Wody powierzchniowe, wgł bne; cieki- skład

H₂O

zw. organiczne

CO₂ agresywny zawiesiny

zapach nadmierny ChZT

oleje, detergenty

barwa i m tno mikrofauna

wirusy bakterie

barwniki elazo, mangan

metale ci kie CH₄; H₂S

8.

cieki

Woda w przyrodzie cd

Woda-

Tlenek wodoru

organicznenie- detrytus

Wody powierzchniowe, wgł bne; cieki- skład

Próbka wody

0,5 µµµµm

Rozpuszczone Zawiesina

organizmy organiczne

s. biogen.

m. ci kie j.główne aniony

bakterie bezkr gow.

całkowite

(ChZT, RWO) kwasy humusowe ekstrakt eter

mikro-zaniecz.

(WWA, PCB ...) aminokwasy, cukry rozp.gazy

kr gowce

H₂O

zw. organiczne

CO₂ agresywny zawiesiny

zapach nadmierny ChZT

oleje, detergenty

barwa i m tno mikrofauna

wirusy bakterie

barwniki elazo, mangan

metale ci kie CH₄; H₂S

filtracja (powolna)

sedymentacja cedzenie

dezynfekcja wi zanie

chemiczne

sorpcja

utlenianie koagulacja

napowietrzanie

sedymentacja filtracja (szybka)

8.

2. Rozmiary substancji

rozpuszczonych i zawiesin

2.1. Rozmiary i masy cz steczkowe

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 lg Φ Φ (µm)

10² 10⁴ 10⁶ M. cz stecz. (D)

10^-6 10^-5 10^-4 10^-3 0.01 0.1 1 10 10² 10³

cz stki

rozpuszczone koloidy zawiesiny

2.2. Składniki wód w przyrodzie

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 lg Φ Φ (µm) 10^-6 10^-5 10^-4 10^-3 0.01 0.1 1 10 10² 10³

krzemionka glony

cysty bakterie

minerały ilaste kwasy

fulwowe kwasy huminowe wirusy

j.pr. j.zło one

k z

r k

2.3. Metody fizyczne rozdzielania

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 lg Φ Φ (µm) 10^-6 10^-5 10^-4 10^-3 0.01 0.1 1 10 10² 10³

filtracja (przegrogy)

Φ

n u µ cedzenie

Φ,ς,ρ

filtracja u-wir. wirow. sedymentacja RO

ED Destyl.

D T, Rozp.

ρ

ZANIECZYSZCZENIA MECHANICZNE- podział metod usuwania

przegrody

-kraty -sita -µ-sita

-filtry(tkaniny) -membrany

zło a porowate

-jednowarstwowe -wielowarstwowe -powolne

-szybkie -ci głe

-okresowe(płukane) -od elazianie

-wymiana jonowa -adsorpcja

zło a namywane

-µ-filtracja -u-filtracja -n-filtracja -oo (RO)

-liczba warstw

-szybko c filtracji

-ciagło pracy

-^specjalne

-perforowane

-^siatkowe Sedymentacja/Flotacja Filtracja

cedzenie filtracja wgł bna cedzenie/filtracja wgł bna

Procesy jednostkowe usuwania zanieczyszcze mechanicznych

1.Cedzenie

- kraty, sita, mikrosita

- membrany (u-,µ-,nano-filtracja) - odwrócona osmoza

2.Filtracja cz stkowa (przez zło a) - powolna, pospieszna

- jednowarstwowe, wielowarstwowe - specjalna, w tym ci gła

3.Sedymentacja

Kraty - 10 mm Sita - 1 mm

Mikrosita -20 µm

Filtracja cz stkowa - polega na usuwaniu

zanieczyszcze za pomoc filtrów ze zło em

filtracyjnym lub wkładów wymiennych. Dolna granica filtracji wynosi 1 um (resztki roslin, glony,

pierwotniaki).

Mikrofiltracja -zakres filtracji wynosi od 0,05 u do 1 um (mikroorganizmy,duze koloidy).

Ultrafiltracja - charakteryzuje si mniejszymi pr dko ciami przepływu, wynikaj cymi z małego mikrona u i odbywa si na specjalnych, podobnych do membrany osmotycznej, wkładach wymiennych. Zakres filtracji od 0,01 do 0,1 um (wirusy, koloidy, makromolekuły).

Nanofiltracja - jak wy ej, ale zakres filtracji wynosi od 0,001 do 0,01 um(wirusy, zwi zki organiczne, jony

wielowarto ciowe)

Hiperfiltracja - jest to filtracja wody metod

odwróconej osmozy ,zakres wynosi 0,0001 do

0.001 um (aniony i kationy jednowarto ciowe)

Technologia Wody

Wykład 3 - FILTRACJA

1. Definicja

a) klasyfikacja b) filtracja

W technologii wody i w odnowie wody proces jednostkowy dogł bnego

usuwania zawiesin (ok.0,5 - 50 µµµµm)

Schemat filtru pospiesznego ci nieniowego

Koncepcja wielokrotnego oczyszczania

Koagulant

krata

osad koagulacja flokulacja

sedymentacja filtracja

popłuczyny

osad

dezynfekcja

odbiornik lub/i wtórne u . Koag.powierz.

cieki

Podstawowe procesy Podstawowe procesy

1. Filtracja

- przyleganie - odrywanie 2. Płukanie

- odrywanie

Mechanizm filtracji Mechanizm filtracji

transport transport

przyleganie przyleganie

odrywanie odrywanie

Linia

Linia przepprzepłływuywu

WypełWypełnienienienie, d, dcc

CzCz stka, stka, ddpp

Teoria trajektorii ruchu

d_c d_c

d_c

d_p

dyfuzja d_c < 1 µm

sedymentacja d_c > 1 µm

przechwyt d_c >10

Viruses

0.01 -0.025

µ

0.2 - 1

µ

Cryptosporidium 3 - 5

µ

Giardia 6 - 10

µ

2. Mechanizm filtracji

a) zjawiska transportu - cedzenie

2. Mechanizm filtracji

a) zjawiska transportu - cedzenie

d

/ d

> 0,2

- sedymentacja

Z d

< 10 (µµµµm)

g > 2,6 (g/cm

)

µν ( )

η ρ

18

2 s cz

d

⋅ g

= ∆

- dyfuzja

( _{cz w} ) ^{2 / 3}

d cz

d d

T 0,9 K

m 2

d

ν η µ

µ

= ⋅

<

- wychwytywanie

2

z w cz

cz

d d 2

3 d lum

=

<

η

- przepływ hydrodynamiczny ( cinanie)

- flokulacja ortokinetyczna

b) zjawiska przyci gania

(siły elektrostatyczne)

c) odrywanie cz stek

Doprow.

wody

Odprowadzenie wody po filtracji

DRENA

Doprow.

wody

Odprowadzenie wody po filtracji

DRENA

Schemat Procesu Filtracji

3. Kinetyka filtracji

a) zmiana st enia zawiesin

odrywanie)

przyciag,

(transp., f

e c c

dy c - dc

y 0 -

z

=

=

=

λ

λ

λ

c - st enie

λλλλ - współ. filtracji y - gł boko (l)

Analiza trajektorii ruchu

( ) [ ] ^c

d dy

dc

I G

D c

5 1 .

1 − ε α η ₊ η ₊ η

−

=

zmiana st enia z gł boko ci st enie porowato efektywno c

b) bilans materiałowy zawiesin

Ł _Z = Ł _D - Ł _O

D - dopływ O - odpływ

Z - zatrzymany

Ł - ładunek

∆

∆

⋅

⋅

=

∆

⋅

∆

⋅ y

dy - dc c

- t c

y dt t

d σ ν ν

dt ) d f( 1

dy

dc σ

ν ^⋅

=

−

t t - 0

t - 0

e c

e dt c

d

⋅ ⋅

⋅

⋅

=

⋅

⋅

⋅

=

λ

λ

λ ν

σ

λ

σ ν

4. Hydraulika filtracji

l S p

K

Q ∆

⋅ ∆

⋅

=

( )

2 z 2

2

d -

k 1 L

H ν µ

σ

σ _⋅ ^⋅

∆ =

µ

K = k

40 30 20 10 0

P-P_o/P_o krotno ci nienia

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 ΦΦΦΦ porowato

Zale no ci nienia tłocznego od porowato ci

Etapy filtracji Etapy filtracji

Filter coefficient (λ) (-) DetachmentAttachment(+)

0

Time Filter

Ripening Effective

Filtration Turbidity

Breakthrough Wormhole

Flow

osiadanie----filtracja---przebicie---meandrowanie

Cykl filtracji (godz.)

M tno mg/dm³

10 20 30 40

500 400

300 200

100

Zale no czasu trwania cyklu filtracyjnego od m tno ci cieków zasilaj cych filtr

60 50 30 40 20 10 2

20 40 60 80 100

v_f1 = 0,1 m/godz v_f2 = 6 m/godz

v_f3= 12 m/godz

Gł boko (cm)

Φ ΦΦ

Φ (100)

Profile wypełnienia porowato ci

Układ linii ci nie w zło u filtracyjnym w czasie filtracji

Materiały do wypełnienia zło a - piasek kwarcowy

- antracyt - GWA - keramzyt

- grys marmurowy - granit (mielony)

Współczynnik równomierno ci WR (

d

d

Sferyczno

Cechy

- uziarnienie - porowato - g sto

- wytrzymało - odp.chem.

- czysto

Rodzaje filtrów

Otwarte/Zamkni te

Bezci nieniowe/Ci nieniowe Powolne/Pospieszne

Jednowarstwowe/Wielowarstwowe Do zawiesiny/Specjalne

Okresowe/Ci głe

Schemat filtru powolnego

Filtr otwarty bezci nieniowy

Filtr otwarty bezci nieniowy

Filtr otwarty ci nieniowy

Schemat filtru pospiesznego ci nieniowego

Rodzaje filtrów i ich konstrukcja Pospieszne

Wła ciwo ci filtrów Powolne (otwarte-

grawitacyjne) Otwarte

(grawitacyjne Zamkni te (ci nieniowe)

Superpos- pieszne (zamkni te- cisnieniowe)

Powierzchnia [m²] do 2500 120 do10 do 10

Pr dko [m/h] 0,1÷0,3 6÷12 6÷12 15÷50

Warstwa [m]:

- podtrzymuj ca

- filtracyjna do 0,5

0,6÷1,0 do 0,5

0,7÷2,0 do 0,5

0,7÷2,0 0,2÷0,4 0,4÷1,2 rednica [mm]:

- wiru

- piasku 2÷32

0,5÷2,0 2÷32

0,4÷1,8 2÷32

0,4÷1,8 2÷10

0,4÷2,0 Strata ci nienia [m H2O]

- pocz tkowa

- ko cowa 0,1÷0,2

0,6÷0,8 0,3

0,3 3,0

6,0 -

Cykl od kilku do kilkudziesi ciu godzin

Oczyszczanie r czne płukanie

wod lub powietrzem i

wod

płukanie wod lub powietrzem i

wod

płukanie wod

Wła ciwo ci filtrów powolnych, pospiesznych i superpospiesznych

Długo cyklu filtracji w funkcji jako ci filtratu i strat ci nienia

hydraulicznego, straty ci nienia, jako filtratu

?

Schemat drena u niskooporowego z dyszami do płukania wodno-powietrznego

a) drena belkowy do płukania

powietrzem i wod b) drena kulowy

Drena e niskooporowe

Koryta popłuczyn w filtrze pospiesznym

?

Wykres do obliczania koryt w filtrze pospiesznym

Filtracja ci gła?

Tak!!!

Filtr piaskowy do ci głej filtracji (FlooSand firmy Raisio Flootek

Schemat filtru o działaniu ci głym

Filtracja cz stkowa (przez zło a filtracyjne, filtracja obi to ciowa, filtracja wgłebna)

- polega na usuwaniu zanieczyszcze

za pomoc filtrów ze zło em filtracyjnym lub wkładów wymiennych

- dolna granica filtracji wynosi ok. 1 µm

Spectrum Fine Media Filter

S czenie przez zło a wypełnione materiałem porowatym o rednicy ziaren ok. 0,1mm

CEDZENIE

Mikrofiltracja -zakres filtracji wynosi od 0,05 u do 1 u.

Ultrafiltracja - charakteryzuje si mniejszymi pr dko ciami przepływu, wynikaj cymi z małego mikrona u i odbywa si na specjalnych, podobnych do membrany osmotycznej, wkładach wymiennych. Zakres filtracji od 0,01 do 0,1 u.

Nanofiltracja - jak wy ej, ale zakres filtracji wynosi od 0,001 u do 0,01 u.

Hiperfiltracja - jest to filtracja wody metod odwróconej osmozy, usuwane s cz steczki substancji rozpuszczonych

P

membrana

Permeat

(woda oczyszczona)

Schemat filtracji przez przegrody(cedzenie)

ZD ZZ ^zawór_zwrotny

zawór dławi cy

Filtracja-

1. Definicja 2. Podział

3. Mechanizm

4. Porowato , hydraulika, efektywno 5. Filtry- rodzaj

6. Efektywno c 7. Ci gła