Eksploatacja układów uzdatniania ze zbiornikiem wody czystej poniżej filtrów

Sytuację o której mowa przedstawia schemat poniżej.

Schemat 1. Usytuowanie filtrów i zbiorników w omawianym układzie technologicznym.

Sytuacja taka jest szczególnie niebezpieczna wówczas gdy:

• wydajność odpływu wody uzdatnionej (układ rurociąg odpływowy + filtry) jest wyższa niż wydajność napływu wody surowej,
• układ zasilania fitrów stoi (wyłączone studnie głębinowe w sytuacji szczytów energetycznych, bądź np w sytuacji eksploatacji systemem załącz/wyłącz)

W pierwszej sytuacji mamy do czynienia z obniżeniem słupa wody i niebezpieczeństwem odsłonięcia złoża filtracyjnego. W sytuacji drugiej z całkowitym opróżnieniem filtrów (względnie, gdy zwierciadło wody w zbiorniku wody uzdatnionej znajduje się nieco wyżej niż na schemacie 1 - woda w filtrach stabilizuje się na rzędnej zwierciadła w zbiorniku wody czystej).

Jakie konsekwencje technologiczne grożą w powyższych przypadkach?

Otóż najpoważniejsza to zapowietrzenie złoża filtracyjnego. Zwłaszcza w sytuacji drugiej, gdy dochodzi do opróżnienia filtra z wody, nastęuje wypełnianie porów złoża (zanieczyszczonych żelazem) powietrzem. W konsekwencji podczas ponownego załączenia filtra do pracy mamy do czynienia z odgazowaniem złoża, czego konsekwencją jest zrywanie odfiltrowanych zawiesin.

Gdy filtr nie odgazuje się w stopniu maksymalnym, powietrze zalegające w porach złoża będzie ograniczało rzeczywistą powierzchnię filtracji, zwiększając tym samym prędkość filtracji, co wpływa negatywnie na uzyskiwane efekty procesu filtracji.

Jak sprawdzić, czy w układzie zachodzi ryzyko opisane powyżej?

Najprostszym i najskuteczniejszym sposobem jest porównanie rzędnych zwierciadła wody w zbiorniku z rzędną złoża filtracyjnego. Jeśli pierwsza jest niższa, wówczas w przedstawionych przypadkach zawsze dojdzie do obniżenia zwierciadła w filtrze poniżej poziomu złoża filtracyjnego.

Ponadto "poszlakowo" sytuację tego typu można zdefiniować na podstawie:

• wydzielającego się intensywnie powietrza z odpowietrznika na filtrze, podczas załączania go do pracy
• braku możliwości poboru wody uzdatnionej po filtrze (w ekstremalnych sytuacjach),
• porównując cisnienia wody na manometrze (zwłaszcza zamontowanym na rurociagu wody uzdatnionej).

W praktyce eksploatacyjnej stosuje się dwa podstawowe sposoby przeciwdziałania podobnym sytuacją.

Sposób pierwszy przedstawia schemat 2.

Schemat 2. Zasyfonowanie odpływu wody uzdatnionej

Dzięki zastosowaniu przewyższenia rurociągu wody uzdatnionej uniemożliwia się obniżenie zwierciadła wody w filtrach w przypadku wyłączenia studzien głębinowych. Należy jednak pamiętać o tym, że w określonych sytuacjach syfon działa analogicznie do lewara, zwiększając wydajność odpływu, wywołując efekt podessania wody z filtrów, co również może powodować obniżenie zwierciadła wody w filtrach (poniżej poziomu złoża). Wówczas niezbędne jest zastosowanie tzw. przerywaczy strugi, czy też zaworów napowietrzających, w górnej częsci syfona.

Druga ze stosowanych metod to montaż zasuwy na rurociągu wody uzdatnionej zgodnie ze schematem 3 i zdjęciami.

Schemat 3. Zasuwa jako sposób zapobiegania osuszaniu złóż filtracyjnych

Zastosowanie zasuwy na rurociagu wody uzdatnionej pozwala przydławić odpływ i tym samym podpiętrzyć wodę w filtrach. Dławienie musi być tym mocniejsze im niższy przepływ wody przez układ. Elementem sterowanym jest ciśnienie wody przed zasuwą, którego wartość musi być wyższa od wysokości filtrów (przykładowo, jeśli wysokość filtrów ciśnieniowych wynosi 5 m, ciśnienie przed zasuwą powinno wynosić min. 0,5 atm, aczkolwiek należy wziąć również pod uwagę straty ciśnienia, by nie dopuszczać do sytuacji zapowietrzania złoża na skutek wytworzenia podciśnienia).

Obecnie coraz częściej stosuje się zasuwy z napędem elektrycznym, sterowane względem ciśnienia mierzonego odpowiednim czujnikiem.

System taki, oprócz zapobiegania odsłanianiu złoża filtracyjnego skutecznie tłumi uderzenia hydrauliczne pojawiające się przede wszystkim podczas załączania kolejnych studzien głębinowych, zmniejszając ryzyko zrywania zawieisn zatrzymanych na filtrach.

Autor: Łukasz Weber

Schematy: Sylwia Weber