Filtracja

Filtrowanie

Filtrowanie jest procesem, w czasie którego usuwamy z wody zawarte w niej substancje stałe występujące w postaci zawiesin.

Proces ten zachodzi w czasie przepływu wody przez warstwę materiału filtracyjnego. Filtracji poddaje się zarówno wodę surową, jak też wodę uzdatnioną w innych wcześniejszych procesach technologicznych. Filtracja prowadzona jest na odpowiednio dobranych materiałach filtracyjnych. 

Rodzaje filtrów

Rodzaje filtrów można wyszczególnić biorąc pod uwagę sposób i miejsce montażu.

Mogą to być filtry narurowe, świecowe, wykorzystujące kolumny stalowe lub z tworzywa sztucznego, specjalnie przygotowane zbiorniki otwarte itd.

Innym kryterium może być rodzaj procesu zachodzącego w materiale filtracyjnym (katalityczne, biologiczne, sorpcyjne, chemicznie aktywne itd.).

Przyjmując jako kryterium sposób przepływu wody przez materiał filtracyjny, filtry dzielimy na:

• otwarte, w których przepływ wymuszany jest słupem wody znajdującej się ponad złożem,
• zamknięte (ciśnieniowe) - przepływ wody wymuszany jest ciśnieniem zainstalowanych w układzie pomp podających wodę na filtr.

Filtry ciśnieniowe

Filtry ciśnieniowe wykonywane są jako zamknięte zbiorniki stalowe lub z tworzywa sztucznego z dennicami o różnej średnicy. Najczęściej wykonywane są jako zbiorniki pionowe. Wypełnione są one odpowiednimi materiałami filtracyjnymi w zależności od przyjętej technologii i potrzeb. W obecnej chwili filtry ciśnieniowe wyposaża się w odpowiednie głowice sterujące lub w układ zaworów indywidualnych z napędami pneumatycznymi lub elektrycznymi. Pozwala to na pełną automatyzację procesu filtracji zarówno w cyklu produkcyjnym jak i regeneracyjnym. 

Automatyczne filtry ciśnieniowe

Długoletnie doświadczenie firmy "Promat-Woda" w projektowaniu oraz produkcji filtrów dla uzdatniania wody, gwarantuje ich długą żywotność, niskie koszty eksploatacji, łatwość obsługi i doskonałą jakość wody. Filtry redukujące zawartość żelaza oraz manganu są specjalnie zaprojektowane w taki sposób, żeby następowało w nich równoczesne utlenianie oraz filtracja. Dzięki odpowiedniemu zaprojektowaniu w połączeniu z różnymi materiałami filtracyjnymi o własnościach chemicznych nieaktywnych i aktywnych, automatycznie sterowane i płukane filtry ciśnieniowe mogą być w łatwy sposób adaptowane dla różnych przeznaczeń, takich jak:

• usuwanie mechanicznych zanieczyszczeń,
• utlenianie oraz usuwanie żelaza i manganu,
• usuwanie chloru, amoniaku,
• poprawa barwy oraz smaku wody,
• neutralizacja wody o odczynie kwasowym itd. 

Funkcjonowanie oraz konstrukcja automatycznych filtrów ciśnieniowych

W czasie pracy filtra woda przepływa przez filtr, a zanieczyszczenia są zatrzymywane w złożu, którego skład jest uzależniony od zanieczyszczeń, które mają być usunięte. Jeżeli woda zawiera jedynie stałe zanieczyszczenia, których kształt pozwala na ich filtrację, wymagany efekt jest uzyskiwany dzięki nieaktywnemu chemicznie materiałowi filtracyjnemu, który tak jest ukształtowany w złożu, że filtracja może być prowadzona przez złoże jednorodne lub przez złoże wielowarstwowe. 

W celu uzyskania optymalnego efektu filtracyjnego, filtr musi być regularnie regenerowany, co przebiega w sposób całkowicie automatyczny, zgodnie ze specjalnym programem polegającym na usunięciu ciśnienia w zbiorniku, opuszczeniu wody do odpowiedniego poziomu nad złożem filtra, wzruszaniu złoża przy pomocy powietrza, przeciwprądowym płukaniu przy ciśnieniu atmosferycznym, usunięciu zanieczyszczeń poprzez rurę przelewowo-odpływową oraz płukaniu stabilizującym złoże poprzedzającym ponowną gotowość filtra do pracy. 

Zbiornik filtracyjny jest wykonany ze stali przeznaczonej do produkcji zbiorników ciśnieniowych oraz skonstruowanych zgodnie z obowiązującymi wymogami dyrektywy 97/23/WE Parlamentu Europejskiego dla zbiorników ciśnieniowych. Filtry są zabezpieczone przed korozją zarówno wewnątrz jak i zewnątrz. Standardowe ciśnienia, na które są budowane filtry wynoszą 400 kPa, 600 kPa oraz 1000 kPa (4,6 oraz 10 bar). 

Filtry o średnicy > 600 mm są wyposażone we wziernik, poprzez który można obserwować złoże filtra podczas płukania zwrotnego. Wszystkie filtry są wyposażone w wydajny system rozdziału wody, który zapewnia równomierny rozpływ wody na całą powierzchnię filtra. 

System rozdziału wody może być dodatkowo wyposażony w osobny system do płukania z udziałem powietrza, który jest zalecany dla wód o wysokim stopniu zanieczyszczenia. W niektórych wersjach rura spustowa dla płukania zwrotnego jest wydzielona, dzięki czemu może być łatwo podłączona do kanalizacji w lokalnych warunkach. Zewnętrzny system rurowania na filtrze jest wykonany ze stali nierdzewnej i jest dostarczany całkowicie zmontowany wraz z niezbędnymi automatycznymi i ręcznymi zaworami odcinającymi, po wykonaniu prób ciśnieniowych w fabryce. Automatyczne zawory posiadają napęd pneumatyczny, sterowany elektromagnetycznie. 

Zastosowanie filtrów ciśnieniowych

Wody powierzchniowe, zanieczyszczone kwasami humusowymi wymagają dodatkowo koagulacji i flokulacji, w celu uzyskania niezbędnego czasu kontaktu z materiałem filtracyjnym. Usuwanie rozpuszczonych substancji z wody surowej, takich jak żelazo i mangan stanowi połączenie utleniania i filtracji. Prostą i zwykle stosowaną metodą utleniania żelaza jest wykorzystanie tlenu z powietrza. W szczególnie trudnych wodach można w sposób ciągły dozować inny środek utleniający, np. nadmanganian potasu, KMnO₄. Należy przyjąć jako generalną zasadę przy usuwaniu żelaza i manganu, że nie można się spodziewać całkowitego efektu uzdatniania tak długo, dopóki materiał filtrujący nie będzie pokryty powłoką katalityczną. 

Żelazo jest zwykle utleniane szybko i w zasadzie całkowicie, tworząc powłokę katalityczną w krótkim okresie czasu, dlatego też zwykle może być zastosowany neutralny materiał filtracyjny np. piasek kwarcowy.
W przeciwieństwie do tego, mangan nie może być usunięty tak szybko jak żelazo (generalnie występuje on w mniejszych stężeniach), o ile nie zostanie zastosowany specjalny materiał filtracyjny, np. G-1, Ferro-B, Greensand, itd.
Konsekwencją tego jest, że woda o dużej zawartości żelaza w połączeniu z i dużą zawartością manganu, powinna być filtrowana dwustopniowo, z zastosowaniem jako pierwszego filtra usuwającego żelazo.
Substancje organiczne mogą powodować nieprzyjemny kolor i smak, który może zostać usunięty poprzez zastosowanie powolnej filtracji poprzez złoże z węglem aktywnym, będącym wysoce porowatym materiałem filtracyjnym, o całkowitej wewnętrznej powierzchni filtracyjnej ok. 1.000 m²/gram. Węgiel aktywny może być także zastosowany do usuwania nadmiaru chloru, tzn. dechloracji. Agresywne wody (o odczynie kwasowym) o niskiej wartości pH mogą być filtrowane przy użyciu materiału filtracyjnego o charakterze zasadowym, typu dolomit, w którym agresywny CO₂ rozpuszcza wapń i magnez i powoduje podwyższenie zasadowości. Twardość wody ulegnie zwiększeniu o ok. 1°dH (18 mg/l CaCO₃) na 10 mg/l CO₂. 

Biorąc pod uwagę przeznaczenia filtra zastosowano następujące oznaczenia:

• A - Absorbcja z wykorzystaniem węgla aktywnego
• Fe - Usuwanie żelaza
• Mn - Usuwanie manganu
• FeM - Usuwanie żelaza i manganu
• S - Filtr piaskowy, usuwanie zanieczyszczeń mechanicznych
• U - Alkalizacja

Dodatkowe litery oznaczają:

• A - automatyczny,
• L - instalacja zasilana z otwartego zbiornika,
• H - instalacja zasilana z systemu ciśnieniowego.

Przykłady oznaczeń filtrów:

• 120-FeAL - Automatyczny filtr do usuwania żelaza, średnica 120 cm, zasilany z otwartego zbiornika
• 160-AAH - Automatyczny filtr z węglem aktywnym, średnica 160 cm, zasilany z systemu ciśnieniowego

System sterowania 

Sterowanie oraz nadzór nad pracą, płukaniem zwrotnym oraz płukaniem stabilizującym, a także wszystkie stany alarmowe są sterowane Programowanym Logicznym Sterownikiem, PLC.
Wszystkie funkcje są oparte o nasze długoletnie doświadczenie w zakresie różnych technologii uzdatniania wody.

Szafka sterownicza jest metalowa, o klasie zabezpieczenia IP54. Na drzwiczkach zainstalowane są wyłączniki, przyciski operacyjne, lampki sygnalizacyjne oraz sygnalizacja alarmowa wraz z funkcją kasowania alarmu.