Обязательным условием, гарантирующим нормальную работу любого фильтра, является его правильная регенерация. В зависимости от вида фильтра, принципа его работы и устройства, должны проводится соответствующие стадии процесса восстановления рабочих характеристик фильтрующего материала.

Рассмотрим промывку простого вертикального напорного фильтра с песчаной, антрацитовой или иной загрузкой, свойства которой позволяют осветлять воду, задерживая все крупные и взвешенные вещества.

    Регенерация, которую необходимо начинать при снижении пропускной способности или при ухудшении качества выходной воды, складывается из двух стадий:
  • Обратной промывки.
  • Прямой промывки.

Обратная промывка

Ее длительность составляет от 8 до 10 минут, интенсивность зависит от объема фильтра, фильтрующей загрузки и условий эксплуатации. Обратная промывка необходима для удаления всех взвешенных веществ. Она осуществляется путем взрыхления фильтрующего материала током чистой воды или водовоздушной массы.

В процессе взрыхления частицы загрузочного материала переходят во взвешенное состояние, хаотически перемещаются в объеме фильтра и, непрерывно соударяясь друг с другом, отщепляют налипшие на них загрязнения, которые, вследствие своей малой плотности, выносятся током воды в дренаж.

Промывка может осуществляться чистой водой, чистой водой с воздухом или исходной, в зависимости от типа загрузки и условий эксплуатации фильтра.

Для систем очистки воды с фильтрами на базе корпусов из навитого стекловолокна, как правило, для регенерации используется исходная вода без воздуха.

Для промышленных установок водоподготовки и водоочистки при повышенных требованиях к воде все стадии регенерации проходят на очищенной воде, наличие в необходимом объеме которой, т.е. не менее двух промывок, обеспечивается накопительными резервуарами. При том, что в случае регенерации скорых напорных фильтров больших объемов и площадей фильтрации, где в качестве фильтрующего материала используется песок, промывка осуществляется водовоздушной массой, с использованием воздуходувок.

Обязательными условиями, обеспечивающими успешное прохождение обратной промывки, т.е. такими, при которых зерна загрузки будут находится во взвешенном состоянии и хаотически перемещаться в объеме фильтра с такой интенсивностью и временем, при которых произойдет отделение и удаление налипшего осадка, является, во-первых, достаточное количество промывной воды, во-вторых, соответствующая интенсивность промывки и, в третьих, достаточное относительное расширение слоя фильтрующего материала.

Рассмотрим промывку скорого фильтра с загрузкой из кварцевого песка с применением воздуха:

d частиц песка = 0,5 – 1,0 мм, тогда dэ = 0,75 мм, где d – диаметр зерен, а dэ – эквивалентный диаметр зерен.

    Рекомендуемый режим промывки будет следующий:
  • подача только воздуха в течении 1…2 мин с интенсивностью 15…20 л/(с⋅м2);
  • подача воздуха интенсивностью 15…20 л/(с⋅м2) и воды интенсивностью 3…4 л/(с⋅м2) в течении 4…5 мин;
  • подача воды в течении 4…5 мин с интенсивностью 6…8 л/(с⋅м2).

Как видно, обратная промывка идет в три этапа, с чередованием воды и воздуха, на разных скоростях тока промывной воды.

Для промывки без воздуха для каждого вида фильтрующего материала интенсивность, время и относительная высота расширения слоя загрузки берутся из табличных величин, на основании которых определяется необходимая подача промывного насоса для данного фильтра:

таблица интенсивности фильтрования

К примеру:
Имеем фильтр площадью 2 м2.
Загрузка: кварцевый песок фракции 0,5 – 1,0 мм с высотой слоя 0,7 м.

Задача: рассчитать объем промывного бака и подачу насоса для промывки.

  • Объем промывного бака рассчитывается по формуле:
  • V=2wA60T⁄1000=0,12wAT, м3, где
    w – табличная интенсивность промывки фильтра, л/(с⋅м2);
    A – площадь поверхности фильтрующего материла, в данном случае песка, м2;
    Т – продолжительность промывки, берется по таблице, мин.
    Следовательно, для нашего фильтра с учетом двух промывок подряд полезный объем промывного бака будет:
    V=0,12wAT=0,12⋅14⋅2⋅8=26,9 м3

  • Подача насоса определяется как произведение площади фильтрующей поверхности на скорость фильтрования(по табличной величине):
  • Q=A⋅w, л/с
    Что для нашего фильтра будет:
    Q=2м2⋅14 л/с⋅м2=28 л/с
    В пересчете на м3
    Q=28⋅3600÷1000=100 м3

  • При расчете напора необходимо учитывать сопротивления:
  • - трубопровода, в тройниках и коленах, исходя из скорости воды 2…2,5 м/c;
    - распределительной системе фильтра;
    - фильтрующей загрузки.
    Для распределительной системы фильтра по формуле:
    h=ϵ⋅(v2k)/2g+(v2o)/2g где
    v2k - скорость потока вначале коллектора, принимается 0,8…1,2 м/c;
    v2o - скорость потока в отвлетвлениях, принимается 1,6…2,0 м/c.
    ϵ – коэффициент гидравлического сопротивления, принимаемый по СНиПу.

    Сопротивление загрузки принимается по высоте загрузки, в данном случае 0,7 м.

    Учитывая в нашем случае сопротивление на участках трубопроводах 0,3 м.вод.ст., принимаем общее сопротивление системы 0,7 + 0,3 +2 = 3 м.вод.ст., где 2 – на неучтенные участки с запасом.

    Прямая промывка

    Длительность составляет от 2 до 3 минут. Интенсивность прямой промывки берется с параметрами как и для обратной, с разницей в направлении тока воды.

    Прямая промывка необходима для удаления всех взвешенных частиц, чье попадание в систему возможно вследствие интенсивного перемешивания фильтрующей загрузки в процессе обратной промывки.

     

    Многоцикличней и технологически сложней является регенерация фильтра с ионообменной смолой. Восстановление свойств смолы, катионита или анионита, происходит в несколько стадий, с использованием таких регенерационных растворов, как раствор соли, кислоты или щелочи.

    Наша компания выполнит все работы, связанные с восстановлением свойств фильтрующих загрузок, осуществит ремонт фильтров, проведет диагностику и настройку управляющих клапанов Magnum, Clack и прочих марок.