Ugrás a tartalomhoz

Szennyvíztisztítási technológiák I.

Dr. Simándi Péter (2011)

Szent István Egyetem

18. fejezet - Szűrés

18. fejezet - Szűrés

Bevezetés

A víz- és szennyvízkezelésben a szűrés jelentős szerepet tölt be. Fizikai elven működő eljárás, ahol a pórusméret alapján történik az elválasztás. A 6. tanulási egységben már volt szó a szűrésről, de a szemcsés anyagú szűrőkről ott nem volt szó.

Ebben a tanulási egységben bemutatásra kerülnek a lassú és a gyorsszűrők, a gyorsszűrők típusai, homokszűrők, a szűrés elve, szerepe a szennyvíztisztításban.

Követelmény

  • Ismerje a szűrés elméletét!

  • Tudja alkalmazásuk feltételeit!

  • Ismerje a típusokat, alkalmazásuk helyét!

  • Tudja működtetni azokat!

A szennyvíztisztítás általános folyamatábrája (117. ábra) alapján elvileg a harmadlagos tisztítás a sor végén található, de ez nem jelenti azt, hogy ezzel zárul a folyamat. Sok esetben már a mechanikai tisztítás során is alkalmazásra kerül valamelyik harmadlagos tisztítási eljárás.

117. ábra. A szennyvíztisztítás folyamatábrája

Szűrés

A nagyobb méretű, de kisebb részecske mennyiség a szűrőkön tartható vissza hatékonyan és egyben gazdaságosan. Ezek a makro- illetve mikrosziták nagyobb illetve kisebb pórusméretű szitaszövetet jelentenek, amikkel felületi szűrés valósítható meg (mint pl. a dobszűrők alkalmazásakor). Tekintve, hogy a szűrők anyaga a lebegőanyagoktól fokozatosan eltömődik, a szűrés a szűrők névleges pórusméreténél kisebb részecskeméretek esetén is hatékony. Ez jelenti egyben azt is, hogy túl nagy mennyiségű lebegő részecske (pl. kommunális szennyvíz kolloidnál nagyobb méretű lebegő anyagai) esetén nem célszerű használni ezeket a felületi szűrőket, mert túl hamar eltömődve gyakran teszik szükségessé a szűrők visszaöblítéssel történő regenerálását (friss vízzel történő ellenáramú, a szűrés irányával ellentétes irányban végzett tisztító mosást). Ez nemcsak túl gyakran megszakítja, vagyis szakaszossá teszi az üzemeltetést, hanem a keletkező, visszamosó víz (zagyvíz) mennyisége folytán azt gazdaságtalanná is teszi. Ennek a zagyvíz-mennyiségnek is, mint hulladéknak, ugyanis meg kell oldani a kezelését - a környezetvédelmi igények szerint - a technológiai eljárás szerves részeként.

Szemcsés anyagú szűrők

A szemcsés anyagú szűrők szűrőanyaga leggyakrabban osztályozott, azonos szemcseméretű szűrőhomok. A szűrő nyílásméretét a szemcsék közötti hézagok nagysága adja. Azért fontos a szűrőanyag azonos szemcsemérete, mert az azonos szemcsék között azonos méretűek a hézagok is. (Nincsenek apróbb szemcsék, amelyek a hézagokat kitöltenék). Alkalmazható két szűrőréteg is egy szűrőben. Ekkor a két szűrőréteg különböző átmérőjű szemcsékből áll, de egy rétegen belül itt is azonos méretűek a szűrőanyag szemcsék.

A szemcsés anyagú szűrés technológiai célja a víz finom lebegőanyag-tartalmának csökkentése. A szemcsés anyagon történő szűrésnek, mint technológiai eljárásnak, az ivóvíz előállításban nagy hagyományai vannak. A szennyvíztisztításban, a harmadik tisztítási fokozat egyik eljárásaként egyre inkább alkalmazzák. Alkalmazására a szennyvíztisztítás területén akkor kerül sor, ha a biológiai szennyvíztisztító rendszer utóülepítőjéből elfolyó szennyvíz lebegőanyag-tartalmának további csökkentése is szükséges.

A szemcsés anyagú szűrők működési elve

A lebegőanyag-tartalmú vizek szűrésénél a szűrőanyag hézagaiban háromféle jelenség játszódik le:

  • a szűrőanyag szemcséi közötti hézag méreténél nagyobb szennyeződések fennakadnak a szemcsék között,

  • a szűrőanyag szemcsék közötti hézagok egy részében, melyekben a víz sebessége jelentősen lecsökken, a kisméretű lebegőanyagok kiülepednek,

  • a szűrőanyag szemcséinek a lebegőanyag szemcséihez viszonyítva általában ellenkező előjelű elektromos töltése van, ezért a lebegőanyag egy része a szűrőanyag szemcsék felületén megtapad (adszorbeálódik).

A jó hatásfokú szűrés csak állandó szűrési sebességnél érhető el. A szűrőben a hirtelen sebességváltozást (a szűrő rángatását) kerülni kell. A szűrésnél a víz átáramlása közben, a kiszűrt lebegőanyag fokozatosan eltömi a szűrő hézagait és emiatt megnövekszik a szűrőellenállás. Nem mindig jelzi azonban a szűrőellenállás növekedése a szűrő elszennyeződését. Sokszor előfordul, hogy a szűrőellenállás csak kismértékben nő és mégis megjelenik a szennyeződés a szűrt vízben, vagyis áttör a szennyeződés a szűrőn.

Az eltömődött, elszennyeződött szűrőréteget ellenáramú vízzel vagy vízzel és levegővel át kell mosatni, visszaöblíteni.

A szemcsés anyagú szűrők osztályozhatók:

  • a szűrési sebesség,

  • a szűrő kialakítása,

  • a szűrőrétegek száma,

  • a szűrés iránya szerint és

  • az üzem vízszint szerint.

A szűrési sebesség szerint a szűrők lehetnek:

  • lassú szűrők, ahol a szűrési sebesség 0,05-0,5 m/óra közötti, illetve

  • gyorsszűrők, ahol a szűrési sebesség 4-8 m/óra közötti.

A szűrési sebesség felületi hidraulikai terhelésként értelmezhető. Azt mutatja meg, hogy egységnyi szűrőfelületen (pl. 1 m2-en) mekkora vízhozam (pl. m3/óra mértékegységben) szűrhető meg. Ennek megfelelően például az 5 m/óra szűrési sebesség azt jelenti, hogy a szűrő 1 m2-en 5 m3/óra vízhozam szűrhető (vagyis 1 m2-en 1 óra alatt 5 m3).

A lassú szűrőket nagy helyigényük miatt ma már az ivóvíztisztításban is csak igen ritkán alkalmazzák, bár jó hatásfokkal működnek, mivel a fizikai szűrőhatás mellett biológiai folyamatok is történnek a szűréskor. A lassú szűrés leginkább a talajba történő elszivárogtatáskor, elszikkasztáskor lejátszódó természetes talajszűrés folyamatához hasonlítható.

A gyorsszűrők az elterjedtebbek, mivel a nagyobb szűrési sebesség miatt kisebb szűrőfelületek szükségesek, másrészről a kezelésük is kevesebb élőmunka ráfordítást igényel és a működtetésük jól automatizálható. A szennyvíztisztításban is a gyorsszűrők valamelyik típusát alkalmazzák, ha a technológiában szűrésre van szükség.

A továbbiakban a szűrésről leírtak csak a gyorsszűrőkre vonatkoznak.

A gyorsszűrők a kialakításuk szerint lehetnek:

  • nyitott gyorsszűrők (szűrőmedencék),

  • zárt gyorsszűrők (szűrőtartályok).

A nyitott gyorsszűrőkön a víz általában a szűrőrétegen felülről, a nehézségi erő (gravitáció) hatására halad át. Ezeket a szűrőket nyitott, gravitációs gyorsszűrőknek nevezzük.

A nyitott, gravitációs gyorsszűrők általában téglalap alaprajzú (leggyakrabban 3,8 m x 14 m méretű, vagyis 53,2 m2 alapterületűek) felül nyitott vasbeton medencék, melyeket épületben (szűrőházban) helyeznek el.

Magyarországon a vegyes öblítésű, támkavics nélküli, műanyag szűrőgyertyákkal vagy porózus beton szűrőfenékkel kialakított gravitációs gyorsszűrő típus az elterjedt a nyitott szűrők közül. A szűrőfenéknek kell tartania az 1-1,5 m vastagságú szűrő homokréteget, a fölötte lévő szűrendő vízoszlopot, és át kell engednie a szűrőfenék alatti gyűjtőtérbe a megszűrt vizet (de a szűrőhomok részecskéket nem). A szűrőfenéknek egyrészt teherbírónak, másrészt vízáteresztőnek kell lennie.

A szűrőfenék készülhet porózus betonból, ahol a beton pórusai olyan kisméretűek, hogy azokon a szűrőanyag szemcsék nem tudnak átjutni, csak a szűrt víz. A másik megoldásnál a vízzáró vasbeton szűrőfenék lemezbe műanyag szűrőgyertyákat betonoznak be, melyeken keresztül a szűrt víz a szűrőfenék alatti rétegbe juthat. A 118 ábrán egy szűrőgyertyát láthatunk, bejelölve az áramlási irányokat szűrési fázisba, illetve öblítési (visszamosatási) fázisban is.

118. ábra. Szűrőgyertya (Pálhidy A.: Víztisztítás)

Vannak olyan megoldások, ahol a szűrőfenék felett közvetlenül egy nagyobb szemcsés (kavics) támréteget is alkalmaznak, amely néhány cm-rel a szűrőgyertyák fölé ér, és erre kerül csak a szűrőhomok. Magyarországon ezt a megoldást ritkán alkalmazzák. A nyitott gyorsszűrőkben támréteg nélkül helyezik el az 1-2 mm szemcseméretű szűrőanyagot 1,0-1,5 m rétegvastagságban.

Üzemi vízszint szerint a nyitott, gravitációs gyorsszűrők lehetnek változó- vagy állandó vízszintűek.

A szűrőréteg üzemelése közben fokozatosan egyre nagyobb mértékben eltömődik, ezért megnő a hidraulikai ellenállása, aminek következtében megemelkedik a vízszint a nyitott szűrőben. A szűrőellenállással arányos vízszint növekedés miatt azonban a szűrt víz hozama viszonylag állandó marad. Ezeket a nyitott gyorsszűrőket változó vízszintű gravitációs gyorsszűrőknek nevezzük. Ha a vízszintemelkedés elérte a maximális értéket, a szűrőréteget meg kell tisztítani visszaöblítéssel.

Az állandó vízszintű szűrők alkalmazása a gyakoribb. Ezeknél a berendezéseknél egy szűrőszabályozó berendezés (szifonos vagy tolózáras) biztosítja az állandó üzemi vízszintet.

A tolózáras szűrőszabályozásnál a szűrőellenállást tiszta szűrőrétegnél a szűrőréteg kis-, és a szűrt víz oldalon elhelyezett részben zárt tolózár viszonylag nagy együttes ellenállása adja. A szűrőréteg szennyeződésével arányosan nő ugyan a szűrőréteg ellenállása, azonban a tolózár fokozatos nyitásával kompenzálható, illetve állandó értéken tartható a szűrő össz. hidraulikai ellenállása és így az üzemi vízszint is. A tolózárat egy vízszintérzékelő (pl. úszó) vezérli (119. ábra). Visszaöblítésre akkor van szükség, amikor a tolózár teljesen nyitott helyzetbe kerül.

119. ábra. Motoros tolózárral szabályozott állandó vízszintű gravitációs (nyitott) gyorsszűrő (Pálhidy A.: Víztisztítás)

Az eltömődött szűrőréteget ellenáramú vegyes öblítéssel (vízzel és levegővel) kell megtisztítani. Az öblítés megkezdése előtt a szűrőt le kell állítani. Az összetömörödött szűrőréteget fel kell lazítani ellenáramú levegővel vagy vízzel. Ekkor a szűrőanyag szintje megemelkedik (expandál), mivel a szűrőanyag szemcsék lebegnek az öblítővízben. Ha a szűrőanyag már töredezett, nem egyenletes szemcseméretű, a szűrőanyag átrendeződik. Felülre kerülnek az apró szemcsék, vagy esetleg egy részüket a nagysebességű öblítővíz el is viszi. 5-6 perc levegővel történő öblítés után 12-15 perc vízzel való mosatás megtisztítja a szűrőréteget.

A szűrési periódusidő (vagy visszaöblítési ciklusidő) az az időtartam, amennyi ideig a szűrő mosatás nélkül képes üzemelni (vagy amennyi időnként a visszaöblítést el kell végezni).

A szűrőréteg elhelyezhető zárt, acél szűrőtartályban is. Mivel zárt a szűrőtartály, a berendezés nyomás alatt is működhet. Ezek a szűrők a zárt, nyomás alatti gyorsszűrők.

A zárt, nyomás alatti gyorsszűrők szerkezeti részei:

  • szűrőtartály,

  • szűrőfenék a szűrőgyertyákkal,

  • szűrőréteg,

  • öblítő rendszer (levegő + víz),

  • technológiai vezetékek (nyersvíz, szűrt víz).

A szűrőtartály leggyakrabban álló, ritkábban fekvő helyzetű, hengeres hegesztett acéllemez tartály, acéllemez alsó- és felső edényfenékkel. A szűrőtartályon a csatlakozó csőcsonkok és min. 419 mm átmérőjű búvónyílás(ok) kerülnek elhelyezésre 1400 mm tartályátmérőtől az alsó és felső edényfenéken is.

A szűrőtartály tetején légtelenítő szelep található.

A kisebb átmérőjű tartályok (2000 mm átmérőig) lábakon állnak, a nagyobbak vasbeton alátámasztáson. Ha a tartályokat nem szűrőházban helyezik el, hanem a szabadban vannak, hőszigetelni kell őket.

A szűrőfenék (vagy szűrőalap) sík acéllemez, amelyet az alsó edényfenék és a hengeres tartálypalást közé hegesztenek be, és szükség esetén még az alsó edényfenékhez támaszkodó tartókkal is merevítik.

A szűrőgyertyákat a szűrőfenékbe építik be. Készülhetnek acélból, kerámiából, rézből, de ma már a műanyag a legelterjedtebb. A szűrőgyertyákon 0,3-0,6 mm-es rések vannak, melyen keresztül a szűrőanyag nem, csak a szűrt víz, illetve az öblítővíz és öblítő levegő tud átjutni a szűrőfenéken.

A szűrőréteg alatt a nyomás alatti gyorsszűrőknél általában találhatunk mintegy 20 cm vastagságú 3-6 mm átmérőjű támréteget is, amely fölött helyezkedik el a kvarchomok szűrőréteg.

A technológiai vezetékeket legcélszerűbb a tartályok alatti csőpincében elhelyezni, ahonnan a szűrőtartályokhoz egy-egy rövid csőszakasz kapcsolódik. A különböző célú vezetékeket eltérő színűre kell festeni, a kezelő szerelvényeket táblákkal kell ellátni.

A zárt szűrők technológiai működése, annak ellenére, hogy 5-10 bar nyomáson működnek, megegyezik a nyílt, gravitációs gyorsszűrők működésével.

A szűrőrétegek száma szerint lehetnek a gyorsszűrők:

  • hagyományos, egyrétegű és

  • kétrétegű szűrők.

A hagyományos egyrétegű szűrőknél, a gravitációs és a nyomás alatti típusoknál is, a szűrőfenék felett egy szűrőréteget találunk (120. ábra). Egyrétegű a szűrő akkor is, ha támréteget is alkalmaznak.

120. ábra. Zárt, nyomás alatti gyorsszűrő, szűrési üzemmódban (Költő G. – Pálhidi A.: Vízműkezelő technológia)

A kétrétegű szűrők kialakításuk szerint lehetnek:

egyszerű kétrétegű, előszűrős- és kettős szűrők.

  • Egyszerű kétrétegű szűrőnél egy szűrőfenék tartja az egymás fölött elhelyezkedő két szűrőréteget. A szűrőfenék felett először egy apróbb szemcséjű szűrőanyagot (pl. homok), majd e fölött közvetlenül egy nagyobb szemcséjű szűrőanyag réteg (pl. antracit) helyezkedik el (122/b. ábra). A szűrendő víz először mindig a nagyobb szemcseméretű szűrőanyagon halad át, ahol a nagyobb méretű lebegőanyagok kiszűrődnek.

Az ivóvíztisztításban két szűrőtípus terjedt el a különböző szűrőrétegek elhelyezésére:

  • Előszűrős szűrő: ahol egy szűrőtartályban két egymás fölötti szűrőfenéken helyezik el a szűrőanyagot. A 121. ábrán tanulmányozhatunk egy zárt, nyomás alatti előszűrős gyorsszűrőt.

121. ábra. Zárt, nyomás alatti, előszűrős gyorsszűrő (Pálhidy A.: Víztisztítás)

  • Kettős szűrő: ami tulajdonképpen két sorba-kapcsolt (gyakran egymás fölé is helyezett) hagyományos szűrőtartályból áll (de különböző szűrőanyaggal feltöltve a két szűrőtartály).

A szűrés iránya szerint a gyorsszűrők lehetnek:

  • hagyományos, lefelé szűrő és

  • felfelé szűrő szűrőberendezések.

A felfelé szűrő gyorsszűrőkbe több szűrőanyagot építenek be (nagyobb a szűrőréteg vastagsága), ezáltal több lebegőanyag tartható vissza, illetve távolítható el. A felfelé szűrő szűrők tisztítása, visszamosatása is mindig alulról felfelé irányuló öblítéssel történik (122/c. ábra).

122. ábra. Gyorsszűrő típusok (Öllös G.: Vízellátás)

a)Egyrétegű szűrő, támréteg nélkül b)Egyszerű kétrétegű szűrő c)Felfelé szűrő gyorsszűrő

A szemcsés anyagú szűrők üzemeltetése

A szemcsés anyagú gyorsszűrők üzemeltetésének mindkét fázisa (a szűrés, illetve az öblítés) jól automatizálható, azonban vannak olyan üzemelési feladatok, melyeket a magas fokú automatizálás esetén is el kell végezni. A következőkre fordítsunk fokozott figyelmet:

  • Nagyon kis szűrési sebesség esetén, a szűrőréteg felszínén egy szennyezőanyag hártya keletkezik, ami a szűrési sebesség növelésekor a szűrőréteg áttörését okozhatja.

  • Nagy szűrési ebesség esetén a szennyezőanyagok egy része áthalad a szűrőanyagon és a szűrt vízbe kerül.

  • Nagy szűrési ebesség esetén a szennyezőanyagok egy része áthalad a szűrőanyagon és a szűrt vízbe kerül.

  • Az iszapcsomók eltávolítása öblítéssel kezdődik. Ezt követően 24-28 órára klóros vízzel fel kell tölteni a szűrőt, majd egy újabb öblítés következik.

  • Ha a szűrt víz zavarossága megnő, át kell öblíteni a szűrőt. Ha az öblítés nem segít, változtatni kell a szűrési üzemmódon (pl. terheléscsökkenés, vegyszeradagolás módosítás stb.).

  • A szűrőréteg vastagságát negyedévente ellenőrizni kell. 5 cm-t meghaladó szűrőréteg veszteség üzemeltetési problémát jelez.

  • A nem szűrőházban elhelyezett nyitott gyorsszűrők esetén meg kell akadályozni a falevelek szűrőbe kerülését.

  • Ne kerüljön semmiféle szennyeződés, szemét a szűrőbe, mert az egyre mélyebbre kerül a szűrőanyagba és az eltávolításuk igen körülményes.

  • Algák elszaporodása esetén a szűrés előtt előklórozást célszerű alkalmazni.

  • Nem üzemelő szűrők száraz szűrőrétegét üzembe helyezés előtt hosszabb időn keresztül áztatni kell. Így megelőzhető öblítéskor a száraz szűrőanyag felúszása.

  • Üres szűrő feltöltését mindig az öblítőrendszeren keresztül végezzük, így elkerülhető a felülről lefelé üzemelő szűrőknél a szűrőfelszín zavarása, rombolása.

A szennyvíz utószűrés néhány sajátossága

A szennyvíz utószűrésénél a gyorsszűrőre nagyobb és változó méretű, valamint több kiszűrendő lebegőanyag jut, mint az ivóvíz-technológiában. A szűrés során a kiszűrendő anyagok mélyebben behatolnak a szűrőrétegbe. Emiatt ezeket a szűrőket mélységi szűrőknek is szokták nevezni. A mélységi szűrőknél az elszennyeződés, eltömődés miatti nyomásveszteség lassúbb, de a szűrőréteg érzékenyebb az áttörésre.

A mélységi gyorsszűrőknél az áttörési veszély csökkenthető, ha többrétegű szűrést alkalmazunk. A durvább szűrőanyag a nagyméretű lebegőanyagokat visszatartja, így az alsó, apróbb szemcseméretű réteg mentesül a gyors eltömődéstől. Az alsó finom réteg tetején, a két szűrőréteg találkozásánál felületi szűrés alakul ki. Az alsó réteg felső felületén kiszűrt finom lebegőanyagok visszatartják a felső rétegen átjutó szennyeződést, így az alsó réteg belsejébe nagyobb mennyiségben gyakorlatilag nem is tudnak behatolni.

A fentiek miatt szennyvíz utószűrési célokra leggyakrabban kétrétegű szűrőket alkalmaznak, melyek lehetnek felfelé szűrők, vagy lefelé szűrők is.

A 123. ábrán egy nyitott, felfelé szűrő egyrétegű szűrő szerkezeti kialakítását láthatjuk, melyet szintén szennyvíz utószűrési célokra alkalmaznak. Ezek a szűrők, a felfelé áramló víz fellazító hatása következtében nagy lebegőanyag (szennyezőanyag) raktározó képességükkel tűntek ki, így a magas lebegőanyag terhelés ellenére viszonylag hosszú szűrési periódusidővel képesek dolgozni. (Szűrési periódusidő az az időtartam, amely alatt a szűrő mosatás, öblítés nélkül képes dolgozni).

123. ábra. Nyitott felfelé szűrő gyorsszűrő (Benedek P. – Valló S. (szerk.): Víztisztítás-szennyvíztisztítás zsebkönyv)

Homokszűrők

A hagyományos ivóvíztisztítás során leggyakrabban nyitott homokszűrőt alkalmaztak. A szűrőmedence alsó részére durvább, föléje finomszemcsés homokot rétegeztek, erre vezetik rá a vizet. A vízben lévő lebegő szennyeződés a homokszemcséken megtapad, aminek következtében a szűrő felületén iszaphártya alakul ki, amely hatékonyan megszűri a vizet. A szűrés sebessége átlagosan 2-5 m/h. A szűrés hatékonysága fokozható, ha a homokot összekeverik koksszal vagy szénnel. Ekkor - az eltérő szemcseméret miatt - különböző átmérőjű csatornák jönnek létre a szűrőrétegben. Az iszaphártya ezért nemcsak a felületen, hanem a szűrőréteg belsejében is kialakul, azaz megnő a szűrőfelület. Az ilyen szűrő az ún. lassú, mélységi szűrőtípus.

Elterjedten alkalmaznak nyomás alatti szűrőket is, amelyek szűrési sebessége - az előbbiekét jelentősen meghaladó - 12-15 m/h, tekintve, hogy a légkörinél nagyobb nyomáson működnek.

A meglévő szűrők intenzifikálásának egyik módja a kis fajlagos felületű és szűrési sebességű kvarchomok helyett más finomszemcsés szűrőtöltet alkalmazása. P1. a homokot zeolit-tufa szemcsékkel keverve a szűrőtöltet szennyezés-visszafogó képessége kb. 25-40%-kal nő a homoktöltetéhez képest, s egyben szűrési sebessége is nagyobb. A mikrobákon kívül a vas- és alumíniumvegyületeket és a fitoplanktont is jobban kiszűri, a víz zavarosságát és színét is jobban csökkenti a zeolit. Megfelelő regenerálás esetén a zeolit adszorpciós képessége is kihasználható a szűrőhatás mellett.

Az intenzifikálás egy másik módja, a már hagyományosnak számító, többrétegű szűrők alkalmazása. Ezek igen előnyösek abból a szempontból, hogy mind az egyrétegű szűrők átalakítása, mind az új szűrők telepítése és üzemeltetése műszakilag egyszerűen megoldható. Ilyen szűrőkben a szűréskor a felső réteget alkotó durvább szűrőanyag a nagyobb részecskéket kiszűri, ezáltal megnöveli a szűrő élettartamát. Az alsó finomabb réteg funkciója, hogy megakadályozza a legkisebb vízszennyező részecskék átjutását a szűrőn. A több réteg minőségben is eltérő anyagot jelent.

Összetétele pl.:

Újabban ismét az egyrétegű szűrők, de már nem finomszemcsés, hanem durvaszemcsés szűrőtöltetek alkalmazása gyakori. A fixágyas berendezések mellett lebegő- illetve fluidágyas szűrőket is alkalmaznak. Ammónia és mangán eltávolítására alkalmasak az ún. biológiai szűrők. Ezek is lehetnek fixágyas (elárasztásos vagy csepegtetéses) illetve fluidágyas szűrök. A szemcsék felületén ilyenkor biológiai hártya alakul ki, a folyamat tehát nem csupán fizikai elválasztást jelent.

Mesterséges szűrőanyagot is alkalmaznak lebegőágyas szűrőberendezésben, amiben a töltetet, pl. az úszó műanyag darabokat perforált háló tartja vissza. A szűrés úgy történik, hogy az egyes flokulált részecskék hozzátapadnak a különálló műanyag darabkákhoz. Ha a szemcséket aktívszén-bevonattal látják el, akkor pl. a szilárd részecskék eltávolításával együtt az adszorbeált szennyezőket is ki lehet vonni.

A vírusok zöme rendszerint valamilyen proteint alkotó aminosav karboxil csoportjaival rendelkezik. Ezek a karboxil csoportok disszociálnak, negatív töltésűvé válnak. A gyorsszűrők homokszemcséi negatív felületi töltése elektrosztatikailag taszítja őket. Ha a szűréshez vegyszert nem alkalmaznak, akkor a vírusok csak kevéssé távolíthatók el a vízből. Bizonyos kationok, mint pl. a Ca2+ azonban képesek a vírusok felületi töltését csökkenteni olyan mértékig, hogy a taszító erőt a Van der Waals-féle vonzóerők legyőzhetik. Így a vírus már a homokszemcsékhez való kötődés révén hatékonyan elkülöníthető.

Összefoglalás

A harmadlagos szennyvíztisztítási eljárások fizikai, kémiai folyamatokra épülnek. Vannak olyan anyagok, melyek vagy méretük, vagy oldhatóságuk, vagy egyéb más tulajdonságuk miatt nem távolíthatók el „hagyományos” módszerekkel.

Ebbe a kategóriába esnek a kis méretű lebegő anyagok, amik egy részét szűréssel lehet csak eltávolítani. A szűrőknek több típusa van. Ebben a tanulási egységben a szemcsés anyagú szűrőkről esett szó. A szemcsés anyagú szűrők szűrőanyaga leggyakrabban osztályozott, azonos szemcseméretű szűrőhomok. A szűrő nyílásméretét a szemcsék közötti hézagok nagysága adja.

A szemcsés anyagú szűrők osztályozhatók:

  • a szűrési sebesség,

  • a szűrő kialakítása,

  • a szűrőrétegek száma,

  • a szűrés iránya szerint és

  • az üzem vízszint szerint.

A szűrési sebesség szerint a szűrők lehetnek:

  • lassú szűrők,

  • gyorsszűrők.

A szűrőrétegek száma szerint lehetnek a gyorsszűrők:

  • hagyományos, egyrétegű és

  • kétrétegű szűrők.

A kétrétegű szűrők kialakításuk szerint lehetnek:

egyszerű kétrétegű, előszűrős- és kettős szűrők.

Ellenőrző kérdések

  1. Ismertesse a szűrés elvét!

  2. Jellemezze a gyorsszűrőket!

  3. Mutassa be az egyrétegű szűrőket!

  4. Mutassa be a gyorsszűrők szerepét a szennyvíz utótisztításában!

  5. Milyen szempontokat kell figyelembe venni a szemcsés anyagú szűrők üzemeltetésénél?