Homokszűrők

A homokszűrő kivitelében többfajta lehet, pl. lassú homokszűrő ágy, vagy nyomás alatt lévő oszlop. A vízelőkészítésben az utóbbi gyakrabban használatos, mert egyszerűbben visszamosható és kisebb helyet foglal. A gyakorlatban a töltetes oszlop anyaga felületkezelt szénacél vagy üvegszál erősítésű műanyag (FRP) tartály. A tartályokba különböző szemcseméretű kvarchomokot töltünk, az aljára vízeloszlatás céljából nagyméretű kavicságy kerül.

A homokszűrőkkel kiszűrhető lebegőanyag tartalom 3-6 kg SS (suspended solid – lebegő anyag)/m² szűrőfelület.

A szűrés több hatás együttes eredményeként valósul meg. Ezek a hatások a szűrés, az adszorpció és az abszorpció. A szűrés jelensége akkor játszódik le, mikor a részecskék nagyobbak, mint a szűrőágyban létrejött pórusok, amelyek nem engedik továbbhaladni a szennyeződést. A második, és leggyakrabban lejátszódó mechanizmus az adszorpció. A jelenség bizonyos anyagok felületén történő megkötődést jelent. A koaguláció, amely során a részecskék Van der Vaal’s erők hatására egymáshoz kötődnek, segíti az adszorpciót. A szűrés során jelentkező adszorpció azt jelenti, hogy a részecskék a homokszemcsék felületéhez tapadnak. Az abszorpció ahhoz hasonlítható, mikor a szivacs felszívja a vizet. Ez a jelenség a töltet első nedvesítése után már nem játszik fontos szerepet. Szennyvízszűrési alkalmazásoknál szűrőágyas megoldás esetén a biológiai lebontás is szerepet játszik, ivóvíz előkészítésnél ezt nem használjuk.

Egy homoktöltetes szűrőoszlopban a megfelelő áramlási sebesség 5-15 m/h a szűrendő anyag minőségétől függően. Az ennél nagyobb áramlási sebesség csökkenti annak esélyét, hogy a szemcsék a töltethez tapadjanak, vagy olyan megkötött szennyezőket mozdítanak el, melyek már megtapadtak az oszlopban.

Mivel a szűrőtöltet az üzem során egyre több lebegő anyagot köt meg, ezért annak időszakos visszamosása szükséges. Erre akkor kerül sor, mikor az oszlopon (az üzemi értékhez képest) 0,6-0,7 bar nyomásesés mérhető. Egy tiszta kvarchomokos szűrőn a nyomásesés 0,2-0,6 bar közötti érték, amelyet maga a töltet idéz elő.

Az oszlop visszamosása alulról felfelé irányban történik. A visszamosás során az egész szűrőágy fellazul, majd megemelkedik, így a szemcsék közül kimosódnak a szennyező anyagok, és az oszlop felső részén át távoznak. Az alsó támasztóréteg megfelelő áramlási sebesség mellett nem emelkedik meg, csak a beáramló víz eloszlatásában vesz részt. A visszamosás általános sebessége 30-35 m/h. Az oszlop visszamosó vízének elfolyó oldalán egy fojtószeleppel kell szabályozni a megfelelő áramlási sebességét. Ez azért fontos, mert a víz tulajdonságainak változása miatt (pl. a nagyobb sűrűségű hideg víz kisebb sebesség mellett is megemeli a töltetet) a töltet kimosódhat. Visszamosás után a töltet leülepszik és újrarendeződik, majd használatba vétel előtt, egy öblítő mosást követően újra üzembe vehető az oszlop.

Multimédia szűrők

Multimédia szűréssel a beérkező víz lebegőanyag-tartalmát, turbiditását csökkenthetjük. A szűrhető lebegőanyag összetétele változó, de a víz általában iszapot, agyagot, talajmaradékot, szerves anyagokat, algát és más mikroorganizmusokat tartalmaz. A beérkező víz magas lebegőanyag tartalma a szűrési vonalon egyre növekvő nyomásesést okoz, ezzel együtt csökkenti a szűrés hatékonyságát olyan technológiai egységeknél, mint a fordított ozmózis membránok vagy az ioncsere.

Multimédia szűrést vagy más előkezelést abban az esetben ajánlott alkalmazni, ha az SDI (Silt Density Index) értéke 3-nál, vagy a turbiditás értéke 0,2-nél nagyobb. Erre azonban nincsenek egyértelmű szabályok, de a fordított ozmózis membránok előírásainak megfelelő értékre kell tisztítani a kezelendő vizet, a fouling (lebegőanyag okozta eltömődés) elkerülése érdekében.

A multimédia szűrőoszlop tipikusan három réteg szűrőanyagot tartalmaz, melyek az antracit, a kvarchomok és a garnet. A töltet alján egy alsó, szűrőfunkciót be nem töltő támasztó és vízelvezető funkciót ellátó réteg is elhelyezkedik, mely egy nagyobb szemcsékből álló kavicságy. A rétegek különbözősége a méretükben és sűrűségükben keresendő. A nagyobb szemcseméretű antracit könnyebb, ezért a rétegek tetején helyezkedik el, a garnet kisebb szemcseméretű, nehezebb, így alul helyezkedik el, a kvarchomok pedig középen. Az felső réteg a nagyobb méretű szennyezők eltávolítására hivatott, a kisebb szennyezők a szűrőréteg mélyebb rétegeiben szűrődnek ki. Ezáltal az egész töltet szűrőként viselkedik, így sokkal hosszabb üzemi periódusok érhetők el, ritkább visszamosásokkal, viszont hatásosabb részecskeszűréssel.

Egy megfelelően üzemeltetett multimédia szűrő 15-20 mikron szemcseméretig képes eltávolítani a lebegőanyagokat. Abban az esetben, ha a szűrés előtt flokkulálószert adagolnak, akkor a részecskeeltávolítás hatékonysága egészen 5 mikronos szemcseméretig csökkenthető.

Egy multimédia szűrőoszlopban a megfelelő áramlási sebesség 5-15 m/h a szűrendő anyag minőségétől függően. Az ennél nagyobb áramlási sebesség csökkenti annak esélyét, hogy a szemcsék a töltethez tapadjanak, vagy olyan megkötött szennyezőket mozdítanak el, melyek már megtapadtak az oszlopban.

Mivel az szűrőtöltet az üzem során egyre több lebegő anyagot köt meg, ezért annak időszakos visszamosása szükséges. Erre akkor kerül sor, mikor az oszlopon (az üzemi értékhez képest) 0,6-0,7 bar nyomásesés mérhető, vagy a turbiditás értéke 10%-kal megnövekszik. Egy tiszta multimédia szűrőn a nyomásesés 0,2-0,6 bar közötti érték, melyet maga a töltet idéz elő.

Az oszlop visszamosása alulról felfelé irányban történik. A visszamosás során az egész szűrőágy fellazul, majd megemelkedik, így a szemcsék közül kimosódnak a szennyező anyagok, és az oszlop felső részén át távoznak. Az alsó támasztóréteg megfelelő áramlási sebesség mellett nem emelkedik meg, csak a beáramló víz eloszlatásában vesz részt. A visszamosás általános sebessége 30-35 m/h. Az oszlop visszamosó vízének elfolyó oldalán egy fojtószeleppel kell szabályozni a megfelelő áramlási sebességét. Ez azért fontos, mert a víz tulajdonságainak változása miatt (pl. a nagyobb sűrűségű hideg víz kisebb sebesség mellett is megemeli a töltetet) a töltet kimosódhat. Visszamosás után a töltet leülepszik és újrarendeződik, majd használatba vétel előtt, egy öblítő mosást követően újra üzembe vehető az oszlop.

Idővel a használat következtében a töltet szemcséinek egyenetlenségei lemorzsolódnak, ezért csökken a szűrési hatékonyság. Ennél fogva, ha egyéb eltávolíthatatlan szennyeződés nem kerül a töltetre, abban az esetben is néhány évente cserélni szükséges.