Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2019 

Oszczędności energii i ilości wody płucznej w procesie płukania filtrów pospiesznych wody

Saving of energy and backwash water amount in proccess of rapid water filter backwashing
Widok na halę z filtrami piaskowymi pośpiesznymi w Stacji Uzdatniania Wody w Strumieniu (woj. śląskie). Sekcja filtrów składa się z 20 komór pracujących równolegle. Wysokość złóż wynosi 1,1 m, o łącznej powierzchni 800 m<sup>2</sup>.
Widok na halę z filtrami piaskowymi pośpiesznymi w Stacji Uzdatniania Wody w Strumieniu (woj. śląskie). Sekcja filtrów składa się z 20 komór pracujących równolegle. Wysokość złóż wynosi 1,1 m, o łącznej powierzchni 800 m2.
Fot. Górnośląskie Przedsiębiorstwo Wodociągów SA w Strumieniu

W procesie płukania filtrów pospiesznych wody można uzyskiwać oszczędności wody i redukować ryzyko utraty ziaren. Wyniki badań wskazują, że w przypadku prowadzenia płukania wodą powierzchniową konieczne jest zróżnicowanie intensywności płukania w zależności od temperatury wody, jeżeli oczekujemy tej samej wartości ekspansji latem i zimą. Brak takiego zróżnicowania może prowadzić do utraty ziaren, wody płucznej i energii zimą lub zbyt małej intensywności płukania latem, co skutkuje sklejaniem ziaren i w rezultacie ich częściową utratą.

W artykule:

• Sposób obliczania intensywności płukania ziaren w filtrach pospiesznych w zależności od temperatury wody dla wymienionych w tekście materiałów filtracyjnych
• Sposób obliczania intensywności płukania ziaren w filtrach pospiesznych w zależności od temperatury wody dla węgla aktywnego
• Wnioski

W artykule [1] przedstawiono równania opisujące porowatość sfluidyzowanego złoża, swobodną prędkość sedymentacji ziaren, współczynnik kształtu ziaren itp. Następnie opisano, na ile w praktyce zmienia się prędkość swobodnej sedymentacji ziaren w zależności od temperatury wody.

Wartość tej prędkości jest istotnym parametrem używanym do wyznaczenia intensywności płukania dla zadanej ekspansji złoża.

W niniejszym artykule podano wyniki obliczeń, wskazujące jak dla zadanego uziarnienia warstwy filtracyjnej można zróżnicować intensywność płukania, tak aby uzyskać taki sam stopień ekspansji w warunkach letnich i zimowych.

Rys. 1. Wartości wykładników potęgi n [4]
Rys. 1. Wartości wykładników potęgi n [4]
Rys. 2. Prędkości swobodnej sedymentacji ziaren według pomiarów przeprowadzonych w temperaturze 12°C [4]
Rys. 2. Prędkości swobodnej sedymentacji ziaren według pomiarów przeprowadzonych w temperaturze 12°C [4]

 

Należy przy tym pamiętać, że 90% ziaren wagowo powinno być sfluidyzowanych w czasie płukania wodą, a więc minimalna prędkość fluidyzacji powinna być przekroczona przez d90 dla każdej temperatury wody płucznej.

 

Na rys. 1 pokazano wartości wykładników n obliczone przez T. Siwca [4] dla temperatury t = 12°C, a na rys. 2 wartości minimalnych prędkości sedymentacji swobodnej dla ziaren ośmiu materiałów filtracyjnych przebadanych przez tego autora [4].

Czytaj też: Zestawy hydroforowe dla sieci wodociągowych i instalacji przemysłowych >>>

Różne temperatury, ale ta sama ekspansja

Z równania Richardson–Zaki:

  (1)

można obliczyć intensywność płukania v dla znanej prędkości sedymentacji vs oraz wykładnika potęgi n [1]. Zarówno prędkość swobodnej sedymentacji ziaren vs, jak i wykładnik potęgi n przy porowatości ε dla zadanej z góry średnicy miarodajnej ziaren są funkcją temperatury wody poprzez Res.

Przyjmując tę samą wartość porowatości złoża e dla różnych temperatur wody z przedziału od 1 do 28°C, obliczono wykładnik potęgi n z równań (2–9 w tab. 1) i prędkość swobodnej sedymentacji vstab. 2. W obliczeniach tych porowatość e przyjmowana była tak, aby zapewnić taką samą ekspansję złoża filtracyjnego, równą 20%.

Tabela 1. Wyniki badań wielkości współczynnika n z równania Richardson–Zaki (1) zestawione w postaci tabeli w monografii [4]
Tabela 1. Wyniki badań wielkości współczynnika n z równania Richardson–Zaki (1) zestawione w postaci tabeli w monografii [4]
Tabela 2. Przedziały granicznych wartości liczb Reynoldsa Reo i Archimedesa
Tabela 2. Przedziały granicznych wartości liczb Reynoldsa Reo i Archimedesa

Następnie obliczono wymaganą intensywność płukania (prędkość pozorną przepływu wody płucznej v) jako v = vsεn.

Dla każdego złoża filtracyjnego przyjęto ekspansję na poziomie 20%. Wyniki obliczeń przedstawiono na rys. 3rys. 4rys. 5rys. 6rys.7rys. 8rys. 9 i rys.10.

Rys. 3. Zależność intensywności płukania dla antracytu od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 3. Zależność intensywności płukania dla antracytu od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 4. Zależność intensywności płukania dla barytu od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 4. Zależność intensywności płukania dla barytu od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 5. Zależność intensywności płukania dla chalcedonitu od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 5. Zależność intensywności płukania dla chalcedonitu od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 6. Zależność intensywności płukania dla diatomitu od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 6. Zależność intensywności płukania dla diatomitu od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 7. Zależność intensywności płukania dla klinoptylolitu od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 7. Zależność intensywności płukania dla klinoptylolitu od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 8. Zależność intensywności płukania dla nevtraco od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 8. Zależność intensywności płukania dla nevtraco od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 9. Zależność intensywności płukania dla piasku od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 9. Zależność intensywności płukania dla piasku od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 10. Zależność intensywności płukania dla piroluzytu od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 10. Zależność intensywności płukania dla piroluzytu od wartości temperatury, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm

W legendzie po prawej stronie podano średnice poszczególnych ziaren miarodajnych w milimetrach.

Z uwagi na to, że pomiary T. Siwca [4] wykraczały poza najczęściej używane średnice miarodajne ziaren, dla dwóch najczęściej stosowanych przy uzdatnianiu wód powierzchniowych materiałów filtracyjnych, a więc piasku i antracytu, sporządzono dodatkowo rys. 11 i rys. 12, na których pokazano ponownie krzywe ekspansji w zakresie najczęściej stosowanych granulacji w filtrach pospiesznych.

Rys. 11. Zależność intensywności płukania dla piasku od wartości temperatury dla najczęściej występującego uziarnienia, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 11. Zależność intensywności płukania dla piasku od wartości temperatury dla najczęściej występującego uziarnienia, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 12. Zależność intensywności płukania dla antracytu od wartości temperatury dla najczęściej występującego uziarnienia, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm
Rys. 12. Zależność intensywności płukania dla antracytu od wartości temperatury dla najczęściej występującego uziarnienia, z prawej strony podano średnicę miarodajną ziaren w mm

Żeby można było porównać intensywności płukania wymagane dla uziarnień 3,97; 2,51; 1,73; 1,37; 1,12; 0,89; 0,71; 0,56; 0,45 oraz 0,35 mm przy krańcowych wartościach temperatur 1°C oraz 28°C, zdefiniowano dwie różne względne wartości odchylenia intensywności płukania ∆U pomiędzy temperaturami 1 i 28°C, raz oznaczone przez ∆u1 i zdefiniowane równaniem (10), a drugi raz oznaczone przez ∆u2 i obliczone według równania (11).

(10)

(11)

W tab. 3 (tab. 3a i tab. 3b) ukazano różnicę w intensywności płukania ∆u1 (10) przy krańcowych wartościach temperatur 1°C oraz 28°C dla różnych uziarnień materiałów filtracyjnych, a w tab. 4 (tab. 4a i tab. 4b) - w intensywności płukania ∆u2 (11)

Tabela 3a. Różnica w intensywności płukania ∆u1 (10) przy krańcowych wartościach temperatur 1°C oraz 28°C dla różnych uziarnień materiałów filtracyjnych
Tabela 3a. Różnica w intensywności płukania ∆u1 (10) przy krańcowych wartościach temperatur 1°C oraz 28°C dla różnych uziarnień materiałów filtracyjnych
Tabela 3b. Różnica w intensywności płukania ∆u1 (10) przy krańcowych wartościach temperatur 1°C oraz 28°C dla różnych uziarnień materiałów filtracyjnych
Tabela 3b. Różnica w intensywności płukania ∆u1 (10) przy krańcowych wartościach temperatur 1°C oraz 28°C dla różnych uziarnień materiałów filtracyjnych
Tabela 4a. Różnica w intensywności płukania ∆u2 (11) przy krańcowych wartościach temperatur 1°C oraz 28°C dla różnych uziarnień materiałów filtracyjnych
Tabela 4b. Różnica w intensywności płukania ∆u2 (11) przy krańcowych wartościach temperatur 1°C oraz 28°C dla różnych uziarnień materiałów filtracyjnych

 

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[woda, uzdatnianie wody, filtry pośpieszne, wody popłuczne]

   17.07.2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 



Poznaj rodzaje wymienników ciepła »

Zapewnij większe bezpieczeństwo dzięki certyfikowanym pompom ppoż »
wymienniki ciepła film o pompowni ppoz
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Na czym polega hybrydowa dystrybucja ciepła »

ogrzewanie hybrydowe

 



Poznaj fenomen nowoczesnych studni wodomierzowych »

Obejrzyj 20 minutowe szkolenie z pompowni ppoż »
produkcja studni wodomierzowych film o pompowni ppoz
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Zapewnij kompleksową cyrkulację powietrza w budynku »

systemy wentylacyjne

 



Obejrzyj film z montażu pompy cyrkulacyjnej »

Na czym polega fenomen pomp wodnych »
 film pompy cyrkulacyjne pompy wodne
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zaprojektować niezawodne instalacje w budynku »

innowacyjne projektowanie instalacji

 



5 sposobów na szybką i dokładną pracę w miernictwie »

Dobierz wielogazowy detektor podtynkowy »
rozwiązania pomiarowe detektor gazów
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jesteś instalatorem, ale elektryka nie jest Ci obca? Dołącz do klubu »

klub instalatora

 



Jak usprawnić obieg i odzysk wody w gospodarstwie domowym » Jaki rekuperator poleci Instalator »
kanalizacja centrale rekuperacyjne
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

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
6/2020

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 6/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Szczelność powietrza budynków
  • - Systemy regulacyjne HVAC i BMS
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