2.3.3. Фильтрационные установки
Фильтрационные установки применяются для глубокой очистки (доочистки) сточных вод после физико-химической или биологической очистки для последующего извлечения тонкодиспергированных веществ, пыли, масел, смол, нефтепродуктов и др.
Фильтрованием называют процесс разделения суспензий и эмульсий с использованием пористых перегородок или зернистых слоев, которые задерживают диспергированную фазу и пропускают жидкость.
Фильтрационные установки применяют для извлечения из сточных вод тонкодиспергированных веществ, масел, нефтепродуктов, смол и др. Для этой цели наиболее широко используют сетчатые фильтры и фильтры с зернистой перегородкой.
В практике очистки сточных вод используют следующие процессы:
- фильтрование через фильтровальные перегородки;
- фильтрование через зернистые слои;
- микрофильтрация;
- фильтрование эмульгированных веществ (нефтепродуктов и масел, находящихся в виде нестойких эмульсий).
Тип фильтрующего аппарата подбирают в зависимости от следующих факторов:
- количества воды, подлежащей фильтрованию;
- концентрации загрязнений, их природы и степени дисперсности;
- физико-химических свойств твердой и жидкой фаз;
- требуемой степени очистки;
- технологически, технико-экономических и других факторов.
2.1.6.1. Фильтрование через фильтрующие (пористые) перегородки
Широко применяется фильтрование через фильтрующие (пористые) перегородки (рис. 2.26). При этом различают процесс фильтрования суспензии с образованием осадка, при котором она разделяется на чистый фильтрат и влажный осадок, а также фильтрование с закупориванием пор, при котором твердые частицы проникают в поры фильтровальной перегородки и задерживаются там, не образуя осадка.
Фильтровальная перегородка представляет собой существенную часть фильтрата, и от правильного выбора ее во многом зависят производительность фильтровального оборудования и чистота получаемого фильтрата. Фильтровальные перегородки изготавливают из хлопчато-бумажных, шерстяных, стеклянных, керамических, углеродных и металлических материалов.
Рис. 2.26. Схема процесса фильтрования суспензии через фильтрующую перегородку
1 – фильтр; 2 – фильтровальная перегородка; 3 – суспензия; 4 – фильтрат; 5 – осадок
2.1.6.2. Процеживание на сетчатых барабанных фильтрах и микрофильтрах
В системах очистки сточных вод и обработки осадков используются различные фильтры периодического и непрерывного действия. Барабанные сетки и микрофильтры используют для задержания грубодисперсных примесей в процессах процеживания сточных вод, содержащих не более 300 мг/л взвешенных частиц. В зависимости от требуемой степени очистки и условий применения фильтры можно оснащать сетчатым полотном с различной крупностью ячеек. В связи с этим сетчатые барабанные фильтры условно подразделяются на барабанные сетки (рис. 2.27) и микрофильтры.
1) Барабанные сетки (БС) задерживают грубодисперсные примеси при отсутствии в воде вязких веществ, снижают содержание взвешенных веществ (при концентрации их в производственной сточной воде не более 250 мг/л) на 25 - 45 %. Их чаще всего устанавливают перед зернистыми фильтрами для глубокой очистки сточной воды.
Эффективность очистки воды на БС и их пропускная способность зависят от состава загрязнений исходной воды, размера ячеек фильтрующей сетки, частоты вращения барабана, интенсивности промывки и других условий эксплуатации установок.
Рис. 2.27. Схема установки сетчатого барабанного фильтра:
1 - барабан; 2 - поперечные связи; 3 - продольные связи; 4 - ребра жесткости; 5 - трубы опорожнения: 6 - входной канал; 7 - передняя рама; 8 - входная труба; 9 - закладной патрубок;
10 - цевочное колесо;11 - выпускная труба; 12 - передний подшипник;
13 - электродвигатель; 14 - редуктор; 15 - шестерня; 16 - бункер;
17 - трубопровод промывной воды; 18 - разбрызгиватель; 19 - бактерицидные лампы;
20 - водослив; 21 - канал фильтрата; 22 - задняя рама; 23 - задний подшипник
Сетчатые барабанные фильтры относятся к фильтрам непрерывного действия. Основной частью этих сооружений является вращающийся барабан сварной конструкции, обтянутый сеткой. На поверхности барабана смонтированы фильтрующие элементы. Барабан приводится во вращение электроприводом. Очищаемая вода поступает внутрь барабана через открытую торцевую стенку и выходит радиально, фильтруясь через сетку. В зависимости от требуемой степени очистки и условий применения их можно оснащать сетчатым полотном с различной крупностью ячеек. В связи с этим сетчатые барабанные фильтры условно подразделяют на барабанные сетки и микрофильтры.
Размеры ячеек барабанных сеток 0,3 - 0,8 мм, а микрофильтров 40 - 70 мкм. Барабан погружен в воду на глубину 0,6 - 0,85 от диаметра и вращается в камере со скоростью 0,1 - 0,5 м/с. Сточная вода поступает внутрь барабана и процеживается через сетчатую поверхность со скоростью 40 - 50 м3/(м2·ч). Задерживаемые сеткой примеси смываются с нее промывной водой под давлением 0,15 - 0,2 МПа и удаляются вместе с ней. Расход промывной воды составляет 1 - 2 % от количества очищенной воды.
В очищаемых сточных водах должны отсутствовать вязкие вещества (смолы, битумы, масла), затрудняющие промывку сетки. Барабанные сетки чаще всего устанавливают перед зернистыми фильтрами для глубокой очистки сточной воды. Применение барабанных сеток для механической очистки производственных сточных вод допускается только в схемах полной биологической очистки с установкой их перед аэротенками.
2) Микрофильтры (МФ) задерживают грубодисперсные частицы: растительные и животные структурные примеси, песок и др. Микрофильтры оснащены фильтрующей сеткой с мелкими ячейками размером 0,035 – 0,04 мм. При использовании микрофильтров для механической очистки сточных вод взамен первичных отстойников их располагают перед аэротенками (после решеток и песколовок). БПКполн при совместной очистке бытовых и производственных сточных вод снижается на 25 - 30 %. Содержание взвешенных веществ в исходной воде не более 300 мг/л.
Эффективность очистки воды на микрофильтрах составляет 40 – 60%, что позволяет в отдельных случаях заменить ими первичные отстойники.