Волокнистые фильтры

Традиционное применение волокнистых фильтров для очистки газов. Только в последнее время они стали использоваться в современных водоочистительных аппаратах. В качестве фильтрующих элементов используются минеральные (стеклянные, базальтовые) и органические волокна. Последние преобладают и делятся на три класса: природные (шерсть, хлопок), искусственные (вискоза, целлюлоза), синтетические (полимерные). Наибольшие перспективы имеют синтетические волокна, они делящиеся на две группы:

- карбоцепные (содержат в основном полимерной цепочке только молекулы углерода);

- гетероцепные (молекулы кислорода, азота, и другие, содержащиеся в основной цепи).

Карбоцепные волокна позволяют прививать к основной цепи сополимеры, обеспечивающие специфические свойства. Изменяя привитые сополимеры, можно получить волокна специального назначения: ионообменные, сорбенты, антимикробные. Для извлечения взвешенных веществ используют гетероцепные волокна, в основном полиамидные (капрон) и полиэфирные (лавсан). Достоинствами синтетических волокон является химическая стойкость, малая плотность, высокая удельная поверхность. Среда волокнистых фильтров может формироваться из неурегулированных (перепутанных) волокон или из структурированных волокон (например, в форме ершей).

Волокнистые фильтры применяются в бытовых водоочистительных фильтрах, для очистки промышленных сточных вод. На рис. 5.20 приведена принципиальная схема волокнистого фильтра, разработанного в ДонНТУ и Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. Такие фильтры нашли применение для грубого осветления шахтных вод.

Основным элементом фильтра является волокнистая среда (насадка) из синтетических волокон в форме ершей. Вода, обработанная коагулянтами или флокулянтами, двигается снизу кверху через насадку, при этом нестабильные части примесей за счет действия контактной коагуляции прилипают к волокнам и извлекаются из воды. Для чистки насадки от загрязнений она продувается сжатым воздухом (при отключенном фильтре), при этом пузырьки воздуха отрывают задержанные примеси от волокон и последние очищаются. Загрязненная вода в то же время удаляется из корпуса фильтра снизу.

Волокнистые фильтры имеют очень большую пористость (до 99 и больше процентов), развитую поверхность насадки, незначительное гидравлическое сопротивление.

Рис.5.20. Волокнистый фильтр конструкции ДонНАБА: 1- подвод исходной воды в рабочем режиме и сброс загрязненной воды при регенерации, 2- призматическая часть, 3 - волокнистая насадка, 4- отвод осветленной воды, 6- коллектора сжатого воздуха, 7- боковые ответвления для распределения сжатого воздуха по площади фильтра.