Фильтрующие материалы

При выборе фильтрующего материала исходят из его стоимости и возможности получения в районе строительства данной фильтрованной станции, при условии соответствия выбранного материала техническим требованиям, к которым относятся:

1. Надлежащий фракционный состав загрузки;

2. Надлежащая степень однородности размеров ее зерен;

3. Механическая прочность зерен загрузки;

4. Химическая стойкость зерен по отношению к фильтруемой воде.

Персональным требованиям в той или иной степени отвечают материалы: кварцевый песок речной или карьерный, дробленый антрацит, дробленый мрамор, иногда дробленый доломит и керамзит.

Применение фильтрующего материала более крупного, чем это предусмотрено проектом, проводимых снижению качества осветленной воды. Применение более мелкого фильтрующего материала приводит к уменьшению межпромывочного периода работы фильтров, перерасходу промывкой воды их удорожанию эксплуатационной стоимости очистки воды.

применение фильтрующего материала, степень неоднородности которого по величине зерен превосходит допустимые пределы, ухудшает условия его промывки (вынос частиц).

Вследствие гидравлической сортировки песка при промывке наиболее мелкие фракции (при большой неоднородности) оказываются сконцентрированными у поверхности фильтрующего слоя, что ухудшает условия фильтрования.

Крупность и однородность фильтрующего материала определяют ситовым анализом на ряде калиброванных сит.

Из данной партии фильтрующего материала отбирают среднюю пробу в количестве 300 г и высушивают ее до постоянного веса при температуре 105°. Из этого количества высушенного материала берут навесу 200 г (взвешенную с точностью до 0,01 г) и рассеивают на наборе калиброванных сит. Остатки на ситах взвешивают и записывают в таблицу, по данным которой строят график.

Колибрсита мм	осталось на сите: прошло через сито
		%		%
0.25		9.0		0.5
0.41		6.0		9.5
0.56		35.5		14.5
0.68		30.0		64.5
0.80		9.0		78.5
0.81		5.5		87.0
1.1		3.0		93.5
1.2		1.0		99.0

По данным таблицы и графика определяют основные показатели фильтрирующей загрузки:

а) эквивалентный диаметр,

б) параметры, определяющие коэффициент неоднородности для фильтрующей загрузки, а именно - 10%-ный калибр зерна, равный такому калибру сита, через которое прошло 10% (по весу) просеиваемого материала и 80% калибр сита через которое прошло 80% зерен (по весу).

Эквивалентный диаметр d_экв определяется по формуле:

где Pi - процентное содержание фракций со средним диаметром зерен d_к, или, иначе говоря, количество просеиваемых зерен в % оставшиеся на сите калибром d_к

в нашем случае

Коэффициент неоднородности фильтрующего материала представляет собой отношение 80%-го калибра материала к его 10%-му калибру

Важным показателем фильтрующего материала механическая прочность.

Если материал не прочен, то время промывки происходит истирание и измельчение. Следствием чего является:

а) повышение гидравлического сопротивления загрузки, что сокращает фильтроцикл и уменьшает производительность;

б) вынос измельченных зерен.

Механическую прочность оценивают двумя показателями:- истераемостыо (вследствие трения зерен друг о друга) и измельчаемостыо (вследствие растрескивания зерен)

Для оценки этих показателей 100 г фильтрующего материала, прошедшего через сито с отверстиями в 1 мм и оставшегося на сите с отверстиями 0,5 мм, помещают в банку с 150 мг воды и встряхивают в течение 24 часов на лабораторной машине для встряхивания.

Процент истераемости материала определяют весом его частиц, прошедших после 24 часов встряхивания через сито с отверстиями 0,25 мм.

Процент измельчаемости материала определяется весом его частиц, прошедших после такого же встряхивания через сито с отверстиями 0,5 мм и оставшихся на сите с отверстиями 0,25 мм.

Удовлетворительный с точки зрения механической прочности фильтрующий материал должен иметь процент измельчаемое™ на более 4 и процент истираемоти не более 0,5.

Стойкость фильтрующего материала по отношению к фильтруемой воде. Это требование сводится к тому, чтобы фильтруемая вода не обогащалась веществами, вредным для здоровья людей или для технологии того производства, где она используется.

Для оценки химической стойкости загрузки в три колбы помещают по 10 г. испытуемого материала, предварительно отмытого от загрязнения и просушенного при 60°. В каждую колбу наливают по 500 мл дистиллированной воды.

Далее в одну колбу добавляют 250 мг хлорированного натрия (нейтральная среда) в другую 100 мг соляной кислоты удельного веса 1,19 (кислая среда) и в третью 100 мг едкого натрия (щелочная среда).

Содержимое колб взбалтывают через каждые четыре часа и после 24 часов контакта фильтрующего материала со средой отфильтровывают. В полученном фильтрате из каждой колбы определяют растворенный остаток окисляемости и концентрацию кремневой кислоты. Это же определение производят в аналогичных средах, но без фильтрующего материала.

Удовлетворительный по химической стойкости материал должен давать следующие величины прироста: растворенного остатка - не свыше 200 мг/л, окисляемости - 10 мг/л и кремнекислоты -10 мг/л.