Тонкое процеживание — это процесс фильтрования через материал с мелкими отверстиями, широко используемый в системах обработки воды. В зависимости от размеров отверстий фильтрующего материала различают макро- и микропроцеживание. Путем макропроцеживания (через перфорированную
стальную пластину или металлическую проволочную сетку с размером отверстий более 0,3 мм) удаляют некоторые взвешенные вещества, всплывающие и плавающие примеси, остатки животных и растительных тканей, насекомых, веточек, водорослей, травы и т. п., имеющие размеры от 0,2 до нескольких миллиметров. Микропроцеживание (через пластиковый или металлический материал с размером отверстий менее 100 мкм) применяют для удаления очень тонкой взвеси из питьевой воды (планктона) или из предварительно обработанной сточной воды.
Для макропроцеживания используют проточные конструкции с низкими потерями напора (вращающиеся макросита, сита с укрепленным скребком) и конструкции, требующие установки насоса: (неподвижные или вращающиеся самоочищающиеся сита, механические фильтры).
Вращающиеся макросита
Эти сита, используемые в процессе подготовки питьевой воды, воды для орошения или получения стоков высокой частоты, представляют собой либо горизонтально смонтированные барабаны, если уровень воды относительно постоянен, или же вращающиеся сита из непрерывной сетки, если уровень воды изменяется в значительных пределах (до нескольких метров). Производительность их составляет от нескольких сотен литров в секунду до более чем 10 м3/с.
Сито представляет собой ряд чередующихся фильтровальных полотен, выполняемых обычно из плетеных металлических прутьев (из бронзы или нержавеющей стали), смонтированных на жестком каркасе.
Размер пор может быть 0,3—3 мм, а диаметр проволоки 0,25—1 мм.
Сетка макросита защищается обычно установкой решетки с прозорами между прутьями 40—50 мм для сетки из проволоки диаметром до 1 мм, 20—30 мм — для сетки из проволоки диаметром до 0,5 мм и 10—15 мм — для проволоки диаметром до 0,3 мм.
Коэффициент площади свободной поверхности составляет около 50 или 60% и скорость фильтрования (отношение расхода воды к площади свободной поверхности сита, погруженного в воду) обычно 0,35—0,40 м/с.
Предпочтительное направление фильтрования — изнутри наружу, что облегчает промывку сетки и удаление задержанных примесей.
Автоматический контроль процесса промывки позволяет ограничить потери напора до 20 см при нормальной эксплуатации. Сита могут выдерживать максимальный напор 50 см.
Сита с фиксированным скребком
Сточные воды, поступающие от боен, производства пищевых консервов и т. д., должны быть профильтрованы до поступления на основные сооружения очистной станции. Наибольший эффект фильтрования достигается на механически очищаемых решетках или ситах. Взвешенные вещества остаются на неподвижной пластине из нержавеющей стали с отверстиями 2—5 мм в диаметре. Задержанные примеси удаляются скребком или щеткой, укрепленной на конце цепи (для прямого сита, наклоненного к горизонтали под углом 45—60°), или же вращающимся устройством (для круглых сит) и выпускаются в сборник через сбросное отверстие.
Сточные воды, содержащие жировые вещества, способные затвердевать, могут забивать сита, даже если размер отверстий тщательно подобран, поэтому необходимо предварительно удалять жир.
Оборудование может быть размещено в каналах шириной 1—2,5 м. Оно способно обработать 100—2000 м3/ч воды. При нормальной эксплуатации потери напора не должны превышать 0,5 м.
Неподвижные или вращающиеся самоочищающиеся сита
Сита с размером отверстий 0,25—2 мм используют для стоков, главным образом от предприятий пищевой промышленности.
Неподвижные сита состоят из решетки, выполненной из тонких горизонтально расположенных прутьев, укрепленных в раме из нержавеющей стали. Прутья могут быть круглого, прямоугольного или треугольного сечения. Сток подается в верхнюю часть сита, наклон которого к горизонтали постепенно уменьшается от 0,65 до 45° у дна. В этом случае эффективность работы сита по улавливанию, подсушиванию и удалению примесей наиболее удовлетворительна.
Вращающиеся сита состоят из цилиндрической решетки с горизонтальной осью вращения, с прутьями из нержавеющей стали трапецеидального сечения. Сита медленно вращаются. Задерживаемые примеси остаются на решетке и снимаются с нее неподвижным скребком, затем удаляются.
Неподвижные и вращающиеся сита рассчитаны на обработку 10—1000 м3/ч воды в зависимости от их типа и требуемой степени очистки. Для этих сит допустимые потери напора составляют около 2 м. Как и другие (с фиксированным скребком) эти сита подвержены опасности забивания затвердевающими жировыми веществами.
Механические фильтры
При относительно низких расходах воды взвешенные вещества могут быть уловлены механическими фильтрами, работающими под давлением, создаваемым насосами.
Французская компания Дегремон и ряд других фирм предполагают широкий выбор оборудования:
- Циклонные фильтры с тангенциальным впуском в верхнюю часть, фильтровальным цилиндром из нержавеющей стали. Размер отверстий от нескольких десятков миллиметров до нескольких миллиметров. Фильтры промывают вручную или автоматически сырой или же фильтрованной водой. Производительность 100—500 м3/ч в зависимости от модели. Потери напора составляют несколько метров.
- Непрерывно очищающиеся вращающиеся фильтры со съемными фильтровальными элементами, выполненными из фарфора или нержавеющей стали (размер отверстий 0,1—1,6 мм), укрепленными на вращающемся устройстве. Очистка происходит, когда фильтровальные элементы попадают йод струю воды. Задержанные примеси смываются противоточным движением воды. Производительность фильтра изменяется в зависимости от модели в пределах 25—7000 м3/ч. Потери напора составляют несколько метров. Расход воды при непрерывной промывке составляет 2—5% количества фильтруемой воды.
- Автоматические фильтры с множеством фильтровальных трубок и вращающимся промывным устройством. Производительность 100—10000 м3/ч. Минимальный размер отверстий 125 мкм. Потери напора — несколько метров. Расход промывной воды 1—2% количества фильтруемой воды.