vrstvou zrnitého materiálu => objemová na filtrační přepážce => koláčová, náplavná

Transkript

1 1 Filtrace o o vrstvou zrnitého materiálu => objemová na filtrační přepážce => koláčová, náplavná ve vodárenství se používá převážně objemová filtrace provoz filtrů je cyklický => fáze filtrace a praní o praní filtrů se rozhoduje na základě tlakových poměrů ve filtračním loži (tlakových ztrát) a průniku suspenze do filtrátu u pitné vody se průnik suspenze hodnotí pomocí koncentrace Al a Fe (nebo Fe a Mn při odželezňování a odmanganování) ve filtrátu

2 2 surová voda přefiltrovaná voda pískové lože prací voda A fáze filtrace B fáze praní 1 odvod filtrátu, přívod prací vody 2 přívod vody na filtraci, odběr prací vody 3 přívod tlakového vzduchu úpravna vody Podolí

3 3 Princip pískové filtrace zachycování částic (agregátů) na povrchu zrn náplně vlivem adhezních sil => tečné síly působící při proudění vody filtrem musí být menší než síly adhezní agregát se dostává do dosahu adhezních sil vlivem transportních mechanismů: o dotyku proudnice o difúze o setrvačnosti sedimentace o hydrodynamických sil

4 4 Model pískové filtrace - navržen Iwasakim t C L C L C - objem suspenze zachycené na jednotku objemu náplně filtru, t - čas fitlrace, - filtrační rychlost, C - objemová konc.suspenze ve vodě, L - výška filtrační náplně, - koeficient účinnosti filtrace koeficient účinnosti filtrace - je závislý na zrnitosti filtrační náplně, filtrační rychlosti, fyzikálně chemických vlastnostech vody a suspenze a objemu zachycené suspenze!

5 5 Tlakové poměry ve filtračním loži zachycováním suspenze ve filtrační náplni vznikají tlakové ztráty => kompenzace pomocí tlakového spádu - např. výškou vodního sloupce nad filtrační náplní Kozenyho rovnice (platí pro čistou náplň na počátku filtrace) Kkv (1 ) i0 3 3 gd 2 i 0 tlakový spád (tlaková ztráta vztažená na jednotku výšky filtračního lože), K k konstanta, v filtrační rychlost, - kinematická viskozita, d průměr zrna filtračního materiálu, - mezerovitost vprůběhu filtrace se filtrační materiál zanáší => snižuje se mezerovitost na - amění se průměr zrna na d + d i i d d během filtrace dochází vlivem zanášení filtrační náplně k nárůstu tlakových ztrát!!! 2

6 6 Průběh tlaků ve filtrační vrstvě během filtraci suspenze připravené při G = 30, 80, 120 a 200 s -1 (d av = průměrná velikost agregátů, d mp = nejvíce zastoupená velikost agregátů, v f = filtrační rychlost)

7 7 Praní filtrů praní => odtrhávání suspenze z povrchu zrna => tečné síly > síly adhezní mechanismus: Druhy filtrů 1) hydrodynamické síly 2) oděr zrn o sebe jemnozrnné náplně filtrů (d 0,7 mm) se perou vodou, hrubší náplně (d 0,7 mm) vodou a vzduchem 1) pomalé (anglické) filtry 2) otevřené (atmosférické) rychlofiltry 3) tlakové filtry 4) dvouvrstvé a obráceně protékané filtry 5) koláčová filtrace 6) filtry s náplní z plastických hmot

8 8 Anglické filtry náplň tvořena pískem biologický princip úpravy vody biologická blána na povrchu filtru filtrace surové vody (ne separace suspenze)! princip: oxická mineralizace látek přítomných ve vodě náplň filtru hrubý štěrk (síla cca 60 cm, d = 1 až 30 mm) vrstva písku (síla cca cm, d = 0,3 až 1 mm) délka filtrační fáze: 3 až 6 týdnů vlétě, v zimě 7 až 12 týdnů regenerace filtru => stržení biologické blány z povrchu a zapracování filtru výhody => úprava vody bez dávkování chemikálií nevýhody => pomalá filtrační rychlost a potřeba zdroje kvalitní surové vody

9 9 Otevřené atmosférické rychlofiltry hnací silou je sloupec vody nad filtrační náplní pískové lože (eventuálně uhlí, aktivní uhlí atd.) evropské d = 0,7-1,1 mm konstrukce s mezidnem praní: o vzduchem o vzduchem a vodou o vodou americké d = 0,4-0,7 mm konstrukce bez mezidna praní pouze vodou koagulační filtrace => rychlofiltr zařazen přímo za homogenizačním mícháním ktvorbě agregátů dochází ve filtračním loži, kde se zároveň odstraňují!

10 10 Separace filtrací vypuštěný filtr fáze filtrace úpravna vody Podolí

11 11 Separace filtrací fáze filtrace úpravna vody Podolí

12 12 Separace filtrací Praní vodou Praní vzduchem Praní vzduchem a vodou

13 Tvorba suspenze s ohledem na separaci 13 a) Průběh IHDS procesu, b) průběh POA procesu

14 Poloprovozní modelové zkoušky 14 Schéma poloprovozního modelového zařízení FN flokulační nádrž, RF rychlofiltr, S odběrová místa, P1-P8 tlakové sondy, 1 přepadová nádobka, 2 regulační ventil, 3 průtokoměr, 4 dávkování a homogenizace destabilizačního činidla, 5 nátok na FN, 6 pohonná jednotka, 7 zařízení pro měření krouticího momentu, 8 přepad na RF, 9 regulátor průtoku, 10 odtok filtrátu, 11 sběr dat

15 15 Poloprovozní modelové zkoušky Poloprovozní modelové zařízení s možností míchání pomocí vznášené vrstvy nebo děrovaných stěn