Книги по строительству и ремонту

Водоснабжение

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

§ 102. Промывка скорых фильтров

Промывка фильтров обратным током воды. Задачей промывки фильтра является удаление из толщи фильтрующего материала (особенно из его верхних слоев) загрязнений, задержанных в процессе фильтрования. При этом зерна фильтрующего материала должны быть тщательно отмыты и должны занимать после промывки то положение, которое они занимали при нормальной работе фильтра.

В процессе промывки восходящие токи промывной воды взмучивают песок, и объем его увеличивается; это увеличение объема называют «расширением песка».

Опыты показали, что эффективность промывки зависит от степени расширения песка.

Если поверхность песка до промывки во время фильтрования занимала положение аа (V.40), то при промывке песок поднимется, и поверхность взмученной массы песка, поддерживаемого восходящими токами воды, займет некоторое положение бб.

Высота подъема песка будет тем больше, чем больше скорость подъема промывной воды, т. е. чем больше интенсивность промывки Кроме того, высота подъема частиц песка зависит от температуры воды.

Чем ниже температура воды, а следовательно, чем больше ее вязкость, тем выше будут подниматься при той же  скорости промывки частицы промываемого песка.

Расширение     песка     происходит лишь при условии, если интенсивность промывки превышает   некоторое   критическое для данного случая значение. Весьма интересные   теоретические исследования и эксперименты по промывке скорых фильтров были проведены в Академии коммунального хозяйства Д. М. Минцем и С. А. Шубертом.

Из этой формулы следует, что потери напора (и перепад сил давления) в слое взвешенного песка постоянны. Они не зависят от скорости восходящего движения воды. Таким образом, с изменением интенсивности промывки (сверх критических значений) изменяются степень расширения и толщина взвешенного слоя, но потери напора во взвешенном слое остаются неизменными.

Движение воды через слой песка, взвешенного в восходящем потоке, можно рассматривать как частный случай движения жидкости в пористой среде. Таким образом, устанавливается определенная аналогия между движением воды во взвешенном слое и движением ее через фильтрующий материал. Разница заключается в том, что при изменении скорости в первом случае меняется толщина слоя, но потери напора остаются постоянными, во втором случае толщина слоя остается той же, а потери напора изменяются.

Для изучения законов движения воды через слой песка, взвешенного в восходящем потоке, Д. М. Минц и С. А. Шуберт использовали теорию подобия и в результате обработки опытных данных предложили формулы, позволяющие определять при этом виде движения коэффициенты сопротивления, скорости и интенсивности промывки.

Эта формула устанавливает зависимость между интенсивностью промывки и степенью расширения песка для различной крупности (и пористости) загрузки и различной температуры (а следовательно, и вязкости) воды.

Полученная для q формула в представленном виде справедлива для однородной загрузки, т. е. песка с одинаковой крупностью зерен. Так как в практике песчаная загрузка фильтра всегда состоит из зерен различного диаметра, в приведенной формуле под d следует понимать эквивалентный диаметр песка.

В табл. V.10 приведены значения требуемого расширения песка и соответствующие им интенсивности и длительности промывки для различных загрузок.

Применение антрацитовой загрузки (как более легкой) позволяет значительно (на 70%) снизить интенсивность промывки при том же эффекте очистки фильтрующего материала.

Большие значения интенсивности промывки соответствуют меньшим значениям ее длительности.

Как видно из приведенных формул, при более высоких температурах воды, т. е. при меньшей ее вязкости, требуемая интенсивность промывки (при прочих равных условиях) возрастает. Таким образом, расход промывной воды летом больше, чем зимой.

Верхняя промывка скорых фильтров. В качестве мероприятия, повышающего качество промывки фильтров и предотвращающего накопление остаточных загрязнений на фильтре, применяют так называемую верхнюю (или поверхностную) промывку фильтров, при которой промывная вода подается на фильтр сверху. Верхнюю промывку применяют как дополнение к основной промывке фильтра снизу обратным током воды и производят в сочетании с последней. Задачей верхней промывки является взмучивание загрязнений верхнего слоя фильтрующего материала.

Существует два основных способа поверхностной промывки: с неподвижными промывными трубами и с вращающейся промывной трубой.

При первом способе промывная вода подается на фильтр через сеть дырчатых труб, расположенных на высоте 5—7,5 см над поверхностью песка параллельно желобам для отвода промывной воды. Отверстия в трубах расположены в шахматном порядке и обращены вниз под углом 30° к горизонту. Интенсивность промывки составляет 3—4 л/(с-м2).

Интенсивность промывки равна 0,5—0,75 л/(с«м2). Чтобы струи воды проникали в слой песка на глубину 10—15 см, скорость движения ее при выходе из сопл должна быть 20 м/с и более. Эта система промывки дает хорошие результаты, но требует подачи промывной воды под давлением порядка 4—4,5 кгс/см2, т.е. значительно превышающим давление, необходимое для обратной промывки. При этом вода может подаваться от напорного водовода очищенной воды. Если давление в нем недостаточно, приходится прибегать к установке специального промывного насоса повышенного давления.