Prozkoumání různých typů pískových filtrů: gravitační, tlakové a pomalé pískové filtry

Pískové filtry jsou nedílnou součástí průmyslu úpravy vody. Fungují záhadně, odstraňují kontaminanty a filtrované pevné částice, a tím poskytují bezpečnou pitnou vodu. V tomto světě pískových filtrů však existuje bohatá směsice různých typů, z nichž každý má své vlastní silné stránky a vhodnost pro specifické okolnosti. Následující článek se zabývá třemi hlavními typy, gravitačními, tlakovými a pomalými pískovými filtry, a také jejich vlastnostmi, výhodami, omezeními a možnostmi výběru pískových filtrů.

1 Gravitační pískové filtry

Zejména gravitační pískové filtry využívají gravitaci. Voda, nucena svou hustotou, protéká velmi detailním drenážním systémem, který je proveden na pískovém médiu, které je pečlivě odstupňováno. Touto exkurzí se kontaminanty (např. sedimenty, zákal a dokonce i některé mikroorganismy) zachytí uvnitř tkáňového prostoru mezi částicemi písku. Tento jednoduchý, ale efektivní design nabízí několik výhod:

·  Jsou jednoduše navrženy, což usnadňuje jejich obsluhu a údržbu. Je to proto, že jejich jednoduchost konstrukce snižuje počáteční investiční náklady v důsledku složitosti strojního zařízení.

·  Gravitační filtry odstraňují zákal a nerozpuštěné látky a vracejí vodu do jejího přirozeného stavu, který je křišťálově čistý a čistý. Jsou vhodné i pro systémy se stálým zdrojem vody a střední úrovní znečištění vody.

·  Gravitační filtry jsou soběstačné systémy, protože vyžadují minimální vnější energetický vstup. Spoléhají na gravitační sílu, která jim umožňuje neustále proudit vodu, což nabízí výhodnou udržitelnost a nákladovou efektivitu v místech, kde je dodávka elektřiny omezeným zdrojem.

Gravitační filtry však mají i svá omezení.:

·  Měli by mít vyvýšenou akumulační nádrž, aby se vytvořil dostatečný hydraulický spád pro průtok vody. To může být problém v místech, kde je dostupný prostor pro tyto účely značně omezený.

·  Gravitační filtry jsou pomalejší než jiné typy, protože obvykle pracují při nízkých průtocích. To znamená, že tento faktor je třeba zohlednit při posuzování nezbytnosti podpory.

·  Je známo, že gravitační filtry jsou silně ovlivněny vodou s vysokým zákalem nebo velkým množstvím mikrobů. To je hlavní důvod, proč jsou gravitační filtry neúčinné.

2 Tlakový pískový filtr

Tlakové pískové filtry používají externí čerpadlo, které působí jako hnací síla, natlakuje surovou vodu a protlačuje ji pískovým médiem. Podobně jako gravitační filtry, tlakové filtry zachycují nečistoty v pískovém loži. Tato metoda nabízí následující výhody:

·  Tlakové filtry nahrazují vyvýšené skladovací nádrže, což z nich činí nejlepší volbu pro lokality s nedostatkem prostoru. Jejich malé umístění může umožnit větší flexibilitu, pokud jde o umístění.

·  Tlakové filtry zvládnou vyšší průtoky ve srovnání s gravitačními filtry. Vynikají také v úpravě vody s vyšším stupněm zákalu, což je činí vhodnými pro různé aplikace.

·  Tlakové filtry nabízejí větší flexibilitu, pokud jde o kvalitu přítokové vody, a vykazují lepší toleranci vůči kolísajícím úrovním zákalu.

Tlakové filtry však mají i nevýhody:

·  Neustálý provoz čerpadel se rovná vyšším provozním nákladům kvůli neustálé spotřebě energie.

·  Tlakové filtry jsou konstrukčně složitější než gravitační filtry. To může vyžadovat, aby údržbu a řešení problémů prováděli zkušení lidé.

3 Pomalé pískové filtry

Pomalé pískové filtry fungují na principu založeném zcela na jiné filozofii. Takové filtry pracují s výrazně nižšími rychlostmi než jejich protějšky. Toto uspořádání vede k tvorbě biofilmu na pískovém loži, které se nachází na horní části povrchu. Biofilm se skládá z prospěšných mikroorganismů a zachycené organické hmoty, což napomáhá filtraci. Mají určité výhody:

·  Pomalé pískové filtry jsou vysoce účinné při odstraňování bakterií a virů, které ohrožují veřejné zdraví. Vrstva biofilmu poskytuje biologickou bariéru s obrovskou specificitou, která významně snižuje mikrobiální zátěž upravené vody.

·  Tyto typy filtrů se vyznačují snadno sestavitelnou konstrukcí a vyžadují málo energie zvenčí. Díky tomu jsou šetrné k životnímu prostředí a udržitelné a v těchto případech nevyžadují další údržbu.

Pomalé pískové filtry však mají i své limity.:

·  Vzhledem k velmi nízkým průtokům jsou pomalé pískové filtry velmi prostorově náročné, a proto vyžadují pro dosažení potřebného dávkování velkou filtrační plochu. Proto se ve městech příliš nepoužívají pro rozsáhlé účely.

·  Vysoce zakalená přítoková voda má tendenci snadno ucpávat pomalé pískové filtry s vysokou filtrační rychlostí, což může vyžadovat pravidelnou údržbu. Před filtrací je nutné provést předběžné úpravy, aby kvalita vody zůstala jednotná.

·  Pomalé pískové filtry fungují správně, pokud se pravidelně odstraňuje vrchní vrstva písku, která nyní obsahuje starý biomateriál. Požadované množství úpravy by mělo být pečlivě ověřeno v závislosti na kvalitě přítokové vody.

Výběr vhodného pískového filtru

Výběr nejvhodnějšího typu pískového filtru vyžaduje pečlivé zvážení několika faktorů:

·  Celkový počet suspendovaných látek, mikrobiota a organické zatížení zdrojové vody přímo ovlivňují typ použitého filtru. Například tlakové filtry jsou díky svému vynikajícímu výkonu při vysokém zákalu nejlepší volbou, zatímco pomalé pískové filtry vynikají jako nejúčinnější mezi filtry, které odstraňují patogeny.

·  Podle požadovaného objemu upravené vody za jednotku času filtr navrhuje konkrétní velikost a typ filtru. Tlakové filtry a gravitační filtry mají mnohem rychlejší průtoky ve srovnání s nízkými rychlostmi proudění u pomalých pískových filtrů.

·  Gravitační filtry jsou nejpraktičtější variantou s nízkými provozními náklady. Vyžadují však více prostoru než kompaktní tlakové filtry, které mají vyšší provozní náklady. Pískové filtry s pohyblivým ložem jsou také nákladné a vyžadují velkou počáteční investici.

·  Gravitační a tlakové filtry obvykle nezahrnují takovou složitost provozu a údržby, jakou mohou mít pomalé pískové filtry, které mohou vyžadovat úpravy podle kvality zdrojové vody a hospodaření s biologickým filmem.

Každý druh pískového filtru představuje „specifické“ řešení problému s úpravou vody a má v úpravě vody „nepostradatelnou“ roli. Gravitační filtry jsou díky svému rozsahu a energetické účinnosti vhodné pro situace, kde je stálý zdroj vody, přijatelná úroveň znečištění a kde je přítomno mírné znečištění vody. Tlakové filtry, obří motory a překvapivě vlhkost citlivé řady nacházejí správnou rovnováhu mezi průtokem a kvalitou vody. Pomalé pískové filtry, které jsou zázrakem biologického fungování, jsou dokonalými odstraňovači patogenů a potenciálně novou volbou bezchemického přístupu, ale prostor je důležitým prvkem, který musí být dobře naplánován a řízen. Určením jedinečných kapacit a kapacit všech typů lze efektivně vybrat pískový filtr dle libosti pro čistou a život chráněnou vodu, přizpůsobený potřebám každé aplikace.