Фильтры с плавающей загрузкой и фильтры непрерывного действия
Загрузка механического фильтра очистки воды должна удовлетворять многим требованиям. Наиболее важны ее гидравлические характеристики. Они определяются плотностью частиц, их размерами и формой, фракционным составом.
Слой мелких частиц имеет большую удельную поверхность и малые размеры поровых каналов. Поэтому он хорошо удаляет загрязнения воды, но оказывает большое сопротивление при фильтрации и быстро забивается взвесями. Поскольку скорость псевдоожижения мелких частиц незначительна и близка к скоростям задержанных тяжелых частиц или их слипшихся конгломератов, то при взрыхлении оказывается невозможно удалить последние из загрузки.
Слой из крупных частиц, имеющий крупные поровые каналы, имеет низкую эффективность, но большую грязеемкость. Кроме этого, чем тяжелее и крупнее частицы, тем большая скорость и, в результате, больший расход воды требуется для их отмывки (взрыхления, псевдоожижения). При этом легкие загрузки с низкой скоростью псевдоожижения не могут быть хорошо отмыты от задержанных крупных тяжелых взвесей.
Кроме того, загрузки должны быть прочными, не измельчающимися при фильтрации и взрыхлении, не растворяющимися в воде и не выделяющими в нее загрязнения и т. п., а также дешевыми. Если загрузка имеет широкий гранулометрический состав, то при регенерации верхние мелкие частицы могут уже уноситься из фильтра, в то время как нижние крупные частицы еще не начинают псевдоожижаться. Поэтому выбор загрузок и их фракционного состава является компромиссным решением.
Традиционными загрузками механических фильтров очистки воды и фильтров обезжелезивания воды являлись кварцевый песок и дробленый антрацит.
В последние годы отечественная промышленность обеспечила выпуск таких традиционных загрузок, но значительно более высокого качества, например, кварцевый песок (Гора Хрустальная), керамзитовый гравий различных фракций, и новых видов – гидроантрацит, фильтрантрацит, стеклощебень, горелые породы, цеолиты, со значительно лучшими характеристиками, чем ранее применявшиеся загрузки. Например, гидроантрацит типа Пуролат имеет более высокую пористость по сравнению с обычными антрацитами, минимальное количество мелких фракций, выпускается с различным гранулометрическим составом (0,5–1,2; 0,6–1,2; 0,6–1,6; 0,6–1,8; 0,8–2,0; 1–3 мм), что позволяет создавать многослойные фильтры очистки воды. В результате повышается эффективность работы фильтра – выше грязеемкость, более продолжительный фильтроцикл, меньший расход воды на регенерацию. Аналогичные материалы предлагают и многие зарубежные фирмы. Кроме того, в их ассортименте имеются и другие материалы, такие как Filter - Ag ( FAG ), представляющий безводный оксид кремния с большой поверхностью, цеолиты клиноптилолитного типа, гранитная крошка, гарнет и т. п. Их основное преимущество – высокая стабильность показателей, возможность выбора заданного достаточно узкого фракционного состава и удобная упаковка. Отсортированного окатанного гравия, необходимого для малога баритных фильтров, наши предприятия пока не производят. Поставка загрузок производится в мешках по 25, 28, 50 кг или в контейнерах по 1 м3.