Использование механических фильтров для очистки токсичной воды

Федеральное агентство  по образованию

Федеральное государственное  автономное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

“Национальный исследовательский  ядерный университет “МИФИ”

 

Обнинский институт атомной энергетики

 

 

 

 

 

 

Использование механических фильтров для очистки токсичной  воды

 

 

 

 

 

 

                                                                                                        Выполнила: студентка

 

Проверил:

Рощектаев Б.М.

 

 

Обнинск 2013 г.

Существуют несколько методов  очистки воды, но все они входят в три группы методов:

 

- механические методы;

 

- физико-химические методы;

 

- биологические методы.

Надо отметить, что в большинстве  случаев доочистка воды фильтром осуществляется не одним способом, а их сочетанием. Именно такой комплексный  подход дает наилучшие результаты.

 

Механическая очистка необходима там, где вода не соответствует нормативным показателям мутности, прозрачности, цветности, привкуса и запаха по причине присутствия в ней нерастворимых взвешенных частиц песка, глины, ила, коллоидного железа и кремния, трубопроводной ржавчины, окалины и прочих примесей. Механическая очистка является самым дешевым способом очистки води и   применяется для выделения взвесей.

 

Механический фильтр позволяет защитить технологическое оборудование от засорения и преждевременного выхода из строя на последующих стадиях очистки.

 

Механическая очистка воды обеспечивается улавливанием частиц нерастворенных веществ  за счет разницы размеров самих частиц и каналов фильтра, по которым  протекает очищаемая вода. Проще  говоря, вода проходит через своеобразное «сито».

 

Размер частиц, задержанных фильтром, определяется диаметром каналов  в материале водоочистителя, по которым  протекает вода (т.е. размерами отверстий  в сите).

 

Например, колонки, заполненные гранулированным  активированным углем с диаметром  гранул 0,1 – 1 мм (100 — 1000 микрон), способны эффективно задерживать частицы  примерно такого же размера. Большая  часть нерастворенных в воде частиц имеет гораздо меньший — 0,1-20 микрон — размер. Правда, микроорганизмы не задерживаются при механической фильтрации, так как их размер — 0,4 — 3 микрона.

 

Механическая фильтрация воды широко применяется на муниципальных станциях водоочистки. Этот вид очистки особенно актуален при заборе воды из открытых источников: рек, озер, водохранилищ.

Не менее важными характеристиками при механической очистке воды являются размер и тип загрузочного материала  фильтра. Подобрать необходимый  фильтр можно основываясь на показателях  мутности воды. Всего в механической очистке воды существует два вида фильтрации: процеживание и очистка  через пленочное фильтрование.

 

Если первый тип механической очистки  воды основывается на способности фильтровального  материала задерживать частицы, которые обладают меньшим размером, чем его поры, то метод пленочного фильтрования позволяет добиться более  высоких показателей очистки  за счет того, что фильтрующий материал покрывается пленкой, способной  задерживать более мелкие частицы.

 

Суть метода механической очистки  воды заключается в процеживании, отстаивании и фильтровании, благодаря  которым тяжелые примеси оседают  и задерживаются фильтровальным материалом, а легкие, напротив, всплывают  на поверхность, оставляя в середине более или менее чистую воду.

 

По сути, механическая очистка представляет собой лишь подготовку воды к более  глубокому очищению иными способами, будь то химические способы или биологические. Достаточно низкая степень чистоты  воды, прошедшей механическую очистку, вынуждает применять более дорогие  и более качественные методы. Благодаря механической фильтрации и отстаиванию, из воды удаляется около 60% примесей, что, конечно, не является удовлетворительным результатом.

 

Механическую очистку воды с  рециркуляцией посредством фильтрации как самостоятельный метод применяют  тогда, когда осветленная вода после  этого способа очистки может  быть использована в технологических  процессах производства или спущена  в водоемы без нарушения их экологического состояния. Во всех других случаях механическая очистка служит первой ступенью очистки сточных  вод. Однако сегодня, например, на нефтебазах, существует гораздо более эффективные методы механической очистки воды, которые позволяют удалять из воды большую часть примесей.

 

Фильтры для механической очистки воды:

Фильтры механической очистки воды обычно устанавливаются на входе  в систему фильтрации. Они различаются по принципу действия и типу конструкции.

 

Наиболее простое устройство — сетчатые фильтры. Они улавливают примеси с помощью металлической или полимерной сетки, вставленной в колбу, которая имеет вход и выход, соединенные с водопроводной трубой. В зависимости от величины ячеек фильтры задерживают частицы определенного размера.

 

Сетчатые фильтры бывают промывными (их нужно разбирать и вручную очищать вынутую сетку под струей воды) и самопромывными (имеют механизм промывки реактивной струей без прекращения подачи воды и демонтажа сетки).  Примером сетчатых фильтров может служить продукция компании HONEYWELL (США — Германия) и DRUFI (Германия).

 

В дисковых фильтрах в качестве рабочего элемента используется комплект полимерных дисков с канавками определенной глубины и ширины, которые соответствуют размеру улавливаемых частиц. Под давлением воды диски сжимаются, и между ними образуется объемная сетчатая структура, которая и очищает пропускаемую через них воду.

 

Дисковые фильтры характеризуются повышенной грязеемкостью (по сравнению с сетчатыми), высокой производительностью, а также тем, что легко промываются (вручную или автоматически) и полностью восстанавливают свою фильтрующую способность. Примером может служить продукция компании ARKAL (Израиль).

 

Принцип действия картриджных фильтров основан на адсорбции. Они очищают воду от более мелких примесей (с размером нерастворенных частиц 0,5–100 мкм).

 

Сорбционные картриджные фильтры представляют собой цилиндрические пластиковые колбы со сменными фильтрующими элементами из волокнистых синтетических материалов. Картриджи подбирают в зависимости от качества воды и требуемой степени ее очистки, меняя через несколько месяцев эксплуатации. Признанным лидером в этой технологии водоочистки является американская компания US FILTER (прежнее название АМЕТЕК).

 

Для очистки больших объемов  воды в коттеджах со всеми удобствами служат так называемые засыпные фильтры, которые представляют собой баки с сыпучими фильтрующими материалами. Их преимущество в том, что они могут не только улавливать большее количество примесей, но и, в отличие от картриджей и сетчатых фильтров, годами работать без замены, подвергаясь периодической регенерации (промывке) в автоматическом или полуавтоматическом режиме.

 

Фильтрующими материалами служат кварцевый песок или гранулированный  силикат алюминия. С их помощью  вода освобождается от механических частиц размером 20–40 мкм.

 

Механическая очистка- предварительный этап в переработке токсичной воды. Основная очистка от токсичности производиться на дальнейших физико-химических и биологических методах.