white line white line
Заявки на оборудование просьба присылать в технический отдел на e-mail info@ence.ch, тел. +7 (495) 225 57 86
white line

Зернистые фильтры (Фильтры с зернистым слоем)

Швейцарская производственно-инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) образовалась в 1999году, имеет 16 представительств и офисов в странах СНГ, предлагает оборудование и комплектующие с производственных площадок в CША, Канады и Японии, готова разработать и поставить по Вашему индивидуальному техническому заданию зернистые фильтры.

Описание. Конструкция. Принцип действия

Зернистые фильтры применяются для очистки сточных вод после их отстаивания. Могут быть двух типов:

  • напорными;
  • безнапорными.

Напорные зернистые фильтры используются для очищения сточных вод в условиях нефтепромыслов. Сточные воды не контактируют с атмосферой, что предотвращает коррозию и окисление. Безнапорные зернистые фильтры используются для очищения нефтесодержащих вод на машиностроительных и нефтеперерабатывающих предприятиях.

В составе данных фильтров в качестве фильтрующей среды могут быть использованы натуральные и искусственные материалы. К натуральным фильтрующим материалам относятся: песок, гравий, антрацит, керамзиты и т.п. К искусственным фильтрующим материалам относятся: полистирол, нитрон, лавсан и т.п. Натуральные материалы используются в дробленом виде, синтетические – в дробленом или волокнистом виде.

Напорные зернистые фильтры подразделяются на вертикальные и горизонтальные. Как правило, такие фильтры представляют собой резервуар, который рассчитан на работу с давлением 0.6 МПа. Фильтры располагают горизонтально, с целью увеличения фильтрующей поверхности. Фильтрация происходит в направлении сверху вниз, скорость фильтрации от 4 до 17 м/ч. Время фильтрации зависит от качества сточных вод и варьируется от 8 до 40 часов.

Чертеж вертикального напорного фильтра с зернистым слоем

Стадии цикла работы зернистого фильтра:

1. подача воды для осветления; 2. спуск промывной воды; 3. место выхода осветленной воды; 4. выход первого фильтрата; 5. подача сжатого воздуха; 6. подача промывной воды; 7. круглый лаз; 8. эллиптический лаз; 9. верхнее распределительное устройство; 10. фильтр-слой; 11. штуцер, предназначенный для гидравлической загрузки/выгрузки фильтра.

Эффект фильтрования повышается при добавлении в воду коагулянта A12(SO4)3 и флокулянта ПАА. Фильтры очищают через систему дренажа снизу вверх. При условии размера частиц песка 0.7-0.8 мм, интенсивность промывки составляет от 10 до 12 л /(с·м2).

В таблице ниже приведены технические характеристики работы напорных фильтров.

Материал загрузки Крупность зерен загрузки, мм Коэффициент неоднородности (максимальный) Скорость фильтрования, м/ч Интенсивность промывки, л/с·м2
водяной воздушной
Песок кварцевый 0,8-1,8 1,8 11 7 16
1,5-2,5 2 14 7 21
Антрацит дробленый 0,8-1,8 1,8 11 7 14
1,5-2,5 2 14 7 18
Примечание: гравийные поддерживающие слои не устраиваются.

Площадь фильтрации напорных зернистых фильтров определяется по формуле:

F = Q / (m·υp - 3,6·n·W·t1 - n·t2·υp)

Q – среднесуточная пропускная способность станции м3/сут; m - продолжительность работы станции, ч; υp - расчетная скорость процесса фильтрации, м/ч; n- число промывок каждого отдельного фильтра в течение суток при обычном режиме эксплуатации; W – интенсивность промывки л/(с·м2); t1 – продолжительность промывки, ч; t2 – продолжительность простоя фильтра во время промывки, ч (принимаем за 0.33 ч).

Фильтры с зернистой или несвязанной перегородкой

Наиболее простым фильтром является сосуд, снабженный решетчатым дном. В таком фильтре в качестве фильтрующей среды используется слой осадка, который образуется на дне. Давление же создается при помощи гидростатического давления столба жидкости в процессе фильтрации.

Данный вид фильтра – это нечто среднее между фильтром и отстойником, так как в нем возможно более качественное, чем в отстойнике, удаление жидкости из осадка. Но, несмотря на это, всю жидкость удалить не представляется возможным из-за того, что твердые частицы всегда удерживают на своей поверхности, а также в порах, определенное количество жидкости. К тому же, благодаря воздействию капиллярных сил между твердыми частицами также остается какое-то количество жидкости.

С величиной капиллярных сил в зернистых фильтрующих перегородках можно определиться при помощи данных нижеследующей таблицы:

Высота каппилярного подъема воды
Зернистая фильтрующая перегородка Высота подъема воды при 150
Глина До 2 м
Песок (средняя крупность зерен) 40 см
Песок (большая крупность зерен) 0 см

Поверхностное сцепление зависит от вязкости, которая, в свою очередь, зависит от температуры. С ростом температуры вязкость жидкости падает, вследствие чего имеет смысл проводить фильтрацию при повышенной температуре, чтобы достичь лучшего стекания жидкости.

В том случае, если оставление фильтрата, который удерживается между частицами, в осадке не желательно, то он может быть удален при помощи промывки осадка промывной жидкостью. Промывочная жидкость подается в том же направлении, что фильтруемая суспензия. Важно, чтобы промывной слой не имел разрывов и трещин, из-за которых промывная жидкость не сможет качествено и равномерно промыть осадок.

Размеры зерен фильтрующей перегородки зависят от размера отделяемых твердых частиц. То есть, чем тоньше отделяемые твердые частицы, тем мельче должны быть зерна фильтрующей перегородки. В качестве зернистой фильтрующей перегородкой может выступать уголь, шлак, кварцевый песок, дробленный мрамор, кокс, асбест и руда.

При выборе зернистого материала следует учитывать вид суспензий, которые подлежат фильтрации. Растворы солей и почти все кислоты фильтруются при помощи тонкого кварцевого песка. Это обусловлено тем, что он почти не растворяется в фильтруемой среде и не вступает с ней в химическую связь. Если необходима фильтрация щелочной жидкости, то, как правило, в качестве фильтрующей перегородки используется дробленый мрамор или же чистый известняк.

Для фильтрации жидкостей, содержащих смолы, лучше всего применять крупноизмельченный древесный уголь. Процесс очистки жидкостей от смол обуславливается также явлением адсорбция.

При работе фильтра происходит загрязнение зернистого слоя. В результате этого снижается пропускная способность. Чтобы очистить зернистый фильтр, через него пропускают воду в направлении снизу вверх. В некоторых случаях фильтр не только промывают, но и продувают воздухом или же перемешивают с помощью специальных механических мешалок.

Самыми популярными зернистыми фильтрами являются песочные фильтры, которые используются, как правило, для очистки воды. Такие фильтры представляют собой резервуары с несколькими слоями кварцевого песка или гравия. Песочные фильтры могут быть закрытые, то есть работать под определенным напором (приблизительно 1,5-2 кгс/см2), создаваемым обычным насосом, или открытыми, работающими под действием гидравлического давления столба жидкости, высота которого составляет 1-1,5 м.

Песочный фильтр закрытого типа состоит из вертикального резервуара, заполненного песком. В этом резервуаре находится коллектор, от которого в две стороны ответвляются трубки, имеющие отверстия. В нижней части конического днища резервуара находится приспособление, служащее для промывки слоя песка. При этом, песок, находящийся в нижней части аппарата, увлекается струей воды по трубе вверх, попутно промываясь. После этого, по трубопроводу удаляется промывная вода. Поступающая на фильтрацию жидкость подается под определенным давлением и проходит сквозь слой песка, а после чего собирается через трубопровод и коллектор, из которого удаляется по трубопроводу.

Зернистые фильтры для очистки газов

Зернистые фильтры такого типа способны работать при повышенных (до 400 градусов по Цельсию) температурах, а в случаях применения специальных сталей и вовсе могут функционировать при высоких (до 700 градусов) температурах. Поэтому их нередко применяют для очистки высокотемпературных газов.

Очистка газа от пыли осуществляется путем прохождения его через насыпной, высотой 100 миллиметров, слой гранул, размер которых составляет от 2 до 5 миллиметров. Регенерацию фильтрующего слоя выполняют механическим ворошением в комплексе с обратной продувкой. При обратной продувке запыленный воздух проходит циклон и смешивается с неочищенным газом.

Зернистые фильтры получили широкое применение в очистке высокотемпературных газов, улавливают слипающиеся абразивные и высокоомные пыли. Их применяют тогда, когда нецелесообразно использование рукавных и электрофильтров.

Различают два основных типа зернистых фильтров: 1) насыпные; 2) жесткие пористые.

Зернистые насыпные фильтры имеют фильтрующий слой, состоящий из зерен, которые имеют сферическую форму (песок, керамзит, галька, дробленые горные породы, опилки и тому подобное), в зависимости от того, какие требования предъявляет процесс. Зерна, размер которых составляет от 0,2 до 2,0 миллиметров, должны все вместе образовывать фильтрующий слой высотой до 10-15 сантиметров.

У зернистых фильтров целый ряд существенных преимуществ. Они просты и доступны в исполнении, способны очищать высокотемпературные газы, а так же воздух, который содержит различные агрессивные среды и довольно высокую концентрацию пыли. Помимо того, кроме фильтрования, гранулы фильтра могут выполнять и ряд других функций, к примеру, выступать в роли сорбента, теплоносителе или же катализатора.

Зернистые фильтры, в зависимости от улавливаемых видов пыли и режима функционирования, способны обеспечить степень очистки газов от 95 до 99% при скорости фильтрации от 10 до 40 метров в минуту. Их гидравлическое сопротивление при этом составляет от 1300 до 3000 Паскалей.

Жесткие пористые фильтры изготавливают, как правило, из керамики или же металлокерамики. Хотя у них есть существенное достоинство – обладают высокой устойчивостью к высоким температурам (до 1300 градусов), все же эти фильтры очень дороги, довольно плохо подвергаются регенерации и ко всему прочему имеют большое гидравлическое сопротивление.

Более подробно о песчаных фильтрах


Инженеры всегда готовы проконсультировать или предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемым зернистым фильтрам.

Ваши запросы на зернистые фильтры просим присылать в технический департамент нашей компании на e-mail: info@ence.ch, тел. +7 (495) 225 57 86

Центральный сайт компании ENCE GmbH
Наша сервисная компания Интех ГмбХ

Головные Представительства в странах СНГ:
России
Казахстане
Украине
Туркменистане
Узбекистане
Латвии
Литве

Сообщить об ошибке на сайте ENCE GmbH, Switzerland / ENCE gmbH, Schweiz / ЭНЦЕ ГмбХ, Швейцария © ENCE GmbH