более чем на 10% от исходной толщины. Фильтры также делятся на однопоточные и двухпоточные. Они применяются отдельно, включаются в системы очистки воды.
При ухудшении устранения мутности нужно регенерировать фильтрующие материалы. Они промываются для удаления скопившихся примесей. Часто применяется взрыхляющая промывка. Поток воды направляется через фильтр в обратном направлении, после чего отправляется в дренаж.
Что такое пленочное адгезионное фильтрование
Это процесс очистки воды, суть которого заключается в удержании частиц примесей на поверхности фильтрующего материала. Он эффективно устраняет мутность, удаляет микроорганизмы. Они налипают на зерна фильтра, образуют биологическую пленку, которая снижает окисляемость, повышает эффективность удержания микроорганизмов.
Пленочное адгезионное фильтрование снижает цветность на 20%, используется в медленных фильтрах. Они отличаются простотой конструкции, неприхотливостью в эксплуатации.
Что такое объемная очистка фильтрованием
Это фильтрование основано на использовании зернистых материалов. Сначала образуется пленка примесей, а их остатки откладываются в полостях. Затем под воздействием высокой температуры они переходят в парообразное состояние и оседают в верхней части фильтра.
Для устранения цветности, мутности воды в промышленных масштабах используются фильтры с производительностью до 40 м3/ч. Их корпуса изготавливаются из стеклопластика, внутри покрываются полиэтиленом. Если производительность превышает 40 м3/ч, то корпус фильтра изготавливается из углеродистой стали.
Как подобрать подходящий фильтр для осветления воды
Эффективное осветление воды невозможно без разработки программы очистки, что требует учета следующих вводных:
- количество примесей в исходной воде;
- требований к воде после фильтрации;
- характеристики фильтрующих материалов;
- требования к производительности, конструкции фильтров.
Важно правильно рассчитать интервал между регенерациями фильтров. Своевременная промывка надолго сохранит их эффективность.
Доверяйте разработку программы осветления воды фильтрование опытным специалистам. Это позволит оперативно решать поставленные задачи с оптимальными затратами.
