Νομοθεσία και Τεχνολογίες Πόσιμου Νερού ΙΙ

Ένα φίλτρο ενός στρώματος περιλαμβάνει μόνο άμμο, ενώ ένα φίλτρο πολλαπλών στρωμάτων περιλαμβάνει ένα στρώμα άμμου στον πυθμένα, πάνω από το οποίο τοποθετούνται ελαφρότερα υλικά.

Η ελαφρόπετρα, παρά το μεγαλύτερο κόστος, παρέχει καλύτερα αποτελέσματα φίλτρανσης λόγω της επιφανειακής της δομής.

Ο ενεργός άνθρακας φιλτράρει τα οργανικά ιχνοστοιχεία, όπως η CKW (χλωροφόρμιο).

Υλικά όπως ο δολομίτης και ο ορυκτός ασβέστης αντιδρούν χημικά με το ανθρακικό οξύ, αποξινίζοντας το νερό.

Χονδρόκοκκο χαλίκι τοποθετείται στο πυθμένα για να συγκρατεί το υλικό διήθησης, διευκολύνοντας την αντίστροφη πλύση.

Πρέπει να υπάρχει ελεύθερος χώρος επάνω από το υλικό διήθησης ώστε να γίνεται σωστή η απόπλυση του υλικού μαζί με τη λάσπη.

Συχνά χρησιμοποιείται μια στενά τάξη με σφαιρικούς κόκκους με ομοιόμορφη διανομή μεγέθους.

Η πτώση της πίεσης κατά τη λειτουργία ενός φίλτρου επηρεάζει επίσης τον βαθμό συγκράτησης, την ποσότητα των αιωρούμενων στερεών και την ταχύτητα της αντίστροφης πλύσης.

Η επιλογή του μεγέθους κόκκων άμμου για φίλτρα ταχείας διήθησης εξαρτάται από την εφαρμογή (πχ. διήθηση μετά από θρόμβωση και καθίζηση, διήθηση Fe και Mn )

Το βάθος του στρώματος άμμου σε φίλτρα ταχείας διήθησης εξαρτάται από την εφαρμογή, συχνά κύμαται μεταξύ 0,6-3m.

Ο χαρακτηρισμός μιας εγκατάστασης διήθησης περιλαμβάνει την αξιολόγηση παραμέτρων όπως η επιτρεπτή ταχύτητα διήθησης και το επιτρεπτό χρόνο διήθησης.

Συνολικά 9 κύριες παράμετροι αξιολογούνται κατά τον χαρακτηρισμό μιας εγκατάστασης διήθησης, όπως η επιτρεπτή ταχύτητα διήθησης και η ποσότητα νερού πλύσης.

Ο χρόνος και η διάρκεια της αντίστροφης πλύσης είναι παράμετροι που μπορούν να αλλάξουν και να βελτιωθούν κατά την χρήση μιας εγκατάστασης διήθησης.

Η πτώση πίεσης ή η απώλεια ύψους σ' ένα φίλτρο μετράται με μανομετρικούς σωλήνες ή αισθητήρες πίεσης σε διάφορα βάθη του φίλτρου.

Η πτώση πίεσης σ' ένα φίλτρο οφείλεται στην αντίσταση που δημιουργείται από την εναπόθεση στερεών στον χώρο διήθησης.

Η μέτρηση του μεγέθους των κόκκων του διηθητικού μέσου, που εκφράζεται με τον όγκο που καταλαμβάνουν όλοι οι κόκκοι με διάμετρο μικρότερη από ένα συγκεκριμένο μέγεθος. Χρησιμοποιείται για να περιγράψει την διανομή του μεγέθους των κόκκων.

Ένας δείκτης που δείχνει πόσο όμοια είναι τα μεγέθη των κόκκων σε ένα διηθητικό υλικό. Εκφράζεται ως ο λόγος της δ60 προς την d10 και συνήθως κυμαίνεται μεταξύ 1,2 και 1,6.

Ένα μέτρο του πόσο σφαιρικό είναι ένα σωματίδιο. Υπολογίζεται με τον λόγο της επιφάνειας μιας σφαίρας με όγκο ίσο με τον όγκο του ακανόνιστου σωματιδίου, προς την πραγματική επιφάνεια του σωματιδίου.

Ένας παράγοντας που επηρεάζει την πτώση της πίεσης κατά την διήθηση. Οι μη σφαιρικοί κόκκοι δημιουργούν μικρότερη πτώση πίεσης από τους σφαιρικούς, διότι δημιουργούν μεγαλύτερες διόδους για το νερό.

Ένας δείκτης που δείχνει πόσο χώρος καταλαμβάνει ένα δεδομένο ποσό διηθητικού υλικού. Για παράδειγμα, η φαινομενική πυκνότητα ενός υλικού στο νερό θα είναι διαφορετική από την φαινομενική του πυκνότητα στον αέρα.

Το ποσοστό του χώρου που καταλαμβάνει το διηθητικό υλικό που δεν είναι γεμάτο με σωματίδια, δηλαδή ο χώρος μεταξύ των κόκκων. Εξαρτάται από το μέγεθος και την σφαιρικότητα των σωματιδίων.

Η κλίνη διήθησης πρέπει να ρευστοποιηθεί για να αφαιρεθεί η συσσωρευμένη ύλη. Οι κόκκοι με μεγαλύτερη πυκνότητα (και μέγεθος) απαιτούν μεγαλύτερη ταχύτητα ροής για να επιτευχθεί η ρευστοποίηση.

Η αύξηση της πίεσης κατά την διήθηση. Η πτώση πίεσης εξαρτάται από το είδος του διηθητικού μέσου, το μέγεθος των κόκκων, το πάχος της κλίνης διήθησης και την ταχύτητα ροής

Η επίδραση του μεγέθους των κόκκων και της ομοιομορφίας στην απόδοση της διήθησης. Οι μικρότεροι κόκκοι δημιουργούν πιο λεπτό φίλτρο και απαιτούν μεγαλύτερη ταχύτητα ροής για την αντίστροφη πλύση.

Οι ισχυρώς όξινοι εναλλάκτες κατιόντων περιέχουν σουλφωνικές ομάδες που δρουν ως ισχυρά οξέα. Αφαιρούν όλα τα κατιόντα σκληρότητας (π.χ., Ca2+, Mg2+) από το νερό, ανεξάρτητα από την μορφή των ανιόντων (ανθρακικά, χλωριόντα ή θειικά).

Οι ασθενώς όξινοι εναλλάκτες κατιόντων περιέχουν καρβοξυλικές ομάδες. Δεσμεύουν μόνο τα κατιόντα που αντιστοιχούν σε όξινα ανθρακικά (ανθρακικό ασβεστίου και μαγνησίου) και απελευθερώνουν ανθρακικό οξύ. Δεν μπορούν να αφαιρέσουν μόνιμη σκληρότητα.

Οι ισχυρώς βασικοί εναλλάκτες ανιόντων περιέχουν τεταρτοταγείς αμίνες ως λειτουργικές ομάδες. Δεσμεύουν τα περισσότερα ανιόντα, συμπεριλαμβανομένων των SO42-, Cl-, CO32- και SiO32-. Μπορούν να μετατρέψουν ουδέτερα άλατα σε βασικά.

Οι ασθενώς βασικοί εναλλάκτες ανιόντων περιέχουν δευτεροταγείς και τριτοταγείς αμίνες. Δεσμεύουν μόνο ισχυρά οργανικά οξέα όπως HCl, H2SO4, HNO3. Δεν μπορούν να απομακρύνουν ασθενή οξέα όπως CO2, SiO2 ή οργανικά οξέα.

Η χρήση ρητινών ιοντοεναλλαγής επιτρέπει την παραγωγή πλήρως απιόνισμένου νερού, με απομάκρυνση όλων των κατιόντων και ανιόντων Ή μείωση της σκληρότητας με την απομάκρυνση μόνο του ασβεστίου και του μαγνησίου.

Η πτώση πίεσης κατά τη διάρκεια της διήθησης υπερβαίνει τα 2,5 - 3 μέτρα στήλης ύδατος, ή η ποιότητα του κατεργασμένου νερού έχει υπερβεί τα επιτρεπτά όρια, ή έχει παρέλθει χρονικό διάστημα μεγαλύτερο από 4 ημέρες από την τελευταία αντίστροφη πλύση.

Η κλίνη του φίλτρου διευρύνεται κατά 15% - 30%, επιτρέποντας την απομάκρυνση των ρύπων.

Ιδανικά, η πτώση πίεσης και η ποιότητα του νερού υπερβαίνουν τα όρια ταυτόχρονα, σηματοδοτώντας την ανάγκη για αντίστροφη πλύση.

Η ταχύτητα του νερού και η φύση του διηθητικού μέσου επηρεάζουν τον βαθμό διογκώσεως της κλίνης κατά την αντίστροφη πλύση.

Τα συστήματα αυτοματοποιημένης παρακολούθησης ελέγχουν την ποιότητα του νερού και τη πτώση πίεσης στο φίλτρο, σηματοδοτώντας το τέλος του κύκλου διήθησης.

Ο χρόνος ενός κύκλου διήθησης διαρκεί από 24 έως 48 ώρες, εξαρτώμενος από την ποσότητα και το είδος των ρύπων, τη συγκέντρωσή τους και το διηθητικό υλικό που χρησιμοποιείται.

Η έκπλυση γίνεται με καθαρό νερό αντιρροής, με υψηλή ταχύτητα, για να διασπάσει το στρώμα του διηθητικού υλικού και να απομακρύνει τις αποθέσεις.

Από 2% έως 6% της παραγωγής των φίλτρων απομακρύνονται με το νερό της έκπλυσης.

Ο αέρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί πριν την διοχέτευση του νερού πλύσης για να βοηθήσει στην αποκόλληση των ρύπων.