Сорбционные фильтры для очистки воды – виды и принцип работы

Сорбционные фильтры — достаточно востребованные изделия для удаления разнообразных механических и хлорорганических примесей  путём поглощения загрязнителя внутренней поверхностью зерна загрузки.

О выборе и установке сорбционных фильтров пойдет речь в этой статье.

Что такое адсорбция

Термином «адсорбция» именуется процесс поглощения загрязнения жидкости поверхностным слоем твёрдого тела. Он основан на диффузии молекул загрязняющих веществ через специальную жидкостную плёнку, которая окружает частицы адсорбента, к поверхности последнего, которая происходит при перемешивании очищаемой жидкости.

Затем диффузия продолжается со скоростью, определяемой строением применяемого адсорбента и величинами молекул собираемых веществ.

Данный процесс наиболее эффективен в тех случаях, когда жидкость имеет низкую концентрацию загрязняющих веществ (на стадии глубокой очистки). В таких случаях эффективность процесса позволяет получить на выходе практически нулевую концентрацию загрязняющих веществ.

Эффективность и скорость адсорбции прямо зависит от:

  • структуры сорбента;
  • концентрации загрязняющих веществ и их химической природы;
  • активной реакции среды;
  • температуры.

На сегодняшний день лучшими сорбентами, предназначенными для очистки воды, считаются активированные угли разных марок. Эффективность последних определяется наличием микропор. Суммарный их объём является основной характеристикой и указывается для каждой марки.

При сорбционном процессе должно быть исключено попадание на уголь воды, в которой растворены коллоидные и взвешенные вещества, т.к. они экранируют поры активированного угля. Уголь, потерявший способность к сорбции, заменяют, либо регенерируют.

sorbcionny filtr

Добавление озона или хлора (окислителя) до того, как вода поступит на фильтр, увеличивает срок эксплуатации активированного угля до замены, улучшает качество воды на выходе и очищает её от имевшихся соединений азота.

Совместное выполнение озонирования и сорбции позволяет добиться синергетического эффекта, что почти в 3 раза повышает возможности активированного угля.

Если сорбция происходит после предварительно выполненного хлорирования, то из очищаемой жидкости удаляется аммонийный азот.

Если в качестве сорбентов применяются содержащие Mg и Са минералы природного происхождения, либо оксиды алюминия, из воды весьма эффективно удаляются соединения фосфора.

Назначение и область применения

Сорбционные фильтры различных марок используются для осуществления глубокой очистки воды в системах замкнутого водоснабжения, а также для очистки от органических загрязнителей (включая биологически жёсткие) сточных вод.

Очистка с использованием процесса сорбции считается одним из самых эффективных методов проведения тонкой очистки этих вод от загрязнений органического происхождения.

Наиболее эффективна технология при выполнении очистки стоков от красителей, гидрофобных и ароматических соединений группы алифатических, слабых электролитов и т.п.

Метод сорбции не используется для очистки стоков, загрязнённых исключительно веществами неорганического происхождения, либо органическими низкомолекулярными (альдегиды, спирты).

Технологии сорбционной очистки используются как самостоятельно, таки и в блоке с очисткой биологической на этапе глубокой предварительной доочистки.

Классификация установок сорбционной очистки

По типу процесса:

  • периодический;
  • непрерывный.

По гидродинамическому режиму:

  • установки вытеснения;
  • установки смешения;
  • установки промежуточного типа.

По состоянию слоёв сорбента:

  • движущийся;
  • неподвижный.

По направлению фильтрации:

  • противоточная;
  • прямоточная;
  • смешенного движения.

По контакту взаимодействующих фаз:

  • ступенчатый;
  • непрерывный.

По конструкции фильтра:

  • колонная;
  • емкостная.

Конструкция сорбционного фильтра

Сорбционный фильтр состоит из:

  • корпуса, представляющего собой баллон из стеклопластика необходимых размеров;
  • неподвижного слоя из активированного угля, имеющего гравийную подсыпку;
  • управляющего клапана разных типов (вариант – задвижки механической);
  • трубопровода, по которому подаётся сточная вода;
  • трубопровода, по которому отводится вода очищенная;
  • трубопровода, по которому подаётся вода взрыхляющая;
  • дренажно-распределительной системы.

filtry sorbcionnye

Линейная скорость выполнения фильтрации зависит во многом от степени загрязнения воды, подаваемой на очистку. Её значение может составлять от 1 до 10 м3/час. Размеры зерна сорбента колеблются от 1 до 5 мм.

Наиболее оптимальным вариантом очистки считается фильтрация, в процессе проведения которой жидкость подаётся снизу вверх. При этом равномерно заполняется вся площадь сечения фильтра, а поступившие с водой пузырьки воздуха вытесняются достаточно легко.

Фильтры, имеющие неподвижный слой сорбентов, применяются для регенеративной очистки стоков с одновременным решением задач утилизации имеющихся в них ценных компонентов. Десорбция выполняется с использованием химических растворителей либо водяного пара.

Принцип работы

Рассмотрим принцип работы сорбционного фильтра на примере модели серии ФСБ, используемого в технологических схемах ливневой канализации. Непосредственно на его входе монтируется пескоулавливатель и нефтеулавливатель, что позволяет снизить показатели по указанным типам загрязнений до разрешённых концентраций.

blok doochistki sorbcionnogo filtra

Вода, пройдя описанный выше предфильтр, поступает по подводящей трубе в сорбционный блок. Отсюда, через распределительно-разгрузочную трубу, вода перемещается в нижнюю распределительную зону.

Здесь она равномерно распределяется по всей площади заложенного сорбента, марка и объёмы которого зависят от начальной и конечной концентрации загрязняющих веществ и требуемой производительности. П

осле этого вода восходящим потоком направляется в сборный круговой лоток, а оттуда отводится через патрубок.

Монтаж сорбционного фильтра

Процесс монтажа:

  • выкапывается котлован требуемых размеров;
  • дно просыпается песком, слой которого достигает толщины 300мм, затем тщательно трамбуется;
  • по этой подушке заливается железобетонная плита (300мм и более), геометрические размеры которой определяются величиной «диаметр корпуса фильтра + 1000мм»;
  • на плиту строго вертикально монтируется корпус сорбционного блока доочистки;
  • для устойчивости в корпус предварительно заливается вода  примерно до уровня перфорированного днища;
  • чтобы избежать сдвига корпуса при обратной засыпке, его предварительно крепят анкерами;
  • слоями по 300мм котлован засыпается песком без камней, с тщательной трамбовкой каждого слоя. Подсыпка завершается после достижения уровня выходного и входного патрубков;
  • подключаются трубопроводы (переливной, отводящий, подводящий). Далее процесс засыпки продолжается до верха корпуса фильтра. Необходимо контролировать работу вибратором в местах подсоединения трубопроводов, упомянутых выше, чтобы не повредить их;
  • загрузка подаётся внутрь корпуса мешками. Причём следующий подаётся после равномерного распределения содержимого предыдущего по всей поверхности перфорированного днища;
  • до момента ввода в эксплуатацию уложенную загрузку требуется тщательно отмыть.
Корпус в обязательном порядке необходимо заполнить загрузкой и чистой водой.

Чтобы выбранный вами сорбционный фильтр удалял максимально возможное количество типов загрязняющих веществ, к угольному фильтру в обязательном порядке следует добавлять различные ионообменные вещества, перечень которых определяется с учётом приоритетных загрязнителей на вашем предприятии (участке).

:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.