Фильтры напорные ФН

   Ключевой элемент установки – фильтр. В зависимости от типа загрязнения воды, предельных концентраций разных веществ могут использоваться различные типы и модификации фильтров: кварцевый песок, являющийся естественным фильтрующим материалом благодаря содержанию оксида кремния и особой зернистой структуре, каталитический материал для удаления железа и марганца PIROLOX, каталитическая загрузка для окисления соединений железа растворенным в воде кислородом BIRM и другие. Вода в исходном состоянии с помощью насоса поступает на верхнее распределительное устройство и сверху вниз проходит через фильтр. Отфильтрованная вода скапливается в нижнем распределительном устройстве и затем поступает в емкость для очищенной воды.

Корпус фильтров изготовлен чаще всего из стали, может быть дополнительно усилен за счет оцинковки или полимерного покрытия пищевого класса. Запорная арматура ( трубы, фитинги и т.д.), выполнены из полипропилена и нержавеющей стали. Одно из преимуществ фильтров ФН– автоматическая очистка фильтрующей загрузки путем интенсивной промывки от загрязнений напором воды.

Фильтры ФН могут использоваться в качестве самостоятельного устройства для очистки питьевой воды, однако могут также входить в состав комплексных очистных сооружений.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

 

Типовой ряд.

 Фильтры изготавливают следующих исполнений в соответствии с таблицей № 1.

 

Таблица 1.

Обозначение исполнения фильтра	Производительность, Q, м3/ч
ФН-400-АМ-ДМФ	1,3
ФН-450-АM-ДМФ	1,7
ФН-500-АМ-ДМФ	2,1
ФН-600-АМ-ДМФ	2,9
ФН-750-АМ-ДМФ	4,2
ФН-900-АМ-ДМФ	6,3
ФН-1000-АМ-ДМФ	7,5
ФН-1200-АМ-ДМФ	10,4
ФН-1500-АM-ДМФ	16,7
ФН-1800-АM-ДМФ	25
ФН-2000-АM-ДМФ	31,3
ФН-2200-АM-ДМФ	37,5
ФН-2400-АM-ДМФ	45,8
ФН-3000-АM-ДМФ	50

 

 Таблица 2. Основные технические характеристики

		Примечание
Рабочее давление, МПа	0,15-0,6	при необходимости могут быть изготовлены фильтры, рассчитанные на давление 1,0 МПа
Скорость фильтрации, м/ч	до 10-12 м/ч	в зависимости от состава исходной воды
Интенсивность промывки, л/с*м2	16-18 л/с*м	для кварцевого песка экв. Ø 1мм; для прочих фильтрующих загрузок в соответствии с ее паспортом
Количество чистой воды  на промывку, %	0,8 – 3,0 на одну ступень очистки	в зависимости от состава исходной воды
Гидравлические потери, МПа	не более 0,05	потери, вызванные конструкцией фильтра

                                   

         

Рис. №1

1.  Корпус фильтра с распределительными устройствами и фильтрующей загрузкой.

2.  Обвязка из полипропиленовых труб и фитингов, запорно-регулирующей арматуры.

Рисунок 1  . Общий вид фильтра

 

 

Технологическая схема станции очистки воды на базе напорных фильтров ФН включает в себя следующие основные элементы: корпус фильтра в сборе с распределительными устройствами и фильтрующей загрузкой, обвязку из полипропиленовых труб, фитингов и запорно-регулирующей арматуры, устройства предварительной обработки – компрессоры, аэраторы, аэраторы-дегазаторы, реагентные баки, станции дозирования реагентов, блоки автоматического управления..

Таблица 3.

Корпусы фильтров – вертикальные стальные резервуары, оснащенные лючками для замены фильтрующего материала и удобства монтажа дренажно-распределительной системы. Они могут быть: гальванически оцинкованные изнутри и снаружи с полимерным покрытием, внутренним  –  пищевого класса с внутренним и наружным полиэтиленовым покрытием	1                               2                         3
Дренажная распределительная система представляет собой трубчатый дренаж высокого сопротивления с центральной трубой и боковыми дренами со щелевыми колпачками, выполнена в соответствии с п.6.107 СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети  и сооружения».
Обвязка выполнена из полипропиленовых труб и фитингов. Запорно-регулирующая арматура – ведущих европейских компаний.
Устройства предварительной обработки – компрессоры, аэраторы, аэраторы-дегазаторы, реагентные баки, станции дозирования реагентов.
Щиты и блоки управления к станциям очистки с автоматическим управлением позволяют полностью автоматизировать работу станций.

 

 

ПРИНЦИП РАБОТЫ

 

В рабочем состоянии вода поступает из коллектора исходной воды на верхнее распределительное устройство, сверху вниз проходит через фильтрующую загрузку, очищенная от примесей фильтрованная вода собирается в нижнем распределительном устройстве и далее поступает в коллектор очищенной воды. По мере работы фильтра потери давления на фильтрующей загрузке возрастают и при достижении некоторого предельного значения, при котором качество фильтрата близко к ПДК, фильтр требует промывки от загрязнений.

Промывка фильтра осуществляется автоматически интенсивным обратным потоком очищенной воды из резервуаров чистой воды при переключении клапанов управления при помощи промывных насосов. При наличии водонапорной башни промывка осуществляется за счет гидростатического давления.  При достаточном для промывки количестве работающих фильтров промывка может осуществляться из коллектора чистой воды работающих фильтров

Фильтр в исполнении ФН-…..-АМ-ДМФ для обезжелезивания методом упрощенной аэрации с помощью подачи воздуха безмасляным компрессором непосредственно в подающий трубопровод в верхней точке трубопровода исходной воды оборудован автоматическим воздухоотводчиком для предохранения фильтра от избытка воздуха.

Регенерация фильтрующей загрузки в фильтрах напорных происходит автоматически в заданное время под управлением контроллера, либо по сигналу, соответствующему предельным потерям давления на фильтре. Процесс регенерации состоит из обратной промывки. Время начала  регенерации и ее продолжительность можно регулировать.

Фильтры можно эксплуатировать и в ручном режиме.

 

 

ФИЛЬТРУЮЩАЯ ЗАГРУЗКА

 

В зависимости от качества исходной воды применяется широкий ряд фильтрующих материалов как однородных, так и мультимедийных.

В таблицах, приведенных ниже, указаны основные свойства наиболее распространенных материалов, используемых в качестве фильтрующих сред.

 

 

ПЕСОК КВАРЦЕВЫЙ – природный материал, который характеризуется высоким содержанием оксида кремния и незначительным количеством растворимых соединений кальция, железа и марганца. Высокое качество этих материалов, их химичесике свойства, а также определенный гранулометрический состав удовлетворяют строгим требованиям для систем водоподготовки. Кварцевый песок – наиболее доступный и универсальный материал для решения задач по очистке воды от механических примесей и соединений железа. В сравнении с другими фильтрующими материалами он, несомненно, выигрывает в соотношении цена – качество. Высокая интенсивность отмывки 16-18 л/с*м2 способствует хорошему восстановлению фильтрующих свойств песка.

  

Физические свойства
Цвет	От прозрачного до светлокоричневого
Насыпная плотность, г/см3	1,6
Плотность, г/см3	2,65 – 2,75
Эффективный размер,	0,8 мм
Коэффициент неоднородности	1,6
Условия для применения
Диапазон рН	6,0 – 9,0
Высота фильтрующего слоя, мм	800 – 1000
Свободное надфильтровое пространство (минимальное)	30 % от фильтрующего слоя
Интенсивность обратной промывки, л/с*м2	16,0 – 18,0
Расширение фильтрующего слоя при обратной промывке минимальное	20 %
Средняя скорость фильтрования, м/ч	4 – 10

 

PIROLOX (AQUAMANDIX, CATALOX, ПИРОЛЮЗИТ, ДИОКСИД МАРГАНЦА) –  каталитический материал для удаления железа и марганца.  Pyrolox - 80 процентная руда марганца, сильнейший окислитель, способный удалять значительные количества железа. Каталитические материалы на основе диоксида марганца (Aquamandix, Pirolox и др.), как правило, применяются в сочетании с кварцевым песком (до 25%). Их применение сокращает сроки наладочных работ – не нужно время для создания каталитической пленки на зернах загрузки, а также способствуют окислению солей марганца.

 

Физические свойства
Цвет	Черный
Насыпная плотность, г/см3	2.0
Плотность, г/см3	3,8
Эффективный размер,	0,51 мм
Коэффициент неоднородности	1,7
Условия для применения
Диапазон рН	6,8 – 9,0
Высота фильтрующего слоя, мм	зависит от применения
Свободное надфильтровое пространство (минимальное)	40 % от фильтрующего слоя
Интенсивность обратной промывки, л/с*м2	17,0 – 20,5
Расширение фильтрующего слоя при обратной промывке	15 – 30 %
Средняя скорость фильтрования, м/ч	12

 

 

BIRM – каталитическая загрузка для окисления соединений железа растворенным в воде кислородом. Нерастворимые соединения железа, являющиеся результатом окисления, осаждаются в слое загрузки и могут быть легко отфильтрованы. Birm не расходуется в процессе удаления железа и является более экономичным по сравнению с другими загрузками. Физические свойства Birm обеспечивают качественную фильтрацию, и фильтр легко очищается от осажденных частиц путем обратной промывки. Birm может использоваться как в напорных, так и в безнапорных системах очистки воды.

 

Физические свойства
Цвет	Черный
Насыпная плотность, г/см3	1,44-1,63
Плотность, г/см3	2,0
Эффективный размер,	0,48 мм
Коэффициент неоднородности	2,7
Условия для применения
Щелочность должна быть более, чем	двукратная суммарная концентрация  хлоридов и сульфатов
Максимальная температура воды	38° С
Диапазон рН	6,8 – 9,0
Содержание растворенного кислорода не менее	15 % от суммарного содержания  железа и марганца
Высота фильтрующего слоя, мм	762 -915
Свободное надфильтровое пространство (минимальное)	50 % от фильтрующего слоя
Интенсивность обратной промывки, л/с*м2	6,79 – 8,15
Расширение фильтрующего слоя при обратной промывке, не менее	20 – 40 %
Средняя скорость фильтрования, м/ч	8,6 – 12,2
Ограничения к использованию
Концентрация свободного хлора, мг/л меньше	0,5
Присутствие сероводорода в исходной воде	- не допускается
Присутствие нефтепродуктов в исходной воде	- не допускается
Присутствие полифосфатов в исходной воде	- не допускается

 

 

MANGANESE GREENSAND – глауконитовый песок, обогащенный оксидами марганца, который способен удалять из воды железо, марганец и сероводород. Он окисляет и осаждает растворенное железо и марганец за счет контакта с высшими оксидами марганца на гранулах Manganese Greensand. Сероводород окисляется до серы. Осадок задерживается слоем фильтрующей загрузки и удаляется посредством обратной промывки. Для восстановления окислительной способности Manganese Greensand следует провести его регенерацию слабым раствором перманганата калия.

 

Физические свойства
Цвет	Черный
Насыпная плотность, г/см3	1,36
Плотность, г/см3	2,4 – 2,9
Эффективный размер,	0,3 – 0,35 мм
Коэффициент неоднородности	1,6
Условия для применения
Максимальная температура воды	26,7° С
Диапазон рН	6,8 – 9,0
Регенерация – на 1 л фильтрующей загрузки	1,5 – 2,0 г KMnO4
Высота фильтрующего слоя, мм	762
Свободное надфильтровое пространство (минимальное)	50 % от фильтрующего слоя
Интенсивность обратной промывки, л/с*м2	6,79 – 8,15
Расширение фильтрующего слоя при обратной промывке, не менее	40 %
Средняя скорость фильтрования, м/ч	8,6 – 12,2
Ограничения к использованию
Концентрация железа в исходной воде	до 15 мг/л
Концентрация сероводорода в исходной воде	до 5 мг/л

 

 MTM – гранулированная фильтрующая загрузка, обогащенная оксидом марганца. Используется для удаления железа, марганца и сероводорода из воды. Активная поверхность гранул МТМ окисляет и осаждает растворенное железо и марганец. Сероводород окисляется до серы. Осадок задерживается слоем фильтрующей загрузки и удаляется при обратной промывке. МТМ состоит из легких гранул с нанесенным на их поверхность оксидом марганца. Это покрытие обеспечивает контактную фильтрацию, где среда сама по себе обладает окислительным потенциалом. Это позволяет расширить границы применения фильтрующей загрузки по сравнению с другими наполнителями для удаления железа.

Физические свойства
Цвет	Темно-коричневый
Насыпная плотность, г/см3	0,72-0,8
Плотность, г/см3	2,0
Эффективный размер,	0,43 мм
Коэффициент неоднородности	2,0
Условия для применения
Максимальная температура воды	38° С
Диапазон рН	6,2 – 8,5
Регенерация – на 1 л фильтрующей загрузки	1,5 – 2,0 г KMnO4
Высота фильтрующего слоя, мм	610 -915
Свободное надфильтровое пространство (минимальное)	50 % от фильтрующего слоя
Интенсивность обратной промывки, л/с*м2	6,79 – 8,15
Расширение фильтрующего слоя при обратной промывке, не менее	20 – 40 %
Средняя скорость фильтрования, м/ч	5 – 12
Ограничения к использованию
Концентрация железа в исходной воде	до 15 мг/л
Концентрация марганца в исходной воде	до 5 мг/л
Концентрация сероводорода в исходной воде	до 2 мг/л
Присутствие нефтепродуктов в исходной воде	- не допускается
Присутствие полифосфатов в исходной воде	- не допускается
Водо-воздушная промывка	- не допускается

 

FILTER AG – безводный оксид кремния, используемый в качестве высокоэффективной фильтрующей загрузки для удаления взвешенных частиц.

Гранулы Filter-Ag со значительной поверхностью фильтрации позволяют добиться максимальной эффективности при удалении взвешенных частиц.

 

Физические свойства
Цвет	от белого до светло-серого
Насыпная плотность, г/см3	0,4
Плотность, г/см3	2,25
Эффективный размер,	0,67 мм
Коэффициент неоднородности	1,8
Твердость по шкале Моcса	6
Условия для применения
Максимальная температура воды	60° С
Диапазон рН	5,0 – 10,0
Высота фильтрующего слоя, мм	610 -915
Свободное надфильтровое пространство (минимальное)	50 % от фильтрующего слоя
Интенсивность обратной промывки, л/с*м2	5,4 – 6,8
Расширение фильтрующего слоя при обратной промывке, не менее	20 – 40 %
Средняя скорость фильтрования, м/ч	12
При запуске перед обратной промывкой выдержать под водой в течение 12 ч

 

 

АНТРАЦИТ – природный угольный фильтрующий материал, обладающий рядом преимуществ по сравнению с другими фильтрующими загрузками, которые обычно используются для удаления взвешенных частиц. Так, разнородность его состава позволяет взвешенным частицам приникать глубже в слой фильтрующей загрузки, что обеспечивает более длительную работу в режиме фильтрации и снижает потери напора. Скорость потока и расход воды для обратной промывки также снижаются.

Ввиду низкой плотности Антрацит часто используется в мультимедийных фильтрах. Легкие частицы Антрацита обеспечивают его расположение над более тяжелыми загрузками (например, кварцевым песком или марганцевым зеленым песком), обеспечивая тем самым предварительную фильтрацию

 

Физические свойства
Цвет	Черный
Насыпная плотность, г/см3	0,8
Плотность, г/см3	1,6
Эффективный размер: №1 №1,5 №2	0,6 – 0,8 мм 0,85 – 0,95 мм 1,7 – 2,0 мм
Коэффициент неоднородности	1,7
Твердость по шкале Мосса	3,0-3,8
Условия для применения
Высота фильтрующего слоя, мм	762 – 915 250 – 400 в многослойных  фильтрах
Свободное надфильтровое пространство (минимальное)	50 % от фильтрующего слоя
Интенсивность обратной промывки, л/с*м2 №1 №1,5 №2	8 – 12 12 – 17 использовать водовоздушную  промывку
Расширение фильтрующего слоя при обратной промывке, не менее	20 – 40 %
Средняя скорость фильтрования, м/ч	12

 

 

СОРБЕНТ АС – фильтрующая загрузка на основе алюмосиликата, производится с 1998 года. Является оптимальным, экономически эффективным решением для удаления широкого спектра загрязнений, включая: железо, стронций, ТЦМ, алюминий, нефтепродукты, фенол, фтор и др. «Сорбент АС» рекомендован для применения, как в напорных, так и в безнапорных системах, в качестве основного или многослойного элемента слоя загрузки.

 

Физические свойства
Цвет	Светло-коричневый
Насыпная плотность, г/см3	0,67 – 0,72
Плотность, г/см3	1,35 – 1,45
Эффективный размер	0,7 – 1,5 мм (под заказ фракции 0,315 – 0,7;  0,5 – 1,0; 1,0 – 2,0; 1,5 – 3,0 мм)
Коэффициент неоднородности	1,4 – 1,6
Условия для применения
Высота фильтрующего слоя, мм	800 – 1200
Свободное надфильтровое пространство (минимальное)	50 % от фильтрующего слоя
Интенсивность обратной промывки, л/с*м2	8 – 10
Расширение фильтрующего слоя при обратной промывке, не менее	30 – 35 %
Средняя скорость фильтрования, м/ч	10
При запуске перед обратной промывкой выдержать под водой в течение 12 – 24 ч

 

ДРЕНАЖНАЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

 

Является одним из основных конструктивных элементов напорного фильтра. От ее правильной работы – равномерности потока при фильтрации и при промывке фильтра, зависит качество очистки воды, длительность фильтроцикла, отмывка фильтрующей загрузки, надежность работы фильтра в целом.

Так же готовы предложить Вашему вниманию дренажные распределительные системы, которые представляют собой трубчатый дренаж высокого сопротивления с центральной трубой и боковыми дренами со щелевыми колпачками, выполненные в соответствии с п.6.107 СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети  и сооружения».

 

Рис. №2  Трубчатый дренаж высокого сопротивления с центральной трубой и боковыми дренами со щелевыми колпачками.

 

Дренажные системы типа «звезда» имеют очень большую неравномерность в распределении потока и могут применяться в напорных фильтрах умягчения, либо в фильтрах обезжелезивания с «легкой» загрузкой (типа Birm, Filter AG,  Сорбент АС) диаметром до 600 мм. В более габаритных фильтрах применение таких дренажей недопустимо.

Схемы монтажа оборудования: