Институт Государственного управления, Главный редактор - д.э.н., профессор К.А. Кирсанов права и инновационных технологий (ИГУПИТ) тел. для справок: +7 (925) 853-04-57 (с 11⁰⁰ - до 18⁰⁰)

Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» №3 2013 Опубликовать статью в журнале - http://publ.naukovedenie.ru

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

http://naukovedenie.ru 05ТРГСУ313

Институт Государственного управления, Главный редактор - д.э.н., профессор К.А. Кирсанов права и инновационных технологий (ИГУПИТ) тел. для справок: +7 (925) 853-04-57 (с 11⁰⁰ - до 18⁰⁰)

Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» №3 2013 Опубликовать статью в журнале - http://publ.naukovedenie.ru

1

http://naukovedenie.ru 05ТРГСУ313

Ростовский государственный строительный университет

Кафедра водоснабжения и водоотведения

Исследования фильтрующего зернистого материала в фильтрах Эшкаконского водопровода

кандидат технических наук, доцент

Алешин Александр Викторович

магистрант Середа Евгения Андреевна

Аннотация

Представлены экспериментальные данные и дано теоретическое обоснование процесса осветления воды Эшкаконского водохранилища с использованием различных фильтрующих загрузок. Сделан вывод о высокой эффективности применения местных фильтрующих материалов: дробленого гранита и отходов фарфора

Ключевые слова: Очистка природных вод, фильтрующий материал, фильтроцикл, скорость фильтрования, грязеемкость.

Abstract

The experimental data and a theoretical rationale to the process water clarification Eshkakonskogo reservoir using different filter media. It is concluded that the high efficiency of local filtering materials: crushed granite and porcelain waste

Keywords: Natural water purification, filter material, filter cycle, the rate of filtration and dirt-holding capacity.

Зернистая фильтрующая загрузка на водоочистных фильтрах является одним из важных рабочих элементов при конечной очистке природных вод.

В настоящее время в системе водоснабжения РФ используются десятки различных фильтрующих материалов. Поэтому при наличии на местах нескольких видов таких материалов их выбор производится на основе технико-экономических расчетов. При этом принимаются во внимание такие факторы, как возможность повышения производительности, действующей в фильтровальных сооружениях, сокращение расходов воды на собственные нужды очистной станции и затрат на транспортные расходы по доставке фильтрующего материала, а также долговечность и фильтрационная способность материалов [1,2].

В течение многих лет применяются сегодня такие зернистые материалы как кварцевый песок, дробленый керамзит, полистирол, антрацит, шунгизит, горные породы - все они прошли длительную лабораторную и технологическую проверку.

За последние 10-15 лет появилось большое количество разнообразных зернистых фильтрующих материалов. Они представляют собой отходы горно-обогатительных фабрик, строительных материалов, шлаки металлургических комбинатов и разработок горных пород, прошедшие соответствующие испытания [3,4].

Нами на Эшкаконском водопроводе проводились исследования местных фильтрующих материалов - это отходы фарфора от фабрики «Феникс» в г. Кисловодск и гранита в районе очистных сооружений Эшкаконского водопровода на территории Карачаево - Черкесской республики.

Опыты проводились с осветленной водой после горизонтальных отстойников очистной станции на специальной установке (рис.1), состоящей из четырех колонок диаметром 150 мм и высотой 3,5 м, загруженных разными фильтрующими материалами: кварцевым песком, керамзитом, гранитом и отходами фарфора. Полученные опытные данные выявили скорости фильтрования, кинетику осветления, прирост потерь напора и фильтроциклы в вышеперечисленных фильтрующих материалах. Работа слоя загрузки продолжалась пока относительная концентрация суспензии не достигала значения С/С₀.

Реальная взвесь, содержащаяся в фильтруемой воде, всегда состоит из частиц различного размера, и физико-химические свойства частиц, включая их способность к прилипанию, также неодинаковы. Нами проведены исследования на опытной установке (рис.1) с определением показателей при фильтровании низкотемпературной воды Эшкаконского водохранилища (табл. 1).

Рис. 1. Экспериментальная установка фильтров с различными загрузками

Для учета структурных особенностей фильтрующей среды, на основании опытных данных таблицы 1 производим связь параметров b, a/b и A для различных фильтрующих материалов.

Таблица 1. Показатели работы опытной фильтровальной установки при загрузке из различных фильтрующих материалов

Полученные зависимости дают возможность сократить объем фильтрационных анализов, также на их основе представляется возможным использовать накопленные ранее результаты фильтрационных анализов, проведенных с кварцевым песком, при применении других материалов.

На рис. 2 приведены графики прироста потери напора по высоте загрузки. Качество фильтрата на протяжение опытов оставалось постоянным при исходной концентрации С₀ - 10 мг/л.

гранит фарфор фильтр водохранилище

Рис. 2. Прирост потери напора по высоте загрузки: 1 - кварцевый песок; 2 - гранит; 3 - фарфор; 4 - керамзит

Из графика видно, что потери напора в кварцевом песке больше, чем в граните, фарфоре и керамзите, поэтому и фильтроцикл в кварцевом песке ниже, чем в вышеперечисленных фильтрующих материалах (табл.1).

Любой фильтр с зернистой загрузкой всегда имеет неоднородный фильтрующий материал. Однако если фракции неоднородной загрузки равномерно перемешаны по всему объему, то поведение такой загрузки совершенно ничем не отличается от поведения однородной.

В таблице 2 приведены данные производственных исследований. Из таблицы 2 и рис. 3 видно, что применение местных материалов дробленого гранита или фарфора в качестве фильтрующих материалов вместо кварцевого песка, позволяет увеличить производительность существующих очистных сооружений водопровода 1,5-2,0 раза при сохранении высокого качества очистки, при этом упрощается при необходимости обеспечение вновь построенных и действующих сооружений фильтрующей загрузкой.

Таблица 2. Показатели параллельной работы скорых фильтров с различной загрузкой

Рис. 3. Величина грязеемкости при максимальных фильтроциклах: 1 - кварцевый песок; 2 - керамзит; 3 - фарфор; 4 - гранит.

Выводы

1. Экспериментально и теоретически обоснована кинетика процесса осветления воды при ее фильтровании на различных фильтрующих материалах: кварцевый песок, керамзит, фарфор и гранит;

2. Выполнены исследования на опытной полупроизводственной установке на осветленной низкотемпературной воде Эшкаконского водопровода и проведено сравнение четырех фильтрующих материалов: кварцевого песка, дробленого керамзита, гранита и отходов фарфора;

3. Опыты показали, что применение местных фильтрующих зернистых материалов: дробленого гранита и отходов фарфора вместо кварцевого песка, позволяет увеличить производительность действующих фильтров в 1,5 - 2,0 раза при сохранении высокого качества очистки и экономии эксплуатационных затрат;

4. Ранее полученные результаты исследований с кварцевым песком после проведения нами технологического моделирования позволяют сократить объем фильтрационных анализов и расчетов при применении других фильтрующих зернистых материалов.

Литература

1. Журба М.Г. Очистка воды на зернистых фильтрах. - Львов: Вица школа, 1980, 220 с.;

2. Мартенсен В.Н. Дробленый керамзит - новый фильтрующий материал для водоочистных фильтров - Куйбышев.:КИСИ,1976,168 с.;

3. Петросян Г.Г. Фильтрующие элементы для очистки вод на базе туфов Армении // Материалы междунар. научн. - практич. конференции «Строительство - 2012», РостовнаДону.:РГСУ,2012;

4. Турянский И.П., Сапрыкин Д.В. Исследование эффективности очистки питьевой воды // Материалы междунар. научн. - практ. Конференции «Строительство - 2008», Ростовна-Дону:РГСУ,2008.

Размещено на Allbest.ru