Sedimentacija i flotacija rješavaju problem zagađivača koji "tonu" i "plutaju". Ali postoji još jedna vrsta nečistoća u vodi-fine suspendirane čvrste tvari, koloidne čestice i otopljene supstance-koje niti tonu niti plutaju. sta da radim?
Ovdje dolazi do filtracije. Jednostavno rečeno, filtracija uključuje puštanje otpadne vode da teče kroz sloj filterskog medija, oslanjajući se na fizičko presretanje, adsorpciju i hemijsko djelovanje filterskog medija da zarobi preostale zagađivače.
Filtracija je proces "čuvanja vrata" u jedinicama za fizičku obradu i prekretnica u mnogim procesima tretmana otpadnih voda, označavajući prijelaz sa "predtretmana" na "napredni tretman". Mnogi procesi tretmana otpadnih voda koji imaju za cilj ponovnu upotrebu obnovljene vode i stabilne,-efluentne vode niske zamućenosti uvelike se oslanjaju na filtraciju! Ovaj članak govori o tri najčešće korištena filtarska medija-kvarcni pijesak, aktivni ugljen i manganov pijesak-šta rade, kako ih koristiti na-mjestu i kako ih regenerirati i održavati kada se začepe ili zasićuju.
I. Osnovni principi filtracije
Nemojte razmišljati o filtraciji samo kao o "prosijavanju pijeska"; zapravo uključuje nekoliko funkcija koje rade zajedno.
Mehaničko presretanje: Čestice veće od otvora filterskog medija se direktno presreću. Ovo je najintuitivnija metoda filtracije, ali neefikasna za čestice manje od praznina.
Inercijalno udaranje: Kako voda struji oko čestica filterskog medija, fine čestice odstupaju od svojih strujnih linija zbog inercije i sudaraju se s površinom filterskog medija, prianjajući. Što je jači protok vode, to je značajniji efekat presretanja.
Adsorpcija i adhezija: Fizičko-hemijske interakcije (van der Waalsove sile, elektrostatičke sile) na površini filterskog medija adsorbiraju sitne čestice na površinu. Porozna struktura aktivnog uglja također pruža snažan fizički kapacitet adsorpcije. Ovo je ključni mehanizam za filtriranje i uklanjanje finih čestica i otopljenih supstanci.
Bioflokulacija: Nakon što se na površini filterskog medija formira biofilm, ekstracelularni polimeri koje izlučuju mikroorganizmi mogu se zalijepiti za suspendirane čvrste tvari u vodi, dok istovremeno biorazgrađuju neke organske tvari, poboljšavajući kvalitetu efluenta.
Sedimentacija: Brzina protoka vode je izuzetno spora u porama sloja filtera, a neke male čestice se talože na površini filterskog medija zbog gravitacije.
II. Filtriranje kvarcnog pijeska – uobičajena metoda pre{1}}filtracije
Kvarcni pijesak je najčešće korišteni filterski medij. Kvarcni pijesak karakterizira visoka tvrdoća, stabilna svojstva, niska cijena i široka dostupnost.
Pogodno za: Uklanjanje suspendovanih čvrstih materija, zamućenja i nekih koloidnih čestica iz vode. Zamućenost efluenta može se stabilno smanjiti na ispod 1 NTU. Može se koristiti kao jedinica za duboki tretman za otpadne vode iz sekundarnog taložnika, ili kao pred-filter za filtere s aktivnim ugljem i membranske sisteme.
Radni parametri: Uobičajena efektivna veličina čestica je 0,5~1,2 mm, debljina filterskog sloja je 0,7~1,5 m, a brzina filtracije je 5~10 m/h. Previsoka brzina filtracije dovodi do brzog povećanja gubitka glave i skraćenog vremena ciklusa; preniska brzina rezultira niskom iskorištenošću opreme.
Uobičajeni tipovi: rezervoari za filter pod pritiskom (zatvoreni i pod pritiskom, pogonjeni pumpom) i gravitacioni filteri (otvoreni tip, koji se oslanjaju na razliku u nivou vode za gravitacioni protok).
Ključne tačke održavanja: jezgro se ispire. Kako se količina zarobljenog materijala povećava, gubitak glave raste, a protok efluenta se smanjuje, što zahtijeva povratno ispiranje-koristeći obrnuti tok vode za raspršivanje filterskog sloja i ispiranje zarobljenih nečistoća. Intenzitet povratnog ispiranja je tipično 12-15 litara/(m²·s), sa stopom ekspanzije od približno 25%-45%, u trajanju od 5-10 minuta. Za povratno ispiranje koristi se čista voda; čišćenje zraka može biti potrebno da bi se poboljšao učinak pranja. Tokom rada, visinu filterskog sloja treba redovno provjeravati radi smanjenja (gubitak pijeska ili trošenje). Ako smanjenje prelazi 10%, potrebno je dodati pijesak kako bi se spriječilo stanjivanje sloja filtera i naknadno prodiranje suspendiranih čvrstih tvari u efluent.
III. Filtracija s aktivnim ugljem – Filter medij specijalnih snaga za dekolorizaciju i uklanjanje mirisa
Aktivni ugljen ima ogromnu specifičnu površinu (500-1500 m² po gramu) i dobro razvijenu mikroporoznu strukturu, koja pokazuje izuzetno jaku sposobnost adsorpcije organske tvari, boje i mirisa.
Pogodno za: Uklanjanje rastvorenih organskih materija (COD), boje, zaostalog hlora i mirisa iz vode. Aktivni ugalj ima brzu redukciju slobodnog hlora i često se koristi za dehlorinaciju kako bi zaštitio nizvodne membranske sisteme; ima značajan efekat uklanjanja sintetičkih boja, humusnih supstanci i drugih tvari koje-razvijaju boju; takođe ima značajan kapacitet adsorpcije za supstance-koje izazivaju mirise kao što su tioli i fenoli.
Radni parametri: Obično korištene vrste aktivnog uglja su na bazi uglja-i na bazi voćne ljuske-. Debljina filterskog sloja je 1-2 metra, brzina filtracije je 4-10 metara/sat, a voda treba da ostane između filterskih medija najmanje 6-15 minuta; nedovoljno vrijeme kontakta značajno smanjuje efikasnost adsorpcije.
Regeneracija i zamjena: Aktivni ugalj zahtijeva tretman nakon zasićenja adsorpcijom. Termička regeneracija je najtemeljnija metoda-piroliza i gasifikacija adsorbirane organske tvari na 800-900 stepeni vraća kapacitet adsorpcije, postižući stopu regeneracije od 85%-95%. Ova metoda uključuje visoke investicijske i operativne troškove, pogodna za centraliziranu regeneraciju u velikim sistemima. Hemijska regeneracija koristi kiseline, alkalije ili organske rastvarače za desorbiranje adsorbata; jednostavan je za rukovanje, ali ima nisku stopu regeneracije (50%-70%) i stvara otpadnu tečnost regeneracije koja zahtijeva tretman. U maloj opremi za pročišćavanje vode, direktna zamjena zasićenog aktivnog ugljena novim ugljem je ekonomičnija; profesionalne organizacije mogu odložiti otpadni ugljenik ili ga koristiti kao gorivo za spaljivanje.
Tačke održavanja: Filteri s aktivnim ugljem također zahtijevaju redovno povratno ispiranje intenzitetom od 10-12 litara/m²·sekundi kako bi se spriječilo prekomjerno trošenje čestica aktivnog uglja. Redovno pratite COD ili boju otpadnih voda. Ako se otkriju znaci prodiranja, odmah se prebacite na rezervni spremnik s aktivnim ugljenom ili se pripremite za regeneraciju. Mikroorganizmi lako rastu na površini aktivnog ugljena; stoga, preostali hlor u dotoku mora se kontrolisati tokom rada, a sloj ugljenika treba redovno dezinfikovati ako je potrebno.
IV. Filtracija sa manganskim pijeskom – posebno za uklanjanje gvožđa i jona mangana iz vode
Manganov pijesak je poseban filter medij, prvenstveno sastavljen od mangan dioksida (MnO₂). Ne oslanja se na fizičko presretanje već na kemijsku katalitičku oksidaciju.
Pogodno za: Posebno uklanjanje iona željeza i mangana iz podzemnih voda ili industrijskih otpadnih voda. Gvožđe postoji u rastvorenom Fe²⁺ obliku, a mangan u rastvorenom Mn²⁺ obliku, koji se ne može ukloniti konvencionalnom sedimentacijom i filtracijom. Aktivni film mangan dioksida na površini filtarskog medija od manganskog pijeska katalitički oksidira Fe²⁺ i Mn²⁺, stvarajući precipitate Fe³⁺ i Mn⁴⁺ hidroksida, koji se zatim zadržavaju i uklanjaju slojem filtera.
Radni parametri: Efektivna veličina čestica manganovog peska: 0,6~2,0 mm; Debljina filterskog sloja: općenito 0,8~1,2 m. Brzina filtracije se općenito kontrolira na 5-8 metara na sat; prebrza brzina će rezultirati nedovoljnom reakcijom oksidacije, što će dovesti do prodiranja gvožđa i mangana. Ulazni pH ne bi trebao biti niži od 6,5 (reakcija oksidacije gotovo prestaje ispod pH 6,0), a otopljeni kisik bi trebao biti dovoljan (generalno je potrebno prozračivanje prije ulaska u filterski sloj).
Tačke održavanja: Tokom procesa uklanjanja gvožđa i mangana koristeći pješčani filtar od mangana, željezni hidroksid (crvenkasto-smeđe boje) će se stalno taložiti na površini filterskog sloja, što zahtijeva redovno ispiranje da bi se uklonio. Intenzitet povratnog ispiranja je tipično 15-18 litara/(m²·s), nešto veći od intenziteta kvarcnog pijeska, sa stopom širenja kontroliranom na 30%-50%. Nakon dugotrajnog rada, aktivni film na površini manganskog pijeska može stariti ili se odvojiti, smanjujući učinkovitost tretmana. Regeneracija membrane se može postići povremenim dodavanjem male količine kalijum permanganata, koji regeneriše aktivnu MnO₂ membranu pod oksidacionim efektom kalijum permanganata. Ako je učinak i dalje nezadovoljavajući nakon višestrukih regeneracija, potrebno je zamijeniti dio ili cijeli filterski medij. Manganski pješčani filteri ne mogu se koristiti istovremeno s hlorom i klorom će oštetiti aktivni katalitički film na površini manganskog pijeska, što će dovesti do gubitka funkcije uklanjanja željeza i mangana.
V. Zapis o-održavanju sistema za filtriranje na licu mjesta
Povratno ispiranje je potrebno kada se poveća diferencijalni pritisak; nemojte čekati da se otpadna voda zamuti prije nego što počnete.
Pažljivo kontrolirajte intenzitet povratnog ispiranja; nedovoljno ispiranje neće ispravno očistiti, dok će prekomjerno povratno ispiranje uzrokovati gubitak filterskog medija.
Redovno provjeravajte debljinu filterskog medija i po potrebi ga odmah dopunite. Također provjerite kape za distribuciju vode i potporni sloj na osnovu stanja efluenta.
Ako opremu treba isključiti na duži period, držite vodu u rezervoaru kako biste spriječili zgrušavanje i stvrdnjavanje filterskog medija.
Provjerite jodnu vrijednost aktivnog uglja po dolasku; ako je niža od projektne vrijednosti, efekat adsorpcije će se smanjiti, a aktivni ugalj treba odbaciti.