Способ очистки воды от взвешенных и коллоидных примесей

Способ очистки воды от взвешенных и коллоидных примесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам очистки воды от взвешенных и коллоидных примесей двухступенным фильтрованием, которое включает последовательное фильтрование воды через зернистую загрузку фильтра первой, а затем второй ступеней с обработкой ее коагулянтом перед второй ступенью и периодическую промывку фильтров. Целью изобретения является повышение производительности фильтров за счет сокращения расхода промывной воды, увеличение грязеемкости загрузки и времени работы фильтров между промывками. Для осуществления способа каждый фильтр используют после промывки дважды : сначала в качестве второй, а затем первой ступеней. На первой ступени фильтрование осуществляют через фильтр, использованный в предыдущем фильтроцикле в качестве второй ступени, а на второй через фильтр, промытый после его использования в предыдущем фильтроцикле в качестве первой ступени. Размер зерен загрузки фильтра, параметры фильтра, а также направление фильтрования на обеих ступенях одинаковы. Способ позволяет увеличить производительность фильтров в 1,1-1,2 раза, в два раза повысить грязеемкость фильтров, сократить расход промывной воды, что позволит дополнительно очищать до 12300 м<SP POS="POST">3</SP> воды в сутки на очистных сооружениях производительностью 100000 м<SP POS="POST">3</SP> сут. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4148762/31-26 (22) 19.11.86 (46) 07 ° 11 .89,Бюл. М 41 (7l) Институт коллоидной химии и химии воды им.А.В.Думанского (72) Н.В.Ярошевская, Е.А.Шевчук, Л,А,Кульский и Т.С.Серая (53) 663,632.5 (088.8) (56) Непаридэе Г.Г. и др, Очистка воды двухступенчатым фильтрованием,—

Водоснабжение и санитарная техника, !

980, У 3, с.4-6. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОД! ОТ ВЗВЕШЕННЫХ И КОЛЛОИДНЫХ ПРИМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к способам очистки воды от взвешенных и .коллоидных примесей двухступенчатым фильтрованием, которое включает последовательное фильтрование воды через зернистую загрузку фильтра первой, а затем второй ступеней с обработкой ее коагулянтом перед второй ступенью и периодическую промывку фильтров, Целью изобретения является повьппение производительИзобретение относится к способам очистки воды от примесей, обусловливающих мутность и цветность, фильтрованием через зернистые загрузки, и может быть использовано при очистке воды для питьевых и технических целей, в частности в системах оборотного водоснабжения, Целью изобретения является повышение производительности фильтров, (д1) 4 С 02 F 1/52, В 0! D 37/00

2 ности филь тров за сч е т сокращения расхода промывной воды, увеличение грязеемкости загрузки и времени работы фильтров между промывками, Для осуществления способа каждый фильтр используют после промывки дважды: сначала в качестве второй, а затем первой ступеней. На первой ступени фильтрование осуществляют через фильтр, исполь зованный в предыдущем фильтроцикле в качестве второй ступени, а на второй — через фильтр, про-. мытый после его использования в предыдущем фильтрацикле в качестве первой ступени. Размер зерен загрузки фильтра, параметры фильтра, а также направление фильтрования на обеих ступенях одинаковы. Способ позволяет увеличить производительность фильтров в 1,1-1,2 раза, в два раза повысить грязеемкость фильтров, сократить расход промывной воды, что позволит дополнительно очищать до 12300 мз воды в сутки на очистных сооружениях производительностью

100000 м /сут, 1 э.п.ф-лы, l табл, увеличение грязеемкости загрузки и времени фильтроцикла.

Очистку воды от взвешенных и коллоидных примесей ведут двухступенчатым фильтрованием через зернистую загрузку с обработкой воды коагулянтом перед второй ступенью с периоди-. ческой промывкой фильтров, причем в каждом филътроцикле процесс фильтро" рания осуществляют на первой стчпе.:

1520018 ни через фильтр, использованный в предыдущем фильтроцикле в качестве второй ступени, а на второй — через фильтр, промытый после его использования в предыдущем фильтроцикле в качестве первой ступени, Размеры зерен загрузки .фильтра, параметры фильтров, а также направление фильтрования на ступенях одинаковы. 10

Фильтр после промывки используют дважды: сначала в качестве второй, а затем первой ступеней. Двукратное использование каждого фильтра после промывки при вводе коагулянта перед второй ступенью обеспечивает повышение гряэеемкости зернистой загрузки как эа счет ее использования на первой ступени, работа которой не лимитирована качеством фильтpaTB TBI(, и 2р за счет рационального использования коагулянта. 1!ри таком режиме коагулянт, вводимый перед второй ступенью, интенсифицирует не только ее ,работу, но и первой ступени. На второй ступени он оказывает влияние на свойства присутствующих в воде примесей, снижает их устойчивость, способствует их лучшему задержанию в зернистой загрузке второй ступени и обеспечивает высокое качество фильтрата. Отложения, образовавшиеся при этом в зернистом слое второй ступени, способствуют интенсификации работы первой ступени, поскольку использование на первой ступени зернистого фильтра, содержащего отложения, сформированные на второй ступени при вво-, де перед ней коагулянта, обеспечивает повышение задерживающей способ, 40 ности фильтра на первой ступени в

1,2-1,4 раза за счет роста прочности отложений в нем.

Емкость зернистой загрузки по удаляемым примесям при ее двукратном ис- 45 пользовании увеличивается в 1,7-2,4 раза. При этом увеличивается время работы фильтра между промывками, сокращается расход промывной воды, что и обеспечивает повышение произ5О водительности фильтров.

Поскольку способ предусматривает идентичные условия эксплуатации всех фильтров в двухступенчатой схеме обеспечивается их устойчивая работа при одинаковых для обеих ступеней 55 параметрах зернистой загрузки.

В схемах двухступенчатого фильтрова ния с вводом коагулянта перед первой ступенью при одинаковых скоростях фильтрования на обеих ступенях через одинаковые зернистые фильтры емкость последних то же одинакова, Однако степень ее использования различна: высокая на первой ступени, работа которой не лимитирована качеством фильтра, и низкая на второй, работа которой, как и при одноступенном фильтровании, лимитирована высоким качеством фильтрата.

В этом случае повьш ение степени использования гряэеемкости всех фильтров (до уровня фильтров первой ступени) может быть достигнуто за счет двукратного использования каждого: сначала в качестве второй, а потом первой ступеней. Ввод коагулянта перед первой ступенью при наличии в воде большого количества взвешенных примесей, которые могут быть задержаны в процессе беэреагентного фильтрования, нерационауен, а целесообразно вводить коагулянт только перед фильтрами второй ступени.

При этом увеличение количества задержанных зернистой загрузкой примесей значительно превышает ожидаемое, т.е. такое увеличение, которое обеспечивается только более полным использованием емкости зернистой загрузки (таблица}. Дополнительное количество задержанных примесей в

-.òîì случае 990 мг/см . Дополнительное же количество задержанных примесей только за счет более полного использования емкости загрузки

534 мг/см, Увеличение емкости загс рузки на 456 мг/см обусловлено изменением свойств отложений B ее межзерновом пространстве за счет изменения условий их формирования.

При вводе коагулянта перед фильтром второй ступени в частично осветленную воду при первичном (после промывки} использовании зернистой загрузки в ее межзерновом пространстве образуется такая структура атложений, которая обеспечивает в даль" нейшем высокую задерживающую способность фильтра по отношению к примесям, нестабилизированным обработкой коагулянтом, т.е, при его вторичном использовании на первой ступени без применения коагулянта. Такое двукрат ное использование загрузки по сравнению с однократным обеспечивает

15200

55 увеличенен количеств» .«адержанных ею примесей в среднем в 2,3 раза.

При вводе коагулянта перед фильт—

5 ром второй ступени количество примесей, задержанных на первой ступени, 669 мг/см, на второй 894 мг/см

Предполагаемый неиспользованный резерв фильтра второй ступени 31,5 мг/

/см

При вторичном использовании фильтра второй ступени на первой ступени дополнительное количество задержанных им примесей 990 мг/см, что значи—

Z тельно превышает величину предполагаемого резерва (31,5 мг/см ) ° 3a счет этого полная грязеемкость зернистой загрузки фильтра при его двукратном ис-. пользовании (сначала в качестве . Я) фильтра второй, а затем первой ступеней) достигает 1884 мг/см, -что в

2 раза превьш ает ожидаемую максимальную.грязеемкость (925,5 мг/см ).

Такое значительное повышение ем- Я5 кости зернистой загрузки по удаляемым примесям связано с большой прочностью и высокой адгезионной активностью первичных отложений (сформированных на второй ступени при вво- ЗО де перед ней коагулянта). Высокая прочность этих отложений обусловлена довольно большим содержанием в их составе гидроксида алюминия, поскольку ввод коагулянта осуществля.. ют в .частично осветленную воду за счет ее фильтрования через первую ступень, Прочность и адгезионная активность этих отложений настолько высоки, что при фильтровании воды, необработанной коагулянтом через частично заиленный зернистый слой (вторичное использование фильтра— работа на первой ступени), задержание примесей происходит более успеш- 45 но, чем при фильтровании через чистый фильтр, задерживающая способность которого на первой ступени без ввода перед ней коагулянта составляет 699 мг/см

SO

Таким образом, при использовании проточно-циклической схемы для очистки воды от взвешенных и коллоидных примесей с использованием коагулянта, кроме известной функции, состоящей в донасыщении зернистого слоя удаляемыми примесями> т.е.. в более полном использовании его гряэеемкости, проявляется способность

18 6 изменять емкост фнльч ра по удаляс—

Г1ым tlримpсяи Рвндp зяВHcи%ости свойств Отложений От места Ввода B обрабатываемую воду коагулянта в этой схеме.

Предлагаемый способ обеспечивает увеличение грязеемкости фильтра примерно в 2 раза.

Пример,Воду, содержащую

500 мг/л взвешенных примесей, очищают двухступенчатым фильтрованием через кварцевопесчаную загрузку толщиной 0,7 м диаметром зерен 1,0),25 мм на каждой ступени.

Фильтрование осуществляют сверху вниз через зернистую загрузку первой, а затем второй ступеней с постоянной скоростью 6 м/ч, Обработку воды коагулянтом (сульфатом алюминия при дозе 10 мг/л) произ— водят перед второй ступенью.

Содержание взвешенных примесей в фильтрате после второй ступени не превышает 1,5 мг/л, что соответствует требованиям, предъявляемым к воде питьевого качества.

При ухудшении качества фильтрата после фильтра второй ступени про мывают фильтр первой ступени, Этот промытый фильтр в следующем фильтроцикле используют на второй ступени.

Фильтр, выполняющий функцию второй ступени, используют в следующем фильтроцикле без предварительной промывки в качестве первой ступени, При ухудшении качества фильтрата вновь осуществляют промывку только фильтра, работавшего на первой ступени.

Время работы фильтров в каждом фильтроцикле составляет 6 ч, время работы каждого фильтра между про— мывками 12 ч . При этом первый фильтроцикл осуществляют по известному способу, а второй и последующие по предлагаемому способу. . Количество примесей воды, задержанных зернистым слоем и отнесенное к единице его площади, составляет в первом фильтроцикле. на первой ступени 6,99 кг/м ; на второй стуz. пени 9,57 кг/м, во втором и последующих фильтроциклах на первой ступени 9,90 кг/м, на второй ступег ни 6,60 кг/м . Емкость загрузки при ее последовательном использовании на второй, а затем первой ступенях

16,5 кг/м .

1520018

Первичное насыщение

Вторичное насыщение

Условия эксперимента

I ступень II ступень

2 2

С,, мг/см Сн, мг/см а

Сt+ Gti Сдon otr/m

С = 500 мг/л;0„ » 0

0 „„- 10,г/. ; " Ч Ч»бм/ч;

1, 1 70 см;

990

699

1593

894

d 1,00-1,25 мм

500 мг/л; D« 10 мг/л;

С о вkn»

Ч, 0 мг/л;

V = 6м/ч

1, 1 = 70 см;

534

1005

79,5

925,5

I 00-1 25 мм количество примесей, мг, задержанных фильтром первой ступени, отнесенных к 1 см площади фильтра; то же фильтром второй ступени;

1 х количество примесей, мг/см, задержанных на первой ступени фильтром, использованным в предыдущем фильтроцикле в качестве второй ступени; скорости фильтрования на ступенях; толщина загрузки; диачетр зерен загрузки.

Примеч aние:С

t ti

1, Д1

Интенсивность промывки 16 л/см длительность промь1вки 0,1 ч, время простоя фильтра в связи с промывкой

0,33 ч, длительность филь троцикла

6,33 ч. Объем воды, очищаемой за один фильтроцикл двухступенчатым т фильтрованием, отнесенным к 1 м площади фильтра первой и 1 м второй ступеней, составляет ло известному способу 24,48 м (средняя производи3 тельность 3,87 м /ч), по предлагаемому способу 30,24 м 3 (средняя произ водитель но с ть 4, 78 м 3/ч ) .

Количество промывной воды, расходуемой в одном фильтроцикле,по известному способу 11,52 м, что соответствует 47% от производительности фильтров, а по лредлагаемому способу 5,76 м, что соответствует з

19% от производительности фильтров.

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемый способ обеспечивает увеличение производительности фильтров в 1,1 — 1,2 раза за счет сокращения расхода промывной воды в 2 раза или от 30-47 до 13-.

19% от производительности фильтров.

Увеличение производительности, например, на 12,3 % на очистных сооружениях производительностью з

100000 м /сут позволяет при тех же зксплчатациоиных расходах дополнительно очищать 12300 м /сут воды.

Формула изобретения

1. Способ очистки воды от взвешенных и коллоидных примесей, включающий обработку воды коагулянтом и двухступенчатое фильтрование

15 через зернистую загрузку с периодической промывкой фильтров, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности фильтров, увеличения грязеемкости загруз2р ки и времени фильтроцикла, коагулянт вводят перед вторым фильтром, предварительно промытым после его использования сначала на второй ступени, затем на первой ступени до насыщения.

2, Способ по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что размер зерен загрузки фильтров, параметры фильтров и направления фильтрования на

30 ступенях одинаковы.