Процессы и аппараты фильтрования воды и обезвоживания осадков

Фильтрованием (жидкости) называют гидромеханический процесс разде­ления жидких неоднородных систем с помощью пористых перегородок (или зернистых слоев), задерживающих твердую фазу и пропускающих жидкость. Скорость этого процесса прямо пропорциональна разности давлений, создаваемых по обеим сторонам фильтровальной перегородки (движущая сила процесса), и обратно пропорциональна сопротивлению, испытываемому жидкостью при ее движении через поры перегородки и слой образовавшегося осадка [1].

Фильтровальное оборудование применяется для глубокой механической очистки сточных вод от твердых частиц, нефтепродуктов, смол, масел и т.д. Фильтры широко используется в системах очистки сточных промышленных в бытовых вод, при водоподготовке и очистке воды в оборотных системах водоснабжения предприятий. В процессах фильтрования используются две группы фильтров - с фильтрующими перегородками и с зернистым слоем. Фильтры с зернистым слоем применяются преимущественно при очистке больших объемов сточных и производственных вод, а так же в системах водоснабжения предприятий. Фильтры с фильтрующими перегородками применяются для улавливания из сточных вод ценных компонентов или с целью получения осадков невысокой влажности [10].

Среди зернистых фильтров в очистке сточных вод используются напорные и безнапорные фильтры. Среди фильтров с фильтрующими перегородками в системах очистки сточных вод применяются: вакуумные барабанные, ленточные, листовые, патронные, фильтр-прессы.

Процессы фильтрования и аппараты для их проведения (фильтры) могут быть классифицированы по различным признакам [1]:

− по способу организации процесса фильтры подразделяются на периодически и непрерывно действующие;

− по движущей силе процесса фильтрования может протекать при постоянной разности давлений, при постоянной скорости процесса и постепенно увеличивающейся разности давлений, при переменных значениях давления;

− по механизму фильтрования различают процессы фильтрования с закупориванием пор фильтровальной перегородки и с образованием осадка;

− по назначению процесса - в результате фильтрования может быть получена твердая или жидкая фаза (при этом иная фаза является отходом), а также одновременно и твердая и жидкая фазы;

− по направлению движения фильтрата и действия силы тяжести, которые могут совпадать, быть противоположными или перпендикулярными;

− по способу выгрузки осадка фильтрование подразделяется на механизированное и немеханизированное (ручное).

Для повышения качества разделения малоконцентрированных суспензий тонкодисперсных твердых частиц, а также предотвращения попадания твердых частиц в поры фильтровальной перегородки используются фильтровальные вспомогательные вещества. Это, как правило, тонкозернистые и тонковолокнистые материалы, которые либо наносят на фильтровальную перегородку, либо используют для предварительного фильтрования, либо добавляют к разделяемой суспензии.

В производственных условиях под фильтрованием понимают не только разделение суспензии на фильтрат и осадок, но и последующие операции промывки, продувки и обезвоживание осадка на фильтре.