15.1. Общие сведения
Фильтрационные сооружения применяют для глубокой очистки (доочистки) сточных вод после физико-химической или биологической очистки для последующего извлечения тонкодиспергированных веществ, пыли, масел, смол, нефтепродуктов и др. Тип фильтрующего аппарата подбирают в зависимости от количества воды, подлежащей фильтрованию; концентрации загрязнений, их природы и степени дисперсности; физико-химических свойств твердой и жидкой фаз; требуемой степени очистки; технологических, технико-экономических и других факторов.
Для очистки сточных вод применяют высокопроизводительные фильтрационные сооружения: скорые и сетчатые фильтры со скоростью фильтрации соответственно 5— 15 и 30 м/ч на 1 м2 площади фильтрации и специальные конструкции фильтров для выделения специфических загрязнений (см. ниже).
Сетчатыми фильтрами удаляют из сточных вод взвешенные и плавающие вещества при концентрации их в исходной воде более 30 мг/л. Стабильная и надежная работа скорых фильтров может быть обеспечена при концентрации взвешенных веществ не более 30 мг/л и нефтепродуктов не более 50 мг/л.
Для скорых фильтров используются открытые (самотечные) или закрытые (напорные) аппараты с восходящим или нисходящим направлением движения фильтрационного потока.
В качестве фильтрующей среды могут быть использованы природные и искусственные (кварцевый песок, дробленый гравий, антрацит, бурый уголь, доменный шлак, горелые породы, керамзиты, мраморная крошка) или синтетические (пенополиуретан, полистирол, полипропилен, лавсан, нитрон) материалы. Природные материалы применяют в дробленом (гранулированном) виде определенных фракций, а искусственные — в дробленом либо в волокнистом или тканом виде. К фильтрующим материалам относят также металлические сетки квадратного и галунного плетения, которые устанавливают в микрофильтрах, барабанных сетках, фильтрах «Вако» и других сетчатых аппаратах.
Скорые фильтры можно загружать однородным материалом с разной крупностью частиц либо несколькими (разнородными) материалами, которые располагают в направлении убывающей крупности загрузки. Фильтры применяют с вертикальным нисходящим или восходящим потоком воды, а в отдельных случаях — с горизонтальным. Грязеемкость (количество загрязнений, кг, удаляемых 1 м2 поверхности загрузки фильтра) фильтров с восходящим потоком воды и убывающей крупностью загрузки, как правило, в 2 раза превышает грязеемкость фильтров с однородной загрузкой и нисходящим потоком воды.
Однако в настоящее время для очистки сточных вод предпочтение отдают фильтрам с нисходящим потоком, в которых дренажная система защищена от воздействия загрязнений, содержащихся в сточных водах, и поэтому работает более надежно. На фильтрах с восходящим потоком наблюдается заиливание дренажа, корродирование труб, зарастание их карбонатами, что вызывает серьезные осложнения при эксплуатации фильтров.
Скорые фильтры рассчитываются на рабочий и форсированный режимы при выключении отдельных секций на промывку и ремонт. Число секций фильтров должно быть не менее четырех из расчета один в резерве, один на промывке и два рабочих. При выключении фильтра на промывку допускают увеличение, скорости фильтрации на остальных фильтрах на 20%.
Регенерацию металлических сеток производят периодически или непрерывно очищенной водой. Зернистые фильтрующие материалы регенерируют интенсивной водо-воздушной промывкой. Синтетические материалы, используемые для очистки сточных вод от нефтепродуктов, регенерируют обычно путем их отжима. Регенерацию загрузки большинства конструкций скорых фильтров осуществляют периодически. При очистке сточных вод от масел и нефтепродуктов фильтрованием может возникнуть необходимость в пропаривании загрузки или периодической промывке ее горячей водой.