Каскадный метод в технологии фильтрации

Один из успешных методов в технологии механической фильтрации  воды является применение каскадного режима, когда используется несколько ступеней фильтрации с применением различного оборудования. Имея в исходной воде загрязнения разного фракционного состава, можно рассчитать цепочку основного оборудования механической фильтрации для того что бы получить требуемые параметры очищенной воды, это может как количественный показатель, например кол-во взвешенных веществ на выходе, он не должен превышать определенного значения, измеряется в мг/л. Или например качественный показатель, как тонкость фильтрации, который говорит, что в очищенной воде, возможно содержание частиц размеров не более определенного значения, как пример это может быть и 50, 100, 200 и т.д. микрон.

В исходной воде перед очисткой, могут присутствовать различные типы загрязнение, по физико - химическим свойствам, одни твердые и тяжелые, другие легкие и очень мелкие. Может присутствовать простой песок и одновременно органические соединения, которые формируют колонии, которые уже удаляются намного сложнее.

Для примера, имея требование по тонкости фильтрации скажем в 100 микрон, и используя самый простой способ в проектировании узла механической очистки, можно поставить один фильтр с требуемым рейтингом фильтрации. Кажется логичным и простым решением, но при этом можно столкнуться с такой проблемой как - не достаточная грязеемкость фильтра.

То есть вся нагрузка по очистки воды будет ложиться на одну ступень и фильтрующей способности ее не хватит. На эту ступень может приходиться сразу очистка и от крупных включений, это 800 - 1000 микрон, это размер обычный песок, или мелкая взвесь в 200-400 микрон. Все это приходиться на сетку в 100 микрон, которая в моменте может забиваться крупными включениями.  В итоге фильтру требуется постоянная промывка, для того чтобы обеспечивался требуемый расход.

Справка. Грязеемкость фильтра – это способность фильтра улавливать и накапливать загрязнения до момента промывки при определенном качестве воды, тонкости фильтрации и производительности. Правильно подобранное фильтрационное оборудование, обеспечивает оптимальный режим фильтрации и промывки. Промывка не должна быть частой, это лишние потери воды.

Используя анализ исходной воды по фракционному составу и требования к очистки, можно предложить определенную технологию фильтрации, которая позволит сделать технологию таким образом, что бы каждая ступень механической очистки работала в оптимальных условиях. Не было излишней нагрузки, и каждая ступень фильтровала загрязнения определенного характера.

Пример применения каскадного метода фильтрации.

Есть задача, очистка речных вод для технологических нужд предприятия. Требования по очистке воды, не более 2 мг/л, при этом в исходной воде на входе 10-90 мг/л взвешенных веществ.

В процессе решения данной задачи, были проведены анализы исходной воды по фракционному составу, что позволило понять частицы каких размеров присутствуют в воде и их количество. Это дало понимание инженерам как можно организовать технологию фильтрации.

В процессе работы над проектом были также проведены натурные пилотные испытания прямо на предприятии, которые подтвердили правильность ранее выдвинутых теоритических выводах и технологии очистки воды. Хочется отметить, что пилотные испытания просто необходимы в работе над сложными задачами в механической очистке воды. Это позволить правильно выбрать технологию, получить гарантированный результат и сэкономить бюджеты на строительстве системы водоподготовки.

В итоге данных работ, была согласована цепочка оборудования состоящая из двух ступеней фильтрации.

Рис. 1: Пример технологической схемы с тремя ступенями фильтрации.

Ступень фильтрации №1 – Это применение оборудования – гидроциклоны серии ПВО-ГЦ. Их установка позволяет удалить из воды крупные тяжелые загрязнения, например такие как песок, окалина, крупная взвесь. За счет простой конструкции и использования гидродинамического эффекта, этот тип оборудования выпускаемый в России, надежно себя зарекомендовал в процессе эксплуатации на многих проектах. Конструкция гидроциклонов не требует подведения источников электричества и особого обслуживания. Так же имеются модели с  автоматизацией процесса промывки, что и было так же реализовано в проекте.

После ступени гидроциклонов, исходная вода уже частично очищенная подается на ступени дисковых фильтров. Было принято решение о применение двух ступеней фильтрации с оборудованием разного рейтинга фильтрации.

То есть вода после гидроциклонов подается на ступень фильтров с рейтингом фильтрации 200 микрон -  Это ступень фильтрации №2.  В результате из исходной воды мы удаляем частицы более 200 микрон, подготавливая воду к более тонкому рейтингу фильтрации, и главное обеспечиваем оптимальный режим работы фильтров, не перегружая их пытаясь сразу отфильтровать, до минимального рейтинга.

После этого ставится последующая ступень дисковых фильтров – ступень фильтрации №3  с рейтингом фильтрации 20 микрон, которая уже отфильтровывала частицы от 200 до 20 микрон, по фракционному составу они так же составляли определенный процент от общего кол-ва загрязнений.

В итоге такого ступенчатого подхода, каждая степень работает эффективно и мы можем добиться требуемых показателей по качеству воды на выходе.

Есть проекты, где возможно применение только двух ступени фильтрации, представлен на рис.2 Обычно это ступень гидроциклонов, которая снижает нагрузку на основную ступень и фильтрует крупные частицы, и основная ступень с определённым рейтингом фильтрации, это могут быть и дисковые фильтра или сетчатые фильтры.

Вот пример такой системы,  на базе гидроциклонов с автоматически выгрузкой накопившегося шлама и дисковых автоматических фильтров. В своих проектах компания подробно прорабатывает узлы обвязки и готова выполнить необходимые проектные работы.

Рис. 2: Пример технологической схемы с двумя ступенями фильтрации.

В заключение резюмируем, что метод каскадной технологии фильтрации является эффективным и может применяться для решения различных задач очистки воды от механических примесей.