Фильтры непрерывного действия

Ступени обработки воды

Обрабатываемая вода на водоподготовительных уста­новках проходит последовательно несколько фильтров разного назначения. Различают фильтры первой, второй и третьей ступеней. Катионитные фильтры первой ступе­ни (H₁, Na₁) являются первыми, на которые подается обрабатываемая вода после осветлительных фильтров, они имеют большую высоту и более высокий слой катионита (2—2,5 м). Катионитные фильтры второй ступени и анионитные фильтры имеют слой ионита 1,5 м.

Фильтры второй ступени (Н₂, Na₂, A₂) удаляют из воды ионы, оставшиеся после фильтров первой ступени. Если требования к качеству обработанной воды весьма высоки, ставятся фильтры третьей ступени (Н₃, А₃) или фильтры смешанного дей­ствия (ФСД). Фильтры третьей ступени или ФСД уда­ляют остатки ионов. Для того чтобы фильтры второй и третьей ступеней успешно выполняли свои функции, они должны глубоко регенерироваться, работать в области малых ионных нагрузок и полностью не истощаться.

Многопоточные фильтры

Многопоточный фильтр (рисунок 9, а) отличается от обычного (однопоточного) тем, что он не имеет водяной подушки, которая заполняется фильтрующим материа­лом. Внутри многопоточного фильтра концентрически по оси распо­ложены два главных коллектора: подающий исходную воду 1 и отводящий обработанную 2. По высоте слоя на равных расстояниях друг от друга горизонтально рас­положены сборно-распределительные устройства, из ко­торых нечетные подают, а четные отводят из фильтра воду. Ввиду этого верхнее и нижнее распределительные устройства имеют в два раза меньшую нагрузку, чем средние. Такое устройство фильтра позволяет организо­вать в общем слое материала несколько отдельных по­токов обрабатываемой воды.

Регенерация фильтрующего материала производится в специальном выносном регенераторе.

Многокамерные фильтры

В многокамерном фильтре (рисунок 9, б) его объем по высоте делится сплошными металлическими перего­родками 4 на отдельные камеры, каждая из которых представляет собой обычный однопоточный фильтр с во­дяной подушкой. Ввиду этого при одной и той же вы­соте корпуса фильтра число размещаемых в нем камер будет меньше числа потоков и, следовательно, произво­дительность его будет меньше многопоточного. Однако он не нуждается в выносном регенераторе.

Радиальные фильтры

В радиальном фильтре (рисунок 9, в) по вертикаль­ной оси фильтра располагается труба 5, несущая на себе сборно-распределяющее устройство. Такое же устройство располагается и на цилиндре фильтра 6. В кольцевое пространство между корпусом фильтра и трубой 5 загружается фильтрующий материал. Обрабатываемая вода 1 посту­пает в радиальном направлении снаружи внутрь филь­тра (или наоборот) и по трубе 5 отводится в сеть 2. Для надежной работы этих фильтров, требуется, однако, подавать в фильтр обработанную воду для зажатия

Фильтры непрерывного действия

Ионитный фильтр непре­рывного действия (ИФНД), рисунок 10, состоит из несколь­ких отдельных аппаратов, предназначенных для вы­полнения в схеме отдель­ных функций (регенерация, отмывка, ионированние и др.), которые частично или полностью объединены в одном аппарате.

Рисунок 10 – Катионитный фильтр непрерывного действия.

В фильтре имеется две колонны: основная 1 и вспомогательная 6. В колонне 1 распределительными устройствами 2 обособлены четыре зоны—обработки (например, умягчения) воды А, отмывки ионита от про­дуктов регенерации Б, регенерации В и перегрузки Г.

Колонна 6 предназначена для отмывки ионита от мелочи и загрязнений. Помимо колонн в схему установки входит реагентное хозяйство, насосы и трубопроводы. Каждый ИФНД представляет собой автономный агрегат высокой производительности.

Противоточные фильтры

Рисунок 11 – Схемы противоточных катионитных фильтров

На рисунке 11 приведено несколько схем противоточных фильтров. В схеме на рисунке 8, а слой ионита ока­зывается гидравлически зажатым, так как поток рас­твора реагента, направляемый снизу вверх, выходит из фильтра через среднее распределительное устройство 1, погруженное на 200–400 мм в слой ионита, который не может расширяться, поскольку нет протока через во­дяную подушку. Но чаще всего производят “блокировку” слоя ионита небольшим потоком обработанной воды 3, направляемым во время регенерации сверху вниз и удаляемым через устройство 1.

В схеме на рисунке 11, б регенерация производится потоком раствора реагента, направленным сверху вниз. Обрабатываемая же вода с достаточно большой ско­ростью подается снизу вверх, поднимает и прижимает ионит к верхнему распределительному устройству. Ре­шетка 2 облегчает зажатие материала.

В схеме на рисунке 11, в для зажатия слоя в объем водяной подушки вводится “колба” из эластичного материала. При реге­нерации снизу вверх “колба”, в которую подается под давлением обрабатываемая вода, увеличивается в раз­мерах и препятствует расширению ионита. Отработав­ший раствор реагента выводится из фильтра через сред­нее распределительное устройство 1. При работе фильтра вода вытесняется из колбы, объем которой резко умень­шается и не влияет на процесс ионирования.

Рисунок 12 – Ступенчато-противоточные катионитные фильтры: а – работа; б – регенерация.

На рисунке 12 приведена схема ступенчато-противоточного ионитного фильтра. Принцип заключается в том, что небольшая часть, ионита, с которой вода контактирует на выходе из фильтра, должна быть глубоко отрегенерирована. Обрабатываемая вода поступает в сосуд 1 (первая ступень) в направлении сверху вниз (прямоток), по выходе из которого она на­правляется в сосуд 2 (вторая ступень) противотоком (снизу вверх). Во второй ступени скорость воды равна не менее 30 м/ч, вследствие чего слой ионита поднимает­ся вверх и прижимается к верхнему днищу, чем и дости­гается надежное его зажатие.

При регенерации раствор реагента, необходимый для регенерации всего объема ионита, направляется вначале во вторую ступень сверху вниз, а затем в первую ступень в том же направлении. Отмывка второй ступени осу­ществляется обработанной водой.