Обратная промывка песчаного фильтра: когда, с какой скоростью и как долго

Используйте два условия и срабатывайте по тому, что наступит раньше: перепад давления на 0.5–1 bar выше базового значения для чистого слоя или фиксированный интервал. Запишите базовое значение после пусконаладки при чистом слое и проектном расходе. Фильтр, который промывается только по таймеру, может работать с забитым слоем днями; фильтр, который промывается только по давлению, может оставаться грязным в период низкого расхода, когда перепад никогда не достигает уставки.

Интервал зависит от объекта. Фильтр на мутной речной воде может требовать промывки один-два раза в сутки; фильтр на чистой водопроводной воде может работать неделю. Если фильтр промывается каждые несколько часов, причина обычно выше по потоку: высокая мутность, проскок коагулянта, водоросли или недостаточная площадь слоя. Устранить причину дешевле, чем снова сокращать цикл.

Кварцевому песку обычно требуется восходящий поток 40–60 m/h в течение 5–10 минут — достаточно, чтобы слой расширился на 20–30% без выноса загрузки в дренаж. Это примерно в три-четыре раза больше рабочего расхода. Поэтому фильтр на 10 m³/h при обратной промывке может потреблять 35–45 m³/h, а фильтр на 30 m³/h — 100–150 m³/h. Насос обратной промывки, подводящий трубопровод и дренаж должны быть рассчитаны на этот пик.

Более лёгкие загрузки требуют меньших скоростей. Антрацит может переходить в псевдоожиженное состояние при 25–40 m/h, а многослойный слой обычно занимает промежуточное положение между антрацитом и песком — 35–50 m/h. Слишком высокая скорость вымывает самые лёгкие зёрна через смотровое стекло; слишком низкая оставляет слой уплотнённым. В первую минуту следите за смотровым стеклом и ориентируйтесь на видимое расширение, а не только на паспортное значение.

Полный цикл состоит из четырёх этапов: отключение фильтра от процесса, обратная промывка, промывка и возврат в работу. Если предусмотрена воздушная промывка, она выполняется до или в начале обратной промывки в течение 1–3 минут, затем прекращается до псевдоожижения слоя. Воздушная промывка помогает при тяжёлых осадках и многослойных загрузках, но применяется не везде; для простого песчаного слоя обычно достаточно водной обратной промывки.

Промывка при рабочем расходе в течение 2–5 минут после обратной промывки. Первая промывная вода мутная и должна сбрасываться в дренаж, а не в продуктовую линию. Возвращайте фильтр в работу только когда смотровое стекло прозрачно, а мутность на выходе вернулась к обычному значению. Если на установке есть бак очищенной воды, планируйте промывку так, чтобы бак покрывал перерыв, а не просаживал давление.

Объём воды на обратную промывку равен расходу промывки, умноженному на её продолжительность. Для фильтра на 10 m³/h с площадью слоя около 0.83 m² обратная промывка при 40 m/h составляет 33 m³/h; восемь минут при таком расходе дают около 4.4 m³. Фильтр на 30 m³/h с площадью слоя 2.5 m² при 50 m/h расходует около 125 m³/h, или 10–20 m³ за операцию. В доле от производства это обычно несколько процентов, но резко возрастает при коротких циклах фильтра.

Вода должна откуда-то поступать. Если подача исходной воды рассчитана только на рабочий расход, обратная промывка либо отнимет воду у процесса, либо не достигнет проектной скорости. Накопительный бак для обратной промывки часто дешевле увеличения подводящего трубопровода и позволяет промывать фильтр с проектной скоростью даже при непостоянном источнике. Проверьте, что дренаж выдерживает пик без затопления аппаратной.

Слишком слабая: слой не расширяется, каналы сохраняются, и после цикла перепад давления остаётся высоким. Фильтр может ещё какое-то время давать чистую воду, потому что каналы пропускают поток мимо загрязнённой загрузки, а затем мутность внезапно прорывается. Слишком сильная: самые лёгкие зёрна уходят через смотровое стекло, глубина слоя уменьшается, оставшаяся загрузка становится крупнее, и мутность на выходе растёт, хотя корпус выглядит чистым.

Третий вид отказа — обратная промывка длится достаточно долго, но не достигает проектного расхода, обычно из-за частично закрытой арматуры, изношенного насоса или заниженного подводящего трубопровода. Оператор видит нормальный таймер и нормальное положение клапана, но слой очищается лишь наполовину. Установите расходомер на линии обратной промывки и записывайте фактический расход, а не только продолжительность.

Для повседневной работы достаточно трёх проверок. Первая — наблюдайте за смотровым стеклом: сбросная вода должна сначала быть тёмной, за несколько минут осветлиться и показывать расширение слоя 20–30% без выноса зёрен. Вторая — сравните перепад давления сразу после обратной промывки с базовым значением для чистого слоя; устойчивая разница означает неполную очистку. Третья — проверьте мутность на выходе после промывки и убедитесь, что она вернулась к обычному значению, прежде чем снова включать фильтр.

Ежемесячно измеряйте фактический расход и продолжительность обратной промывки, осматривайте загрузку через верхний лаз. Ежегодно сверяйте глубину слоя с проектом, проверяйте распределитель и коллектор на трещины и убеждайтесь, что надслойного пространства по-прежнему достаточно. Если после правильной промывки слой остаётся забитым или видны каналы, загрузка, возможно, покрыта плёнкой или истощена, а не просто загрязнена.

Песок и антрацит обычно меняют каждые три-пять лет, но один только возраст — плохой критерий. Меняйте раньше, если после правильной промывки слой остаётся забитым, если сохраняются каналы, если загрузка покрыта маслом или биоплёнкой, или если глубину слоя больше нельзя поддерживать из-за выноса зёрен. Если после осмотра загрузки фильтру по-прежнему требуется промывка каждые несколько часов, проблема обычно в загрузке, а не в арматуре.

При замене запишите на шильдике диаметр корпуса, глубину слоя и проектную скорость. Заполните корпус до проектной глубины загрузкой, соответствующей исходному гранулометрическому составу, проведите обратную промывку для классификации слоя и продезинфицируйте корпус перед возвратом к подаче питьевой воды. Новая крупная загрузка поверх старой мелкой обычно даёт худшую фильтрацию, чем полная замена слоя.