Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Podstawy teoretyczne płukania filtrów pospiesznych wody

Theoretical principles of rapid water filter backwashing
Na zdjęciu: hala filtrów w Toruńskich Wodociągach, gdzie zachodzi proces filtracji wody uzdatnianej na filtrach grawitacyjnych i węglowych. Filtry są cyklicznie płukane dla usunięcia ze złóż filtracyjnych zanieczyszczeń zgromadzonych podczas ich pracy.
Na zdjęciu: hala filtrów w Toruńskich Wodociągach, gdzie zachodzi proces filtracji wody uzdatnianej na filtrach grawitacyjnych i węglowych. Filtry są cyklicznie płukane dla usunięcia ze złóż filtracyjnych zanieczyszczeń zgromadzonych podczas ich pracy.
Fot. archiwum redakcji RI

W procesie płukania filtrów pospiesznych wody można uzyskiwać oszczędności wody i redukować ryzyko utraty ziaren. Dla tej samej ekspansji złoża w czasie płukania w warunkach zimowych wymagana jest bowiem znacznie mniejsza intensywność płukania niż w warunkach letnich. Pozwala to na uzyskanie oszczędności wody płucznej oraz zmniejszenie niebezpieczeństwa utraty ziaren w warunkach zimowych. Zaprezentowane w artykule równania mogą być zastosowane do obliczania minimalnej prędkości fluidyzacji oraz ekspansji złoża filtracyjnego w czasie płukania wodą.

W artykule:

• Obliczanie ekspansji złóż filtracyjnych według równania Richardson–Zaki
• Płukanie samą wodą
• Ekspansja złoża
• Minimalna prędkość fluidyzacji

streszczenie

W artykule przedstawiono przegląd literatury dotyczący płukania filtrów pospiesznych wody. Przegląd dotyczy wyznaczania parametrów złóż filtracyjnych, takich jak współczynnik kształtu ziaren, początkowa porowatość, porowatość złoża na początku fluidyzacji, prędkość swobodnej sedymentacji ziaren, porowatość na początku fluidyzacji, wielkości ekspansji złoża i innych.



abstract

A literature review concerning rapid water filter backwashing is presented. The review includes predicting parameters of filter media, such as: grain shape factors, initial bed porosity, bed porosity at the beginning of fluidization, grain shape, grain sedimentation velocity, porosity at the beginning of fluidization, expansion of filter media and others.

Wraz ze wzrostem temperatury współczynnik lepkości dynamicznej cieczy maleje, a gazów rośnie.

Zmiany gęstości wody w porównaniu ze zmianami jej lepkości są nieporównywalnie małe [12], gdyż o ile współczynnik dynamicznej lepkości wody w zakresie temperatur od 0 do 25°C maleje o jedną trzecią, to gęstość zmniejsza się o mniej niż jeden promil [13].

Nieduże zmiany mogą wywoływać istotne konsekwencje i anomalia dotycząca gęstości wody powoduje, że w zimie przy dnie stawów gromadzi się woda o temperaturze ok. 4°C, co pozwala przetrwać florze i faunie. Niemniej nie ulega wątpliwości, że o ile wpływ zmiany gęstości wody na parametry płukania granulowanych złóż filtracyjnych jest pomijalny, o tyle wpływ zmian lepkości już absolutnie nie [19, 30].

Siły lepkości mają tym większe znaczenie w kreowaniu oporów ruchu, im liczba Reynoldsa jest mniejsza, a więc w czasie płukania złóż ogólnie im mniejszy jest wymiar ziaren i ciężar właściwy ich materiału, tym większe znaczenie ma temperatura wody płucznej w ustaleniu intensywności płukania, które zapewnia zadaną ekspansję złoża.

Podobnie jest z wielkością swobodnej prędkości sedymentacji ziaren oraz z minimalną prędkością fluidyzacji.

W jednym i w drugim przypadku wyraźny wpływ ma ponadto kształt ziaren opisywany przez współczynnik kulistości.

W artykule [13] opisano możliwość zaoszczędzenia wody płucznej w zimie na płukanie złóż adsorpcyjnych granulowanego węgla aktywnego jako materiału o wyjątkowo małej gęstości.

Poniżej omówione zostaną możliwości zmniejszenia intensywności płukania zimą złóż filtracyjnych wykonanych z materiałów o znacznie większym ciężarze właściwym.

(...)

Literatura

1. Amburgey J.E., Amirtharajah A., Strategic filter backwashing techniques and resulting particle passage, „Journal of Environmental Engineering”, 2005, April, 131, 4, p. 535–547.
2. Amirtharajah A., Cleasby J.L., Predicting expansion of filters during backwashing, „Journal AWWA”, 1972, January, p. 52–59.
3. Amirtharajah A., Optimum backwashing of sand filters, „Journal of the Environmental Engineering Division”, ASCE, 1978, Vol. 104, No. EE5, October, p. 917–931.
4. Amirtharajah A., Some theoretical and conceptual views of filtration, „Journal AWWA”, 1988, December, p. 34–46.
5. Amirtharajah A., The interface between filtration and backwashing, „Water Research”, 1985, Vol. 19, No. 5, p. 581–588.
6. Amirtharajah A., Wetstein D.P., Initial degradation of effluent quality during filtration, „Journal AWWA”, 1980, 72, 10, p. 518–524.
7. Amirtharajah A., Fundamentals and theory of air scour, „Journal of Environmental Engineering”, ASCE, 1984, Vol. 110, No. 3, June, p. 573–590.
8. Cleasby J.L, Logsdon G.S, Granular bed and precoat filtration. Water Quality and treatment, wydanie 5, McGraw-Hill, New York, 1999.
9. Cleasby J.L., Fan K.S., Closure Predicting fluidization and expansion of filter media, „Journal of the Environmental Engineering Division”, ASCE, 1982, Vol. 108, No. EE5, p. 1083–1087.
10. Cleasby J.L., Kuo-Shuh Fan, 1981, Predicting fluidization and expansion of filter media, „Journal Sanitary Engineering Division”, ACSE, Vol. 107.
11. Clements M., Changes in the mechanical behaviour of filter media due to biological growth, thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree Doctor Ingeneriae, Rand Afrikaans University, November 2004.
12. Dąbrowski W., Korczak P., Strategia płukania filtrów w ujęciu monograficznym, Politechnika Krakowska, Kraków 2008.
13. Dąbrowski W., Spaczyńska M., Mackie R.I., A model to predict Granular Activated Carbon backwash curves, „Clean-Soil, Air, Water”, 2008, 36, 1, p. 103–110.
14. Di Felice R., Hydrodynamics of liquid fluidization, „Chemical Engineering Science”, 1995, Vol. 50, No. 8, p. 1213–1245.
15. Di Felice R., The void function for fluid-particle interaction systems, „International Journal of Multiphase Flow”, 1994, Vol. 20, p. 153–159.
16. Epstein N., Teetering, „Powder Technology”, 2005, Vol. 151, p. 2–14.
17. Fair G.M., Geyer J.C., Okun D.A, Water and Wastewater Engineering, John Willey & Sons, Inc., New York 1968.
18. Fitzpatrick C.S.B., Observations of particle detachment during filter backwashing, „Water Science and Technology”, 1993, Vol. 27, No. 10, p. 213–221.
19. Grabarczyk C., Hydromechanika filtrowania wody, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2010.
20. Hemmings D.G., Fitzpatrick C.S.B., Pressure signal analysis of combined water and air backwash of rapid gravity filters, „Water Research”, 1997, Vol. 31, No. 2, p. 356–361.
21. Humby M.S., Fitzpatrick C.S.B., Attrition of granular filter media during backwashing with combined air and water, „Water Research”, 1996, Vol. 30, No. 2, p. 291–294.
22. Kawamura S., Najm N.N., Gramith K., Modifying a backwash through to reduce media loss, „Journal AWWA”, 1997, December, p. 47–59.
23. Limtrakul S., Chen J., Remachandran P.A, Duduković M.P., Solid motion and holdup profiles in liquid fluidized beds, „Chemical Engineering Science”, 2005, Vol. 60, p. 1889–1900.
24. Logsdon G.S., Effective management and operation of coagulation and filtration, „Water, Air and Soil Pollution”, 2000, Vol. 123, p. 159–166.
25. Mazzei L., Lettieri P., Elson T., Colman D., A revised mono-dimensional particle bed model for fluidized beds, „Chemical Engineering Science”, 2006, Vol. 61, p. 1958–1972.
26. Mazzei L., Lettieri P., Elson T., Colman D., A revised mono-dimensional particle bed model for fluidized beds, „Chemical Engineering Science”, 2006, Vol. 61, p. 1958–1972.
27. Montgomery J.M., Water treatment. Principles and design, John Willey & Sons, Inc., New York 1985.
28. Muslu Y., A new approach to the prediction of fluidization of filter media, Water Research, 1987, Vol. 21, No. 9, p. 1053–1060.
29. Muslu Y., Shape factor and degree packing in fluidization, „Journal of Environmental Engineering”, 1987, Vol. 113, No. 2, April, p. 311–329.
30. Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., Mechanika płynów w inżynierii środowiska, WNT, Warszawa 1997.
31. Richardson J.F., Zaki W.N., Sedimentation and fluidization – Part I, „Trans. Instn. Chem. Engrs.“, 1954, Vol. 32, p. 35–53.
32. Rowe P.N., Drag forces in a hydraulic model of a fluidized bed – part II, „Trans. Instn. Chem. Engrs.“, 1961, Vol. 39, p. 175–180.
33. Sholij J., Johnson F.A., Coparison of backwash models for granular media, „Journal of Environmental Engineering”, ASCE, 1987, Vol. 113, No. 3, June, p. 532–549.
34. Siwiec T., The experimental verification of Richardson-Zaki law on example of selected beds used in water treatment, „Electronic Journal of Polish Agricultural Universities”, Vol. 10, issue 2, 2007.
35. Siwiec T., The sphericity of grains of filtration beds applied for water treatment on example of selected minerals, „Electronic Journal of Polish Agricultural Universities”, Vol. 10, issue 1, 2007.
36. Siwiec T., Warunki płukania filtrów jednowarstwowych i wielowarstwowych wybranych złóż filtracyjnych, Wydawnictwo SGGW, 2007.
37. Snowball M., Reducing backwash with air scouring, „Filtration&Separation”, 2006, Dec., p. 39-40.
38. Van Zessen E., Tramper J., Rinzema A., Beefitink H.H., Fluidized-bed and packed-bed characteristics of gel beads, „Chemical Engineering Journal”, 2005, Vol. 115, p. 103–111.
39. Wandrasz J., Zieliński J., Procesy fluidalne utylizacji odpadów. Cz. I. Podstawy teoretyczne, PAN, 1984.
40. Wen C.Y., Yu Y.H., Mechanics of fluidization, „Chemical Engineering Progress”, Symposium Series, 1966, 62, p. 100–111.
41. Yang J., Renken A., A generalized correlation for equilibrium of forces in liquid-solid fluidized beds, „Chemical Engineering Journal”, 2003, Vol. 92, issues 1–3, p. 7–14.|
42. Yun J., Yao S-J., Lin D.Q., Lu M.H., Zhao W.T., Modeling axial distributions of adsorbent particle size and local voidage in expanded bed, „Chemical Engineering Scien­ce”, 2004, Vol. 59, p. 449–457.

Czytaj też: Sposoby uzdatniania wody >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[woda, uzdatnianie wody, filtry do wody, filtry pospieszne]

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
Dostęp za pomocą SMS czasowo zawieszony







Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (365 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści elektronicznych portalu rynekinstalacyjny.pl dla prenumeratorów miesięcznika "Rynek Instalacyjny", którzy mają opłaconą roczną prenumeratę papierową.
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (730 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści elektronicznych portalu rynekinstalacyjny.pl dla prenumeratorów miesięcznika "Rynek Instalacyjny", którzy mają opłaconą 2-letnią prenumeratę papierową.
Pakiet: roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do portalu - 130,00 zł
Prenumerata + dostęp do treści portalu ► ZAMÓW
Pakiet: dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do portalu - 240,00 zł
Prenumerata + dostęp do treści portalu ► ZAMÓW
Prenumerata edukacyjna - wersja papierowa + NOWOŚĆ: roczny dostęp do portalu - 90,00 zł
dla studentów: prenumerata + dostęp do treści portalu
Prenumerata elektroniczna (30 dni) - 18,00 zł
30-dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Prenumerata elektroniczna (365 dni) - 98,00 zł
Roczny dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Prenumerata elektroniczna (730 dni) - 180,00 zł
Dostęp dwuletni do wszystkich treści publikowanych w portalu
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (30 dni) - 0,00 zł
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (30 dni), tylko w ramach promocji redakcyjnych.
Regulamin korzystania z portalu RynekInstalacyjny.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
   21.06.2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 



Obejrzyj film o bezinwazyjnej renowacji rur » Jakich zabezpieczeń wentylacyjnych potrzebujesz »
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Mamy dla Ciebie nową ofertę urządzeń klimatyzacyjnych »

wentylacja

 



10 pytań o sterowanie ogrzewaniem grzejnikowym » Oszczędzaj nawet do 63% na zużyciu wody »
sterownik do pompy wodnej
czytam więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy czyszczenie klimatyzacji musi być drogie »

czyszczenie klimatyzacji

 



Poznaj zalety pomp nowej generacji » 5 powodów, dla których warto zainwestować w pompę ciepła »
pompy woda powietrze pompy ciepła
czytam więcej » czytam więcej »

 


Polecamy sprawdzone metody na pomiar spalin w zamkniętym pomieszczeniu »

pomiar spalin

 



Jakie produkty pomogą ci w walce o czyste powietrze » Serwis pompy ciepła bez problemów - jak to zrobić »
program czyste powietrze serwis pompy ciepła
czytam więcej » czytam więcej »

 


Jak działa technologia klimatyzacji bez przeciągów »

wentylacja

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
6/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Mikrokogeneracja w budownictwie mieszkaniowym
  • - Modernizacja budynków wielorodzinnych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl