6.2: Швидкість фільтрації

Last updated
Save as PDF

Page ID: 103036

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Одним з найважливіших процесів у водоочисних спорудах є фільтрація. Це останній бар'єр між процесом лікування і замовником. Фільтри затримують або видаляють частинки з води, додатково зменшуючи помутніння або помутніння. Існують різні форми, розміри та типи фільтрів, що містять один шар або комбінацію пластів піску, антрацитового вугілля або іншої форми гранульованого матеріалу.

Повільні піщані фільтри є найстарішим типом муніципальної фільтрації води і мають швидкість фільтрації, що варіюється від 0,015 до 0,15 галонів на хвилину на квадратний фут площі фільтруючого шару, залежно від градації фільтруючого середовища та якості сирої води. Швидкі пісочні фільтри, з іншого боку, можуть мати швидкість фільтрації від 2,0 до 10 галонів на хвилину на квадратний фут площі фільтруючого шару. Як правило, швидкі пісочні фільтри потребують більш частих циклів зворотного промивання для видалення захопленого сміття з фільтрів.

Зворотна промивка - це реверсування потоку через фільтри з більшою швидкістю для видалення засмічених частинок з фільтрів. Час роботи зворотного промивання може бути від 5-20 хвилин зі швидкістю від 8 до 25 галонів на хвилину на квадратний фут площі фільтруючого шару, залежно від якості попередньо відфільтрованої води.

Швидкість фільтрації та зворотного промивання розраховуються шляхом ділення швидкості потоку через фільтр на площу поверхні фільтруючого шару. Зазвичай ці показники вимірюються в галонів на хвилину на квадратний фут площі фільтруючого шару.

Швидкість потоку (gpm) /Площа поверхні (кв.фут) = Швидкість фільтрації

Хоча швидкість фільтрації зазвичай виражається як gpm/ft ², вони також виражаються як відстань падіння (в дюймах) в межах фільтра за одиницю часу (у хвилинах). Під час зворотного промивання він виражається тими ж одиницями тільки на «підйом» в фільтрі. Дивіться приклад нижче.

Швидкість фільтрації = падіння (дюйми) /час (хв)
Швидкість зворотного промивання = підйом (дюйми) /час (хв)

Приклади

Експрес 2,5 г/фут ² як в/хв.

По-перше, перетворіть gpm в cfm. Мета цього полягає в тому, щоб почати узгодження одиниці «дюймів» в в/хв з «кубічними футами в CFM.

(2,5 гал/хв) /кв.фут х 1 сф/7,48 гал = 0,33 куб.м/кв.фут
2,5 г/кв.футів х 1 сф/7,48 гала = 0,33 куб.м/кв.фут

Якщо ви подивитеся на вищевказану відповідь (0.33 cf/m) /sq.ft більш уважно, ви можете побачити, що вона також може бути виражена як 0.33 ft/min, оскільки sq.ft і cf скасовують один одного на ноги.

Після того, як у вас є «фути на хв», ви можете легко перетворити на «дюйми на хвилину», помноживши на 12.

0,33 фут/хв х 12 в/1 фут = 4 в/хв

Спробуємо інший приклад: Яка швидкість фільтрації через фільтр 20 'на 20', якщо середній потік через обробку 2,5 МГ?

По-перше, перетворити 2.5 MGD в gpm. Для цього ділимо 2,5 МГД на 1440.

2 500 000 галлонів/день х 1 день/1,440 хв = 1,736 галлонів/хв

Потім розділіть потік на площу фільтра (20' x 20' = 400 кв.футів).

1 736 г/м2 = 4,34 г/м2

Тепер обчисліть дюйми в хвилину.

Замість 7,48 галонів на кубічний фут і 12 дюймів на фут, існує коефіцієнт перетворення, який також можна використовувати.

1,6 в/хв = 1 gpm/кв.м

Вправи

Водоочисна споруда обробляє 10,5 МГД. Яка необхідна площа фільтруючого шару, необхідна для підтримки швидкості фільтрації 1.75 gpm/ft ²?
Фільтр розміром 15 футів на 17 футів потрібно вимити назад зі швидкістю 17 г/фут ² протягом мінімум 20 хвилин. Скільки галонів використовується в процесі зворотного промивання?
Для належного зворотного промивання певного фільтра потрібна швидкість зворотного промивання 20 дюймів на хвилину. Якщо фільтр становить 20 футів на 25 футів, яка швидкість потоку зворотної промивки в г/хв?
Водоочисна споруда обробляє максимум 18.65 MGD. Завод має 6 фільтрів розміром 20 футів на 22 фути кожен. Припускаючи, що кожен фільтр отримує рівну кількість потоку, яка швидкість фільтрації в gpm/ft ²?
Водоочисна споруда обробляє 4,55 MGD через 35 футів на 35 футів фільтр. Що таке відповідні дюйми в хвилину через фільтр?
Проводиться зворотна промивка фільтра зі швидкістю 15,5 дюймів в хвилину протягом 25 хвилин. Якщо фільтр 150 футів ², скільки галонів було використано?
Інженер розробляє круговий фільтр для обробки 5.75 MGD і підтримувати швидкість фільтрації 1,75 дюймів на хвилину. Яким буде діаметр?
Фільтр потрібно промити назад, коли швидкість падіння перевищує 3,1 дюйма на хвилину. Було визначено, що ця швидкість досягається після 2.3 МГ через 17 футів на 17 футовий фільтр. Як часто фільтру потрібна зворотна промивка? Дайте свою відповідь в найбільш логічній одиниці часу.