УДК 69

Применение технологии воздушно-водяной обратной промывки для насадки фильтрующих головок

Лю Сиян – магистрант кафедры водоснабжения и водоотведения Школы коммунальной и экологической инженерии Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета.

Аннотация: Методы обратной промывки фильтра в основном включают: обратную промывку водой, обратную промывку с перемешиванием газа и воды и обратную промывку водой с одновременной промывкой поверхности. Благодаря смешиванию газа с водой, фильтрующий материал в процессе обратной промывки усиливает столкновение, улучшает сдвигающую силу потока воды, устраняет образование грязевых шариков в фильтрующем слое, а также значительно улучшает эффект обратной промывки и экономит количество воды. Однако из-за того, что требования к ее конструкции и эксплуатации очень строги, возникают некоторые проблемы, такие как пульсация, неравномерная промывка газом, прорыв песка и т.д. В данной статье рассматриваются некоторые конкретные ситуации, возникающие в фильтрующих резервуарах с обратной промывкой газовой водой.

Ключевые слова: воздушно-водяная промывка, фильтрующая пластина, фильтрующая головка.

Конструкция фильтрующей головки

Загрязнение поверхностного стока, поступающего на очистные сооружения, зависит от климатических условий региона, санитарного состояния бассейнов водосбора, дренажной системы и т.д. [1, с.231].

Головка фильтра состоит из крышки фильтра, насадки фильтра и предварительно закопанных частей. На крышке фильтра есть много щелей, чтобы сформировать канал смешивания газа и воды. Так, крышка фильтра имеет до трех небольших отверстий, чтобы смешать газ и воду. Конец отверстия может быть опущен в воду, из-за этого насадка фильтра может быть длиннее (обычно ≥150 мм). При обратной промывке воздух и вода могут одновременно поступать через небольшие отверстия и щели на насадке фильтра и выходить из щелей на крышке фильтра. Конструкция головки фильтра зависит от модели.

Рисунок2

Рисунок 1. Насадка для фильтра

Принцип воздушно-водяной обратной промывки

Использование обратной промывки водой для смыва накопленных загрязнений – классический вариант восстановления рабочей способности загрузки напорного фильтра [3].

При обратной промывке воздухом и водой, пока давление воздуха больше, чем давление воды, воздух будет сходиться под фильтрующей пластиной, образуя слой воздушной подушки и постепенно уплотняться. Когда поверхность воды постепенно опускается к отверстиям для впуска воздуха на трубке с насадкой, воздух начинает поступать через отверстия в трубку с насадкой, а затем через крышку фильтра в фильтрующий слой. Если количество поступающего воздуха и количество воздуха, поступающего через отверстие равны, то поверхность воды перестанет падать, образуя стабильный слой воздушной подушки. Если количество поступающего воздуха больше, то отверстие недостаточно для отвода количества воздуха и поверхность воды продолжит падать к нижней части насадки фильтра у щели, затем оставшийся воздух поступит через щель в насадку фильтра.

Поскольку отверстия глубокие и длинные, а общая площадь воздухозаборника с уровнем воды опускается и увеличивается, то необходимо осушить отверстия, так чтобы слой воздушной подушки не мог достичь нижнего конца длинной трубки насадки.

Влияние неровности фильтрующей пластины на эффект обратной промывки

Если фильтрующая пластина плоская, каждая головка фильтра имеет одинаковую высоту воздухозаборных отверстий и щелей, то выход воздуха каждой головки фильтра одинаков. Если фильтрующая пластина не плоская, то при одинаковой толщине слоя воздушной подушки поток воздуха на входе каждой фильтрующей головки будет разным, условия входа воздуха будут сильно меняться, воздух не будет равномерно распределяться по фильтрующему слою, что приведет к плохому эффекту промывки.

Рисунок3

Рисунок 2. Обратная промывка, если фильтрующая пластина не плоская

Следует отметить, что фильтр пластины не обрабатываются должным образом, поэтому они легко могут треснуть, в результате чего может возникнуть утечка песка. Это повлечет за собой серьезные проблемы и возникнет необходимость повторного прессования установки.

Некоторые китайские сборные пластины фильтра имеют дополнительный литой слой. Так, сборные пластины толщиной 50 мм имеют литой слой толщиной 50 мм. Таким образом, фильтр имеет сборную конструкцию, литой слой, так что все встроенные части в фильтр пластины пропорционально расположены и обеспечивают единство работы.

Основной метод достижения плоскостности фильтровальной пластины

В данной работе мы спланировали разумную установку с помощью концепции общей водной станции, каждый фильтр бассейн длиной 6 м, шириной 6 м, бассейн в комплекте из пяти отсеков балки, каждая балка установлена на размер 0,6 м² 10 фильтровальных пластин, в общей сложности 60 фильтровальных пластин 2100 фильтр головы. Важно отметить, что разница высоты головы не должна быть больше, чем ± 5 мм, что представляет собой трудности для строительства, дизайна. Был принят и рассмотрен следующий метод для достижения поставленной цели.

1) при производстве фильтровальных пластин требования к толщине пластины не могут превышать ± 2 мм, а в бассейне для установки фильтровальной пластины должны приниматься по одному;

2) при строительстве балок с отделениями, перед заливкой бетона по одному калибровочному размеру и высоте, необходимо убедиться, что центр балки и анкерного стержня находится в пределах ± 2 мм, в противном случае необходимо все исправить после удаления формы;

3) после установки фильтрующей пластины, необходимо измерить и откалибровать один слой за другим, чтобы убедиться, что погрешность по горизонтали не превышает ±5 мм;

4) после установки фильтрующей пластины необходимо провести тест на сброс воды перед установкой фильтрующего материала и тщательно проверить высоту верха каждой фильтрующей головки. Тщательно проверить погрешность уровня высоты в верхней части каждой фильтрующей головки и откалибровать ее, если она превышает ±5 мм;

5) провести тест на аэрацию для обеспечения равномерного распределения воздуха в каждой фильтрующей головке перед установкой фильтрующего материала;

6) осуществить этап строительства при соблюдении всех шагов и требований выравнивания и установки фильтровальной пластины.

Забор и распределение воздуха

Существует два способа забора воздуха для фильтрующих резервуаров с воздушной промывкой. Один из них – децентрализованный забор воздуха, при котором воздух подается в водовоздушный распределительный резервуар, расположенный под центральным дренажным резервуаром, а затем распределяется в фильтровальном бассейне через воздухораспределительные отверстия диаметром 10 мм и расстоянием между ними 200 мм [2, с.11]. Благодаря отверстиям для распределения воздуха, расположенным близко к нижней части фильтрующей пластины, и рассеянному по всей длине фильтрующего бассейна обеспечивается воздухозабор. Воздухозабор может быстро сформировать слой воздушной подушки, поэтому он очень успешен в использовании. Однако, для этого воздухозаборник должен быть разделен на два бассейна, поэтому в планировке бассейна и типе бассейна действуют определенные ограничения. Другой способ основан на том, что воздушный компрессор представляет собой централизованный воздухозаборник. Из воздушного компрессора будет поступать сжатый воздух в воздушный пакет, а затем через трубу подачи воздуха будет отправлен непосредственно в бассейн. Однако такой способ забора воздуха обусловлен тем, что высота отсечной балки намного больше, чем слой воздушной подушки, поэтому невозможно быстро сформировать слой воздушной подушки и создать равномерные условия распределения воздуха. После усовершенствования этого метода, как показано на рис. 3, воздух, поступающий в бассейн, соединяется с поперечной трубой и направляется вверх к фильтрующей пластине с помощью нескольких патрубков, в результате чего были достигнуты удовлетворительные результаты.

Рисунок4

Рисунок 3. Воздухозаборная камера

Заключение

Использование насадки фильтров с головкой для обратной промывки, должно соответствовать научным методам, строгому контролю забора воды, потоку воздуха, возникновению импульсов, потоку бегущего песка и других явлений. Данный процесс должен обеспечить своевременное решение всех задач и проблем, подтверждаться опытными навыками работы и эксплуатации. В свою очередь решение данных проблем позволит достичь хороших экономических результатов.

Список литературы

Говорова Ж.М., Говоров О.Б., Черников Е.Г. Исследование процессов промывки фильтров // Вестник. № 4. 2010. С.231-237.
Кичигин В.И. Технология воздушно-водяной обратной промывки фильтрующих головок // Водоснабжение и санитарная техника. № 11. 2021. С.11-20.
Промывка фильтрующей загрузки [Электронный ресурс]. URL: https://noriaqua.ru/info/articles/promyvka-filtruyushchey-zagruzki/ (дата обращения 17.04.2024).
Совершенствование методов промывки скорых фильтров [Электронный ресурс]. URL: https://teplokarta.ru/sovershenstvovanie-metodov-promyivki-skoryix-filtrov (дата обращения 17.04.2024).