Дві мети – розширення та розшарування.

Зворотне промивання – основа для коректної роботи гранульованого шару у фільтрі, якою може бути активоване вугілля, цеоліт, іонообмінна смола, мультимедійне або каталітичне середовище. Зворотне промивання забезпечує:

– видалення твердих частинок, затриманих та утримуваних гранульованим середовищем;

– видалення надлишкової біомаси (що особливо актуально для гранульованого активованого вугілля, що інтенсивно підтримує розмноження мікроорганізмів);

– видалення мікропухирців повітря, утворених через перепад температури або надійшли з водою (в режимі низхідного потоку води скупчення мікробульбашок, що застрягли в шарі, закупорює і блокує роботу частини завантаження);

– запобігання цементації та скам’янення шару завантаження (у фільтрах з низхідним потоком води ця проблема посилюється перепадом тиску води та наявністю клеєподібних домішок у воді, таких як карбонат кальцію, біомаса, окислене залізо, деякі природні органічні речовини).

Зворотне промивання має дві основні цілі: розширити шар на 30-40% і стратифікувати (розшарувати) шар в кінці циклу зворотного промивання. Для досягнення першої мети необхідно переконатись, що шар фактично розширюється, а не просто покладатися на графіки виробника завантаження. Графіки дають приблизне уявлення про швидкості потоків, при яких досягається різний відсоток розширення, проте, остаточне коригування має бути зроблено для кожного конкретного випадку – завжди є ризик того, що шар або мало розширитися, або завантаження з фільтра буде “виноситись” потоком в дренажну лінію. При правильному розширенні шару гранули переміщуються в потоці вгору і вниз, труться один об одного, що дозволяє якісно та швидко очистити поверхню гранул. Досягнення другої мети (розшарування завантаження) полягає в тому, що після зворотного промивання більші і щільніші гранули повинні розташуватися внизу шару, а дрібніші і менш щільні – зверху шару. Коректне розшарування дозволяє сформувати і підтримувати зону масопереносу (MZT)- область шару, в якій концентрація цільової домішки зменшується від вихідної до мінімальної концентрації, що виявляється. Формування зони масопереносу особливо критично для гранульованого активованого вугілля та інших завантажень, які мають адсорбційні здібності (включаючи каталітичні завантаження для видалення заліза). Якщо частки не впорядковані і зона масопереносу порушена, проскок цільової домішки і, відповідно, момент заміни активованого вугілля настане значно швидше, ніж Ви очікували. Якісна стратифікація передбачає поступове зменшення швидкості потоку зворотного промивання.

Як часто слід промивати фільтри?

Періодичність промивання фільтра визначається на основі контролю одного з двох параметрів: максимально допустимого перепаду тиску або заданого інтервалу часу.

Перший випадок відповідає обладнання, завантаження якого відносно швидко забруднюється. Приклад – адсорбційні фільтри з гранульованим активованим вугіллям без попереднього очищення зважених часток. Крім видалення зважених частинок адсорбційні вугільні фільтри поглинають розчинені домішки, мають високу біологічну активність і, отже, генерують велику кількість біомаси. Чим менший розмір гранул вугілля, тим більша швидкість механічного забруднення поверхневого шару. Досягнення перепаду тиску 0,5…0,7 бар вимагає запуску зворотного промивання адсорбційного фільтра. Однак, якщо фільтр забруднюється повільно, перепад тиску вже не може бути найкращим критерієм початку зворотного промивання. У такому разі інтервал між промиваннями потрібно визначити так, щоб запобігти цементації та стеження завантаження. Тут потрібно покладатися на досвід та спостереження. Однак у будь-якому випадку, промивання фільтра повинно здійснюватися, як мінімум, 1 раз на тиждень.

Зворотне промивання (промивання зворотним потоком води через шар, що фільтрує) – це стандартний механізм. Однак, досвід показує, що в окремих випадках для досягнення прийнятного результату зворотного промивання потрібна додаткова увага. Якщо вихідна вода для зворотного промивання дуже забруднена, успіх зворотного промивання буде під загрозою. Це нескладна концепція для розуміння проблеми – просто не використовуйте дуже брудну воду для очищення шару завантаження. Недостатнє відновлення чистоти шару в ході зворотного промивання стане причиною зниження ефективності фільтрації, залишкового забруднення шару, утворення грязьових грудок, накопичення твердих частинок з подальшим відмовленням системи в цілому. Фахівці галузі водопостачання ще на зорі зародження технологій фільтрації швидко зрозуміли, що використання чистої води для промивання дає значно кращі результати.

Зворотне промивання чистою водою.

Що пішло не так?

Те, що бачимо на картинках – окремі компоненти фільтра-знезалізнення з відкладеннями окисленого заліза. Цей стан не сприймається як несправність чи дефект. Система знезалізнення із двох паралельних фільтрів (дуплекс) виконувала роботу доти, доки забруднення не досягло критичного розміру. Зворотне промивання здійснювалося рекомендованою швидкістю потоку протягом заданого часу, монтаж системи не містив принципових помилок. Проблема полягала в перевантаженні системи, яка намагалася видалити з води 14 мг/л окисленого заліза фільтрацією в шарі каталітичного завантаження Katalyst Light з пропорційною подачею в вихідну воду окислювача. Дуплексна система блокувала окислене залізо до наростання перепаду тиску в шарі завантаження, цикли зворотного промивання та ополіскування (коротке пряме промивання) включалися практично через кілька годин фільтрації послідовно для кожного з фільтрів. Очевидно, що занадто брудна вихідна вода не дозволяла відновлювати початковий стан фільтрів стандартним зворотним промиванням з подальшим коротким промиванням. Зіткнувшись із цією ситуації садовий центр, в якому була встановлена ​​ця система фільтрації, вирішив шукати чистіше джерело води – відмовитися від старої свердловини з масивним вмістом заліза і пробурити нову свердловину в надії отримати менш забруднену залізом воду. Чи було інше рішення?

«Не вдається прати одяг у брудній воді».

Те, що потрібно було зробити – організувати зворотне промивання та ополіскування фільтра чистою водою. У побутових системах знезалізнення практику використання чистої води для зворотного промивання фільтра часто обмежують економічні та просторові фактори. Однак, побутова система знезалізнення працює до тих пір, поки фільтруючий шар і клапан управління не отримають критичний рівень забруднення і система буде продукувати воду низької якості, або просто вийде з ладу. Рішення не виглядає складним – більшість сучасних клапанів управління оснащені програмованими контролерами, які підтримують зворотне промивання з окремого джерела чистої води.

У простому виконанні метод включає використання для промивання або відфільтрованої води, накопиченої в атмосферній ємності, або потоку очищеної води із загального колектора, якщо це промислова система з достатньої кількості паралельних фільтрів.

Коли рівень заліза у воді стає проблемним?

Відкладення окисленого заліза – одна з найпоширеніших причин відмови обладнання у сфері водопостачання.

Існує умови, що визначають, коли рівень заліза стає занадто високим для успішного зворотного промивання та ополіскування вихідною водою. До цих умов відноситься pH, наявність біологічних домішок, форми та розподіл заліза, температура, наявність інших конкуруючих забруднювачів (марганець, мул, зважені частинки), тип фільтруючого середовища, загальний вміст заліза.

Спільним для всіх систем фільтрації є те, що надто велика кількість заліза у воді призводить до відмови системи. Якщо у Вашому регіоні є системи, що виходять з ладу через накопичення заліза у фільтрувальному середовищі, дифузорах, елементах керування та інших деталях, що змочуються водою, розглядайте можливість використання більш чистої води для зворотного промивання та ополіскування. У деяких випадках вихідна вода просто занадто брудна для очищення системи і слід спочатку розглянути можливість застосування зворотного промивання чистою водою в системах знезалізнення. Аргументи фахівців з водопідготовки, які бачать прийнятні результати з використанням вже існуючих систем та методів, обґрунтовані, але якщо результат незадовільний – вносьте зміни та використовуйте якіснішу воду для очищення системи. Точно назвати критичний рівень концентрації заліза у вихідній воді важко, але коли загальна концентрація заліза у вихідній воді досягає 5 мг/л, системі стає складно очищатися, а залізо у воді для промивання витрачає потужність каталізаторів і скорочує пропускну здатність (фільтроцикл).

Коли чиста вода для промивання стає обов’язковою умовою.

Якщо це промислова схема або у пріоритеті є якість фільтрації, тривалий термін служби та більша продуктивність забезпечте подачу чистої води для промивання фільтрів знезалізнення.

На фото промислова система знезалізнення у складі чотирьох паралельних фільтрів, кожен із яких оснащений автоматичним запірним клапаном на вході (вихідна вода) та автоматичним триходовим клапаном на виході (очищена вода). У цій конфігурації очищену воду для зворотного промивання і ополіскування фільтра, що промивається, забезпечують три паралельних фільтра-партнера. Дуплексна система з двох фільтрів, в якій тільки один фільтр подає очищену воду для промивання фільтра-партнера, швидше за все буде не здатна забезпечити достатню якість води та витрату для промивання фільтра-партнера. Переважний варіант конфігурації системи – 3 або 4 паралельні фільтри.

Окремий резервуар чистої води також здатний забезпечити подачу попередньо очищеної води за допомогою насосної системи, як показано нижче.

А – резервуар чистої води.

B – насос підвищення тиску.

C – клапан з приводом.

D – клапан подачі чистої води на вхід фільтра.

E – параллельні фільтри.

F – зворотний клапан.

G – запобіжний клапан.