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

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 [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. 3, rys. 4, rys. 5, rys. 6, rys.7, rys. 8, rys. 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.

Literatura

1. Dąbrowski W., Plata M., Podstawy teoretyczne płukania filtrów pospiesznych wody, „Rynek Instalacyjny” nr 5/2018.
2. Dąbrowski W., Korczak P., Strategia płukania filtrów w ujęciu monograficznym, Politechnika Krakowska, Kraków 2008.
3. 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.
4. Siwiec T., Warunki płukania filtrów jednowarstwowych i wielowarstwowych wybranych złóż filtracyjnych, Wydawnictwo SGGW, Warszawa 2007.

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

streszczenie

Bazując na badaniach laboratoryjnych fluidyzacji złoża filtracyjnego przeprowadzonych przez T. Siwca dla temperatury wody płucznej 12°C oraz literaturowych równaniach uzależniających wielkość ekspansji złoża od intensywności płukania w zależności od temperatury, przeprowadzono obliczenia, na podstawie których sporządzono wykresy ekspansji złóż w zakresie temperatur od 1 do 28°C dla następujących materiałów filtracyjnych: antracyt, baryt, chalcedonit, diatomit, klinoptylolit, nevtraco, piasek kwarcowy, piroluzyt. Krzywe te mają zastosowanie do doboru parametrów płukania złóż filtrów pospiesznych, a przede wszystkim doboru intensywności płukania w zależności od temperatury wody płucznej.



abstract

Based on experimental data of grains fluidization reported by T. Siwiec for backwash water temperature 12°C and taking into account known from the literature equations describing expansion of filter media as a function of water intensity for different backwash water temperatures curves describing filter grains stratification were developed. These curves refer to the range of temperatures between 1 and 28°C and to the following materials used as filter media: anthracite, barite, chalcedonite, distomir, klinoptilolite, nevtraco, quartz sand, pyrolusite. Such curves can be applied for selecting backwash water intensity as a function of its temperature.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!


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

   17.07.2018
Dostęp do pełnej treści tego artykułu jest BEZPŁATNY, wymaga jednak zalogowania.
Logowanie
zapomniałem hasła
Załóż konto
Jeśli nie masz jeszcze Konta Użytkownika - prosimy o wypełnienie formularza rejestracyjnego. Czas potrzebny na założenie Konta Użytkownika to max. 1 minuta.
Chcę założyć konto użytkownika
Dlaczego warto założyć konto użytkownika?
otrzymujesz bezpłatny dostęp do wielu przydatnych informacji: artykułów znanych ekspertów, przeglądów produktów, porad i raportów
co tydzień otrzymasz bezpłatny Newsletter informujący o nowych artykułach, produktach i wydarzeniach związanych z izolacjami i rynkiem budowlanym
będziesz miał możliość brania udziału w konkursach z cennymi nagrodami
utworzysz swój Profil, dzięki któremu będziesz mógł brać udział w dyskusjach na Forum, wymieniać się poglądami z innymi użytkownikami oraz pisać opinie i komentarze
będziesz otrzymywać powiadomienia o promocjach i rabatach w naszej Księgarni Technicznej oraz zniżkach w sklepach naszych partnerów biznesowych.
Jednocześnie zapewniamy Cię, iż podczas rejestracji nie zbieramy żadnych szczegółowych danych personalnych i teleadresowych. W każdej chwili możesz zmienić swoje dane lub zażądać usunięcia konta.
Przed założeniem Konta sugerujemy zapoznać się z regulaminem.

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Czy już znasz, idealne narzędzie dla projektantów sieci wod - kan » Co sprawi, że rozwiążesz problemy pomiarowe wentylacji »
aplkacja wod-kan pomiar termowizyjny
czytam więcej » spróbuj już dziś »

 


Klimatyzacja bez przeciągów - jak to możliwe »

 klimatyzator

 



Na czym polega renowacja kanalizacji bez kucia ścian » Jakich zabezpieczeń wentylacyjnych potrzebujesz »
renowacja kanalizacji
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy klimatyzacja jest zdrowa »

wentylacja

 



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 »

 


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
7-8/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - WT 2021 dla budynków wielorodzinnych
  • - Klimakonwektory, belki i sufity chłodzące
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