Ugrás a tartalomhoz

Vízellátás és szennyvízkezelés

Dr. Török Sándor (2011)

Szent István Egyetem

6.2. Szűrés

6.2. Szűrés

Szemcsés anyagú szűrőréteget a víztisztításban többféle célra használnak. Ezek szűrőhatása lehet mechanikai (fizikai), kémiai és biológiai jellegű. A szűrőben a szemcsés anyag a szűrőfenéken nyugszik. Ezen olyan nyílások vannak, amelyeken a szűrőanyag szemcséi nem tudnak átjutni, a víz azonban bizonyos ellenállással átfolyik rajta (26. ábra).

26. ábra: A szűrőellenállás

A szűrőellenállás növekszik, ha:

  • nő a szűrési sebesség,

  • növeljük a szűrőréteg vastagságát,

  • apróbb szemcséjű a szűrőanyag és

  • fokozódik a szűrő eltömődése.

A szűrőanyag szemcséi különböző méretűek és nem szabályos gömb alakúak. A szűrőanyagot a szemcsék méretével jellemezzük.

A szűrő öblítése

Az eltömődött szűrőréteget bizonyos időnként át kell mosni, ami általában alulról felfelé áramoltatott vízzel történik. Az öblítésnél a szűrőanyag lebegésben lévő szemcséi egymáshoz súrlódnak, ezáltal a rájuk tapadt szennyeződés ledörzsölődik.

Az öblítővíz mennyiségének csökkentése érdekében a szűrőréteg kimosatásához levegőt is alkalmaznak. Az öblítés során a vizet és levegőt váltakozva használják. A szűrőfej (szűrőgyertya) működése látható a 27. ábrán, szűrési és tisztítási üzemben.

27. ábra: A szűrőfej működése

Szűrőberendezések csoportosítása:

  • Lassú szűrők (szűrési sebesség: 0,03...0,1 mm/s)

  • Gyors szűrők (szűrési sebesség: 0,6...1,1 mm/s)

Lassúszűrők

A szűrőanyag szemcséinek felületén „biológiai élet” tapad meg. A kifejlődő biológiai hártya nemcsak a kolloid lebegőanyagot tartja vissza a vízből, hanem a biológiai és a bakteriológiai szervezeteket is. Ha eltömődik a felső 5...10 cm-es réteg, akkor eltávolítják. Nem vízöblítéssel tisztítják!

A lassúszűrők rendszerint betonból épített, többnyire téglalap alakú medencék. Több szűrőrétegből kiképzett aljuk van. Egy ilyen szűrőmedencét szemléltet a 28. ábra. Alsó részén a csőhálózat található, amely a szűrt víz elvezetésére szolgál. Közvetlenül e fölött nagy, majd fokozatosan apróbb szemcséjű kavics, legfelül pedig homokból álló szűrőréteg található. A kavicsréteg többnyire 30-50, a homokréteg 50-100 cm vastag. Ezek szerint az egész szűrőréteg vastagsága 80 cm és 1,5 m között változik (Vodnár J., 2001).

28. ábra: Lassúszűrő medence: 1 - vízréteg; 2 - homokréteg; 3, 4, 5 - kavicsrétegek; 6 - vízgyűjtő csőrendszer.

Gyors szűrők

A szűrőhatás a mechanikai szűrésen, a szemcsék üregeiben lezajló ülepedésen és a szemcsék felületi adszorpciós hatásán alapszik.

A gyorsszűrők csoportosítása a következők szerint történhet:

Nyitott gyorsszűrők

Vasbeton műtárgyban alakítják ki, 20...100 m2 szűrőfelületű egységekből. A szűrőréteg szokásos vastagsága 0,8...1,6 m. Nagy vízmennyiségek estén alkalmazzák. Lehetnek:

  • Emelkedő vízszintű és

  • Állandó vízszintűek.

Zárt gyorsszűrők

Technológiai működése azonos a nyílt gyorsszűrőkével. A zárt tartály lehetővé teszi a nagyobb nyomás (5...10 bar), és ennek megfelelően nagyobb szűrőellenállás (0,5...1 bar) alkalmazását. Megkülönböztetünk:

  • Álló hengeres és

  • Fekvő szűrőket.

Emelkedő vízszintű, nyitott gyorsszűrők

A szűrési üzem alatt a medencében a vízszint fokozatosan emelkedik a szűrőellenállás növekedésével (29. ábra). Amikor a vízszint megközelíti a nyersvíz csatorna vízszintjét, a szűrőt öblíteni kell.

A szűrőmosást vízzel kezdik, és 1...2 perces mosással fellazítják a szűrőréteget. Utána 5 percig csak levegővel öblítenek (esetleg kevés öblítővízzel). A szűrő mosását vízöblítéssel fejezik be.

A berendezések hátránya, hogy a szűrőellenállás legyőzéséhez megfelelő mélységű medencét kell létesíteni. További hátrány, hogy a szűrő öblítése előtt nagy mennyiségű előkezelt vizet kell elengedni.

29. ábra: Emelkedő vízszintű, nyitott gyorsszűrő

Az elvezetett szűrt víz mennyiségét úgy szabályozzák, hogy a tápbukón befolyó nyersvíz és az elfolyó szűrt víz mennyisége azonos legyen (30. ábra). Ekkor a szűrőmedence vízszintje állandó lesz.

A szabályozást a vízszintről oldják meg. Ha a motoros működtetésű szűrt víz tolózár teljesen kinyit, akkor a szűrőt vissza kell öblíteni.

A szűrőmosás technológiája megegyezik az emelkedő vízszintű nyitott gyorsszűrőknél bemutatott eljárással.

30. ábra: Állandó vízszintű, nyitott gyorsszűrő

Álló hengeres zárt gyorsszűrő

A zárt gyorsszűrők nyomásálló, hegesztett acéllemez tartályok. Az acéllemez szűrőfenéken műanyag vagy porcelán szűrőfejeket (szűrőgyertyákat) használnak (31. ábra). A szűrőellenállást a nyersvízcsőhöz és a szűrtvízcsőhöz csatlakozó manométereken leolvasható nyomás különbségével határozzuk meg.

A szűrőn áthaladó vízmennyiséget a szűrtvíz tolózár fojtásával állíthatjuk be. Ha a szűrőellenállás elér egy bizonyos értéket (Δp = 0,5...1,0 bar), akkor a berendezést vissza kell mosatni. A zárt szűrőket pontosan úgy öblítjük, mint a nyitott gyorsszűrőket.

31. ábra: Zárt gyorsszűrő szűrési üzemben