Контактная реагентная очистка воды фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена
Приведены результаты экспериментальных исследований контактного реагентного осветления малоконцентрированной тонкодисперсной суспензии фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена (ВПП). Показано, что фильтры из ВПП могут очищать воду не хуже, чем фильтры из песка и пенополистирола (ППС). При этом...
Gespeichert in:
| Datum: | 2007 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут гідромеханіки НАН України
2007
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4690 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Контактная реагентная очистка воды фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена / Н.Г. Бугай, А.И. Кривоног, В.В. Кривоног // Прикладна гідромеханіка. — 2007. — Т. 9, № 1. — С. 8-22. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859486128843784192 |
|---|---|
| author | Бугай, Н.Г. Кривоног, А.И. Кривоног, В.В. |
| author_facet | Бугай, Н.Г. Кривоног, А.И. Кривоног, В.В. |
| citation_txt | Контактная реагентная очистка воды фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена / Н.Г. Бугай, А.И. Кривоног, В.В. Кривоног // Прикладна гідромеханіка. — 2007. — Т. 9, № 1. — С. 8-22. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Приведены результаты экспериментальных исследований контактного реагентного осветления малоконцентрированной тонкодисперсной суспензии фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена (ВПП). Показано, что фильтры из ВПП могут очищать воду не хуже, чем фильтры из песка и пенополистирола (ППС). При этом грязеемкость и продолжительность фильтроцикла для фильтров из ВПП больше. Получены расчетные формулы и графики для расчета фильтров. Приведены примеры расчета фильтра. При контактной реагентной очистке и обезжелезивании воды определены действительная пористость фильтра в процессе его заиления, степень заполнения пор осадком, концентрация осадка в порах, плотность осадка. Разработан способ регенерации фильтра без нарушения его структуры.
Наведенi результати експериментальних дослiджень контактного реагентного освiтлення малоконцентрованої тонкодисперсної суспензiї фiльтрами з волокнисто-пористого полiетилену (ВПП). Показано, що фiльтри з ВПП можуть очищати воду не гiрше, нiж фiльтри з пiску i пiнополiстиролу (ППС). При цьому грязьоємнiсть i тривалiсть фiльтроциклу для фiльтрiв з ВПП бiльше. Отримано розрахунковi залежностi й графiки для розрахунку фiльтра. Наведенi приклади розрахунку фiльтра. При контактнiй реагентнiй очистцi i знезалiзнюваннi води знайденi дiйсна пористiсть фiльтра в процесi його замулення, ступiнь заповнення пор осадом, концентрацiя осаду в порах, щiльнiсть осаду. Розроблено спосiб регенерацiї фiльтра без порушення його структури.
The outcomes of experimental researches of contact reagentive defecation of small-concentrated fine-dispersion of suspension by filters from fibrous-porous polyethylene (FPP) are presented. Is rotined, that the filters from FPP can clean water not worse, than filters from sand and frothpolystyrene (FPS). Thus mud--capacitance and duration of filter-cycle for filters from FPP more. The calculated formulas and graphs for calculation of filters are received. The examples of calculation of the filter are presented). At contact reagentive to clearing and dechalybeate of water are defined true porosity of the filter during it silting, degree of fullness of pores by a sediment, concentration of settling in pores, density a settling. The method of regeneration of the filter without disturbance of it's structure is designed.
|
| first_indexed | 2025-11-24T15:57:37Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
ÓÄÊ 628.16.067
ÊÎÍÒÀÊÒÍÀß ÐÅÀÃÅÍÒÍÀß Î×ÈÑÒÊÀ ÂÎÄÛ
ÔÈËÜÒÐÀÌÈ
ÈÇ ÂÎËÎÊÍÈÑÒÎ�ÏÎÐÈÑÒÎÃÎ ÏÎËÈÝÒÈËÅÍÀ
Í. Ã. Á Ó Ã À É, À. È. Ê Ð È Â Î Í Î Ã, Â. Â. Ê Ð È Â Î Í Î Ã
Èíñòèòóò ãèäðîìåõàíèêè ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ
Ïîëó÷åíî 20.09.2006
Ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé êîí òàêòíîãî ðåàãåíòíîãî îñâåòëåíèÿ ìàëîêîíöåíòðèðîâàí-
íîé òîíêîäèñïåðñíîé ñóñïåíçèè ôèëüòðàìè èç âîëîêíèñòî�ïî ðèñòîãî ïîëèýòèëåíà (ÂÏÏ). Ïîêàçàíî, ÷òî ôèëüòðû
èç ÂÏÏ ìîãóò î÷èùàòü âîäó íå õóæå, ÷åì ôèëüòðû èç ïåñêà è ïåíîï îëèñòèðîëà (ÏÏÑ). Ïðè ýòîì ãðÿçååìêîñòü è
ïðîäîëæèòåëüíîñòü ôèëüòðîöèêëà äëÿ ôèëüòðîâ èç ÂÏÏ áîëüøå . Ïîëó÷åíû ðàñ÷åòíûå ôîðìóëû è ãðàôèêè äëÿ
ðàñ÷åòà ôèëüòðîâ. Ïðèâåäåíû ïðèìåðû ðàñ÷åòà ôèëüòðà. Ïðè ê îíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå è îáåçæåëåçèâàíèè
âîäû îïðåäåëåíû äåéñòâèòåëüíàÿ ïîðèñòîñòü ôèëüòðà â ïðîöå ññå åãî çàèëåíèÿ, ñòåïåíü çàïîëíåíèÿ ïîð îñàäêîì,
êîíöåíòðàöèÿ îñàäêà â ïîðàõ, ïëîòíîñòü îñàäêà. Ðàçðàáîòàí ñïîñîá ðåãåíåðàöèè ôèëüòðà áåç íàðóøåíèÿ åãî ñòðóê-
òóðû.
Íàâåäåíi ðåçóëüòàòè åêñïåðèìåíòàëüíèõ äîñëiäæåíü êîíòàê òíîãî ðåàãåíòíîãî îñâiòëåííÿ ìàëîêîíöåíòðîâàíî¨ òîí-
êîäèñïåðñíî¨ ñóñïåíçi¨ ôiëüòðàìè ç âîëîêíèñòî�ïîðèñòîãî ïîëiåòèëåíó (ÂÏÏ). Ïîêàçàíî, ùî ôiëüòðè ç ÂÏÏ ìîæóòü
î÷èùàòè âîäó íå ãiðøå, íiæ ôiëüòðè ç ïiñêó i ïiíîïîëiñòèðîëó (ÏÏÑ). Ïðè öüîìó ãðÿçüî¹ìíiñòü i òðèâàëiñòü ôiëüòðî-
öèêëó äëÿ ôiëüòðiâ ç ÂÏÏ áiëüøå. Îòðèìàíî ðîçðàõóíêîâi çàëå æíîñòi é ãðàôiêè äëÿ ðîçðàõóíêó ôiëüòðà. Íàâåäåíi
ïðèêëàäè ðîçðàõóíêó ôiëüòðà. Ïðè êîíòàêòíié ðåàãåíòíié î÷ èñòöi i çíåçàëiçíþâàííi âîäè çíàéäåíi äiéñíà ïîðèñòiñòü
ôiëüòðà â ïðîöåñi éîãî çàìóëåííÿ, ñòóïiíü çàïîâíåííÿ ïîð îñ àäîì, êîíöåíòðàöiÿ îñàäó â ïîðàõ, ùiëüíiñòü îñàäó.
Ðîçðîáëåíî ñïîñiá ðåãåíåðàöi¨ ôiëüòðà áåç ïîðóøåííÿ éîãî ñ òðóêòóðè.
The outcomes of experimental researches of contact reagent ive defecation of small-concentrated �ne-dispersion of su spensi-
on by �lters from �brous�porous polyethylene (FPP) are pres ented. Is rotined, that the �lters from FPP can clean water
not worse, than �lters from sand and frothpolystyrene (FPS) . Thus mud�capacitance and duration of �lter-cycle for �lte rs
from FPP more. The calculated formulas and graphs for calcul ation of �lters are received. The examples of calculation
of the �lter are presented). At contact reagentive to cleari ng and dechalybeate of water are de�ned true porosity of the
�lter during it silting, degree of fullness of pores by a sedi ment, concentration of settling in pores, density a settlin g. The
method of regeneration of the �lter without disturbance of i t's structure is designed.
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
Ïðîâåäåííûå íàìè ðàíåå èññëåäîâàíèÿ áåçðå-
àãåíòíîé î÷èñòêè âîäû è îáåçæåëåçèâàíèÿ ãðóíòî-
âûõ âîä ôèëüòðàìè èç âîëîêíèñòî�ïîðèñòîãî ïî-
ëèýòèëåíà (ÂÏÏ) ïîêàçàëè, ÷òî î÷èñòêà âîäû äî
ÏÄÊ (ïðåäåëüíîé äîïóñòèìîé êîíöåíòðàöèè) âî-
çìîæíà íå õóæå, ÷åì ôèëüòðàìè èç ïåñêà èëè ïå-
íîïîëèñòèðîëà (ÏÏÑ). Ïðè ýòîì ïðîäîëæèòåëü-
íîñòü ôèëüòðîöèêëà è ãðÿçååìêîñòü ïðè èñïîëü-
çîâàíèè ÂÏÏ áîëüøå.
Èçâåñòíî, ÷òî ýôôåêòèâíûì ñïîñîáîì ïîâûøå-
íèÿ ðàáîòîñïîñîáíîñòè ïåñ÷àíî�ãðàâèéíûõ ôèëü-
òðîâ ïðè î÷èñòêå âîäû ÿâëÿåòñÿ èñïîëüçîâàíèå ðå-
àãåíòíîé î÷èñòêè. Äëÿ ôèëüòðîâ èç ÂÏÏ, êîòî-
ðûå ïðåäïîëàãàåòñÿ ïðèìåíÿòü äëÿ î÷èñòêè âî-
äû íà ñïåöèàëüíûõ àïïàðàòàõ äëÿ ëîêàëüíîãî âî-
äîñíàáæåíèÿ, íàèáîëåå öåëåñîîáðàçíûì îêàçûâà-
åòñÿ ïðèìåíåíèå êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêè.
Âûïîëíåííûå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî èñïîëü-
çîâàíèå ðåàãåíòîâ ñóùåñòâåííî ïîâûøàåò ñòåïåíü
î÷èñòêè ôèëüòðàìè èç ÂÏÏ è ïîçâîëÿåò, ïðè ïðî-
÷èõ ðàâíûõ óñëîâèÿõ, ïîâûñèòü ñêîðîñòü ôèëü-
òðîâàíèÿ.
Àêòóàëüíîñòü ïðîâåäåííûõ èññëåäîâàíèé îïðå-
äåëÿåòñÿ òåì, ÷òî íà îñíîâå ôèëüòðîâ èç ÂÏÏ
ìîæíî ñîçäàòü ïðîñòûå è ýôôåêòèâíûå àïïàðàòû
î÷èñòêè âîäû äëÿ èíäèâèäóàëüíûõ ïîòðåáèòåëåé
èëè íåáîëüøèõ íàñåëåííûõ ïóíêòîâ.
1. ÊÈÍÅÒÈÊÀ È ÃÈÄÐÎÄÈÍÀÌÈÊÀ
ÎÑÂÅÒËÅÍÈß. ÎÁÙÈÅ ÏÎËÎÆÅÍÈß
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ áåçðåàãåíòíîé î÷èñ-
òêè âîäû, çàìóòíåííîé ìåõàíè÷åñêèìè ÷àñòèöà-
ìè äèàìåòðîì íå áîëåå 10 ìêì ïðè êîíöåíòðà-
öèè ìåíåå 600 ìã/ë, ïîêàçàëè, ÷òî î÷èñòêà âîäû
äî 2� 3 ìã/ë ôèëüòðîì èç ÂÏÏ òîëùèíîé 30 ñì
âîçìîæíà íå õóæå, ÷åì ôèëüòðàìè èç ïåñêà èëè
ïåíîïîëèñòèðîëà [1].
Ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå ïðîöåññ
î÷èñòêè ñóñïåíçèè óñêîðÿåòñÿ çà ñ÷åò îáðàçîâàíèÿ
õëîïüåâ â ïîðàõ ôèëüòðà. Êàê áóäåò ïîêàçàíî íè-
æå, ïàðàìåòðû, îïðåäåëÿþùèå êèíåòèêó è ãèäðî-
äèíàìèêó ôèëüòðîâàíèÿ ïðè ðåàãåíòíîé î÷èñòêå,
êîëè÷åñòâåííî ñóùåñòâåííî îòëè÷àþòñÿ îò òàêî-
8 c
Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã, 2007
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
âûõ ïðè áåçðåàãåíòíîé î÷èñòêå.
Ðàññìîòðèì ôèëüòð èç ÂÏÏ äèàìåòðîì D, òî-
ëùèíîé � , äèàìåòðîì ýëåìåíòàðíûõ âîëîêîí dý.â ,
ïëîòíîñòüþ ôèëüòðà
è ìàòåðèàëà âîëîêîí
â.
Ñêîðîñòü ôèëüòðîâàíèÿ V = const, íà÷àëüíàÿ êîí-
öåíòðàöèÿ ìåõàíè÷åñêèõ ÷àñòèö â âîäå Co è ñ ó÷å-
òîì ðåàãåíòà Co:p = Co + Cp, ãäåCp � êîíöåíòðà-
öèÿ ðåàãåíòà. Êîíöåíòðàöèÿ ïðè âûõîäå èç ôèëü-
òðà Cô , Cî.ð - Cô = � C.
Ïðè èñïûòàíèè ôèëüòðà îáû÷íî ïîëó÷àþò çàâè-
ñèìîñòü Cô = f (t). Çà âðåìÿ � t êîíöåíòðàöèÿ ñó-
ñïåíçèè èçìåíèòñÿ íà � C, à ìàññà îñàäêà â ôèëü-
òðå � íà � M :
� M =
�D 2
4
V � t � C: (1)
Òîãäà êîýôôèöèåíò ìàññîâîãî çàèëåíèÿ ôèëü-
òðà � w , îòíåñåííûé ê åäèíèöå îáúåìà ïîð ôèëüòðà
çà åäèíèöó âðåìåíè, áóäåò
� w =
4� M
�D 2n � � t
=
V � C
�n
(2)
è
� 00
w =
� w �n
Co:p V
=
� C
Co:p
; (3)
ãäå � 00
w � ïðèâåäåííûé êîýôôèöèåíò çàèëåíèÿ.
Åñëè ìàññîâîå çàèëåíèå ôèëüòðà îòíåñòè ê åäè-
íèöå îáúåìà ôèëüòðà, òî ïîëó÷èì
� w =
V � C
�
(4)
è
� 00
w =
� w �
Co:pV
=
� C
Co:p
: (5)
Òàê êàê � C=� Co:p � ñòåïåíü î÷èñòêè ñóñïåí-
çèè, òî êîýôôèöèåíò � 00
w èìååò äâîÿêèé ôèçè÷å-
ñêèé ñìûñë: ïî îòíîøåíèþ ê ïîðîâîìó ïðîñòðàíñ-
òâó ôèëüòðà � ïðèâåäåííûé êîýôôèöèåíò çàèëå-
íèÿ ïîð ôèëüòðà (3) èëè ôèëüòðà (5), à ïî îòíî-
øåíèþ ê ñóñïåíçèè � ñòåïåíü î÷èñòêè ñóñïåíçèè.
Ïðè ôèëüòðîâàíèè ñóñïåíçèè ïðè V = const äëÿ
îïðåäåëåííîãî ôèëüòðà ÂÏÏ ( dý.â , � è n � ïîñòî-
ÿííûå âåëè÷èíû) ôèëüòðîöèêë ìîæíî ðàçäåëèòü
íà òðè ïåðèîäà ïî t: ïåðèîä �çàðÿäêè� ôèëüòðà
0 � t1, êîãäà � C âîçðàñòàåò îò 0 äî íåêîòîðîãî
çíà÷åíèÿ; ïåðèîä t1 � t2, êîãäà � C � const; ïå-
ðèîä t > t 2, êîãäà � C áûñòðî óáûâàåò, à Cô âîç-
ðàñòàåò è ôèëüòð ôàêòè÷åñêè òåðÿåò ñïîñîáíîñòü
îñâåòëÿòü ñóñïåíçèþ.
Åñëè â çàâèñèìîñòè (1) ðàçäåëèòü� M íà îáúåì
ïîð ôèëüòðà (�D 2=4)�n , òî ïîëó÷èì � G � èçìå-
íåíèå óäåëüíîãî çàèëåíèÿ ïîð ôèëüòðà çà âðåìÿ
� t:
� G =
V � C
�n
� t
è, ó÷èòûâàÿ âûðàæåíèå (2), ïîëó÷èì
� G = � w � t:
Äëÿ ïåðèîäà ðàáîòû ôèëüòðà t1 � t2, êîãäà
� C � const, � G = Gêð.2 � Gêð.1 , � t = t2 � t1, ãäå
èíäåêñû 1 è 2 îáîçíà÷àþò íà÷àëî è êîíåö ïåðèîäà,
ìîæíî çàïèñàòü
Gêð.2 � Gêð.1 =
V � C
�n
(t2 � t1): (6)
Îáîçíà÷èâ �=V = to è t=to = T, ãäå T � áåçðà-
çìåðíîå âðåìÿ, ïîëó÷èì
Gêð.2 � Gêð.1 =
� C
n
(T2 � T1): (7)
Ðàçäåëèâ ëåâóþ è ïðàâóþ ÷àñòè ñîîòíîøåíèÿ
(7) íà Co:p , ïîëó÷èì â áåçðàçìåðíûõ âåëè÷èíàõ
G0 =
Gêð.2 � Gêð.1
Co:p
=
� C
Co:pn
(T2 � T1) (8)
è
G0n =
� C
Co:p
(T2 � T1);
ãäå G0 � ïðèâåäåííîå óäåëüíîå çàèëåíèå åäèíèöû
îáúåìà ïîð ôèëüòðà; G0n � ïðèâåäåííîå óäåëüíîå
çàèëåíèå åäèíèöû îáúåìà ôèëüòðà.
 îòíîøåíèè áåçðàçìåðíîãî âðåìåíè T ñëåäó-
åò îòìåòèòü [1], ÷òî T ìîæíî èíòåðïðåòèðîâàòü
êàê îòíîøåíèå îáúåìà ïðîôèëüòðîâàâøåéñÿ ñó-
ñïåíçèè çà âðåìÿ t ê îáúåìó ôèëüòðà. Ôèçè÷åñêè
ýòî ïðàâèëüíî, òàê êàê çàèëåíèå ôèëüòðà îïðåäå-
ëÿåò íå âðåìÿ, à îáúåì îñâåòëåííîé ñóñïåíçèè.
Ïðè íàêîïëåíèè îñàäêà â ôèëüòðå ïîðèñòîñòü
çàèëåííîãî ôèëüòðà nç óìåíüøàåòñÿ, à ãèäðàâëè-
÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå âîçðàñòàåò. Åñëè èçâåñòíî
nç , òî ìîæíî îïðåäåëèòü îáúåì çàèëåííîãî ïî-
ðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ôèëüòðà Wô.ç , ñðåäíþþ ñêî-
ðîñòü ñóñïåíçèè â ïîðàõ u, êîíöåíòðàöèþ òâåðäûõ
÷àñòèö â îñàäêå Coc, ïëîòíîñòü îñàäêà
oc, ñòå-
ïåíü çàèëåíèÿ ïîð îñàäêîì � ïî ñëåäóþùèì ôîð-
ìóëàì [1]:
Wô.ç =
�D 2
4
� (n � nç);
u =
V
nà.ç
;
Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã 9
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
Coc = � G
n
n � nç
;
� =
n � nç
n
;
oc =
â +
Coc
m
(
m �
â); (9)
ãäånà.ç � àêòèâíàÿ ïîðèñòîñòü ôèëüòðà;
â è
m �
ïëîòíîñòü âîäû è òâåðäûõ ÷àñòèö ñóñïåíçèè ñîî-
òâåòñòâåííî. Çíà÷åíèå
m íåîáõîäèìî îïðåäåëÿòü
ñ ó÷åòîì ïëîòíîñòè ìåõàíè÷åñêèõ ÷àñòèö ñóñïåí-
çèè, ðåàãåíòà â òâåðäîì âåùåñòâå è èõ ñîîòíîøå-
íèÿ â Co:p .
Ãèäðàâëè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå çàèëåííîãî
ôèëüòðà ïðè V � 60 ì/÷àñ ìîæíî îïðåäåëÿòü ïî
ôîðìóëå
V = K ô.ç
H
�
;
ãäå K ô.ç � êîýôôèöèåíò ôèëüòðàöèè çàèëåííîãî
ôèëüòðà; H � íàïîð íà ôèëüòðå â ì âîä.ñò.
Îïðåäåëåíèå H â ïåðèîä t1 � t2 ÿâëÿåòñÿ öåëüþ
ãèäðàâëè÷åñêîãî ðàñ÷åòà ôèëüòðà è çàâèñèò îò
K ô.ç . Ïðè ýòîì, ó÷èòûâàÿ íåîäèíàêîâîå ïîñëîé-
íîå çàèëåíèå ôèëüòðà, ïîä K ô.ç ñëåäóåò ïîíèìàòü
åãî ñðåäíåå çíà÷åíèå äëÿ ôèëüòðà òîëùèíîé � .
2. ÝÊÑÏÅÐÈÌÅÍÒÀËÜÍÛÅ ÈÑÑËÅÄÎÂÀ-
ÍÈß ÊÈÍÅÒÈÊÈ ÎÑÂÅÒËÅÍÈß ÏÐÈ ÊÎÍ-
ÒÀÊÒÍÎÉ ÐÅÀÃÅÍÒÍÎÉ Î×ÈÑÒÊÅ
2.1. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ óñòàíîâêà è ìåòîäèêà
èññëåäîâàíèé
Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ óñòàíîâêà (ñì. ðèñ. 1) ñîñòîèò
èç áàêà äëÿ ñóñïåíçèè èëè ïðîìûâíîé âîäû 1, îáî-
ðóäîâàííîãî ìåøàëêîé 2, åìêîñòè 3 äëÿ ðåàãåí-
òà ñ äîçèðóþùèì óñòðîéñòâîì, ïüåçîìåòðè÷åñêîãî
ùèòà 4, òðóáîïðîâîäà ïðîìûâíîé âîäû 5, òðóáî-
ïðîâîäà 6 äëÿ ïîäà÷è ñóñïåíçèè â íàïîðíûé áà-
÷îê, íàïîðíîãî áà÷êà ïîñòîÿííîãî óðîâíÿ 7, âîçäó-
õîîòäåëèòåëÿ (ðåãóëÿòîðà ñêîðîñòè) 8, ïåðåëèâ-
íîãî òðóáîïðîâîäà 9, ôèëüòðàöèîííîãî ïðèáîðà
10, âûïîëíåííîãî èç îðãñòåêëà â âèäå öèëèíäðà
ñ âíóòðåííèì äèàìåòðîì 140 ìì è âûñîòîé ðàáî-
÷åé ÷àñòè 600 ìì. Ôèëüòðàöèîííûé ïðèáîð â ñâî-
åì ñîñòàâå èìååò óñòðîéñòâî äëÿ èíòåíñèôèêàöèè
ïðîìûâêè ôèëüòðóþùåé çàãðóçêè 11, ðàñïðåäåëè-
òåëüíûõ ñèñòåì 12, âûðàâíèâàþùèõ ïîòîê âîäû
Ðèñ. 1. Ñõåìà ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêè
âî âðåìÿ ïðîìûâêè, îïîðíóþ ñåòêó 13, ôèëüòðóþ-
ùóþ çàãðóçêó 14, ïüåçîìåòðû 15, ïðîáîîòáîðíèêè
16, ïðèæèìíîå óñòðîéñòâî 17. Âîäà âî âðåìÿ ïðî-
ìûâêè ñáðàñûâàåòñÿ â êàíàëèçàöèþ ïî òðóáîïðî-
âîäó 18. Âñå òðóáîïðîâîäû îáîðóäîâàíû âåíòèëÿ-
ìè 19, ïîçâîëÿþùèìè ðåãóëèðîâàòü ðàñõîä âîäû
÷åðåç íèõ.
Óñòàíîâêà â ðåæèìå îñâåòëåíèÿ ðàáîòàåò ñëåäó-
þùèì îáðàçîì: ñóñïåíçèÿ îïðåäåëåííîé ìóòíîñòè
èç áàêà1 ïî òðóáîïðîâîäó 6 ïîäàåòñÿ â íàïîðíûé
áà÷îê 7. Èç íàïîðíîãî áà÷êà ñóñïåíçèÿ ïîïàäàåò
â âîçäóõîîòäåëèòåëü (ðåãóëÿòîð ñêîðîñòè) 8, êî-
òîðûé ïîçâîëÿåò ïîääåðæèâàòü ïîñòîÿííóþ â òå-
÷åíèå âñåãî îïûòà ñêîðîñòü ôèëüòðîâàíèÿ. Ðàñõîä
ñóñïåíçèè èç íàïîðíîãî áà÷êà ðåãóëèðóåòñÿ âåíòè-
ëåì. Èç ðåãóëÿòîðà ñêîðîñòè ñóñïåíçèÿ ïîäàåòñÿ
íà ôèëüòðóþùóþ çàãðóçêó è îñâåòëÿåòñÿ.
Óñòàíîâêà ðàáîòàåò êàê êîíòàêòíûé îñâåòëè-
òåëü, ñ ïîäà÷åé èñõîäíîé âîäû è êîàãóëÿíòà â
ïîäôèëüòðîâîå ïðîñòðàíñòâî. Ââîä êîàãóëÿíòà â
èñõîäíóþ âîäó îñóùåñòâëÿëñÿ íåïîñðåäñòâåííî ïå-
ðåä ôèëüòðîì. Ïðè òàêîì ìåòîäå êîàãóëÿöèÿ ïðî-
òåêàåò âî ìíîãî ðàç áûñòðåå, à äîçà êîàãóëÿí-
òà ìåíüøå, ÷åì ïðè êîàãóëèðîâàíèè â ñâîáîäíîì
îáúåìå, òàê êàê äëÿ êîíòàêòíîé êîàãóëÿöèè íåîá-
õîäèìî ëèøü ñíèçèòü àãðåãàòèâíóþ óñòîé÷èâîñòü
âçâåøåííûõ âåùåñòâ, îáåñïå÷èâàÿ èõ ïðèëèïàíèå
10 Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
ê ïîâåðõíîñòè.  êà÷åñòâå êîàãóëÿíòà èñïîëüçî-
âàëñÿ Al2(SO4)3, èç ñîëè êîòîðîãî ïðèãîòîâëÿëñÿ
0.5� 1.0 % ðàñòâîð. Îïðåäåëåíèå îïòèìàëüíîé äî-
çû êîàãóëÿíòà ïðè êîíòàêòíîì îñâåòëåíèè âûïîë-
íÿëè ïî ìåòîäèêå, èçëîæåííîé â [4].
Ècõîäíóþ âîäó ïîëó÷àëè ïóòåì çàìóòíåíèÿ ãëè-
íèñòûìè ÷àñòèöàìè âîäîïðîâîäíîé âîäû ñ pH,
ðàâíîé 5.8 � 6.2, è ùåëî÷íîñòüþ 2.3 ìã-ýêâ/ë. Õà-
ðàêòåðèñòèêà ìåõñîñòàâà çàìóòíèòåëÿ ïðèâåäåíà
íà ðèñ. 2.
Ðèñ. 2. Õàðàêòåðèñòèêà ìåõñîñòàâà ãëèíû,
èñïîëüçóåìîé êàê çàìóòíèòåëü
 ïðîöåññå îïûòà ÷åðåç îïðåäåëåííûå ïðîìåæó-
òêè âðåìåíè èç ïðîáîîòáîðíèêîâ 16 îòáèðàëè ïðî-
áû ñóñïåíçèè è ñ ïîìîùüþ ôîòîìåòðà ËÌÔ-72Ì.I
îïðåäåëÿëè èõ ìóòíîñòü. Ïðîáîîòáîðíèêè ðàñïî-
ëîæåíû ðàâíîìåðíî ïî òîëùèíå çàãðóçêè ÷åðåç
10 ñì. Îäíîâðåìåííî ñ îòáîðîì ïðîá ñ ïîìîùüþ
ïüåçîìåòðîâ 15, ðàñïîëîæåííûõ â òåõ æå ñå÷åíè-
ÿõ, ÷òî è ïðîáîîòáîðíèêè, ôèêñèðîâàëèñü çíà÷å-
íèÿ íàïîðîâ.
Îïûòû ïðîäîëæàëèñü äî íàðóøåíèÿ �àâòîìî-
äåëüíîñòè�, íà êîòîðîå óêàçûâàëî çàìåòíîå óâåëè-
÷åíèå ìóòíîñòè ôèëüòðàòà.
Ïîñëå ýòîãî ïîäà÷à ñóñïåíçèè ïðåêðàùàëàñü è
ïðîâîäèëàñü ïðîìûâêà. Ïðè ýòîì ÷èñòàÿ âîäà
èç áàêà 1 ïî òðóáîïðîâîäó 5 ïîäàâàëàñü â íàä-
ôèëüòðîâîå ïðîñòðàíñòâî ïåðåä ðàñïðåäåëèòåëü-
íûì óñòðîéñòâîì 12 è, ïðîéäÿ çàãðóçêó, ñáðàñûâà-
ëàñü â êàíàëèçàöèþ ïî òðóáîïðîâîäó 18. Äëÿ èí-
òåíñèôèêàöèè ïðîìûâêè íàðÿäó ñ ïîäà÷åé ïðî-
ìûâíîé âîäû èñïîëüçîâàëè ñïåöèàëüíîå óñòðîé-
ñòâî 11.
2.2. Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòîâ
Îïûòû ïî êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå áûëè
ïðîâåäåíû ñ ôèëüòðàìè èç ÂÏÏ. Äëÿ íåêîòîðûõ
îïûòîâ ïàðàëëåëüíî âûïîëíÿëèñü îïûòû ñ ôèëü-
òðàìè èç ÏÏÑ.  êà÷åñòâå ðåàãåíòà èñïîëüçîâàë-
ñÿ ñåðíîêèñëûé àëþìèíèé. Ïðè îáðàáîòêå ðåçóëü-
òàòîâ îïûòîâ îïðåäåëÿëè T; G; G0; � w ; � 00
w ; K ô è
ñòðîèëè çàâèñèìîñòè G � t; � 00
w � t; K ô � t è H � t.
Ñîâìåñòíûé àíàëèç ïåðâûõ äâóõ çàâèñèìîñòåé
ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü t1 è t2, Gêð.1 è Gêð.2 è ñîî-
òâåòñòâóþùèå èì çíà÷åíèÿ T1 è T2.
 òàáë. 1 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû îáðàáîòêè
îïûòîâ.
2.3. Àíàëèç ðåçóëüòàòîâ îïûòîâ
Ýôôåêòèâíîñòü ðàáîòû ôèëüòðîâ èç
ÂÏÏ îöåíèâàëàñü ïóòåì ñðàâíåíèÿ ðàáîòû
ôèëüòðîâ èç ÂÏÏ è ÏÏÑ â îäèíàêîâûõ óñëîâèÿõ.
Äëÿ ýòîãî â îïûòàõ N 1 è N 2 ôèëüòðîâàíèå
ïðîèçâîäèëîñü îäíîâðåìåííî íà äâóõ ïðèáîðàõ,
â îäíîì èç êîòîðûõ áûë èñïîëüçîâàí ôèëüòð èç
ÂÏÏ, à â äðóãîì � èç ÏÏÑ.
Èç òàáë. 1 âèäíî, ÷òî â îïûòå N 1 ïðè V =
= 5 ì/÷àñ è Co:p = 135 ìã/ë ñòåïåíü î÷èñòêè � 00
w =
= 0.97 äëÿ ôèëüòðà èç ÂÏÏ è â îïûòå N 10 � 00
w =
= 0.92 äëÿ ôèëüòðà èç ÏÏÑ. Â îïûòå N 2 ïðè
V = 3 ì/÷àñ è Co:p = 135 ìã/ë � 00
w = 0.985 äëÿ
ôèëüòðà èç ÂÏÏ è â îïûòå N 20 � 00
w = 0.84 äëÿ
ôèëüòðà èç ÏÏÑ. Òàêàÿ æå òåíäåíöèÿ áûëà ïî-
ëó÷åíà íàìè è ïðè áåçðåàãåíòíîé î÷èñòêå [1]. Ïà-
ðàìåòð Gêð.2 n îïðåäåëÿåò ãðÿçååìêîñòü ôèëüòðà â
êîíöå ôèëüòðîöèêëà. Ñðàâíåíèå ôèëüòðîâ ïî ýòî-
ìó ïàðàìåòðó ïîêàçûâàåò, ÷òî â îïûòå N 1 äëÿ
ôèëüòðà èç ÂÏÏ Gêð.2 n = 12 ìã/ñì 3 è â îïûòå
N 10 äëÿ ôèëüòðà èç ÏÏÑ Gêð.2 n = 2.5 ìã/ñì 3.
 îïûòå N 2 äëÿ ôèëüòðà èç ÂÏÏ Gêð.2 n =
= 17.7 ìã/ñì 3 è â îïûòå N 20 äëÿ ôèëüòðà èç ÏÏÑ
Gêð.2 n = 10.8 ìã/ñì 3. Êðîìå òîãî, ïðîäîëæèòåëü-
íîñòü ôèëüòðîöèêëà äëÿ ôèëüòðà èç ÂÏÏ áîëüøå,
÷åì äëÿ ôèëüòðà èç ÏÏÑ.
Òàêèì îáðàçîì, ýôôåêòèâíîñòü ðàáîòû ôèëü-
òðîâ èç ÂÏÏ íåñêîëüêî ëó÷øå, ÷åì ôèëüòðîâ èç
ÏÏÑ, êîòîðûå ïðèìåíÿþòñÿ ñåé÷àñ äëÿ î÷èñòêè
âîäû [5].
Ïðè àíàëèçå ãðàôèêîâ � 00
w � t è G � t â îäíèõ
îïûòàõ äîâîëüíî òî÷íî, à â íåêîòîðûõ îïûòàõ
ñ íåáîëüøèì äîïóùåíèåì ìîæíî âûäåëèòü òðè
îáû÷íûõ â òàêèõ ñëó÷àÿõ ïåðèîäà: ïåðèîä �çàðÿä-
êè� ôèëüòðà 0 � t1; ïåðèîä t1 � t2, êîãäà � 00
w �
const, çàâèñèìîñòü G � t ëèíåéíàÿ (�àâòîìîäåëü-
íûé ðåæèì�) è ïåðèîä t > t 2, êîãäà � 00
w áûñòðî
óìåíüøàåòñÿ, à ëèíåéíîñòü G � t íàðóøàåòñÿ.
Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã 11
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
Òàáë 1. Ñâîäíàÿ òàáëèöà ðåçóëüòàòîâ îïûòîâ
NN Co, Co:p , V , � , � 00
w T � Gêð.1 , Gêð.2 , t1, t2, T1 T2
îïûòîâ ìã/ë ìã/ë ì/÷àñ ñì ïðè t2 ìã/ñì 3 ìã/ñì 3 ÷àñ ÷àñ
ÂÏÏ , dý.â = 125 ìêì, n = 0.77, Cp = 30 ìã/ë
1 105 135 5 30 0.97 16.6 0.5 15 0.5 5.7 8.3 95
ÏÏÑ , d = 0.4 � 2 ìì, n = 0.36, Cp = 30 ìã/ë
10 105 135 5 30 0.92 16.6 0.1 7 0.1 1.5 1.7 25
ÂÏÏ , dý.â = 125 ìêì, n = 0.77, Cp = 30 ìã/ë
2 105 135 3 30 0.985 10 0.5 21 0.3 13 3 130
ÏÏÑ , d = 0.4 � 2 ìì, n = 0.36, Cp = 30 ìã/ë
20 105 135 3 30 0.84 10 0.5 30 0.5 10 5 100
ÂÏÏ , dý.â = 140 ìêì, n = 0.77, Cp = 30 ìã/ë
4 105 135 5 30 0.98 16.6 0.5 7.6 0.3 3 5 50
10 0.95 50 0.3 1.5 0.1 0.35 5 17.5
5 110 140 5 20 0.975 25 1 9 0.3 2 7.5 50
30 0.98 16.6 0.5 5.5 0.3 2 5 33
ÂÏÏ , dý.â = 100 ìêì, n = 0.77, Cp = 30 ìã/ë
6 100 130 5 30 0.97 16.6 0.5 4 0.2 1.5 3.3 25
7 105 135 5 20 0.97 25 0.5 5 0.3 1.5 7.5 38
�00� �00� �00� 30 0.97 16.6 0.5 6 0.3 2.5 5 42
10 0.84 50 0.5 2 0.1 0.4 5 20
8 105 135 5 20 0.96 25 0.3 3 0.1 0.3 2.5 20
30 0.98 16.6 0.5 5 0.3 2 5 33
10 0.96 30 0.1 4 0.1 1 3 30
9 110 140 3 20 0.97 15 0.1 7 0.1 2.7 1.5 40
30 0.98 10 0.5 10 0.3 6 3 60
10 0.97 30 0.5 7 0.3 1.6 9 48
10 115 145 3 20 0.98 15 0.5 10 0.3 4 4.5 60
30 0.98 10 0.5 13 0.3 7.5 3 75
10 0.96 76 0.5 2.5 0.1 0.5 7.6 38
11 105 135 7.6 20 0.97 38 0.5 5.8 0.2 1 7.6 38
30 0.98 25 0.5 6.2 0.3 1.5 7.6 38
10 0.95 79 0.5 1.5 0.1 0.25 7.9 19
12 105 135 7.9 20 0.98 39.6 0.5 5.2 0.2 0.9 7.9 35
30 0.98 26.4 0.5 6.2 0.3 1.5 7.9 39
ÂÏÏ , dý.â = 125 ìêì, n = 0.77, Cp = 40 ìã/ë
10 0.96 50 0.5 3.7 0.1 0.5 5 25
13 178 218 5 20 0.98 25 0.5 5.2 0.1 1 5 25
30 0.98 16.7 0.5 9.0 0.1 2.25 5 37.5
10 0.91 78.6 0.1 0.8 - 0.08 - 6.3
14 196 236 7.86 20 0.96 39.3 0.1 3.0 0.1 0.3 3.9 11.8
30 0.975 26.2 0.1 5.7 0.1 0.87 2.6 22.8
10 0.96 30 0.5 5 0.05 0.75 1.5 22.6
15 170 210 3 20 0.98 15 0.5 8.8 0.05 2.25 1.5 33.8
30 0.99 10 0.5 13.5 0.05 5.00 1.5 50.0
ÂÏÏ , dý.â = 125 ìêì, n = 0.77, Cp = 20 ìã/ë
10 0.91 80 0.5 2.5 0.05 0.5 5 40
16 60 80 8 20 0.98 40 0.5 5 0.05 1.4 5 56
30 0.98 26.7 0.5 5.4 0.05 2.75 5 74
10 0.97 30 0.5 14.5 0.5 5.0 15 150
17 60 80 3 20 0.97 15 0.4 19 0.5 12.5 7.5 187
30 0.98 10 0.3 23 0.5 22.5 5 225
12 Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
Òàáë 2. Câîäíàÿ òàáëèöà ðåçóëüòàòîâ îïûòîâ (ïðîäîëæåíèå)
NN Co, Co:p , V , � , � 00
w T � Gêð.1 , Gêð.2 , t1, t2, T1 T2
îïûòîâ ìã/ë ìã/ë ì/÷àñ ñì ïðè t2 ìã/ñì 3 ìã/ñì 3 ÷àñ ÷àñ
ÂÏÏ , dý.â = 125 ìêì, n = 0.77, Cp = 20 ìã/ë
10 0.94 50 0.5 12.0 0.25 2.5 12.0 125
18 60 80 5 20 0.975 25 0.5 13.5 0.25 5.5 6.2 137
30 0.98 16.7 0.5 19.5 0.25 11.5 4.1 192
10 0.85 80 0.3 7.5 0.1 1.4 8 112
19 59 79 8 20 0.95 40 0.3 9 0.2 2.4 8 96
30 0.97 26.7 1.0 13 0.4 5.0 11 133
10 0.94 50 0.15 6 0.1 1.5 5.0 75
20 55 75 5 20 0.99 25 0.12 9.5 0.1 4.0 2.5 100
30 0.99 16.7 0.10 14.5 0.1 9.0 1.7 150
Ïåðèîä �çàðÿäêè� ôèëüòðà î÷åíü ÷àñòî êîðî-
òêèé, à íàêîïëåíèå îñàäêà â ôèëüòðå Gêð.1 íåçíà-
÷èòåëüíîå.
Âòîðîé ïåðèîä îáíàðóæèâàåòñÿ âî âñåõ îïûòàõ.
Äëÿ ýòîãî ïåðèîäà ïðè t1 � t2 è Gêð.1 � Gêð.2 ,
ó÷èòûâàÿ âûðàæåíèÿ (6) è (8), ïîëó÷èì
t2 =
Gêð.2 �n
� 00
w Co:pV
; T2 =
G0
êð.2 n
� 00
w
: (10)
Ýòè ôîðìóëû ïðàêòè÷åñêè òî÷íî îòðàæàþò ðå-
çóëüòàòû ýêñïåðèìåíòîâ.
Àíàëèç ãðàôèêîâ K ô � t è K ô � G ïîêàçàë, ÷òî
â êàæäîì îïûòå ñóùåñòâóåò çàâèñèìîñòü K ô � t .
Ïðè ýòîì ïðè óâåëè÷åíèè òîëùèíû ôèëüòðà ïî
õîäó äâèæåíèÿ ñóñïåíçèè K ô âîçðàñòàåò.
Íà ðèñ. 3 ïðèâåäåíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñè-
ìîñòè K ô � G ïðè Co:p = 80, 135 è 223 ìã/ë. Âèäíî,
÷òî â êàæäîì ñëó÷àå K ô çàâèñèò òàêæå îòV . Ïðè
áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ V áîëüøå K ô ïðè îäíîì è òîì
æå çíà÷åíèè G. Ýòî ãîâîðèò î òîì, ÷òî ñòðóêòóðà
îñàäêà â ïîðàõ ðàçíàÿ.
Îáîáùèòü ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïîêà íå óäà-
ëîñü. Ïîýòîìó ãðàôèêè (ñì. ðèñ. 3) ìîæíî èñïîëü-
çîâàòü òîëüêî äëÿ ôèëüòðà ÂÏÏ ( dý.â = 125 ìã/ë
è n = 0.77).
Èíòåðåñíî ñðàâíåíèå çàâèñèìîñòåé K ô � G (ñì.
ðèñ. 4) äëÿ ôèëüòðà èç ÂÏÏ ïðè êîíòàêòíîé
ðåàãåíòíîé è áåçðåàãåíòíîé î÷èñòêå. Âèäíî, ÷òî
ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå ïðè îäíîì è
òîì æå çíà÷åíèè G êîýôôèöèåíò ôèëüòðàöèè K ô
ìåíüøå. Ýòî ãîâîðèò î òîì, ÷òî ïðè êîíòàêòíîé
ðåàãåíòíîé î÷èñòêå ïëîòíîñòü îñàäêà â ïîðàõ è
ïîðèñòîñòü çàèëåííîãî ôèëüòðà ìåíüøå, ÷åì ïðè
áåçðåàãåíòíîé ïðè îäíèõ è òåõ æå G.
Ðàñïðåäåëåíèå îñàäêà è êîýôôèöèåíòà
ôèëüòðàöèè ïî ãëóáèíå ôèëüòðà êà÷åñòâåí-
íî íå îòëè÷àþòñÿ îò ïîäîáíûõ ãðàôèêîâ ïðè áåç-
ðåàãåíòíîé î÷èñòêå: áîëüøàÿ ÷àñòü îñàäêà çàäåð-
æèâàåòñÿ â ïåðâîì ïî õîäó äâèæåíèÿ ñóñïåíçèè
ñëîå òîëùèíîé 10 ñì. Â íåêîòîðûõ îïûòàõ ê êîíöó
�àâòîìîäåëüíîãî ðåæèìà� îñíîâíàÿ ÷àñòü îñàäêà
çàäåðæèâàåòñÿ â ïåðâîì è âòîðîì ñëîÿõ òîëùèíîé
20 ñì.
Êîýôôèöèåíò ôèëüòðàöèè ïî ãëóáèíå ôèëü-
òðà âîçðàñòàåò è ê êîíöó �àâòîìîäåëüíîãî ðåæè-
ìà� èçìåíÿåòñÿ ïðàêòè÷åñêè ïî ëèíåéíîìó çàêî-
íó. ×èñëåííîå çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà ôèëüòðà-
öèè ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå çíà÷è-
òåëüíî ìåíüøå, ÷åì ïðè áåçðåàãåíòíîé î÷èñòêå.
Èçìåíåíèå � 00
w ïî ãëóáèíå ôèëüòðà , ãäå
� 00
w = � C=C, C � êîíöåíòðàöèÿ ñóñïåíçèè ïåðåä
ñëîåì, � C � óìåíüøåíèå êîíöåíòðàöèè ñóñïåíçèè
â ñëîå, ïîêàçàíî íà ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ãðàôèêàõ
� 00
w � t äëÿ îòäåëüíûõ ñëîåâ ôèëüòðà ïî íàïðàâëå-
íèþ äâèæåíèÿ ñóñïåíçèè (ñì. ðèñ. 5 è 6).
Àíàëèçèðóÿ ýòè ãðàôèêè, îòìåòèì ñëåäóþùåå.
Òàê æå, êàê è ïðè áåçðåàãåíòíîé î÷èñòêå, ïðè êîí-
òàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå ñëîè ôèëüòðà âêëþ-
÷àþòñÿ â ðàáîòó ïîñëåäîâàòåëüíî ïî íàïðàâëå-
íèþ äâèæåíèÿ ñóñïåíçèè. Ê ìîìåíòó âûõîäà âñåãî
ôèëüòðà íà �àâòîìîäåëüíûé ðåæèì� íàèáîëüøàÿ
ñòåïåíü î÷èñòêè íàáëþäàåòñÿ â ïåðâîì ñëîå òî-
ëùèíîé 10 ñì. Â îñòàëüíûõ íèæåëåæàùèõ ñëîÿõ
ñòåïåíü î÷èñòêè çíà÷èòåëüíî ìåíüøå. Íî �àâòîìî-
äåëüíûé ðåæèì� â ïåðâîì ñëîå áûñòðî íàðóøàåòñÿ
è â ðàáîòó âêëþ÷àåòñÿ âòîðîé è òðåòèé ñëîé. Ïðè
ýòîì ìàêñèìàëüíàÿ ñòåïåíü î÷èñòêè âî âñåõ ñëî-
ÿõ ïðèìåðíî îäèíàêîâàÿ. Íî âðåìÿ ñóùåñòâîâà-
íèÿ �àâòîìîäåëüíîñòè� ðàçíîå.  ýòîì ñìûñëå ñëîè
ðàâíîíàãðóæåíû. Âûñîêàÿ ñòåïåíü î÷èñòêè âñåãî
ôèëüòðà ðåãóëèðóåòñÿ àâòîìàòè÷åñêè è ïî âåëè-
÷èíå âñå âðåìÿ îñòàåòñÿ íåñêîëüêî áîëüøå, ÷åì â
îòäåëüíûõ ñëîÿõ.
Çàâèñèìîñòè H � t. Â áîëüøèíñòâå îïûòîâ
ïðîöåññ ôèëüòðîâàíèÿ ïî âðåìåíè äîâîäèëñÿ äî
íàðóøåíèÿ �àâòîìîäåëüíîãî ðåæèìà�.  íåêîòî-
Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã 13
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
Ðèñ. 3. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè K ô � G ïðè
êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå ôèëüòðîì èç ÂÏÏ,
dý.â = 125 ìêì, n = 0.77, � = 10, 20 è 30 ñì:
à � Co:p = 80 ìã/ë, á � Co:p = 135 ìã/ë, â � Co:p = 223 ìã/ë
ðûõ îïûòàõ (N 5 è N 10) ôèëüòðîâàíèå ïðîèçâîäè-
ëîñü ïîñëå íàðóøåíèÿ �àâòîìîäåëüíîñòè� ñ öåëüþ
îïðåäåëåíèÿ ïàðàìåòðîâ ôèëüòðîâàíèÿ ïðè ïðå-
äåëüíîì çàèëåíèè ôèëüòðà. Àíàëèç ýòèõ îïûòîâ
ïîêàçàë, ÷òî K ô è H ñòðåìÿòñÿ ê ïîñòîÿííîìó
çíà÷åíèþ, à � 00
w ! 0.  �àâòîìîäåëüíîì ðåæèìå�
âî âñåõ îïûòàõ çàâèñèìîñòü èçìåíåíèÿ H ëèíåé-
íàÿ. Ïðè ýòîì íà îñè îðäèíàò îòñåêàåòñÿ îòðåçîê,
ñîîòâåòñòâóþùèé íà÷àëüíîìó íàïîðó ïðè ôèëü-
òðîâàíèè ÷èñòîé âîäû ÷åðåç ÷èñòûé ôèëüòð. Òàê
êàê K ô ÷èñòîãî ôèëüòðà èç ÂÏÏ ïðè dý.â = 100 �
140ìêì íåçíà÷èòåëüíûé, íà÷àëüíûé íàïîð ïðè V
= 3 � 8 ì/÷àñ è � = 10� 30ñì íå ïðåâûøàåò 2� 3 ñì
âîä.ñò. Ïðè ïðàêòè÷åñêèõ ðàñ÷åòàõ íà÷àëüíûé íà-
ïîð ìîæíî íå ó÷èòûâàòü.
Ðèñ. 4. Ñðàâíåíèå çàâèñèìîñòåé K ô � G ïðè
êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé (êðèâûå 1, 2, 3) è
áåçðåàãåíòíîé (êðèâûå 4, 5, 6) î÷èñòêå ôèëüòðîì èç
ÂÏÏ, dý.â = 125 ìêì, n = 0.77:
1 � Co:p = 80 ìã/ë, V = 3 ì/÷àñ, 2 � Co:p = 135 ìã/ë,
V = 3 ì/÷àñ, 3 � Co:p = 223 ìã/ë, V = 3 ì/÷àñ,
4 � Co:p = 105 ìã/ë, V = 3 ì/÷àñ, 5 � Co:p = 106 ìã/ë,
V = 1.5 ì/÷àñ, 6 � Co:p = 195 ìã/ë, V = 3 ì/÷àñ
Ðèñ. 5. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè � 00
w � t äëÿ
îòäåëüíûõ ñëîåâ ôèëüòðà èç ÂÏÏ òîëùèíîé 10 ñì:
à � Îïûò N 20 Co:p = 75 ìã/ë, V = 5 ì/÷àñ,
á � Îïûò N 17 Co:p = 80 ìã/ë, V = 3 ì/÷àñ
14 Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
Ðèñ. 6. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè � 00
w � t äëÿ
îòäåëüíûõ ñëîåâ ôèëüòðà èç ÂÏÏ òîëùèíîé 10 ñì:
à � Îïûò N 5 Co:p = 140 ìã/ë, V = 5 ì/÷àñ,
á � Îïûò N 9 Co:p = 140 ìã/ë, V = 3 ì/÷àñ
â � Îïûò N 13 Co:p = 218 ìã/ë, V = 5 ì/÷àñ,
â � Îïûò N 15 Co:p = 210 ìã/ë, V = 3 ì/÷àñ
3. ÑÐÀÂÍÅÍÈÅ ÊÈÍÅÒÈÊÈ ÎÑÂÅÒËÅÍÈß
ÏÐÈ ÁÅÇÐÅÀÃÅÍÒÍÎÉ È ÊÎÍÒÀÊÒÍÎÉ
ÐÅÀÃÅÍÒÍÎÉ Î×ÈÑÒÊÅ
Âûøå ìû îòìå÷àëè íåêîòîðûå îòëè÷èÿ êèíå-
òèêè ôèëüòðîâàíèÿ ñóñïåíçèè ÷åðåç ôèëüòð èç
ÂÏÏ ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé è áåçðåàãåíòíîé
î÷èñòêå. Íî íàèáîëåå ÿðêî ýòî îòëè÷èå îáíàðó-
æèâàåòñÿ ïðè ïîñòðîåíèè ñîâìåùåííîãî ãðàôèêà
� 00
w � T � , ãäå � 00
w � ñòåïåíü î÷èñòêè â �àâòîìî-
äåëüíîì ðåæèìå�, T � = (1 � V )=� . Íà ðèñ. 7 ïðèâå-
äåíû ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòîâ. Âèäíî, ÷òî ïðè
îäíèõ è òåõ æå çíà÷åíèÿõ T � ñòåïåíü î÷èñòêè ñó-
ñïåíçèè ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå çíà-
÷èòåëüíî áîëüøå, ÷åì ïðè áåçðåàãåíòíîé. Êðîìå
òîãî, ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå ñòåïåíü
î÷èñòêè � 00
w ïðè èñïîëüçîâàíèè ôèëüòðà èç ÏÏÑ
íåñêîëüêî íèæå, ÷åì ïðè èñïîëüçîâàíèè ôèëüòðà
èç ÂÏÏ. Òàêàÿ æå òåíäåíöèÿ ñóùåñòâóåò ïðè áåç-
ðåàãåíòíîé î÷èñòêå.
Ðèñ. 7. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè � 00
w � T � ïðè
ôèëüòðîâàíèè ñóñïåíçèè ÷åðåç ôèëüòð èç ÂÏÏ,
ïåñêà è ÏÏÑ:
1 � áåçðåàãåíòíàÿ î÷èñòêà
� � ÂÏÏ dý.â = 100 � 125 ìêì, 4 � ïåñîê dýêâ = 0.45 ìì,
+ � ÏÏÑ d = 0.4 � 2 ìì;
2 � êîíòàêòíàÿ ðåàãåíòíàÿ î÷èñòêà
� � ÂÏÏ dý.â = 100 � 140 ìêì, � � ÏÏÑ d = 0.4 � 2 ìì
Ãðàôèêè ðèñ. 7 ìîæíî èñïîëüçîâàòü ïðè ïðåä-
âàðèòåëüíûõ ðàñ÷åòàõ ôèëüòðà. Íàïðèìåð, åñëè
Co = 100 ìã/ë è Cp = 35 ìã/ë, òî ïîëó÷èì Co:p =
= 135 ìã/ë. Ïðè ÏÄÊ 3 ìã/ë äîïóñòèìàÿ ñòåïåíü
î÷èñòêè äîëæíà áûòü
[� 00
w ] �
Co:p � ÏÄÊ
Co:p
=
135� 3
135
= 0 :975: (11)
Èç ðèñ. 7 âèäíî, ÷òî ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé
î÷èñòêå çíà÷åíèå T � äîëæíî áûòü íå áîëåå 15. Ïðè
áåçðåàãåíòíîé î÷èñòêå ïðè T � = 15 ñòåïåíü î÷èñ-
òêè ñîñòàâëÿåò íå áîëåå 0.33. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî äëÿ
ïîëó÷åíèÿ âîäû íåîáõîäèìîãî êà÷åñòâà ïðè áåçðå-
Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã 15
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
àãåíòíîé î÷èñòêå íåîáõîäèìî çíà÷èòåëüíî óâåëè-
÷èòü òîëùèíó ôèëüòðà èëè óìåíüøèòü ñêîðîñòü
ôèëüòðîâàíèÿ.
4. ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ G êð.2
Íà ðèñ. 8 ïðèâåäåíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñè-
ìîñòè Gêð.2 � T � äëÿ ïðîâåäåííûõ îïûòîâ. Âèäíî,
Ðèñ. 8. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè Gêð.2 � T �
äëÿ ôèëüòðà èç ÂÏÏ, dý.â = 125 ìêì, n = 0.77:
à � ïðè Co:p = 130 � 140 ìã/ë, á � ïðè Co:p = 210 � 236 ìã/ë,
â � ïðè Co:p = 75 � 80 ìã/ë, ã � ñîâìåùåííûé ãðàôèê
÷òî âî âñåõ ñëó÷àÿõ ìåæäó Gêð.2 è T � èìååò ìå-
ñòî îïðåäåëåííàÿ çàêîíîìåðíîñòü: ñ óâåëè÷åíèåì
T � çíà÷åíèå Gêð.2 óìåíüøàåòñÿ. Íåñìîòðÿ íà ðà-
çáðîñ îïûòíûõ òî÷åê, ñ÷èòàåì âîçìîæíûì âûäå-
ëèòü êðèâûå ñðåäíèõ çíà÷åíèé, êîòîðûå ïðèâå-
äåíû íà ðèñ. 8, ã. Âèäíî, ÷òî ïðè Co:p = 130�
� 236 ìã/ë çàâèñèìîñòè ñîâïàäàþò, íî ïðè Co:p =
= 75� 80 ìã/ë ïðè îäíèõ è òåõ æå çíà÷åíèÿõ T �
âåëè÷èíà Gêð.2 áîëüøå è ìîæåò áûòü îïèñàíà êðè-
âîé 3.
5. ÏÐÈÌÅÐÛ ÏÐÎÃÍÎÇÍÛÕ ÐÀÑ×ÅÒÎÂ
ÔÈËÜÒÐÎÂ ÈÇ ÂÏÏ
Ðàññìîòðèì ôèëüòðû èç ÂÏÏ, dý.â = 125 ìêì,
n = 0.77. Ðàñ÷åòû âûïîëíèì ïðè: Co = 50, 75,
100, 150 è 200 ìã/ë; V = 3, 5 è 8 ì/÷àñ; � = 30
è 50 ñì. Êîëè÷åñòâî ðåàãåíòà (ñåðíîêèñëîãî àëþ-
ìèíèÿ) íàõîäèì ïî ìåòîäèêå, èçëîæåííîé â [4].
Öåëüþ ðàñ÷åòà ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëåíèå ïðîäîëæè-
òåëüíîñòè ôèëüòðîöèêëà, íàïîðà íà ôèëüòðå è
ãðÿçååìêîñòè ôèëüòðà. Òàê êàê �çàðÿäêà� ôèëü-
òðà ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå ïðîèñõî-
äèò î÷åíü áûñòðî è t1 � t2, â êà÷åñòâå ïðîäîë-
æèòåëüíîñòè ôèëüòðîöèêëà ïðèíèìàåì âðåìÿ t2,
êîòîðîå îïðåäåëÿåì ïî ôîðìóëå (10).
 ýòîé ôîðìóëå � 00
w � ñòåïåíü î÷èñòêè äëÿ çà-
äàííûõ ïàðàìåòðîâ ôèëüòðîâàíèÿ ( � , V , T � ). Çíà-
÷åíèå � 00
w äëÿ êàæäîãî ðàñ÷åòíîãî ñëó÷àÿ îïðåäå-
ëÿåì ïî ðèñ. 7, à çíà÷åíèå Gêp.2 � ïî ðèñ. 8, ã â
çàâèñèìîñòè îò T � = (1 � V)=� . Äîïóñòèìîå çíà÷å-
íèå [� 00
w ] âû÷èñëÿåì ïî ôîðìóëå (11), ãäå Co:p =
= Co + Cp, ÏÄÊ = 3 ìã/ë.
Ïî çíà÷åíèþ [� 00
w ] ïî ãðàôèêó íà ðèñ. 7 íàõîäèì
äîïóñòèìîå çíà÷åíèå [ T � ]. Óñëîâèåì íîðìàëüíîé
ðàáîòû ôèëüòðà ÿâëÿåòñÿ � 00
w � [� 00
w ] è T � � [T � ].
 êà÷åñòâå ãðÿçååìêîñòè ìîæíî èñïîëüçîâàòü çàè-
ëåíèå åäèíèöû îáúåìà ôèëüòðà, ðàâíîå Gêp.2 n, à
ïðè ó÷åòå òîëùèíû ôèëüòðà � � çàèëåíèå åäèíèöû
ïëîùàäè ïîâåðõíîñòè ôèëüòðà �G êp.2 n.
Íàïîð íà ôèëüòðå â êîíöå ôèëüòðîöèêëà îïðå-
äåëÿåì ïî ôîðìóëå
H =
V �
K ô
;
ãäåK ô íàõîäèì ïî ãðàôèêàì (ñì. ðèñ. 3) ïðè G =
= Gêp.2 . Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ïðèâåäåíû â òàáë. 3.
Òàêèå ðàñ÷åòû íåîáõîäèìî ðàññìàòðèâàòü êàê
ïðîãíîçíûå. Îêîí÷àòåëüíîå ðåøåíèå î ðåæèìå
ôèëüòðîâàíèÿ íåîáõîäèìî ïðèíèìàòü ïîñëå òåñòî-
âûõ èñïûòàíèé íà îáúåêòå.
6. ÐÅÃÅÍÅÐÀÖÈß ÔÈËÜÒÐÎÂ ÈÇ ÂÏÏ
Ðåãåíåðàöèþ ôèëüòðà èç ÂÏÏ ïðîâîäèëè ïîñëå
îêîí÷àíèÿ îïûòà ïîðøíåâûì ïóëüñàòîðîì, âñòðî-
åííûì â âåðõíþþ êðûøêó êîðïóñà ôèëüòðà (ñì.
ðèñ. 1), ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî ñîçäàâàëè ïóëüñà-
16 Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
Òàáë 3. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ôèëüòðîâ èç ÂÏÏ
V; Co, Cp, Co:p , [� 00
w ] � 00
w [T � ] T � Gêð.2 , t2; Gêð.2 n, �G êð.2 n, K ô , H ,ñì
ì
÷àñ
ìã
ë
ìã
ë
ìã
ë
ìã
ñì 3 ÷àñ ìã
ñì 3
ìã
ñì 2
ñì
ñ â.ñò.
� = 30 ñì
3 0.985 10.0 24 26.9 18.5 555 0.045 55
5 50 20 70 0.96 0.980 60 16.6 18 12.3 13.9 417 0.070 60
8 0.975 26.7 12 5.1 9.3 280 0.180 37
3 0.985 10.0 16 12.5 12.3 370 0.085 29
5 75 25 100 0.97 0.980 43 16.6 13 6.1 10.0 300 0.130 32
8 0.975 26.7 8 2.4 6.2 186 0.210 31
3 0.985 10.0 13 7.8 10.0 300 0.122 21
5 100 30 130 0.975 0.980 30 16.6 8 2.9 6.2 186 0.190 22
8 0.975 26.7 5.5 1.3 4.2 126 0.250 28
3 0.985 10.0 13 5.5 10.0 300 0.125 20
5 150 35 185 0.98 0.980 15 16.6 8.7 3.7 6.7 201 0.210 20
8 0.975 26.7 5.7 0.9 4.4 132 0.330 20
3 0.985 10.0 13 4.3 10.0 300 0.130 19
5 200 40 240 0.985 0.980 8 16.6 9.5 1.9 7.3 219 0.240 17
8 0.975 26.7 6 0.6 4.6 138 0.420 16
� = 50 ñì
3 0.985 6 25 46.5 19.3 965 0.040 104
5 50 20 70 0.96 0.980 60 10 23 25.8 18.7 935 0.055 124
8 0.975 16 18 12.7 13.9 695 0.140 80
3 0.985 6 20.5 26.8 15.8 790 0.07 60
5 75 25 100 0.97 0.980 43 10 18 14.2 13.9 695 0.09 40
8 0.975 16 13 6.4 10.0 500 0.17 65
3 0.985 6 16 16 12.3 615 0.098 43
5 100 30 130 0.975 0.980 30 10 13 7.9 10.0 500 0.125 55
8 0.975 16 8.5 3.3 6.5 325 0.200 55
3 0.985 6 15.5 11 12 600 0.10 42
5 150 35 185 0.98 0.980 15 10 13.0 5.5 10 500 0.15 46
8 0.975 16 9.2 2.5 7.1 355 0.25 44
3 0.985 6 15 8.2 11.6 580 0.10 42
5 200 40 240 0.985 0.980 8 10 13 4.3 10.0 500 0.18 39
8 0.975 16 10 2.1 7.7 385 0.30 37
öèîííóþ ñîñòàâëÿþùóþ ñêîðîñòè ïîòîêà, íàïðàâ-
ëåííîãî ñâåðõó âíèç. Ñêîðîñòü ïîòîêà âîäû ïðè
ðåãåíåðàöèè áûëà â 20 � 30 ðàç áîëüøå ñêîðîñòè
ôèëüòðîâàíèÿ. Íà óñòàíîâèâøèéñÿ ôèëüòðàöèîí-
íûé ïîòîê íàêëàäûâàëè ïóëüñàöèþ ñêîðîñòè ñ ÷à-
ñòîòîé no = 1 Ãö. Ïîñëå ïðåêðàùåíèÿ âûíîñà çà-
ãðÿçíåíèé èç çàãðóçêè ðåãåíåðàöèþ ïðåêðàùàëè è
îïðåäåëÿëè K ô .
Îöåíêà ñòåïåíè ðåãåíåðàöèè ôèëüòðà îñíîâûâà-
ëàñü íà ýêñïåðèìåíòàëüíîé çàâèñèìîñòè K ô � G,
êîòîðàÿ áûëà ïîëó÷åíà ïðè èññëåäîâàíèè êèíåòè-
êè ôèëüòðîâàíèÿ â êàæäîì îïûòå. Â òàáë. 4 ïðè-
âåäåíû ðåçóëüòàòû îïðåäåëåíèÿ ïàðàìåòðîâ çà-
ãðóçêè ïîñëå ðåãåíåðàöèè, à íà ðèñ. 9 � ãðàôèêè
K ô � G äëÿ îïûòîâ ïðè ñêîðîñòè ôèëüòðîâàíèÿ
Òàáë 4. Ðåçóëüòàòû îïðåäåëåíèÿ ïàðàìåòðîâ çàãðóçêè
ïîñëå ðåãåíåðàöèè
K ÷èñò. , K ô , Gí , Gocm ,
ì/ñóò ì/ñóò ìã/ñì 3 ìã/ñì 3
1175 1106 24.72 0.31
1247 1218 25.24 0.10
3.0 è 5.0 ì/÷ ïðè èñõîäíîé ìóòíîñòè 135 ìã/ë.
Îïðåäåëèâ K ô , ïî ãðàôèêó K ô � G íàõîäèëè
îñòàòî÷íîå óäåëüíîå çàèëåíèå ïîð ôèëüòðà Gocm .
Çíàÿ óäåëüíîå çàèëåíèå â íà÷àëå ðåãåíåðàöèè
Gí , ðàâíîå G â êîíöå îïûòà íà êèíåòèêó, îïðåäå-
ëÿëè ñòåïåíü ðåãåíåðàöèè ôèëüòðà � ðåã.:
Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã 17
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
Ðèñ. 9. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè K ô � G äëÿ
ôèëüòðà èç ÂÏÏ dý.â = 125 ìêì, n = 0.77
� ðåã. =
Gí � Gocm
Gí
� 100%:
Òàê, ñòåïåíü ðåãåíåðàöèè ôèëüòðà â îäíîì
îïûòå ñîñòàâèëà 98.7 %, à âî âòîðîì � 99.6 %. Ýòî
ãîâîðèò î òîì, ÷òî èç çàãðóçêè ïðè ðåãåíåðàöèè
âûìûâàþòñÿ ïðàêòè÷åñêè âñå çàãðÿçíåíèÿ è èõ ïî-
ñòåïåííîãî íàêîïëåíèÿ ïðîèñõîäèòü íå áóäåò.
7. ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÄÅÉÑÒÂÈÒÅËÜÍÛÕ
ÇÍÀ×ÅÍÈÉ ÏÎÐÈÑÒÎÑÒÈ
È ÏËÎÒÍÎÑÒÈ ÎÑÀÄÊÀ Â ÏÎÐÀÕ ÇÀÈ-
ËÅÍÍÎÃÎ ÔÈËÜÒÐÀ ÏÐÈ ÊÎÍÒÀÊÒÍÎÉ
ÐÅÀÃÅÍÒÍÎÉ Î×ÈÑÒÊÅ
Ïðè èññëåäîâàíèè áåçðåàãåíòíîé î÷èñòêè ñó-
ñïåíçèè ôèëüòðàìè èç ÂÏÏ [1] ïîëó÷åíà ýêñïåðè-
ìåíòàëüíàÿ çàâèñèìîñòü K ô � nç , ãäå nç � ïîðè-
ñòîñòü çàèëåííîãî ôèëüòðà, êîòîðàÿ ïðèâåäåíà íà
ðèñ. 10. Òàê êàê ïðè áåçðåàãåíòíîé è êîíòàêòíîé
Ðèñ. 10. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ çàâèñèìîñòü K ô � nç
äëÿ ôèëüòðà èç ÂÏÏ ïðè áåçðåàãåíòíîé î÷èñòêå
ìàëîêîíöåíòðèðîâàííîé ñóñïåíçèè
ðåàãåíòíîé î÷èñòêå õàðàêòåðèñòèêè (Co; Co:p ; V è
� ) ôèëüòðà áûëè áëèçêèìè, ïðèíèìàåì, ÷òî çà-
âèñèìîñòü K ô � nç ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé
î÷èñòêå áóäåò òàêîé æå, êàê è ïðè áåçðåàãåíòíîé.
Òîãäà, ïðè Co:p = 135 ìã/ë è V = 5 ì/÷àñ, ó÷è-
òûâàÿ çàâèñèìîñòè K ô � G (ñì. ðèñ. 3), ìîæíî
ïîñòðîèòü çàâèñèìîñòü G � nç äëÿ êîíòàêòíîé ðå-
àãåíòíîé î÷èñòêè (ðèñ. 11). Òàê êàê G = Coc � è
� = ( n � nç)=n, çíàÿ G è nç, îïðåäåëÿåì Coc è � è
ñòðîèì çàâèñèìîñòü Coc � � (ñì. ðèñ. 12). Ðåçóëü-
òàòû ðàñ÷åòîâ ïðèâåäåíû â òàáë. 5.
Ðèñ. 11. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè G = f (nç)
äëÿ ôèëüòðà èç ÂÏÏ ( dý.â = 125 ìêì, n = 0.77,
� = 10 � 30 ìì):
1 � ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå Co:p = 135 ìã/ë,
V = 5 ì/÷àñ;
2 � ïðè áåçðåàãåíòíîé î÷èñòêå Co = 135 ìã/ë, V = 5 ì/÷àñ
Ðèñ. 12. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ çàâèñèìîñòü Coc = f (� )
äëÿ ôèëüòðà èç ÂÏÏ ( dý.â = 125 ìêì, n = 0.77,
� = 10 � 30 ìì):
1 � ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå Co:p = 135 ìã/ë,
V = 5 ì/÷àñ;
2 � ïðè áåçðåàãåíòíîé î÷èñòêå Co = 135 ìã/ë, V = 5 ì/÷àñ
Èç ðèñ. 12 âèäíî, ÷òî ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåí-
òíîé î÷èñòêå êîíöåíòðàöèÿ òâåðäûõ ÷àñòèö îñàä-
êà â ïîðîâîì ïðîñòðàíñòâå ôèëüòðà Coc çíà÷è-
òåëüíî ìåíüøå, ÷åì ïðè áåçðåàãåíòíîé î÷èñòêå, íî
ïî àáñîëþòíîìó çíà÷åíèþ Coc � Co:p .  íàøåì
ñëó÷àå ïðè Co:p = 135 ìã/ë îòíîøåíèå Coc=Co:p =
18 Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
Òàáë 5. Îïðåäåëåíèå Coc ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé è áåçðåàãåíòíîé î÷èñòêàõ
K ô , nç G, � Coc, Coc, G, Coc,
ñì/ñ ìã/ñì 3 ã/ñì 3 ìã/ë ìã/ñì 3 ìã/ë
êîíòàêòíàÿ ðåàãåíòíàÿ î÷èñòêà áåçðåàãåíòíàÿ î÷èñòêà
0.6 0.60 1.0 0.220 0.0045 4500 14.5 66000
0.5 0.55 1.5 0.285 0.0052 5200 16.0 56000
0.4 0.48 2.5 0.377 0.0066 6600 20.0 53000
0.3 0.39 3.7 0.492 0.0076 7600 25.0 51000
0.2 0.28 7.5 0.635 0.0118 11800 36.0 57000
0.15 0.24 11.0 0.688 0.0160 16000 43.0 63000
0.10 0.19 16.7 0.755 0.0220 22000 52.0 69000
0.07 0.165 23.0 0.785 0.0300 30000
0.069 0.155 26.0 0.800 0.0330 33000
= 33 � 244. Òàêèì îáðàçîì, ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåí-
òíîé î÷èñòêå îñàäîê â ïîðàõ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé
ñòðóêòóðó, îñíîâíîé ñîñòàâëÿþùåé êîòîðîé ÿâëÿ-
åòñÿ âîäà. Ïëîòíîñòü òàêîãî îñàäêà ìîæíî âû÷è-
ñëèòü ïî ôîðìóëå (15), ãäå
m íåîáõîäèìî îïðåäå-
ëÿòü ñ ó÷åòîì ïëîòíîñòè ÷àñòèö ñóñïåíçèè, ïëîò-
íîñòè ðåàãåíòà â òâåðäîì ñîñòîÿíèè è èõ ñîîòíî-
øåíèÿ â Co:p . Íàïðèìåð, ïðè ïëîòíîñòè ìèíåðàëü-
íûõ ÷àñòèö 2.6 ã/ñì 3,
p = 2 ã/ñì 3 ïðè Cp =
= 35 ìã/ë è Co = 100 ìã/ë
m � 2.45 ã/ñì 3 è
â = 1 ã/ñì 3, ïîëó÷èì
oc =
â +
Coc
m
(
m �
â) = 1 + 0 :59Coc:
Äëÿ ïðîâåäåííûõ îïûòîâ ïðè êîíòàêòíîé ðå-
àãåíòíîé î÷èñòêå Coc = 0 :0045� 0:033ã/ñì 3,
oc =
= 1 :003� 1:019 ã/ñì 3.
8. ÎÁÅÇÆÅËÅÇÈÂÀÍÈÅ ÂÎÄÛ
ÔÈËÜÒÐÎÌ ÈÇ ÂÎËÎÊÍÈÑÒÎ�
ÏÎÐÈÑÒÎÃÎ ÏÎËÈÝÒÈËÅÍÀ
Âûïîëíåííûå íàìè ðàíåå ýêñïåðèìåíòàëüíûå
èññëåäîâàíèÿ ïî îáåçæåëåçèâàíèþ ïîäçåìíîé âî-
äû ìåòîäîì óïðîùåííîé áåçíàïîðíîé àýðàöèè [7]
ïîêàçàëè, ÷òî ôèëüòðàìè èç ÂÏÏ âîçìîæíà î÷èñ-
òêà âîäû äî ÏÄÊ.
Ðåçóëüòàòû ýòèõ îïûòîâ îáðàáîòàíû ïî ìåòîäè-
êå, èçëîæåííîé âûøå, è ïðèâåäåíû â òàáë. 6.
8.1. Àíàëèç ðåçóëüòàòîâ îïûòîâ
Ýôôåêòèâíîñòü ðàáîòû ôèëüòðîâ èç ÂÏÏ îöå-
íèâàåì, ñðàâíèâàÿ ðàáîòó ôèëüòðîâ èç ÂÏÏ è
ÏÏÑ, êîòîðûå ðàáîòàþò â îäèíàêîâûõ óñëîâèÿõ.
Èç òàáë. 6 âèäíî, ÷òî ïî ñòåïåíè î÷èñòêè � 00
w è
Gêð.2 n ôèëüòðû èç ÂÏÏ ðàáîòàþò íåñêîëüêî ëó-
÷øå, ÷åì èç ÏÏÑ.
Îáùèì íåäîñòàòêîì ôèëüòðîâ èç ÂÏÏ è ÏÏÑ
ïðè îáåçæåëåçèâàíèè âîäû ÿâëÿåòñÿ áîëüøîé ïå-
ðèîä �çàðÿäêè� ôèëüòðà, êîòîðûé ÷àñòî ñîïîñòà-
âèì ñ ïåðèîäîì èõ ïîëåçíîé ðàáîòû (t2 � t1),
êîãäà � 00
w èìååò ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå. Ïðè ïðà-
êòè÷åñêîì èñïîëüçîâàíèè ôèëüòðîâ ýòî ïîòðåáóåò
óñòàíîâêè áîëüøåãî êîëè÷åñòâà àïïàðàòîâ äëÿ áå-
ñïðåðûâíîãî ïîëó÷åíèÿ ÷èñòîé âîäû â íåîáõîäè-
ìûõ îáúåìàõ.
Ôèëüòð èç ÂÏÏ ïðè dý.â = 500 ìêì ïðàêòè÷åñêè
íå ðàáîòàåò â ðåæèìå, êîãäà � 00
w � const, è íå ìî-
æåò áûòü èñïîëüçîâàí ïðè îáåçæåëåçèâàíèè âîäû
ïðè V = 9.8 ì/÷àñ. Ïðè V < 9.8 ì/÷àñ íåîáõîäèìî
ïðîâåñòè äîïîëíèòåëüíûå èññëåäîâàíèÿ.
Ñðàâíåíèå ðàáîòû ôèëüòðîâ ïðè îáåçæåëåçèâà-
íèè âîäû ñ ðàáîòîé ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé
èëè áåçðåàãåíòíîé î÷èñòêå ïðèâåäåíî íà ðèñ. 13.
Èç ãðàôèêîâ � 00
w � T � ñëåäóåò, ÷òî äëÿ ôèëü-
òðà èç ÂÏÏ ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé (ðåàãåíò
Al 2(SO4)3) î÷èñòêå (êðèâàÿ 2) è ïðè îáåçæåëåçè-
âàíèè (ðåàãåíò O2) âîäû (êðèâàÿ 3) çàâèñèìîñòè
� 00
w � T � ïðè T � < 5 ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàþò, à ïðè
T � > 5 ðàçëè÷èå óâåëè÷èâàåòñÿ, íî íåçíà÷èòåëü-
íî. Äëÿ ôèëüòðîâ èç ÏÏÑ ñòåïåíü î÷èñòêè � 00
w äëÿ
îäíèõ è òåõ æå çíà÷åíèé T � ïðè îáåçæåëåçèâàíèè
çàìåòíî ìåíüøå.
Ïîëó÷åííûå çàâèñèìîñòè ìîæíî èñïîëüçîâàòü
ïðè ïðîãíîçíûõ ðàñ÷åòàõ. Íàïðèìåð, ïðè îáåçæå-
ëåçèâàíèè ôèëüòðîì èç ÂÏÏ ïðè Co = 10 ìã/ë
è ÏÄÊ 0.3 ìã/ë äîïóñòèìàÿ ñòåïåíü î÷èñòêè [� 00
w ]
äîëæíà áûòü íå ìåíåå
[� 00
w ] �
Co � ÏÄÊ
Co
=
10� 0:3
10
= 0 :97:
Òàêàÿ ñòåïåíü î÷èñòêè ìîæåò áûòü ïðè [T � ] =
= 10. Òàê êàêT � = (1 � V )=� , äîïóñòèìîå çíà÷åíèå
[T � ] = 10 ìîæåò áûòü ïðè ñëåäóþùèõ çíà÷åíèÿõ V
è � : ïðè V = 3 ì/÷àñ è � = 30 ñì, ïðè V = 5 ì/÷àñ
Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã 19
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
Òàáë 6. Ñâîäíàÿ òàáëèöà ðåçóëüòàòîâ îïûòîâ ïðè îáåçæåëåçèâ àíèè âîäû
NN Ôèëüòð Co, V , � , � 00
w T � t1, t2, Gêð.1 , Gêð.2 , Gêð.2 n,
îïûòîâ ìã/ë ì/÷àñ ñì ÷àñ ÷àñ ìã/ñì 3 ìã/ñì 3 ìã/ñì 3
ÂÏÏ ,
1 dý.â = 120 ìêì, 3.8 4.9 30 0.95 16.3 28 46 1.4 2.7 2.1
n = 0.79
ÏÏÑ ,
10 d = 0.5 � 3 ìì, 3.8 4.9 28 0.88 17.5 26 41 2.6 4.2 1.5
n = 0.36
ÂÏÏ ,
2 dý.â = 120 ìêì, 3.5 4.8 30 0.97 16.0 23 53 1.6 3.0 2.4
n = 0.79
ÏÏÑ ,
20 d = 0.5 � 3 ìì, 3.5 4.8 27 0.87 17.8 26 47 2.8 4.9 1.8
n = 0.36
ÂÏÏ ,
3 dý.â = 120 ìêì, 6.2 9.4 29 0.96 33.4 8 22 1.7 4.2 3.3
n = 0.78
ÏÏÑ ,
30 d = 0.5 � 3 ìì, 6.2 9.4 31 0.90 30.3 16 28 3.3 7.0 2.5
n = 0.36
ÂÏÏ ,
4 dý.â = 500 ìêì, 8.0 9.8 30 0.85 32.7 37 44 6.0 7.5 5.8
n = 0.77
Ðèñ. 13. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè � 00
w � T �
äëÿ ôèëüòðà èç ÂÏÏ, dý.â = 120 ìêì, è èç ÏÏÑ
d = 0 :5 � 3 ìì:
1 � ôèëüòð èç ÂÏÏ ïðè áåçðåàãåíòíîé î÷èñòêå, 2 � ôèëüòð èç
ÂÏÏ ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå, 3 � ôèëüòð èç ÂÏÏ
ïðè îáåçæåëåçèâàíèè, 4 � ôèëüòð èç ÏÏÑ ïðè
îáåçæåëåçèâàíèè ( � )
è � = 50 ñì, ïðè V = 7.5 ì/÷àñ è � = 75 ñì.
Çàâèñèìîñòè K ô � G ïðè îáåçæåëåçèâàíèè è
ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå ïðèâåäåíû íà
ðèñ. 14. Âèäíî, ÷òî ïðè îäíîì è òîì æå çíà÷åíèè
K ô ïðè îáåçæåëåçèâàíèè G çíà÷èòåëüíî ìåíüøå.
Ýòî ãîâîðèò î òîì, ÷òî ñòðóêòóðà îñàäêà â ïîðàõ
Ðèñ. 14. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè K ô � G äëÿ
ôèëüòðà èç ÂÏÏ:
1 � ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå,
2 � ïðè îáåçæåëåçèâàíèè
ôèëüòðà ïðè îáåçæåëåçèâàíèè èíàÿ.
8.2. Î äåéñòâèòåëüíîé ïîðèñòîñòè è ïëîòíîñòè
îñàäêà â ïîðàõ ïðè îáåçæåëåçèâàíèè
Ïðèíèìàÿ, ÷òî êîýôôèöèåíò ôèëüòðàöèè çàèëåí-
íîãî ôèëüòðà îïðåäåëÿåòñÿ òîëüêî ïîðèñòîñòüþ
nç è íå çàâèñèò îò ñïîñîáà çàèëåíèÿ ôèëüòðà, è
èñïîëüçóÿ çàâèñèìîñòü K ô � nç (ñì. ðèñ. 10), ìîæ-
íî ïîñòðîèòü çàâèñèìîñòü G � nç ïðè îáåçæåëåçè-
20 Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
âàíèè è îïðåäåëèòü � , Coc è ïëîòíîñòü îñàäêà â
ïîðàõ
îáæ .
Ïëîòíîñòü îñàäêà â ïîðàõ ôèëüòðà îïðåäåëÿ-
ëàñü ïî ôîðìóëå
îáæ =
â +
Coc
m
(
m �
â);
ãäå
m = 5.1 ã/ñì 3 (äëÿ Fe2O3),
â = 1 ã/ñì 3.
 òàáë. 7 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé, ïî
êîòîðûì ïîñòðîåíû çàâèñèìîñòè G � nç (ðèñ. 15),
Coc � � (ðèñ. 16),
îáæ � � (ðèñ. 17). Âèäíî, ÷òî Coc
Òàáë 7. Îïðåäåëåíèå Coc è
îáæ ïðè îáåçæåëåçèâàíèè
K ô , nç G, � Coc,
îáæ ,
ñì/ñ ìã/ñì 3 ìã/ë ã/ñì 3
0.60 0.60 0.5 0.22 2270 1.0018
0.50 0.55 0.6 0.28 2110 1.0017
0.40 0.48 0.7 0.38 1860 1.0015
0.30 0.39 0.9 0.49 1820 1.0015
0.20 0.28 1.1 0.64 1890 1.0015
0.15 0.24 1.3 0.69 1890 1.0015
0.10 0.19 1.7 0.76 2250 1.0018
0.07 0.17 2.2 0.78 2800 1.0023
0.06 0.16 2.4 0.80 3000 1.0024
0.05 0.15 2.7 0.80 3360 1.0027
0.04 0.13 3.2 0.83 3860 1.0031
0.03 0.12 3.7 0.85 4300 1.0035
Ðèñ. 15. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè G � nç ïðè
îáåçæåëåçèâàíèè
Ðèñ. 16. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè Coc � � ïðè
îáåçæåëåçèâàíèè
Ðèñ. 17. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè
îáæ � �
ïðè îáåçæåëåçèâàíèè
â ïîðàõ çíà÷èòåëüíî áîëüøå, ÷åì íà÷àëüíàÿ êîí-
öåíòðàöèÿ ñîåäèíåíèé æåëåçà Co, êîòîðàÿ áûëà â
îïûòàõ. Â îïûòàõ Co = 3 :5 � 8 ìã/ë è îòíîøåíèå
Coc=Co = 230� 1220.
Ïëîòíîñòü îñàäêà â ïîðàõ
îáæ = 1.0085 �
� 1.0035 ìã/ñì 3. Òàê æå, êàê ïðè áåçðåàãåíòíîé è
ðåàãåíòíîé î÷èñòêå, ïðè îáåçæåëåçèâàíèè îñíîâ-
íóþ ÷àñòü îñàäêà ñîñòàâëÿåò âîäà.
ÂÛÂÎÄÛ
 ðåçóëüòàòå ïðîâåäåííûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ
èññëåäîâàíèé êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñ-
òêè ìàëîêîíöåíòðèðîâàííîé òîíêîäèñïåðñíîé
(d � 10 ìêì) ñóñïåíçèè ôèëüòðàìè èç âîëîêíèñòî-
ïîðèñòîãî ïîëèýòèëåíà ( dý.â = 100 � 140 ìêì,
n = 0.77, Co = 55 � 200 ìã/ë, V = 3 � 8 ì/÷àñ)
ïîëó÷åíû ñëåäóþùèå ðåçóëüòàòû.
1. Óñòàíîâêà ðàáîòàëà êàê êîíòàêòíûé îñâåòëè-
òåëü ïðè ôèëüòðîâàíèè ñíèçó ââåðõ. Ââîä êîàãó-
ëÿíòà â âèäå ðàñòâîðà ñîëè ñåðíî�êèñëîãî àëþìè-
íèÿ ïðîâîäèëñÿ íåïîñðåäñòâåííî ïåðåä ôèëüòðîì.
Ïðè òàêîì ìåòîäå êîàãóëÿöèÿ ïðîèñõîäèò ïîëíåå
è áûñòðåå, ÷åì êîàãóëÿöèÿ â ñâîáîäíîì îáúåìå.
2. Ïîëó÷åíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè
ñòåïåíè î÷èñòêè � 00
w îò ïàðàìåòðà T � ôèëüòðîâ
èç ÂÏÏ è ÏÏÑ. Îïðåäåëåíî, ÷òî ýôôåêòèâíîñòü
ðàáîòû ôèëüòðîâ èç ÂÏÏ íåñêîëüêî ëó÷øå, ÷åì
ôèëüòðîâ èç ÏÏÑ. Ñðàâíåíèå áåçðåàãåíòíîé è
êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêè ïîêàçàëî, ÷òî ïðè
êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå ïðè âñåõ ïðî÷èõ
ðàâíûõ óñëîâèÿõ ñòåïåíü î÷èñòêè çíà÷èòåëüíî
âûøå.
3. Ïîëó÷åíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè
Gêð.2 � T � , êîòîðûå ïîçâîëÿþò ïðè èçâåñòíûõ çíà-
÷åíèÿõ � , n, � 00
w , V è Co:p îïðåäåëèòü t2 ïî çàâèñè-
ìîñòè, ïðèâåäåííîé âûøå. Ïîëó÷åíû çàâèñèìîñòè
K ô � G, êîòîðûå ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû ïðè
îïðåäåëåíèè íàïîðà íà ôèëüòðå H â êîíöå ôèëü-
òðîöèêëà t2 ïðè G = Gêð.2 . Ïðèâåäåíû ïðèìåðû
Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã 21
ISSN 1561 -9087 Ïðèêëàäíà ãiäðîìåõàíiêà. 2007. Òîì 9, N 1. Ñ. 8 � 22
ðàñ÷åòà.
4. Ñòåïåíü î÷èñòêè îòäåëüíûìè ñëîÿìè ôèëü-
òðà èçìåíÿåòñÿ òàê, ÷òî ñëîè âêëþ÷àþòñÿ â ðàáîòó
ïîñëåäîâàòåëüíî. Ê ìîìåíòó âûõîäà âñåãî ôèëü-
òðà íà �àâòîìîäåëüíûé ðåæèì� íàèáîëüøàÿ ñòå-
ïåíü î÷èñòêè íàáëþäàåòñÿ â ïåðâîì ñëîå òîëùè-
íîé 10 ñì.  îñòàëüíûõ ñëîÿõ ñòåïåíü î÷èñòêè
ìåíüøå. Íî �àâòîìîäåëüíûé ðåæèì� â ïåðâîì ñëîå
áûñòðî íàðóøàåòñÿ, è â ðàáîòó âêëþ÷àþòñÿ âòî-
ðîé è òðåòèé ñëîè. Ïðè ýòîì ìàêñèìàëüíàÿ ñòå-
ïåíü î÷èñòêè âî âñåõ ñëîÿõ ïðèìåðíî îäèíàêîâàÿ,
íî âðåìÿ ñóùåñòâîâàíèÿ �àâòîìîäåëüíîãî ðåæè-
ìà� ðàçíîå.  ýòîì ñìûñëå ñëîè ðàâíîíàãðóæåíû.
Âûñîêàÿ ñòåïåíü î÷èñòêè âñåãî ôèëüòðà ðåãóëè-
ðóåòñÿ àâòîìàòè÷åñêè.
5. Íàïîð íà ôèëüòðå H â �àâòîìîäåëüíîì ðåæè-
ìå� èçìåíÿåòñÿ ïî ëèíåéíîìó çàêîíó, âîçðàñòàÿ îò
íà÷àëüíîãî íàïîðà, ñîîòâåòñòâóþùåãî íàïîðó ïðè
ôèëüòðîâàíèè âîäû ÷åðåç ÷èñòûé ôèëüòð, äî íà-
ïîðà ïðè t2.
Ïðè ïðåäåëüíîì çàèëåíèè ôèëüòðà K ô è H
ñòðåìÿòñÿ ê ïîñòîÿííîìó çíà÷åíèþ, à � 00
w ! 0.
6. Ïîëó÷åíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè
G � nç è Coc � � . Ïî ñðàâíåíèþ ñ áåçðåàãåí-
òíîé î÷èñòêîé ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñ-
òêå ïðè îäèíàêîâûõ çíà÷åíèÿõ nç è � çíà÷åíèÿ
G è Coc ìåíüøå, ÷òî ãîâîðèò î ðàçëè÷íîé ïëîò-
íîñòè îñàäêà. Äëÿ ïðîâåäåííûõ îïûòîâ
oc =
= 1.003� 1.019 ã/ñì 3, è â òî æå âðåìÿ Coc=Co:p =
= 33 � 244.
7. Ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîêàçàíî, ÷òî ðåãåíåðàöèÿ
ôèëüòðà áåç íàðóøåíèÿ åãî ñòðóêòóðû âîçìîæíà.
Ïðè ýòîì íà ïðîìûâî÷íûé ïîòîê ñâåðõó âíèç ñî
ñêîðîñòüþ Vïð = (20 � 30)V íåîáõîäèìî íàêëà-
äûâàòü ïóëüñàöèþ äàâëåíèÿ ñ ÷àñòîòîé 1 � 2 Ãö
òàêîé âåëè÷èíû, ÷òîáû â ôèëüòðå âîçíèêàëà çíà-
êîïåðåìåííàÿ ïóëüñèðóþùàÿ ôèëüòðàöèÿ. Ðàñ÷åò
òàêîãî óñòðîéñòâà ïðèâåäåí â [1]. Ïðè òàêîì ìå-
òîäå ðåãåíåðàöèè ñòåïåíü î÷èñòêè ôèëüòðà ìîæåò
äîñòèãàòü 99 % .
8. Îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ îïûòîâ ïî îáåçæåëå-
çèâàíèþ âîäû ôèëüòðàìè èç ÂÏÏ è ÏÏÑ, âûïîë-
íåííûõ íàìè ðàíåå [3], ñ èñïîëüçîâàíèåì ìåòîäèêè
[1] ïîêàçàëè ñëåäóþùåå.
Ïðè èñïîëüçîâàíèè ìåòîäà áåçíàïîðíîé àýðàöèè
è î÷èñòêå ôèëüòðàìè èç ÂÏÏ è ÏÏÑ ïðè ñîäåð-
æàíèè â âîäå îáùåãî æåëåçà Co = 3 :5� 8 ìã/ë,
V = 5 � 8 ì/÷àñ, � = 30 ñì, dý.â = 120 ìêì âîçìî-
æíà î÷èñòêà äî ÏÄÊ = 0.3 ìã/ë.
Îáùèì íåäîñòàòêîì ôèëüòðîâ èç ÂÏÏ è ÏÏÑ
ïðè îáåçæåëåçèâàíèè âîäû ÿâëÿåòñÿ áîëüøîé ïå-
ðèîä �çàðÿäêè� ôèëüòðà, êîòîðûé ñîïîñòàâèì ñ ïå-
ðèîäîì åãî ïîëåçíîé ðàáîòû. Ïðè ïðàêòè÷åñêîì
èñïîëüçîâàíèè òàêèõ ôèëüòðîâ ïîòðåáóåòñÿ óñòà-
íîâêà áîëüøåãî êîëè÷åñòâà àïïàðàòîâ äëÿ áåñïå-
ðåáîéíîãî ïîëó÷åíèÿ ÷èñòîé âîäû â íåîáõîäèìûõ
îáúåìàõ.
Ñîïîñòàâëåíèå çàâèñèìîñòåé � 00
w � T � ïðè îáå-
çæåëåçèâàíèè è ïðè êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñ-
òêå ïîêàçûâàåò, ÷òî ïðè T � < 5 çàâèñèìîñòè ñîâ-
ïàäàþò, à ïðè T � > 5 ðàçëè÷èå óâåëè÷èâàåòñÿ, íî
íåçíà÷èòåëüíî. Òàêèì îáðàçîì, îáåçæåëåçèâàíèå ñ
ïðåäâàðèòåëüíîé àýðàöèåé âîäû ÿâëÿåòñÿ ðåàãåí-
òíîé î÷èñòêîé, ãäå â êà÷åñòâå ðåàãåíòà èñïîëüçóå-
òñÿ êèñëîðîä âîçäóõà.
Çàâèñèìîñòè K ô � G ïðè îáåçæåëåçèâàíèè è
êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêå çíà÷èòåëüíî îòëè-
÷àþòñÿ: ïðè îáåçæåëåçèâàíèè ïðè îäíîì è òîì
æå çíà÷åíèè G êîýôôèöèåíò ôèëüòðàöèè çíà÷è-
òåëüíî ìåíüøå. Ýòî ãîâîðèò î òîì, ÷òî ñòðóê-
òóðà îñàäêà â ïîðàõ ðàçëè÷íàÿ. Äåéñòâèòåëüíî,
ïðè �àâòîìîäåëüíîì ðåæèìå� Coc � 2000 ìã/ë
è
îáæ � 1.0015 ã/ñì3. Ïðè ýòîì Coc=Co =
= 230 � 1220.
9. Ðàçðàáîòàííàÿ íàìè ìåòîäèêà èññëåäîâàíèÿ
êèíåòèêè ôèëüòðîâàíèÿ ïðèìåíèìà ïðè áåçðå-
àãåíòíîé, êîíòàêòíîé ðåàãåíòíîé î÷èñòêàõ è ïðè
îáåçæåëåçèâàíèè âîäû. Ïîëó÷åííûå ðàñ÷åòíûå
ôîðìóëû è ýêñïåðèìåíòàëüíûå ãðàôèêè ïîçâî-
ëÿþò ïðîâåñòè ïðîãíîçíûå ðàñ÷åòû ôèëüòðîâ èç
ÂÏÏ ïðè ïðîåêòèðîâàíèè àïïàðàòîâ ëîêàëüíî-
ãî âîäîñíàáæåíèÿ äëÿ îòäåëüíûõ ïîòðåáèòåëåé
è íåáîëüøèõ íàñåëåííûõ ïóíêòîâ. Ïðè ýòîì âî
âñåõ ñëó÷àÿõ íåîáõîäèìî îñóùåñòâëÿòü òåñòîâûå
èñïûòàíèÿ ôèëüòðîâ íà êîíêðåòíîé âîäå, êîòîðàÿ
ïîäëåæèò î÷èñòêå, ñ öåëüþ ââåäåíèÿ íåîáõîäèìûõ
ïîïðàâîê ïðè îòðàáîòêå ðåæèìà ôèëüòðîâàíèÿ.
1. Áóãàé Í. Ã., Êðèâîíîã À. È., Êðèâîíîã Â. Â.
Áåçðåàãåíòíàÿ î÷èñòêà âîäû ôèëüòðàìè èç
âîëîêíèñòî-ïîðèñòîãî ïîëèýòèëåíà // Ïðèêëàäíà
ãiäðîìåõàíiêà.� 2004.� 6(78), N 2.� Ñ. 27-43.
2. Ìèíö Ä. Ì. Òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû î÷èñòêè âîäû.�
Ì.: Èçä-âî ëèò-ðû ïî ñòðîèòåëüñòâó, 1964.� 156 ñ.
3. Ïèâîâàð Í. Ã., Áóãàé Í. Ã., Ôðèäðèõñîí Â. Ë.,
Êðèâîíîã À. È., Êðèâîíîã Â. Â. Äðåíàæ ñ âî-
ëîêíèñòûìè ôèëüòðàìè äëÿ çàùèòû òåððèòîðèé
îò ïîäòîïëåíèÿ.� Ê.: Èí-ò ãèäðîìåõàíèêè ÍÀÍ
Óêðàèíû, 2000.� 332 ñ.
4. Êîíòàêòíûå îñâåòëèòåëè äëÿ î÷èñòêè âîäû / Ïîä
ðåä. Ìèíöà Ä.Ì.� Ì.: Èçä-âî Ìèí-âà êîììóí. õîç-
âà, 1955.� 212 ñ.
5. Îðëîâ Â. Î., Êðàâ÷åíêî Â. Ñ. Ïiíîïîëiñòèðîëüíi
ôiëüòðè â òåõíîëîãi÷íèõ ñõåìàõ âîäîïiäãîòîâêè.�
Ðiâíå: ÐÄÒÓ, 1999.� 143 ñ.
6. Íèêîëàäçå Ã. È. Îáåçæåëåçèâàíèå ïðèðîäíûõ è îáî-
ðîòíûõ âîä.� Ì.: Ñòðîéèçäàò, 1978.� 160 ñ.
7. Êðèâîíîã Î. I. Çíåçàëiçíåííÿ ïiäçåìíèõ âîä ôiëü-
òðàìè ç çàâàíòàæåííÿì ç âîëîêíèñòî-ïîðèñòîãî ïî-
ëiåòèëåíó // Ìåëiîðàöiÿ i âîäíå ãîñïîäàðñòâî.�
2000.� Âèï. 87.� Ñ. 200-207.
22 Í. Ã. Áóãàé, À. È. Êðèâîíîã, Â. Â. Êðèâîíîã
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-4690 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1561-9087 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-24T15:57:37Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут гідромеханіки НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бугай, Н.Г. Кривоног, А.И. Кривоног, В.В. 2009-12-18T12:53:09Z 2009-12-18T12:53:09Z 2007 Контактная реагентная очистка воды фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена / Н.Г. Бугай, А.И. Кривоног, В.В. Кривоног // Прикладна гідромеханіка. — 2007. — Т. 9, № 1. — С. 8-22. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 1561-9087 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4690 628.16.067 Приведены результаты экспериментальных исследований контактного реагентного осветления малоконцентрированной тонкодисперсной суспензии фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена (ВПП). Показано, что фильтры из ВПП могут очищать воду не хуже, чем фильтры из песка и пенополистирола (ППС). При этом грязеемкость и продолжительность фильтроцикла для фильтров из ВПП больше. Получены расчетные формулы и графики для расчета фильтров. Приведены примеры расчета фильтра. При контактной реагентной очистке и обезжелезивании воды определены действительная пористость фильтра в процессе его заиления, степень заполнения пор осадком, концентрация осадка в порах, плотность осадка. Разработан способ регенерации фильтра без нарушения его структуры. Наведенi результати експериментальних дослiджень контактного реагентного освiтлення малоконцентрованої тонкодисперсної суспензiї фiльтрами з волокнисто-пористого полiетилену (ВПП). Показано, що фiльтри з ВПП можуть очищати воду не гiрше, нiж фiльтри з пiску i пiнополiстиролу (ППС). При цьому грязьоємнiсть i тривалiсть фiльтроциклу для фiльтрiв з ВПП бiльше. Отримано розрахунковi залежностi й графiки для розрахунку фiльтра. Наведенi приклади розрахунку фiльтра. При контактнiй реагентнiй очистцi i знезалiзнюваннi води знайденi дiйсна пористiсть фiльтра в процесi його замулення, ступiнь заповнення пор осадом, концентрацiя осаду в порах, щiльнiсть осаду. Розроблено спосiб регенерацiї фiльтра без порушення його структури. The outcomes of experimental researches of contact reagentive defecation of small-concentrated fine-dispersion of suspension by filters from fibrous-porous polyethylene (FPP) are presented. Is rotined, that the filters from FPP can clean water not worse, than filters from sand and frothpolystyrene (FPS). Thus mud--capacitance and duration of filter-cycle for filters from FPP more. The calculated formulas and graphs for calculation of filters are received. The examples of calculation of the filter are presented). At contact reagentive to clearing and dechalybeate of water are defined true porosity of the filter during it silting, degree of fullness of pores by a sediment, concentration of settling in pores, density a settling. The method of regeneration of the filter without disturbance of it's structure is designed. ru Інститут гідромеханіки НАН України Контактная реагентная очистка воды фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена Reagent contacting cleaning reagentive of water by filters from fibrous-porous polyethylene Article published earlier |
| spellingShingle | Контактная реагентная очистка воды фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена Бугай, Н.Г. Кривоног, А.И. Кривоног, В.В. |
| title | Контактная реагентная очистка воды фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена |
| title_alt | Reagent contacting cleaning reagentive of water by filters from fibrous-porous polyethylene |
| title_full | Контактная реагентная очистка воды фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена |
| title_fullStr | Контактная реагентная очистка воды фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена |
| title_full_unstemmed | Контактная реагентная очистка воды фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена |
| title_short | Контактная реагентная очистка воды фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена |
| title_sort | контактная реагентная очистка воды фильтрами из волокнисто-пористого полиэтилена |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4690 |
| work_keys_str_mv | AT bugaing kontaktnaâreagentnaâočistkavodyfilʹtramiizvoloknistoporistogopoliétilena AT krivonogai kontaktnaâreagentnaâočistkavodyfilʹtramiizvoloknistoporistogopoliétilena AT krivonogvv kontaktnaâreagentnaâočistkavodyfilʹtramiizvoloknistoporistogopoliétilena AT bugaing reagentcontactingcleaningreagentiveofwaterbyfiltersfromfibrousporouspolyethylene AT krivonogai reagentcontactingcleaningreagentiveofwaterbyfiltersfromfibrousporouspolyethylene AT krivonogvv reagentcontactingcleaningreagentiveofwaterbyfiltersfromfibrousporouspolyethylene |