Очистка сточных вод фильтрованием

Очистка стоков от мелких твердых частиц (< 0,1 мкм) с получением более концентрированного твердого осадка производится с помощью фильтров. Известны фильтры с различным конструктивным оформлением, отличающиеся условиями их обслуживания.

Процессы фильтрования и фильтры для очистки воды классифицируют по ряду признаков.

• 1. По характеру процесса с образованием осадка и без него (с закупориванием пор или без осадка). Целью первого процесса является получение товарного продукта в виде осадка, а второго — фильтрата. В первом случае содержание твердого в исходной суспензии обычно не менее 50,0% (объемных), а во втором — не более 0,1 —1,0%. В каналах осадка преимущественно задерживаются твердые частицы более 1—2 мкм. Частицы менее 1 мкм можно отделить только фильтрованием с закупориванием пор или ультрафильтрованием. При обогащении полезных ископаемых в химической промышленности, металлургии имеет место фильтрация с образованием осадка, так как даже в случае осветления оборотных вод чаще всего получаются осадки. На практике часто оба вида фильтрования протекают одновременно. Однако преимущественно в каждом конкретном случае наблюдается либо первый, либо второй вид. Смена типов фильтрования может происходить во времени.
• 2. По способу создания разности давлений — под вакуумом или под избыточным давлением. Отделение жидкости производится за счет собственного веса (дренирование) и за счет центробежных сил (центробежное фильтрование).
• 3. По взаимному направлению действия силы тяжести и движения фильтрата в фильтрах (рис. 11.11).
• 4. По свойствам осадка. Накапливающийся в фильтре осадок может быть как сжимаемым, так и почти несжимаемым. Под несжимаемыми понимают такие осадки, в которых пористость в, т. е. отношение объема пор (V,) к объему осадка

Рис. 11.11. Взаимные направления действия силы тяжести и движения фильтрата в фильтрах:

а — направления совпадают; б — направления противоположны; в — направления перпендикулярны; сплошные стрелки — направление действия силы тяжести; пунктирные стрелки — направление движения фильтрата; 1 — фильтровальная перегородка; 2 — осадок; 3 — суспензия; 4 — фильтрат;

• 5 — чистая жидкость
• (Vqc) не уменьшается при увеличении разности давлений. Пористость сжимаемых осадков уменьшается, а их гидравлическое сопротивление потоку жидкой фазы возрастает с увеличением давления. К числу практически несжимаемых можно отнести осадки, состоящие из относительно крупных кристаллических частиц — более 70—100 мкм, к сильно сжимаемым относятся аморфные осадки гидроокисей металлов, а также осадки, состоящие из легкодеформируемых агрегатов, которые образуются из первичных мелких частиц. По этой причине флокулированные пульпы не всегда быстрее обезвоживаются при фильтровании, и, вероятно, необходимо в ряде случаев уменьшать давление.
• 5. Фильтрация с применением вспомогательного вещества, которое препятствует проникновению твердых частиц в поры фильтровальной перегородки.

В качестве вспомогательных веществ используют доломит, перлит, асбест, целлюлозу, активированный уголь, древесную муку. Слой вспомогательного вещества наносят на фильтровальную перегородку толщиной не более 50 мм или добавляют в суспензию в количестве не более 1% веса суспензии. При непрерывном съеме осадка срезается небольшой слой (около 0,1 мм) вспомогательного вещества, и поэтому процесс идет как бы с самоочищающейся разделительной перегородкой. Добавление вспомогательного вещества к разделяемой суспензии способствует повышению ее концентрации и переходу от процесса с закупориванием пор к процессу с образованием осадка. Предполагается, что образуются сводники над входами в поры фильтровальной перегородки, что предотвращает их закупоривание. В производственных условиях под фильтрованием понимают не только операцию разделения суспензии на фильтрат и осадок, но и последующие операции промывки, продувки и сушки осадка на фильтре. Все эти операции и процесс загрузки и снятия осадка называют вспомогательными.