Фильтрующего устройства

/ — подвод исходной н обмывочной воды, 2, // — подвод и отвод регенераци-оиного раствора, 3.1 — гидравлическая выгрузка и загрузка фильтрующего материала, 4 — цилиндрический корпус с днищами, 5, 9 — верхний и нижний люки, 6. 14 — верхнее и нижнее распределительные устройства, 8 — слой ионита, 10 — отвод обработанной воды, 12, 15 — подвод и отвод взрыхляющей воды, 13 — поддерживающая цементная или битумная подушка

Во время эксплуатации необходимо систематически контролировать распределительные системы фильтров и следить за выносом ионообменных материалов, как при их взрыхлении, так и при фильтровании воды. Нормальным считается вынос фракции при взрыхлении менее 0,2 мм. Визуальный контроль за состоянием фильтрующего материала (отсутствием трещин) и его высотой проводят один раз в 3—4 мес. Работу фильтра проверяют отбором проб воды до и после фильтра. Химический анализ проб проводят ежесменно вручную или автоматически.

Для удаления грубодисперсных примесей кроме коагулянтов применяют фильтрование воды через пористую среду. В технологии водообработки такой пористой средой является фильтрующий материал, который загружают в механический или осветлительный фильтр. Вода, содержащая грубодисперсные примеси, поступает в фильтр под определенным давлением, прокачивается через поры фильтрующего материала, а взвешенные вещества задерживаются на его поверхности и в объеме (порах).

Эффективность процесса фильтрования зависит от физико-химических свойств примесей воды и фильтрующего материала, а также от скорости фильтрования. В связи с тем что диаметр поры da

зависит от диаметра зерна D3: dn=D3/Q, взвешенные частицы с размером 6dn взвешенные частицы будут задерживаться на поверхности фильтрующего слоя, образуя пленку из отфильтрованных грубодисперсных примесей (пленочное фильтрование). Если размер примесей 6=10 мкм, диаметры зерен фильтрующего материала Da 0,5 и 0,05 мм, то в первом случае dn = 0,5/6 = 0,083 мм (83 мкм), а втором dn = 0,05/6 = = 0,0083 мм (8,3 мкм). В соответствии с этим первый фильтрующий слой будет работать в режиме адгезионного фильтрования, а второй — режиме пленочного.

Важной характеристикой работы механического фильтра является потеря напора, возникающая за счет преодоления гидравлического сопротивления, определяемого силами трения воды о поверхность зерен. Потеря напора зависит от размера зерен фильтрующего материала, определяющего длину и извилистость пор, высоты слоя, скорости фильтрования и связанных с ней сил трения, степени загрязненности фильтрующего материала примесями и конструктивных особенностей фильтра.

Время работы фильтра между двумя последовательными взрыхляющими промывками называется рабочим периодом или фильтро-циклом Т. Его продолжительность прямо пропорциональна грязеем-кости Г, кг/м3, высоте слоя Нсл, м, фильтрующего материала и обратно пропорциональна концентрации примесей в исходной воде с, г/см3, и скорости фильтрования W, м/ч:

Грязеемкостью фильтрующего материала называют количество загрязняющих примесей, задержанных фильтром за рабочий период, выраженное в килограммах и отнесенное к 1 м3 загрузки.

При пленочном фильтровании рабочей частью является поверхность слоя толщиной 3 — 10 мм, образованная тонкодисперсным материалом. Тонкий слой фильтрующего материала намывается на пористую поддерживающую основу, расположенную вертикально (фильтр-патрон). Такие фильтры называют намывными.

В намывных фильтрах, в которых используют небольшое количество фильтрующего тонкодисперсного материала, не предусмотрено его многоразовое применение. Поэтому отработанный слой удаляют (смывают) вместе с пленкой задержанных грубодисперсных примесей и на его место наносят (намывают) новую порцию фильтрующего материала.

Равномерного распределения воды по сечению фильтра и снижения кинетической энергии потока достигают с помощью верхнего распреде-з лительного устройства (типа «отбойный щиток» для фильтров диаметром менее 1 м или типа «дырчатых труб» ( 64). При взрыхляющей промывке через верхнее распределительное устройство отводится вода с грубодисперсными примесями, а при дезактивации периодически подаются растворы реагентов. Из штуцера, размещенного на крышке фильтра, осуществляется сдувка воздуха. В корпусе фильтра расположен слой фильтрующего материала высотой 1,0 м размером зерен 0,4—1,5 мм, для взрыхления которого между верхней плоскостью слоя и верхним распределительным устройством предусмотрена водяная подушка, равная по высоте толщине фильтрующего слоя.

На 2-9 приведены зависимости отношения Ui/Uz от частоты при согласованной (пунктир) и несогласованной нагрузках. Из рисунка следует, что в результате рассогласования качество четырехполюсника как фильтрующего устройства ухудшается. При одинаковом напряжении на входе U\ у двух фильтров — одного с согласованной нагрузкой и другого с несогласованной — напряжение на выходе С/а второго фильтра в полосе пропускания меньше, а в полосе задерживания — больше.

14.20. На 14.13, а представлена схема и данные полузвена fe-фильтра. Требуется: а) определить параметры полузвеньев, т-фильтра параллельно-производного и последовательно-производного типа при совместной работе с полузвеном фильтра типа k; б) составить схему их совместной работы; в) найти коэффициент распространения передачи для всего фильтрующего устройства в целом и каждого полузвена в отдельности при 3 = 4сос; г) отметить особенности каскадной работы полузвеньев.

14.21. Рассчитать фильтрующее устройство ( 14.13, б), состоящее из высокочастотного П-фильтра типа k и полузвеньев фильтра типа т, нагруженных с обоих концов на активное сопротивление /?„ = = 600 Ом. Частота среза <ос = 104 с"1. Начертить схему фильтрующего устройства. Полюс затухания о>п = 0,8юс.

и частоту бесконечного затухания о>п. Начертить схему фильтрующего устройства.

в) Коэффициент распространения передачи для всего фильтрующего устройства ( 0.14.6, a): g=gi + g% + g3- Расчетная формула для каждого полу-звена:

Параметры fe-фильт.ра: С = 8,32-10~8 Ф; JL = 0,03 Г. Схема фильтрующего устройства представлена на 0.14.9. 14.22. a) Lt = =0,06 Г, L2 = 0 107 Г, С2 = 0,06 мкФ; б) Rc = = 1000 Ом, Zcd= 1250 Ом; в) о>с = 104 c~i, шп = = 1,25 X 104 (Л; г) 0.14.10.

14.20. На 14.13, а представлена схема и данные полузвена fe-фильтра. Требуется: а) определить параметры полузвеньев, т-фильтра параллельно-производного и последовательно-производного типа при совместной работе с полузвеном фильтра типа k; б) составить схему их совместной работы; в) найти коэффициент распространения передачи для всего фильтрующего устройства в целом и каждого полузвена в отдельности при 3 = 4сос; г) отметить особенности каскадной работы полузвеньев.

14.21. Рассчитать фильтрующее устройство ( 14.13, б), состоящее из высокочастотного П-фильтра типа k и полузвеньев фильтра типа т, нагруженных с обоих концов на активное сопротивление /?„ = = 600 Ом. Частота среза <ос = 104 с"1. Начертить схему фильтрующего устройства. Полюс затухания о>п = 0,8юс.

и частоту бесконечного затухания о>п. Начертить схему фильтрующего устройства.

в) Коэффициент распространения передачи для всего фильтрующего устройства ( 0.14.6, a): g=gi + g% + g3- Расчетная формула для каждого полу-звена:

Параметры fe-фильт.ра: С = 8,32-10~8 Ф; JL = 0,03 Г. Схема фильтрующего устройства представлена на 0.14.9. 14.22. a) Lt = =0,06 Г, L2 = 0 107 Г, С2 = 0,06 мкФ; б) Rc = = 1000 Ом, Zcd= 1250 Ом; в) о>с = 104 c~i, шп = = 1,25 X 104 (Л; г) 0.14.10.