175128. lajstromszámú szabadalom • Berendezés folyadékok, főként víz szűrésére és a gravitációs erővel ellenáramban szemcsés anyagú szűrőágyon keresztül, eljárás a berendezés üzemeltetésére, valamint a szürőágy kialakítására
5 175128 6 a 3. ábra konkrét szűrőágy-szemszerkezet meghatározását magyarázó grafikont mutat. Amint az 1. ábrán látható, a szűrőberendezésnek 1 medencéje van, amely felülnézetben például téglalapalaprajzú lehet, amelynek az egyik végéhez vízbevezető 2 állványcső csatlakozik, a másik végén pedig 3a bukót alkotó 3 fal van beépítve. Az 1 medencében az la fenéklemez felett a távolságban 4 szűrőfenék van beépítve, ezen helyezkedik el a szemcsés anyagú 5 szűrőágy. A 4 szűrőfenékbe levegőbevezetésére szolgáló 4a szűrőfejek vannak beépítve, amelyeken keresztül áramlik a szűrendő víz és a mosóvíz is. Az 5 szűrőágy a mindenkor adott határértékek között folyamatosan változó — alulról felfelé, vagyis az áramlás irányában folyamatosan csökkenő — szemcseméretű anyagból, például kvarchomokból, illetve kavicsból áll. Az optimális szemszerkezet meghatározásának módjára a továbbiakban még visszatérünk. A 3a bukó által meghatározott szűrt folyadék szintjét v2, a ht magasságú 5 szűrőágy ez alatt húzódó felső síkját V] hivatkozási számmal jelöltük. A 4 szűrőfenék 4a szűrőfejeihez a levegő a 6 levegőbevezető csövön át kerül, amely a 4 szürőfenék alatti 14 térbe torkollik. A 2 áll vány csőbe a nyersvizet a 7 vezetéken át juttatjuk. A 8 csővezeték szolgál az 5 szűrőágy szemszerkezetét fellazító nyersvíz vagy szűrtvíz betáplálására. A szűrtvíz eltávolítására a 9 csővezeték, az öblítővíz eltávolítására pedig a 10 csővezeték szolgál. Ez utóbbiról a 11 recirkulációs vezeték van leágaztatva, és a 2 állványcsőbe visszakötve. All recirkulációs vezetékbe 12 szivattyú van beépítve. A 6, 7, 8, 10 és 11 vezetékeken - amelyekbe önmagában ismert módon a szükséges helyeken 13 tolózárak vannak beépítve - bejelöltük az áramlásirányt jelző nyilakat is. Az 1. ábra szerinti berendezés működése a következő: a tisztítandó nyersvizet — amely például 20—30 mg/1 pelyhes lebegőanyagot tartalmaz, amelynek ülepedési sebessége 0,4—0,6 mm/s alatt van — a 7 vezetéken át a 2 állványcsőbe, azon át pedig a 4 szűrőlap alatti 14 elosztótérbe juttatjuk. A víz a 2 állványcsőben létrehozott vízoszlopnyomás hatására áthatol a perforált 4 szűrőlapon, és az adott esetben 6,0—0,8 mm határértékek között folyamatosan változó — alulról felfelé csökkenő — szemszerkezetű, mintegy 1,5 m-es h! magasságú (vastagságú) 5 szűrőágyon át 10-12 m/ó lineáris sebességgel áramlik felfelé, és a 4 szűrőágy Vi felső felületén kilépve már csak 0,5—2,0 mg/1 lebegőanyagot tartalmaz. A 10—12 m/ó sebességérték a szűrőágy üres keresztmetszetére értendő, azaz arra az állapotra, amikor a medencében vagy tartályban még egyáltalán nincs szűrőanyag. A szűrtvíz az 5 szűrőágy feletti 16 térből a 3a bukón át a b nyilak irányában jut a 15 gyűjtőtérbe, és a 9 vezetéken át távozik a berendezésből. Mintegy 24—48 órás szűrés után a kiszűrt lebegőanyagtól az 5 szűrőágy vízvezető járatai eltömődnek, ami abból állapítható meg, hogy a 2 állványcsőben a v3 vízszint az 1 medencében a 3a bukó által szabályozott v2 vízszintet mintegy 1,5 m-t kitevő h2 magassággal meghaladja. Ekkor a szűrést befejezzük és az alábbiak szerint végrehajtjuk a szűrőágy kimosását. A 7 csövön keresztül leállítjuk a nyersvíz betáplálását és a 8 vezetéken át vizet nyomunk a 14 elosztótérbe, és mintegy 40 m/ó üres keresztmetszetre vonatkoztatott lineáris sebességgel alulról felfelé 4-5 percen keresztül átáramoltatjuk az 5 szűrőágyon. E célra akár szűrt, akár nyersvizet alkalmazhatunk. Miután a vízárammal a szűrőágyat teljesen fellazítottuk és mozgásba hoztuk, az öblítővíz mellett a 6 vezetéken és a 4 szűrőfejeken keresztül ugyancsak mintegy 40 m/ó üres keresztmetszetre vonatkoztatott lineáris sebességgel megindítjuk az öblítőlevegő betáplálását ;s annak érdekében, hogy rendezetlen fluid-ágyat hozunk létre, és ezzel tökéletes iszapeltávolítást biztosítsunk. A víz—levegő-öblítést mintegy 8—12 percig folytatjuk. Ennek az időszaknak a végére a 10 vezetéken elfolyó víz már teljesen kitisztul. Ekkor a 8 vezetéken keresztül eszközölt öblítővíz- és a 6 vezetéken át végzett öblítőlevegő-betáplálást megszüntetjük, az elfolyó öblítővizet pedig a 10 és 11 vezetéken át, a 12 szivattyú segítségével visszanyomjuk a szűrőágy alatti 14 elosztótérbe, azaz az öblítővizet zárt hidraulikus körben forgatjuk. Mintegy 80 m/ó lineáris sebességgel folyamatosan forgatva az öblítővizet, az 5 szűrőágy kb. 10 perc alatt újból rendeződik, helyreáll az eredeti szemszerkezete, és a szűrés folytatható. A találmány szerinti gravitációval ellenáramú szűrőberendezésben a szűrőágy szemcsemérete folyamatos, és a szemszerkezet, valamint a szűrőágy magassága a nyersvíz adottságként jelentkező tulajdonságainak - elsősorban a szennyezőanyag mennyiségének, a szennyezőanyagok fajtájának, tulajdonságainak, részecskeméretének —, valamint a szűrt vízzel szemben támasztott minőségi követelményeknek a függvénye. E tényezőktől függ a szűrési sebesség értéke is, amelyet 5—15 m/ó határok között célszerű megválasztani. A szűrőágy oszlopmagasságának és szemcseszerkezetének meghatározását esetenként — berendezésenként - kell végrehajtani elméleti megfontolások, illetve gyakorlati tapasztalatok alapján, majd az így megépített szűrővel kísérleteket kell végezni, és a kísérletek alapján a szűrőágy szemszerkezetét korrigálni kell. így kapjuk meg az adott szűrőberendezésben a szűrőágy végleges műszaki paramétereit. Az oszlopmagasságra a statikus szűrőállapot biztosításához szükséges magasságérték és a megkívánt szűrési hatásfokhoz tartozó magasságérték közül a nagyobb a mértékadó. Az előbbi empirikus alapon a töltet to/m3 térfogatsúly-számertékének min. 0,5-szerese kell hogy legyen m-ben. A rétegmagasság a sebesség függvényében a megengedhető maximális szűrőellenállás alapján is számítható; ez többrétegű szűrőknél a töltet archimédeszi súlyának és a keresztmetszet hányadosának 80%-a. Felvett szűrőellenállás, számolt keresztmetszet alapján a töltetsúly, illetve a szűrőoszlop-magasság meghatározható. A szűrőoszlop szemcse összetételének meghatározásához valamilyen módszerrel meg kell állapítani a szűrendő folyadék szilárd szuszpendált lebegőanyagösszetételét, majd ehhez megfelelő számú jellemző szűrő-szemcse-méretet határozunk meg (például a lebegőanyag szemeloszlási görbéjének a legkisebb és legnagyobb szemcseméretekhez tartozó tartományai, ahol a görbe a koordinátatengelyek közvetlen közelében húzódik, természetesen elhanyagolhatók). Ezeket a diszkrét szemcseméret-étékeket úgy egészítjük ki megfelelő arányú mennyiségekkel, hogy a szűrő3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
