Промивка зернистих фільтрів

Промивна вода, надходячи під тиском у дренажну систему фільтру, рівномірно розподіляється за площею та піднімається вверх через загрузку зі швидкістю, що забезпечує перехід зерен завантаження у зважений стан. При цьому зерна загрузки стикаються одне з одним, в результаті чого забруднювачі відмиваються потоком промивної води та виносяться із завантаження. Головною задачею промивки фільтру є встановлення такої інтенсивності та ступеня розширення шару завантаження, котрі забезпечують повне відмивання зерен від часток забруднень. Збільшення інтенсивності промивки, хоча й дозволяє підвищити ефективність відмивання загрузки, однак призводить до небажаного зростання витрат промивної води. Значне підвищення інтенсивності промивання може викликати зміщення фільтруючих та підтримуючих шарів. Витрати промивних вод при промиванні швидких та багатошарових фільтрів складають 3–5% від об’єму фільтрату. З метою зниження витрат промивної води та покращення якості відмивання зерен завантаження поряд з промиванням здійснюється продування загрузки стисненим повітрям знизу. При цьому повітря від компресора подається через спеціальну розподільчу систему під фільтруюче завантаження.

Іноді проводять попереднє промивання фільтру. Його сутність полягає у тому, що воду через відповідну промивну систему подають зверху фільтруючого шару. При цьому руйнується утворена раніше плівка, що сприяє більшій ефективності подальшого промивання. Можливими також є й комбінована та ежекторна промивки. Для підтримання чистоти піску рекомендується здійснювати його очистку один раз на 1–2 роки.

Оборотний осмос та ультрафільтрація

Оборотний осмос (або гіперфільтрація) – це безперервний процес молекулярного розділення розчинів шляхом їх фільтрування під тиском через напівпроникні мембрани, що затримують повністю або частково молекули чи іони розчиненої речовини. При накладанні тиску, вищого за осмотичний рівноважний тиск, здійснюється перенос розчинника у зворотному напрямку порівняно зі звичайним осмотичним переносом – від розчину до чистого розчинника через мембрану та забезпечується достатня селективність очистки. Необхідний тиск, що перевищує осмотичний для розчиненої речовини у розчині, складає 0,5–1 МПа при концентрації солей 2–5 г/л та 5–10 МПа при концентрації 20–30 г/л.

Ультрафільтрація – це мембранний процес розділення розчинів, осмотичний тиск яких є порівняно малим. На відміну від гіперфільтрації, що використовується для видалення низькомолекулярних розчинених речовин, ультрафільтрація застосовується при виділенні високомолекулярних сполук, зважених часток, колоїдів та ін. Ультрафільтрація, порівняно з оборотним осмосом, є більш високопродуктивним процесом, оскільки висока проникність мембран [від 1000 л/(м²·добу) та більше] досягається за тиску 0,2–1 МПа. Перевагами методів гіпер- та ультрафільтрації є простота апаратури для здійснення технологічних процесів, можливість розділення розчинів за звичайної температури, виділення цінних продуктів з одночасним очищенням води від органічних, неорганічних та бактеріальних забруднень, а також слабка залежність ефективності очистки від концентрації забруднюючих речовин у воді. Поряд із цим наявні й суттєві недоліки. До них відноситься, зокрема, явище концентраційної поляризації, що полягає у збільшенні концентрації розчиненої речовини біля поверхні мембрани внаслідок переважного переносу крізь неї розчинника, а також необхідність проведення процесу за умов підвищеного тиску у системі. Дослідження, проведені на лабораторних та напівпромислових установках, вказують на перспективність цього методу. В результаті очистки стічних вод оборотним осмосом або ультрафільтрацією утворюється очищена вода та вода, збагачена розчиненими речовинами. Для пояснення механізму процесу оборотного осмосу висунуто кілька гіпотез: зокрема, просіювання, молекулярна та активована дифузія, так звана негативна адсорбція та ін.

Найбільш часто застосовуваними є мембрани ацетатцелюлозного типу з порами 0,3–0,5 нм, що характеризуються високою швидкістю пропускання води, добре відділяють солі та інші речовини, які мають високий ступінь набрякання. Різновидом тонких напівпроникних мембран є полімерні волокна, що мають внутрішній діаметр 20–100 мкм при товщині стінки 10–50 мкм. Їх продуктивність через кілька годин роботи під тиском знижується на 30–50%, що пов’язано зі зниженням їх пористості, тобто усіданням. Термін використання мембран залежить від виду, концентрації розчинених у воді речовин та інших факторів і коливається від кількох місяців до кількох років. Однак такі мембрани мають й суттєві недоліки: зокрема, нестійкість у кислому та лужному середовищі, малу механічну міцність, необхідність зберігання та транспортування у вологому стані, а також старіння.