Що частіше використовується як фільтр для очищення води/повітря?

Яка речовина найчастіше використовується як фільтр у сучасних пристроях для очищення води/повітря?

Не чув, щоби десь використовували залізо, граніт і навіть золото для очищення води. Правильна відповідь – вугілля, особливо активоване вугілля, використовується як фільтр для очищення води та повітря завдяки своїм унікальним адсорбційним властивостям. Його висока пориста структура збільшує площу поверхні, що дозволяє ефективно вловлювати забруднюючі речовини, такі як хлор, важкі метали, органічні сполуки та мікроорганізми. Основний механізм фільтрації полягає в тому, що молекули забруднювачів прилипають до поверхні вугілля і це сприяє їх видаленню з середовища. Вугілля здатне адсорбувати безліч летких органічних сполук і це властивість робить його незамінним в системах очищення повітря від неприємних запахів і токсинів.

Додам, що ще дуже важливо для екологічної складової, вугілля є чистим для навколишнього середовища матеріалом, і це робить його кращим вибором у порівнянні із синтетичними фільтрами. Його використання не тільки ефективно очищує воду та повітря, а й скорочує кількість відходів, оскільки вугілля може бути перероблене або відновлене.

Фільтр колонного типу є універсальним інструментом для очищення води будь-якої якості, його призначення, характеристики і можливості залежать від його завантаження, що фільтрує, яка засипана всередину колони (цифра 7 на малюнку).Звичайно ж слід зауважити, що характеристики та пропускна здатність залежать так само і від розміру (діаметра та висоти) самої колони (цифра 1 на малюнку).

Завантаження для фільтрів

Отже, які завантаження для фільтрів є?

Для фільтрів знезалізнення

Принцип дії: завантаження є сильним каталізатором процесу окиснення двовалентного заліза і марганцю розчиненим киснем у воді. Для такого процесу важливо знати, що рН води має бути вищим за 7.7.

Фільтруючий матеріал Birm – Штучний матеріал для каталітичного окислення заліза на основі штучних силікатів

Фільтруючий матеріал Manganese Greensand – Штучний фільтруючий матеріал для видалення заліза та марганцю, сірководню на основі природного глауконіту

Фільтруючий матеріал MTM – Штучний фільтруючий матеріал для видалення заліза, марганцю, а також сірководню

Відновлення ресурсу: термін служби завантаження до одного року, потім потрібна його заміна, розпушування можливе зворотним промиванням.

Засипка для фільтрів Гейзер Ecotar B і Ecotar B30 – мультикомпонентне завантаження отримане шляхом ротаційного змішування з п'яти різних іонообмінних смол різного гранулометричного складу та сорбційних фільтруючих матеріалів. Власна експертна технологія компанії Гейзер. За принципом дії така сама, як і попередні завантаження, відновлення властивостей зворотним промиванням і таблетованою сіллю. За низького вмісту заліза термін служби до трьох років.

Для фільтрів пом'якшення

Принцип дії: ґрунтується на обміні іонів солей жорсткості (Ca та Mg) на іони Na ​​(натрію), який знаходиться у таблетованій солі (NaCl).Під час регенерації (відновлення властивостей фільтра) в очищену воду так само трохи потрапляють і хлориди Cl, тому дуже важливо знати вихідну кількість цієї речовини у воді при підборі обладнання.

Фільтруючий матеріал Dowex – іонообмінна смола, стандартний сильнокислотний катіоніт гелевого типу в Na-формі для пом'якшення та демінералізації води.

Фільтруючий матеріал Puresin PC002 – іонообмінна смола, сильнокислотний катіоніт гелевого типу в Na-формі. Використовується для пом'якшення та демінералізації води. Має високу ємність і однорідний гранулометричний склад.

Завантаження, що фільтрує Lewatit – Іонообмінна смола, монодисперсний сильнокислотний катіоніт харчового класу, призначений для використання в промислових та побутових установках пом'якшення води.

Відновлення ресурсу фільтруючих завантажень: таблетована сіль та розпушування прямим та зворотним промиванням.

Засипка для фільтрів Гейзер Ecotar A , Ecotar B і Ecotar B30 – мультикомпонентне завантаження отримане шляхом ротаційного змішування з п'яти різних іонообмінних смол різного гранулометричного складу та сорбційних фільтруючих матеріалів. Власна експертна технологія компанії Гейзер. За принципом дії така сама, як і попередні завантаження, відновлення властивостей зворотним промиванням і таблетованою сіллю. Термін служби – до трьох років.

Для освітлювальних фільтрів

Принцип дії: осадові фільтри, затримують пісок, каламут, окалини, залізо, іржі та інших твердих включень на поверхні завантаження.

Фільтруючий матеріал Filter AG – Фільтруючий матеріал для видалення завислих частинок на основі штучного алюмосилікату.Ефективно видаляє завислі частки до 20-40 мікрон.

Фільтруючий матеріал Сорбент АС – Природний матеріал, адсорбент, що має каталітичні властивості. Видаляє розчинене залізо. Знижує вміст марганцю, видаляє із води важкі метали, нафтопродукти.

Відновлення ресурсу: розпушування можливе зворотним промиванням. Термін служби завантаження до одного року, потім потрібна заміна фільтруючого матеріалу. Ви з легкістю можете замовити у наших фахівців послугу заміні фільтруючого завантаження .

Дякую, що дочитали статтю.

Будьте здорові! Пийте чисту та перевірену воду!

Дійте! Вибирайте, консультуйтеся, підбирайте, порівнюйте, купуйте, радійте у місці з ФільтроМіром! PS Контакт з ФільтроСвітом

Наш сайт, це не тільки Інтернет-магазин фільтрів для води, але також ведемо корисний блог: https://filtromir.ru/blog . Наш блог – це поради, огляди, рекомендації, лайфхаки.

Цілодобово відповідаємо на ваші запитання: за телефонами – (863)268-12-98, (861)218-53-18, Наша електронна пошта , Наш WhatsApp

Якщо вам зручно черпати інформацію та спілкуватись через соцмережі, то ми є і там. Підписуйтесь та будете в курсі наших новин, акцій, розпродажів. Дізнаєтеся багато нового та корисного про чисту воду та способи пити чисту еталонну воду у себе вдома. Якщо є питання, то ви їх можете легко поставити у ВКонтакті, Google+ або YouTube та експерти ФільтроСвіт докладно дадуть відповідь на них!

Ключові слова: матеріали, що фільтрують, очисні споруди, завантажувальний матеріал, завантаження ОДМ-2Ф.

Для ефективного застосування фільтрів для очищення води існує велика різноманітність фільтроматеріалів.Вони різняться своїм складом залежно від сфери виробництва. Фільтруючі матеріали для очищення води, які знаходяться всередині фільтра, як правило, виготовляються із спеціальних волокон, таких, наприклад, як хімволокно, скловолокно та поліуретан.

Перш за все високоякісні фільтруючі матеріали необхідні для очищення води. Застосування з цією метою активованого (деревного) вугілля, кварцу, піску, і навіть сполук марганцю вже застосовується людством з давніх-давен.

Основним фільтруючим матеріалом для поліпшення складу та властивостей води є активоване вугілля. Його головне завдання – процес видалення з води різних забруднень та органічних барвників. Активоване (деревне) вугілля застосовується також як фільтруючий матеріал для біологічної та механічної та очищення води. Активоване (деревне) вугілля, особливо сучасне, має важливу якість – високий ступінь опору до стирання та механічного впливу. Термін служби деревного вугілля в такому пристрої, як фільтр-пом'якшувач для води, вимірюється лише адсорбційною ємністю. Після виснаження активованого вугілля його видаляють.

Фільтруючі матеріали для води використовуються для промислових комплексів, для харчової промисловості та в багатьох інших сферах виробництва. Активоване вугілля застосовують у цих галузях найчастіше. Також використовуються вироби з кераміки. Вони виконують роль фільтруючого матеріалу для жорсткої та грубої фільтрації води. Керамічні вироби діють як біологічне і механічне середовище, що фільтрує, зазвичай застосовується для освітлення води і видалення окисленого заліза з неї.

Фільтруючі матеріали для фільтрів зазвичай застосовують переважно для того, щоб видалити з води великий вміст заліза, іншими словами, використовують системи очищення води від заліза. Подібні фільтри дозволяють усунути величезну кількість забруднень та шкідливих канцерогенів. Для того щоб видалити марганець, алюміній або великий вміст заліза, просто необхідні високоефективні матеріали, що очищають.

Завантаження, що фільтрує – це, по суті, і є основний робочий елемент фільтрів для очищення води.

Завантаження, що фільтрує, або фільтруючі матеріали для очищення води мають першорядне значення для нормальної роботи системи очищення води для дому. Для правильного вибору матеріалу, що фільтрує, необхідно знати якісний і повний аналіз вихідної води, яку планується очищати за допомогою фільтрів для води. Необхідно знати або, принаймні, знати приблизно концентрації шкідливих речовин, ряд факторів, які впливають на фізику взаємодії матеріалів завантаження вихідної води та канцерогенів у ній, щоб вибрати правильний фільтр для очищення води.

Основним для правильного вибору фільтра для очищення води є вартість фільтруючого матеріалу та дотримання певних технічних вимог, таких як механічна міцність; належний фракційний склад завантаження; хімічна стійкість матеріалів і гранична (максимальна) ступінь однорідності розмірів її зерен по відношенню до води, що фільтрується. Істотно впливає на роботу фільтра ступінь однорідності зерен завантаження, що фільтрує, її фракційний склад.

Застосування великих фільтруючих матеріалів для очищення води безпосередньо веде до зниження якості води, що безпосередньо очищається.А застосування дрібнішого фільтруючого матеріалу викликає збільшення числа регенерацій. У разі це загрожує перевитратою промивної води та її подорожчанням з допомогою підвищення експлуатаційної вартості.

Механічна міцність – ще один важливий показник якості фільтруючого матеріалу. Якщо відбувається стирання або подрібнення матеріалу, то відбудеться підвищення гідравлічного опору верхніх шарів і подальший викид подрібнених зерен, коли відбуватиметься очищення води для будинку. Потрібно знати, що при цьому губиться дорогий матеріал, що фільтрує.

Варто також відзначити, що механічну міцність фільтруючих матеріалів оцінюють за двома показниками – стирання та подрібнюваності.

Дослідження механічної міцності проводилося порівняльним аналізом нового завантаження і вже відпрацьованого протягом восьми років, як завантажувального матеріалу фільтрувальної установки.

Відпрацьований матеріал був завантажений і фільтр у 2007 році і пропрацював як основне завантаження приблизно вісім років. За проведеним порівняльним аналізом було помічено, що відсоток подрібнюваності та стирання ОДМ-2Ф не перевищує нормативно допустимий знос фільтруючих матеріалів.

Аналіз даних показує, що міцність ОДМ-2Ф відповідає вимогам до фільтруючих матеріалів.

Зі збільшенням часу експлуатації немає скол гострих граней зерна, оскільки зерна ОДМ-2Ф мають кулясту форму. Більш глибоких змін немає.
Це вказує на достатню міцність матеріалу і підтверджується даними про відсоток зносу матеріалу.

Аналіз даних показує, що збільшення об'ємної ваги фільтруючого завантаження марки ОДМ-2Ф сумарний відсоток зносу зменшується.Крім того, зі збільшенням тривалості експлуатації зменшується сумарний відсоток зносу та темп зносу матеріалу.

Аналіз даних показує, що міцність завантаження фільтруючої марки ОДМ-2Ф задовольняє вимогам до фільтруючих матеріалів.

Об'ємна вага фільтруючого завантаження марки ОДМ-2Ф визначалася після висушування до постійної ваги. У таблиці 1 наведено результати нового, невикористаного матеріалу та вже відпрацьованого протягом восьми років.

Таблиця 1. Результат визначення об'ємних ваг

Мал. 1. Об'ємна вага нового та відпрацьованого завантажувального матеріалу

З таблиці 1 та рис. 1 видно, що пряма, побудована за значеннями об'ємної ваги нового матеріалу, розташовується нижче за пряму, побудовану за даними вже відпрацьованого матеріалу.

Виходячи з наведених нами досліджень щодо визначення об'ємних ваг нового, невикористаного завантажувального матеріалу та експлуатованого протягом восьми років як фільтруючий завантаження, видно, що об'ємна вага в процесі експлуатації збільшуватиметься у відсотковому співвідношенні близько 5%.

Основні фільтруючі матеріали мінерального походження, що застосовуються в даний час – кварцовий пісок, антрацит, шунгізит, аглопорит, керамзит. Найбільш повно досліджено як зернисте завантаження фільтрів керамзит різних марок, менш грунтовно – аглопорит і шунгізит. У ряді досліджень при паралельних випробуваннях керамзиту і шунгізиту, керамзиту та аглопориту доведено близькість їх технологічних показників.

Керамзит є місцевим матеріалом майже будь-якого індустріально розвиненого району країни.

Сорбент ОДМ-2Ф – гранульований фільтруючий матеріал теракотового кольору (світло-оранжевого), виготовлений із природної сировини.Сировиною для фільтруючого завантаження марки ОДМ-2Ф є опоки. Опоки – легка тонкопориста щільна кремниста порода, що складається у своїй масі з окремонелих опалових стулок діатомових водоростей та їх обломів.

Завантаження призначене для використання в якості фільтрувально-сорбційного матеріалу при підготовці питної води з поверхневих та підземних джерел водопостачання у швидких безнапірних та напірних фільтрах водоочисних споруд замість традиційно застосовуваних важких завантажень: кварцу, кварцового піску, подрібнених гранітів, гранодіаритів. буд.

За механічною міцністю матеріал ОДМ-2Ф перевершує всі найвідоміші вітчизняні фільтруючі матеріали. Маючи сорбційну здатність, він успішно застосовується для видалення з води розчиненого заліза та марганцю. Розмір макропорів – від 10 -3 мм.

Один грам ОДМ-2Ф має розвинену питому поверхню – близько 120 м2. Стандартні фракції ОДМ-2Ф: 0,8-2,0 мм; 2,0-5,0 мм; 5,0-10,0 мм; 10,0–40,0 мм.
Практика застосування ОДМ-2Ф показує, що оптимальні параметри якості фільтрату і експлуатаційним характеристикам роботи фільтра досягаються при розмірі зерен 0,8-2,0 мм.

ОДМ-2Ф розсіювався на чотири фракції крупно: 3,0-2,5; 2,5-2,0; 2,0-1,5; 15-12 мм.

Важливе значення для технологічної оцінки фільтруючих матеріалів мають такі фізико-механічні властивості, як об'ємна та питома вага, механічна міцність, пористість. Нижче повідомляються результати досліджень цих властивостей фільтруючого завантаження марки ОДМ-2Ф різних об'ємних ваг.

Нами були проведені виміри різних фізичних властивостей матеріалу для визначення та подальшого порівняння фільтруючого матеріалу, що пройшов експлуатацію протягом восьми років, та нового, що не піддавався жодному впливу.

У таблиці 2 представлені фізичні характеристики та хімічний склад фільтруючого завантаження марки ОДМ-2Ф.

Таблиця 2. Фізичні характеристики та хімічний склад

При виборі завантаження, що фільтрує, перевагу слід віддавати матеріалам, що мають розвинену питому поверхню зерен і велику міжзернову пористість.

Цим вимогам найбільше відповідають зернисті матеріали, одержувані дробленням щільних, чи, краще, пористих шматкових матеріалів.

Збільшення міжзернової пористості та питомої поверхні забезпечує збільшення брудоємності завантаження і, як наслідок, можливість підвищення швидкості фільтрації або збільшення тривалості фільтроцикла.

За наявності декількох видів матеріалів, що фільтрують, видів завантаження для новозбудованих або діючих очисних споруд проводиться на основі техніко-економічних розрахунків. Повинні братися до уваги такі фактори, як можливість підвищення продуктивності діючих фільтрувальних споруд, скорочення витрати води на власні потреби споруд, витрати на транспортування матеріалу, що фільтрує, його довговічність.

Перед засипанням фільтруючого завантаження у фільтри необхідно не тільки провести технічні дослідження характеристик міцності матеріалу, але і вивчити технологічні фільтраційні параметри.

При виборі фільтруючого матеріалу передбачається перевірка його на хімічну стійкість у лужному, кислому та нейтральному середовищах за приростом сухого залишку, окислюваності та за вмістом кремнекислоти.

Послідовність робіт з вибору матеріалу можна подати чотирма етапами:
1. Дослідження на механічну міцність та хімічну стійкість.
2. Визначення стійкості, коефіцієнт формування зерна.
3.Санітарно-гігієнічна оцінка.
4. Технічні дослідження з реагентної обробки, визначення фільтроцикла, режим регенерації фільтра.

Встановлено, що зміна властивостей впливає безліч різних чинників. Щоб встановити вплив кожного фактора, потрібно багато часу. Тому нами визначено чинники, які найбільше впливають зміну властивостей завантажувального матеріалу. До них відносяться: еквівалентний діаметр, крупність зерен завантаження, час експлуатації, інтенсивність подачі води.

У ході експлуатації обробляються більші обсяги води. У зв'язку з цим прагнуть використовувати фільтрувальні пристрої та споруди, для роботи яких не потрібні великі тиски, тобто фільтри з великозернистим завантаженням, в яких відбувається накопичення осаду в товщі середовища. При здійсненні такого виду фільтрування з постійною швидкістю протягом певного часу завантаження, що фільтрує, здатна освітлювати воду до певного рівня.

Освітлення води фільтруванням – основний робочий процес фільтрів та контактних освітлювачів. Зміна гідравлічного опору фільтруючого завантаження – супутній процес. Обидва процеси однаково повинні враховуватися при проектуванні та експлуатації фільтрів.

Існує кілька теорій процесу очищення малоконцентрованих суспензій фільтруванням, розроблених вітчизняними та зарубіжними дослідниками. Всі дослідники єдині на думці, що зниження затримуючої здатності фільтруючого завантаження з часом пов'язане з накопиченням осаду в порах завантаження. Однак при поясненні механізму впливу осаду, що накопичується, на зміну затримуючої здатності шарів завантаження думки фахівців розходяться.

Одна група дослідників бачить причину зменшення затримуючої здатності зернистого завантаження зміни геометричної структури пористого середовища. Інша група, не заперечуючи певного впливу геометричної структури, вважає, що основна причина полягає у зміні динамічних умов фільтрування, в першу чергу, залежить від властивостей міцності накопичується в товщі завантаження осаду.

За допомогою технологічного аналізу процесу фільтрування, розробленого на основі теорії, можна визначати параметри процесу для води даної конкретної якості та використовувати їх для розрахунку завантаження фільтрувальних споруд.

У основі теорії лежать такі фізичні уявлення, розроблені результаті експериментальних досліджень. Вилучення зважених частинок з води та їх закріплення на зернах фільтруючого завантаження відбувається під дією сил прилипання. Осад, що утворюється в завантаженні (особливо при попередньому коагулюванні води, коли частинки зважувано гідратовані) має досить неміцну структуру. Під впливом гідродинамічних сил, що виникають при русі води, ця структура руйнується, і деяка частина часток, що раніше прилипли, відривається від зерен завантаження у вигляді дрібних пластівців і проноситься в наступні шари завантаження, де знову затримується.

Література:
1. Журба М.Г. Очищення води на зернистих фільтрах. Львів: Віца школа, 1980, 220 с.
2. Мартенсен В.М. Дроблений керамзит – новий матеріал для водоочисних фільтрів. Куйбишев: КІСІ. 1976. 168 с.
3. Петросян Г.Г. Фільтруючі елементи для очищення вод з урахуванням туфів Вірменії //Матеріали міжнар. наук. практич. конференції «Будівництво 2012», Ростов-на-Дону: РДСУ. 2012 року.
4. Турянський І.П., Саприкін Д.В. Дослідження ефективності очищення питної води // Матеріали міжнар. наук. практ. конференції "Будівництво 2008". Ростов-на-Дону: РДСУ. 2008.
5. Аюкаєв. Р.І., Мельцер В.З.Виробництво та застосування фільтруючих матеріалів для очищення води. Ленінград: Будвидав. 1985. 117 с.
6. Блянкман Л.М., Пономарьов В.Г., Смирнова Н.Л. Очищення фільтруючих матеріалів М: Енергоатоміздат. 1992. 144с.
7. Архітектурне середовище російської провінції: погляд ззовні та зсередини. Стійкий розвиток провінційного середовища: збірка статей за матеріалами міжнародних конференцій. Самара: ЗДАСУ. 2013 214 с.
8. Традиції та інновації у будівництві та архітектурі. Будівельні технології: зб. статей [за матеріалами 72-й Всерос. наук. техн. конференції]/Самар. держ. архітектур.будує. унт (СДАСУ); [Під ред. М.І.Бальзанікова, К.С. Галицькова, А.К. Стрєлкова]. Наук. електрон. вид. комбінір. поширення Самара. 2015. 519 с.
9. Традиції та інновації у будівництві та архітектурі: матеріали 70-й Всерос. наук.техн. конференції за підсумками НДР 2012 року. / СГАСУ, Самар. обл. Будинок науки та техніки, Самар. відділення про-ва інженерів стр-ва; члени ред. рад.: Н.Г. Чумаченко, Є.В. Пеніна, Є.А. Білякова. Самара. 2013, 1017 с.
10. Петров Є.Г. Дослідження характеристик фільтруючих матеріалів та розрахунок багатошарових завантажень водоочисних фільтрів: Автореф. дис. канд. техн. наук. 1969.
11. Стрєлков А.К., Атанов Н.А., Бикова П.Г. Вибір фільтруючих матеріалів для водопровідних очисних споруд // Водопостачання та санітарна техніка. 2006. №9. Ч.2.
12. Грязов Р.Г., Шишмакова С.Ю., Никифоров А.Ф. Оцінка фільтруючих матеріалів // Водопостачання та санітарна техніка. 2016. №12.
13. Адлер Ю.П., Є.В. Маркова, Ю.В. Грановський «Планування експерименту під час пошуку оптимальних умов». Вид. "Наука", М., 1976.

Investigation of the filter load під час операції

У курсі роботи, основний filtering матеріалів, що використовуються в ході facilities are considered. Головні фактори, що мають велику шкоду на зміну матеріалу матеріалу є identified.Залежність від навантаження з loading material of different volume scales on operating time based on loading of ODM-2F is established.

Keywords: filtering матеріалів, treatment facilities, loading material, loading of ODM-2F.

Gridneva Marina Alexandrovna, candidate of technical Sciences, associate Professor;
Agafonova Yulia Dmitrievna, master's student;
Gaynulova Jamila Vladimirovna, master's student;
Dremina Eleonora Viktorovna, senior lecturer.

Департамент water supply and sanitation, Samara state technical University, Architecture and construction Academy. 443001, Росія, Samara, ul. Молодогвардейская, d. 194. E-mail: Адреса електронної пошти приховується від різних спамерських пошукових роботів. Для перегляду адреси у вашому браузері має бути включений Javascript.

Журнал «Вода Magazine, №6 (130), 2018