Промышленные песчаные фильтры: устройство и принцип работы

Фильтрация воды для питьевых и технических целей - не единственная сфера использования песчаных засыпок. Технология водоочистки в фильтрах с песочной засыпкой повторяет природный механизм, когда вода с поверхности просачивается сквозь слой песка и очищается от значительной части вредных примесей.

В природе фильтрация воды через песок в одних случаях очищает подземный источник от нежелательных включений, улучшает органолептические свойства, в других - приводит к загрязнению жидкости содержащимися в пласте примесями. Результат зависит от условий формирования естественного песчаного фильтра, гранулометрических характеристик, наличия глинистых и органических частиц.

Рассмотрим подробнее устройство и принцип работы промышленных песчаных фильтров, их применение и особенности.

Устройство песчаного фильтра

Песчаный фильтр - это оборудование, предназначенное для удаления механических примесей из воды при помощи слоя фильтрующего материала, основным из которых является кварцевый песок. Основное назначение песочного фильтра - это предварительная механическая очистка воды от взвешенных частиц, ржавчины, песка, ила и других загрязнений.

Основные компоненты промышленного песчаного фильтра:

• Корпус - это основа всей конструкции, внутри которой размещаются остальные узлы.
• Фильтрующая загрузка (песок) - основной рабочий слой фильтра.
• Система распределения воды - обеспечивает равномерный приток воды к фильтрующей загрузке.
• Механизм обратной промывки и сливная арматура - предназначены для удаления загрязнений, накапливающихся в загрузке.
• Клапаны и регулирующая арматура - служат для переключения режимов работы фильтра: фильтрации, промывки, ожидания.

Все эти компоненты работают совместно, обеспечивая высокую эффективность очистки воды.

Принцип работы песчаного фильтра

Вода подается насосом и при избыточном давлении проходит через песчаную засыпку крупностью 0,4-0,8 мм. Вода поступает в фильтр с помощью насоса и равномерно распределяется по поверхности загрузки. Проходя через слой песка (или других видов фильтрующих материалов), она очищается от механических загрязнений. Чистая вода затем отводится через дренажную систему.

По мере загрязнения слоя включается режим обратной промывки, в ходе которого поток воды направляется снизу вверх, взрыхляя и вымывая накопившиеся загрязнения. Регенерация засыпки осуществляется путем обратной промывки фильтра с последующим сбросом загрязнений в канализационную сеть.

Для повышения эффективности работы используют фильтры с послойной засыпкой из фракций разной зернистости. Регенерация выполняется значительно быстрее при использовании легких искусственных материалов, для взрыхления которых необходимо меньшее давление.

Принцип работы и устройство песчаного фильтра для воды

Регенерация фильтра

Регенерация выполняется не реже, чем через 7-10 дней. Не менее важны своевременная регенерация, а также замена кварцевого песка. Для круглогодично используемых бассейнов замену производят раз в пару лет, для сезонных - спустя 3-4 года.

Преимущества и недостатки песчаных фильтров

Фильтрующие системы с песчаной засыпкой - одни из самых простых и неприхотливых в обслуживании, не требующие значительных вложений. Промышленный песочный фильтр - это надежный инструмент для механической очистки воды. Благодаря простоте конструкции, высокой эффективности и долговечности, такие фильтры находят применение в самых разных областях.

Преимущества:

• Простота конструкции и обслуживания
• Высокая эффективность удаления механических примесей
• Долговечность
• Относительно низкая стоимость

Недостатки:

• Необходимость регулярной обратной промывки
• Не удаляет растворенные загрязнения
• Требует замены фильтрующего материала

Сферы применения

Песчаные фильтры широко используются в различных отраслях:

• Водоподготовка для питьевого водоснабжения: предварительная очистка воды от взвешенных частиц.
• Очистка сточных вод: удаление механических загрязнений перед биологической очисткой.
• Подготовка воды для бассейнов: поддержание чистоты воды и удаление взвешенных частиц. Песчаные фильтры для частного дома - оптимальный вариант водоочистки на участке с бассейном. С учетом этих параметров определяют производительность оборудования и режим фильтрации.
• Сельское хозяйство: очистка воды для систем капельного орошения. Одним из видов фильтрационного оборудования является песчано-гравийный фильтр. Один из ключевых компонентов системы капельного орошения - это фильтростанция. Ее работа обеспечивает очистку воды, долговечность и бесперебойную работу всей системы.

В качестве источника воды для полива в основном используют открытые водоемы. В такой воде содержится много различных частиц - органического и неорганического происхождения. По трубопроводу уже очищенная вода проходит дальше и подается по капельницам к растениям.

Песчано-гравийные фильтры для капельного орошения

Песчано-гравийные фильтры могут быть оснащены функцией автоматической промывки. Манометр измеряет перепад давлений и передает сигнал контроллеру. Достижение заданного перепада давления (как правило 0,5 бар) между входным и выходным давлением в системе. Тогда включается режим внеочередной промывки.

Промывка осуществляется путем подачи обратного потока чистой воды. Для более качественной промывки рекомендуется соблюдать рабочее давление 4-6 бар. Промывка фильтров позволяет избежать ошибок операторов, которые могут привести к прекращению полива из-за блокировки фильтра.

Если качество отфильтрованной воды значительно снизилось и промывки не помогают, необходимо сменить фильтрующий наполнитель. Для этого необходимо закрыть отсекающие краны на входе и выходе фильтрационной системы, затем слить воду из фильтров, открыть верхние отверстия через которые осуществляют засыпку наполнителя. После этого аккуратно открыть боковое отверстие одного из фильтров, вынуть весь наполнитель, промыть бочку чистой водой, проверить стенки и дно на наличие повреждений.

Основные компоненты песчано-гравийного фильтра:

• Форсунки. Располагаются в нижней части конструкции. Имеют ячейку с сечением, меньшим чем размер частиц у фильтрующей смеси.
• Манометры.
• Воздушные клапаны.

Вода под давлением поступает в верхний слой фильтра и минует все последующие фильтрующие слои очищаясь от загрязняющих элементов.

Мешочные фильтры

Мешочный фильтр для воды - это не просто «грязевик», а фундаментальный элемент в системах промышленной и бытовой водоподготовки. Его задача - механическая очистка воды от взвешенных частиц: песка, ила, ржавчины, окалины и прочих примесей. Если говорить техническим языком, то мешочный фильтр для очистки воды - это аппарат напорного типа, предназначенный для удаления из жидкости твердых нерастворимых частиц.

Прежде чем купить систему водоподготовки, необходимо разобраться - а как её защитить от механических загрязнений и продлить срок службы ключевых узлов. Несмотря на кажущуюся простоту, эффективность фильтра зависит от качества каждого его компонента.

Основные компоненты мешочного фильтра:

• Материалы: в промышленности стандартом де-факто является нержавеющая сталь (марки AISI 304 или AISI 316L для агрессивных сред), обеспечивающая долговечность и гигиеничность.
• Конструктивные особенности: корпус представляет собой вертикальный цилиндр с боковым входным и нижним (или боковым) выходным патрубком. Сверху он герметично закрывается крышкой при помощи откидных болтов или быстросъемного хомута, что обеспечивает удобство при замене фильтрующего элемента. Крышка часто оснащается портами для установки манометров и клапаном для сброса воздуха.
• Фильтрующий элемент (мешок): это и есть тот самый сменный элемент, который непосредственно выполняет всю работу по фильтрации. Наиболее распространенный и экономичный вариант. Отличная химическая стойкость к кислотам и щелочам. Обладает более высокой термостойкостью по сравнению с полипропиленом. Представляет собой сетку из моноволокна с очень точным размером ячеек. Идеален для случаев, когда требуется калиброванная фильтрация.

Принцип работы мешочного фильтра: Фильтрация: вода поступает внутрь фильтр-мешка, который поддерживается перфорированной корзиной. Проходя через поры материала мешка, вода очищается от механических примесей.

Ключевым индикатором необходимости замены фильтрующего элемента является перепад давления между входом и выходом фильтра. Для его контроля на крышке корпуса устанавливаются два манометра.

Критерии выбора мешочного фильтра

Правильный подбор оборудования - залог его эффективной и долговечной работы.

• Производительность (м³/ч): должна соответствовать пиковому расходу воды в вашей системе.

Другие типы фильтров грубой очистки

Если система водоснабжения не предоставляет воду необходимого качества, то первый этап для промышленного предприятия - это установка комплексной системы водоподготовки. Первым и основным методом служит механическая фильтрация воды. Механический метод представляет собой использование фильтров грубой очистки.

Сетчатый фильтр грубой очистки

Сетчатый фильтр грубой очистки - один из самых простых в конструкции и эксплуатации. Цилиндрическая сетка собирает и блокирует движение крупных частиц при подаче потока воды в трубе. В этом случае промывка корпус-колбы изнутри осуществляется с помощью вращающихся щеток или форсунок. Промывка цилиндрической сетки осуществляется изнутри. При перепаде давления в фильтре, автоматика открывает сбросной клапан.

Рисунок 1. Сетчатый фильтр грубой очистки

Дисковый фильтр грубой очистки

Дисковый фильтр грубой очистки предназначен для фильтрации больших объемов жидкости при сравнительно компактном размере. Дисковый фильтр грубой очистки, по принципу действия, схож с сетчатым - фильтрация жидкости также происходит через фильтр-барьер. Диск состоит из легких полимерных материалов не подверженных износу, ржавчине и коррозии.

Рисунок 2. Дисковый фильтр грубой очистки

Гидроциклон напорный

Гидроциклон напорный отлично подходит для предварительной грубой очистки жидкости со способностью отсеивать частицы до 50 микрон. Такая очистка уступает сетчатым и дисковым фильтрам. К гидроциклонам относят все виды песколовок, а также циклоны бывают безнапорные для отделения нефтепродуктов на поверхности воды.

Рисунок 3. Гидроциклон напорный