Badania doświadczalne przebiegu płukania złoża fluidalnego filtru pospiesznego do oczyszczania wody

• Autorzy: Hirol M. , Kowalski D. , Kowalski D. , Jakimchuk B. , Trach J.

Warianty tytułu

EN

An experimental study into flushing of the flowing bed rapid filter used in water treatment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Złoża fluidalne (o gęstości mniejszej od gęstości wody) w filtrach pospiesznych coraz częściej znajdują zastosowanie w układach oczyszczania wody. Ważną częścią cyklu pracy takich filtrów jest płukanie złoża. Przy założeniu płukania samą wodą powinno ono przebiegać z intensywnością 60÷80 dm3/m2s. Dostarczenie tak dużej ilości wody płuczącej wymaga przewodów o dużej średnicy i odpowiednio wydajnych pomp, co znacznie ogranicza praktyczne zastosowanie tych filtrów. W pracy zaproponowano rozwiązanie tego problemu poprzez zastosowanie systemu płukania złoża fluidalnego wodą i powietrzem. Badania wykonane w warunkach laboratoryjnych i przemysłowych wykazały, że płukanie złóż fluidalnych wodą może być prowadzone z intensywnością 2÷5 dm3/m2s, natomiast powietrzem - 10÷12 dm3/m2s, przy czym czas płukania wynosi 800 1200 s. W artykule przedstawiono przykład zastosowania filtrów ze złożem fluidalnym o wydajności 12 tys. m3/d do oczyszczania wody do celów przemysłowych, które zastąpiły filtry ze złożem piaskowym. Wyniki kilkuletniej eksploatacji filtrów fluidalnych w tych warunkach wykazały, że spełniają one wymagania dotyczące skuteczności oczyszczania wody, a ponadto umożliwiły także znaczne oszczędności wody i energii.

EN

In recent times the use of rapid filters with flowing beds (of a density noticeably lower than that of the water) has become increasingly frequent in water treatment processes. Flushing is an important part of a filtration cycle which involves a flowing bed. Flushing with water alone should be performed at a flow rate of 60-80 dm3/m2s. Delivering such a large water volume requires large-diameter pipes and high-capacity pumps, which severely limits the practical use of flowing bed filters. In this paper a solution to the problem in question has been proposed, which consists in flushing the flowing bed with a stream of water and air. Investigations performed both under laboratory and industrial conditions have shown that flushing can be conducted efficiently at a water flow rate of 2-5 dm3/m2s, an air flow rate of 10-12 dm3/m2s, and a flushing time of 800 to 1200 s. In the paper an example has been adduced of filters with flowing beds of a capacity amounting to 12,000 m3/d. The filters are used in the treatment of water for industrial purposes and have replaced conventional sand filters. Several years' observations have revealed that the investigated flowing bed filters meet the requirements of an efficient water treatment, and that their implementation resulted in essential savings of water and energy.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie wody; filtracja pośpieszna; złoże fluidalne; płukanie złoża

EN

water treatment; rapid filtration; flowing bed; backwashing

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2009
• Tom: vol. 31, nr 4
• Strony: 35--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Hirol M.

autor

Kowalski D.

autor

Kowalski D.

autor

Jakimchuk B.

autor

Trach J.

• Państwowy Uniwersytet Gospodarki Wodnej i Zasobów Przyrody, ul Soborna 11, 33000 Rivne, Ukraina,

Bibliografia

• 1. M. HIROL, D. KOWALSKI, A. HIROL, B. YAKIMCHUK: Przykład zastosowania filtrów ze złożem pływającym w układzie technologicznym dekarbonizacji wody rzecznej. Mat. konf. „Nowe technologie w sieciach i instalacjach wodociągowych 07”, Politechnika Śląska, Inst. Inż. Wody i Ścieków, Szczyrk 2008, ss. 343–354.
• 2. D.G. STEVENSON, I.A. CROSSLEY: Granular bed filter. Great Britain Patent No. GB2280124, 1995.
• 3. S.D. BOICHUK, W.A. MIAKISHEV, E.E. KOTOVSKAIA: Ulutchenie proizvodnosti bariernoi funkcji skorych filtrov dla ochistki povierchnostnych vod. Mat. konf. „ETEBK”, Jalta 2005, ss. 233–237.
• 4. S. KAWAMURA: Design and operation of filters with granular media. Proc. "International Conference on Advances in Rapid Granular Filtration in Water Treatment", Chartered Institute of Water and Environmental Management, London 2001, pp. 149–160.
• 5. T. PUMPEL, E. LYNNE, J. MACASKIE, A. FINLAY, L. DIELS, M. TSEZOS: Nickel removal from nickel plating waste water using a biologically active moving-bed sand filter. BioMetals 2003, Vol. 16, pp. 567–581.
• 6. P.A. GRABOVSKIY, A.I. GOROBCHENKO: Postanovka zadachi optimalnogo upravleniya raboty skorych vodoochistnych filtrov. Mat. konf. „5 Mezhdunarodny Kongress Voda, Ekologiya i Technologiya”, EKVATEK, Moskva 2002, s. 344.
• 7. J.E. AMBURGEY, J.E.A. AMIRTHARAJAH, B.M. BROUCKAERT, N.C. SPIVEY: An enhanced backwashing technique for improved filter ripening. Journal AWWA 2003, Vol. 95, No. 12, pp. 81–94.
• 8. B.M. BROUCKAERT, R. RAJAGOPAUL, M.J. PRYOR: Optimization of an autonomous valveless gravity filter for the cost effective production of potable water for rural areas. Water Research Commission, Pretoria 2003.
• 9. D. HALL, C.S.B. FITZPATRICK: Suspension concentration profiles during rapid filter backwashing. Chemical Engineering Journal 2000, Vol. 80, pp. 197–201.
• 10. T. MAHMOOD: The mechanics of asymmetric particle release during filter backwashing and migration of colloids. Georgia Institute of Technology, Atlanta 1996.
• 11. T.M. GETTING, J. GEIBEL, A. EADES: An American approach to designing and rehabilitating gravity filter systems. Proc. "International Conference on Advances in Rapid Granular Filtration in Water Treatment", Chartered Institute of Water and Environmental Management, London 2001, pp. 241–250.
• 12. D. HALL, C.S.B. FITZPATRICK: A mathematical filter backwash model. Wat. Sci. Tech. 1998, Vol. 37, No. 12, pp. 371–188.
• 13. G.S. LOGSDON, A.F. HESS, M.J. CHIPPS, A.J. RACHWAL: Filter Maintenance and Operations Guidance Manual. AWWA Research Foundation and American Water Works Association, Denver 2002.
• 14. M.G. ZHURBA: Penopolistirolnyye filtry. Stroyizdat, Moskva 1992.
• 15. N.N. HIROL, M.G. ZHURBA, G.M. SEMCHUK, B.N. YAKIMCHUK: Doochistka stochnych vod na zernistych filtrach. Tipografiya Levoberezhnaya, Kiev 1998.
• 16. Posobiye po proektirovaniyu sooruzheniy dla ochistki i podgotovki vody. Komentarz do normy SNiP 2.04.02-84 „Vodosnabzheniye. Naruzhnyye seti i sooruzheniya”, NII KBOB AKH im. K.D. Pamfilova, CITP Gosstroya SSSR, Moskva 1989.
• 17. P.G. ROMANKOV, M.I. KUROCHKINA: Hidromechani-cheskiye processy chimicheskoy technologii. Himiya, Leningrad 1982.
• 18. SNiP 2.04.02-84. „Vodosnabzheniye. Naruzhnyye seti i soo-ruzheniya”. Gosstroy SSSR. Stroyizdat, Moskva 1985.
• 19. M.M. HIROL, A.M. HIROL, B.N. YAKIMCHUK: Sposib promyvky filtra. Patent Ukraiński, 2002, No 51169А, Vol. 11.
• 20. R. DI FELICE: Hydrodynamics of liquid fluidisation. Chemical Engineering Science 1995, Vol. 50, No. 8, pp. 1213–1245.
• 21. I.F. DEVIDSON, D. CHARRISON: Psevdoozhyzheniye tverdych chastic. Chimiya, Moskva 1965.
• 22. O.M. TODES, O.B. CYTOVICH: Apparaty s kipiashim zer-nistym sloem (hidravlicheskiye i teplovyye osnovy raboty). Himiya, Leningrad 1981.
• 23. L.S. CLERSCERL, A.E. GREENBERG, A.D. EATON: Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th Edition, American Public Health Association, 1999.
• 24. S.V. BRANOVICKAYA, R.B. MEDVEDEV, Y.A. FIALKOV: Vychislitelnaya matematika v himii i himicheskoy technologii. Vyzhsha shkola, Kiev 1986.