Co to jest złoże filtracyjne?
Złoże filtracyjne to materiał, taki jak piasek, który służy do usuwania niektórych materiałów, w tym olejów lub ciał stałych, ze strumieni cieczy. Są one powszechnie stosowane do czyszczenia przemysłowych ścieków i mogą być instalowane jako septyczne systemy mieszkalne. Technologia złoża filtracyjnego jest najczęściej systemem zasilanym grawitacyjnie, w którym płyny wchodzą do góry i zsuwają się w dół do odpływów znajdujących się u podstawy.
Technologia złoża przemysłowego może wykorzystywać różne materiały jako media filtracyjne, w tym piasek, porowatą ziemię lub kulki węgla. Wydajność filtracji zależy od kilku czynników, w tym od powierzchni czynnika filtrującego. Pole powierzchni oznacza całkowitą powierzchnię mediów filtracyjnych, która jest całkowitą powierzchnią wszystkich cząstek lub perełek użytych do złoża. Nośniki są starannie zaprojektowane, aby zapewnić duże powierzchnie bez zbyt małych rozmiarów, co może prowadzić do zatkania.
Czas przebywania lub czas, przez jaki ciecz pozostaje w złożu, może być ważny dla systemów filtrujących usuwających chemikalia ze strumieni procesów przemysłowych. Dystrybucja cieczy powinna być równomierna na górze łóżka, a samo łóżko powinno być wypoziomowane, aby zapobiec spływaniu cieczy z jednej strony zamiast przez cały obszar. Łóżko powinno być luźno zapakowane, aby umożliwić swobodny przepływ cieczy; ciasno upakowane łóżko ma mniejszą dostępną powierzchnię i może szybciej się zapychać.
Złoża filtracyjne mogą pracować w sposób ciągły, co może mieć miejsce w procesie przemysłowym, lub mogą pracować w trybie okresowym lub przerywanym. Przykładem filtracji okresowej jest złoże filtracyjne stosowane do oczyszczania ścieków domowych. Gdy woda spływa z domu, najpierw wpada do szamba, w którym oddzielane są substancje stałe. Ciecz opuszczająca ten zbiornik często trafia do zbiornika pompy, który jest mniejszym betonowym zbiornikiem z zanurzoną pompą umieszczoną na dnie.
Gdy przełącznik pływający wskazuje, że zbiornik pompy się zapełnia, pompa aktywuje się i opróżnia zawartość do złoża piasku. To łóżko jest często budowane nad ziemią i zawiera warstwy piasku i żwiru, z rurami spustowymi umieszczonymi na dole i rurami spryskującymi lub dystrybucyjnymi umieszczonymi na górze. Napompowana woda przepływa przez rurociąg dystrybucyjny, gdzie jest rozpylana lub kapie na złoże piasku.
Piasekowe złoża filtracyjne są przydatne do ścieków, ponieważ nie tylko oddzielają więcej ciał stałych, ale bakterie i powietrze obecne w złożu mogą pomóc w rozbiciu wszelkich stałych odpadów, które dostają się ze szamba. System odwadniający zbiera wodę na dnie i zwykle jest przesyłany do podziemnego pola dystrybucyjnego, gdzie woda może dostać się do ziemi. Filtry piaskowe wymagają okazjonalnej wymiany piasku, gdy wypełnia się on ciałami stałymi, ale systemy te mogą zapewnić lata niezawodnej pracy.
Innym rodzajem złoża filtracyjnego jest filtr ze złożem fluidalnym. Systemy te można zaprojektować na dwa sposoby; ciecz może być pompowana z dna filtra w celu uniesienia i wstrząśnięcia złożem, a powietrze lub inny gaz mogą być barbotowane do dna zbiornika filtra w celu wstrząśnięcia mediami. Systemy fluidyzacyjne są zaprojektowane przede wszystkim do filtracji chemicznej, gdzie potrzebna jest duża powierzchnia do ekstrakcji zanieczyszczeń lub chemikaliów ze strumienia cieczy. Nie są one skuteczne w filtrowaniu ciał stałych, ponieważ efekt mieszania zapobiegałby zatrzymywaniu przez filtr materiału stałego.