СПОСОБ ПРОМЫВКИ НАПОРНОГО ОСВЕТЛИТЕЛЬНОГО ФИЛЬТРА Российский патент 1999 года по МПК B01D24/46 

Способ относится к технологии приготовления воды на водоподготовительных установках, а именно к промывке напорных осветлительных фильтров.

На водоподготовительных установках электрических станций наиболее широкое применение нашли скорые напорные фильтры с высотой фильтрующей загрузки 1,0 м. При этом рекомендуемая интенсивность промывки фильтра водой составляет 12 л/с•м². В пересчете на фильтр диаметром 3,4 м производительность насоса промывкой воды составит:
Q = 3,6 F • W = 3,6 • 9,1 • 12 = 393 м³/ч = ~ 400 м³/ч,
где F - площадь фильтра (м²);
W - интенсивность промывки (л/с• м²).

Такой расход промывной воды требует мощных насосов, бакового хозяйства, подводящих коммуникаций большого диаметра. При попытке поднять скорость фильтрации до 10 - 12 м/ч при эквивалентном диаметре зерен фильтрующего слоя 1,1 - 1,2 мм высота загрузки должна быть ~ 2000 мм ( В.А.Клячко, И.Э.Апельцин. Очистка природных вод. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1971 г. , с. 248-253).

Рекомендуемая интенсивность промывки водой 18 л/с • м². В пересчете на фильтр того же диаметра производительность насоса промывной воды составит:
Q = 3,6 • 1,9 • 18 = 589 м³/ч = ~ 600 м³/ч.

Такой расход воды практически нецелесообразен.

Патентом N 20006251 защищен способ, позволяющий независимо от типа загрузки выносить в надзагрузочное пространство отфильтрованную взвесь с помощью интенсивной водовоздушной промывки. Действие отмывающего эффекта водовоздушной промывки начинается при подъеме зеркала воды от некоторого уровня над поверхностью загрузки и заканчивается перед ее переливом в отводящую воронку. Это расстояние составляет величину порядка 500 - 700 мм.

Определяемый этой высотой свободный объем надзагрузочного пространства мал для заполнения его перетоком промывной воды из порового пространства двухметровой загрузки. Замещение воды в поровом пространстве должно быть не менее однократного и именно это условие определяет время действия операции водовоздушной промывки. При таком ограниченном перемещении уровня водяного столба полное удаление загрязнений из двухметровой толщи загрузки не представляется возможным.

Предлагается способ промывки фильтрующей загрузки высотой 2000 мм, его реализации иллюстрируется на примере однокамерного фильтра (фиг. 1).

Спуск водяной подушки осуществляется от датчика нижнего уровня (НУ), расположенного над загрузкой на высоте ~ 1,2 H, где H - высота загрузки, что обеспечивает 20% расширение ее при взрыхлении воздухом.

Операция взрыхления воздухом осуществляется при открытой задвижке 6 с отводом воздуха через открытую задвижку 4 (фиг.2). Эта операция, проводимая в ограниченном водном объеме, позволяет оттереть с поверхности зерен осевшие загрязнения. Время ее проведения составляет 5 - 10 мин в зависимости от характера загрязнений. При движении пузырьков воздуха через поровое пространство загрузки загрязнения не только оттираются с зерен, но и диспергируются (см. Авторское свидетельство СССР N 936963, кл. B 01 D 23/24, 23.06.82). После взрыхления фильтр полностью осушают при открытых задвижках 4 и 5. По мере ухода воды поровое пространство загрузки заполняется воздухом (фиг. 3).

Следующая операция - водовоздушная промывка. Для этого закрывается задвижка 5 и открываются задвижки 3 и 6. Под загрузку подается вода и воздух. Воздух подается с расходом ~ 12 л/с • м². Критерием интенсивности подачи воздуха является его достаточность для распределения по всей площади фильтра. Интенсивность подачи воды во время продувки воздухом может изменяться в широких пределах, но не должна падать ниже 1,4 л/с на м². При этом, чем выше расход промывной воды, тем быстрее и эффективнее происходит промывка (см. Дегремон. Технические записки по проблемам воды, Т.1, стр.273).

При испытании предлагаемого способа расход воды составлял 2,5 л/с на 1 м².

Во вновь смачиваемой загрузке, видимо, начинает действовать расклинивающее давление тонкого слоя жидкости между поверхностями зерен и осевшей на них массой частиц суспензии. Диспергированные загрязнения с ослабленной прочностью прикрепления к поверхности зерен фильтрующего материала выталкиваются в свободное поровое пространство на границе раздела с плотной средой кипящего водовоздушного фронта (фиг.4).

В отличие от способа промывки А.М.Фоминых (см. Промывка скорых фильтров. Обзорная информация, N 70 Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР, ЦБНТИ, Москва, 1981 г., с. 16,28) водовоздушная промывка продолжается почти до уровня перелива, после чего воздух отключается. Все, что по каким-то причинам, не попало в зону действия поднимавшегося переднего фронта, домывается водовоздушным потоком за время подъема зеркала от поверхности загрузки к уровню ВУ (фиг. 5). После прекращения подачи воздуха вода некоторое время продолжает поступать под загрузку. Это необходимо для вытеснения из загрузки оставшегося воздуха и осаждения поднятых в надзагрузочное пространство зерен фильтрующего материала. Затем подача воды прекращается. К этому времени большая часть загрязнений удалена из фильтрующей загрузки и собрана в слое воды между ее поверхностью и верхним дренажом.

В случае, когда загрязнения тяжелые или их трудно удалить, эти операции могут быть повторены.

Последующее удаление поднятой грязи осуществляется путем замены воды в надзагрузочном пространстве. Для этого открывается входная задвижка 1 и вода через душирующее устройство устремляется в надзагрузочное пространство, не давая осесть на поверхность загрузки диспергированным загрязнениям (фиг.6). Слив через открытую 4-ю задвижку обеспечивает обмен воды в надзагрузочном пространстве.

Таким образом:
1. Использование операции взрыхления воздухом перед осушением фильтра позволяет удлинить время на диспергирование задержанных загрязнений. Это облегчает последующее удаление их из загрузки при ограниченной по времени водовоздушной промывке, что делает ее более эффективной.

2. Относительно небольшой расход воды, подаваемый под загрузку во время водовоздушной промывки, и использование для ее обмена в надзагрузочном пространстве входной задвижки 1, позволяет отказаться от мощных насосов, дорогостоящего бакового хозяйства, экономит электрическую энергию на собственные нужды и исключает разводку из труб большого диаметра.

Изобретение относится к технологии приготовления воды на водоподготовительных установках и предназначено для промывки механических фильтров. Промывку напорного осветительного фильтра осуществляют путем спуска водяной подушки, взрыхления загрузки воздухом, осушения фильтра, подачи под загрузку водовоздушной смеси, прекращения подачи воздуха перед переливом воды в отводящее устройство и замещения объема воды в надзагрузочном пространстве в результате открытия входной задвижки фильтра. Изобретение позволяет сократить расход промывной воды и облегчить удаление загрязнений из загрузки. 6 ил.

Способ промывки напорного осветлительного фильтра, включающий операции спуска водяной подушки, взрыхление загрузки воздухом, водовоздушную промывку, отличающийся тем, что после взрыхления загрузки воздухом фильтр осушают, после чего подают под загрузку водовоздушную смесь, а поступление воздуха прекращают перед переливом воды в отводящее устройство и замещают объем воды в надзагрузочном пространстве, открывая входную задвижку фильтра.