plik

Mgr inż. Łukasz Weber

Eksploatacja Stacji Uzdatniania Wody Podziemnej cz. III

Filtracja wody – metody wyznaczania długości cyklu

filtracyjnego w układach odżelaziania i odmanganiania wody

Niniejszy artykuł rozpoczyna cykl pism poświęconych eksploatacji systemów filtracji w
technologii uzdatniania wody podziemnej.

1. Wstęp

Długość cyklu filtracyjnego jest jednym z podstawowych narzędzi w rękach eksploatatora
Stacji Uzdatniania Wody. Wydłużając, bądź skracając cykl filtracyjny wpływa się
bezpośrednio na efekty uzdatniania wody.
Długość cyklu filtracyjnego zależy od następujących czynników:

–

jakości wody surowej – w przypadku wody podziemnej przede wszystkim zawartości
żelaza, względnie w przypadku koagulacji – zawartości kłaczków pokoagulacyjnych
trafiających na filtry,

–

wysokości słupa wody nad złożem filtracyjnym – co jest szczególnie istotne w filtrach
otwartych,

–

rodzaju zastosowanego materiału filtracyjnego, zwłaszcza porowatość tego materiału i
jego charakterystyki hydraulicznej (wielkości przyrostu strat ciśnienia w zależności od
ilości zatrzymanych zawiesin).

Jest kilka metod sprawdzania czy filtr nadaje się już do płukania. Poniżej zostanie każda z
nich pokrótce scharakteryzowana.

Metoda obliczeniowa

Metoda   obliczeniowa   polega   na   wyliczeniu   ile   na   filtrze   zatrzymało   się   zawiesin   –
najczęściej żelaza (a w przypadku koagulacji – zawiesin pokoagulacyjnych – chociaż jest to
nieco  trudniejsze), a następnie  porównaniu  wyliczonej  wartości  z zalecaną dla  danego
złoża   filtracyjnego.   W   przykładach   zamieszczonych   poniżej   obliczenia   będą
przeprowadzane dla wód zawierających żelazo.
Ilość zatrzymanego np żelaza można bardzo łatwo z wystarczającym przybliżeniem określić
ze wzoru:

PM = vf · Tf · Cz ·1,9 [g/m2]; gdzie:

– prędkość filtracji [m/h]

– długość cyklu filtracyjnego [h],

– stężenie żelaza w wodzie surowej [g/m3]

1,9

- współczynnik przeliczeniowy

Zalecane ilości żelaza, zatrzymane na różnych złożach filtracyjnych, zgodnie z
technologicznymi doświadczeniami eksploatacyjnymi na różnych SUW wynoszą:

–

piasek kwarcowy (tylko odżelazianie wody): ok 2500 g/m2

–

piasek kwarcowy (jednoczesne odżelazianie i odmanganianie wody): ok 1.500 – 2.000
g/m2

–

piasek antracytowy (odżelazianie) ok 3.000 g/m2

–

piasek chalcedonitowy (tylko odżelazianie wody): ok 3500 g/m2

–

piasek chalcedonitowy (jednoczesne odżelazianie i odmanganianie wody): 2.500 –
3.000 g./m2.

Są to oczywiście tylko przybliżone wartości, które zależą od indywidualnych warunków
panujących na danej Stacji Uzdatniania Wody. Zdarzają się bowiem sytuacje
technologiczne, w których z różnych przyczyn nie można uzyskać teoretycznej pojemności
masowej. Wskazuje to jednak z reguły na różnorakie zakłócenia technologiczne, względnie
wynika ze specyfiki uzdatnianej wody.
Niemniej jednak w większości przypadków można w pewnym stopniu korzystać i
przynajmniej sprawdzić, czy cykl nadaje się z tego (teoretycznego) punktu widzenia do
wydłużenia czy nie.
W zależności od tego jak jest eksploatowana Stacja i jaka jest jej wielkość stosuje się
różną postać wzoru, co zostanie przedstawione na przykładach poniżej.

Przykład 1.
Mała stacja pracująca w systemie załącz/wyłącz. Studnia głębinowa ma wydajność 25
m3/h. Średnia dobowa wydajność Stacji: lato 200,0 m3, zima: 100,0 m3. Zawartość żelaza
w wodzie surowej: 2,0 g/m3. Średnica pojedynczego filtra: 1,0 m. Ilość filtrów 3. Filtry są
płukane co 10 dni.
Pojemność masową złóż filtracyjnych można wyznaczyć w następujących punktach:

1. Średnica filtra wynosi 1,0 m – na tej podstawie wyznaczona powierzchnia filtra:

Af = (3,14 * D2)/4; gdzie:

– średnica filtra [m]

Stąd, przy średnicy 1,0 m powierzchnia filtracji pojedynczego filtra wyniesie:

Af = (3,14 * 1,02) /4 = 0,785 m2

Przy trzech filtrach powierzchnia wynosi: 3 * 0,785 = 2,36 m2

2. Ilość żelaza na dobę, zatrzymana na filtrach:
Studnia zawiera żelazo na poziomie 2,0 g/m3, a latem produkcja wynosi na dobę 200 m3
– stąd na dobę (latem) na filtrach zatrzymywane jest:

Fe = 2,0 * 200 = 400 g

Filtry pracują w cyklach 10 dniowych, dlatego latem zatrzymywane jest w cyklu:

Fe = 400 * 10 = 4000 g

Żelazo należy „przeliczyć” na zawiesinę żelazową, mnożąc przez współczynnik 1,9

ZFe = 4000,0 g * 1,9 = 7600 g

3. Dzielimy zawiesinę przez powierzchnię wszystkich filtrów i otrzymujemy pojemność
masową:

PM = 7600 / 2,36 = 3220 g/m2

Dla piasków kwarcowych pojemność masowa (zgodnie z powyższymi danymi), przy
odżelazianiu wody powinna być nie wyższa niż 2000,0 g/m2.

Wniosek! Należy skrócić cykl filtracyjny! - ewentualne problemy z uzdatnianiem wody (na
przykład z przekroczeniami żelaza czy manganu, względnie z wpracowaniem złóż do
usuwania manganu) mogą wynikać ze zbyt dużej ilości żelaza zatrzymanego na złożu
filtracyjnym.
UWAGA! Należy zauważyć, że do obliczeń ilości żelaza, nie była brana wydajność studni
głębinowej, a dobowa produkcja.

Przykład 2.
Stacja miejska, eksploatuje 6 studzien głębinowych o zawartości żelaza i wydajnościach:

–

Studnia 1: 0,50 g/m3, Q = 25,0 m3/h

–

Studnia 2: 0,75 g/m3, Q = 35,0 m3/h

–

Studnia 3: 1,00 g/m3, Q = 40,0 m3/h

–

Studnia 4: 2,00 g/m3, Q = 20,0 m3/h

–

Studnia 5: 2,50 g/m3, Q = 50,0 m3/h

–

Studnia 6: 5,00 g/m3, Q = 40,0 m3/h

Stacja eksploatuje 4 filtry o średnicy 2,4 m każdy zasypane złożem antracytowo –
kwarcowym. Filtry płukane są co 7 dni. Operatorzy załączają pompy w dowolnej
konfiguracji – według potrzeb.

W takiej sytuacji najlepiej wyznaczać po każdej zmianie ilość żelaza.

Przykładowo: na pierwszej zmianie przez 8 godzin pracowała studnia 1, 2 i 5, na drugiej
zmianie oprócz 1,2, i 5 dołączono na 4 godziny studnię 4, na trzeciej zmianie przez cztery
godziny pracowały wszystkie: tj. 1, 2, 4 i 5, później wyłączono 4 i 5 i przez pozostałe
cztery godziny pracowały studnie 1 i 2.
Ile żelaza zatrzymało się na filtrach tego dnia i jakiej to odpowiada pojemności masowej?

I zmiana:

–

Studnia 1 o wydajności 25,0 m3/h – przez 8 godzin doprowadziła żelaza: 0,5 g/m3 * 8
h * 25,0 m3/h = 100,0 g – w przeliczeniu na zawiesinę: 190,0 g

–

Studnia 2: 8 godzin po 35,0 m3/h i 0,75 g/m3 = 210,0 * 1,9 = 399,0 g (zawiesiny)

–

Studnia 5: 8 godzin po 50,0 m3/h i 2,50 g/m3 = 1000,0 *1,9 = 1900 g (zawiesiny
żelazowej)

W sumie na pierwszej zmianie „zatrzymano”: 190 + 399 + 1090 = 1589 g (zawiesiny
żelazowej).

II zmiana:

–

Wszystkie studnie z pierwszej zmiany: 1589 g (zawiesiny żelazowej)

–

Dodatkowo 4 godziny studni 4 (wydajność 20,0 m3/h i zawartość żelaza 2,50 g/m3) =
4 * 20 * 2,5 * 1,9 = 380

W sumie na drugiej zmianie zatrzymano: 380 + 1589 = 1969 g

III zmiana:

–

Osiem godzin pracowały studnie 1 i 2 (jak na pierwszej zmianie) 190 + 399 = 589 g
(zawiesiny),

–

Cztery godziny studnie 4 i 5: 950 g studnia 5 i 380 g studnia: 1330 g

W sumie na trzeciej zmianie zatrzymano: 1330 + 589 = 1919 g
W sumie na trzech zmiana zatrzymane zostało: 1589 + 1919 + 1969 = 5477 g zawiesiny
żelazowej.

Powierzchnia filtracji:

Pojedynczy filtr:

Af = (3,14 * 2,42)/4 = 4,54 m2

Wszystkie filtry razem (4 sztuki):

Af = 4,54 * 4 = 18,0 m2

Pojemność masowa filtrów – z jednego dnia (wyliczonego powyżej):

PM = 5477 / 18,0 = 304,3 g/m2

Przy założeniu, że filtry płukane są raz na 7 dni i że średnio codziennie pracuje
porównywalna ilość studni ilość żelaza zatrzymanego w cyklu wyniesie:

PM = 7 * 304,3 = 2100 g/m2

Dla złóż antracytowo – kwarcowych w odżelazianiu i odmanganianiu wody maksymalne
pojemności masowe (zgodnie z przedstawionymi wcześniej informacjami) mogą wynosić
nawet ok 3000 g/m2.

Przy okazji tego przykładu warto zwrócić uwagę na następujące elementy:

–

pojemność masowa w bardzo prosty sposób może być wyznaczana pod koniec każdej
zmiany przez operatora i dodawana do wcześniej wyznaczonych przez poprzedników,

–

w przypadku, gdy na SUW eksploatowane są różne pod względem zawartości żelaza
studnie, jest nawet bezwzględnie konieczne wyznaczanie w ten sposób cyklu
filtracyjnego, ponieważ różnice w ładunku żelaza są bardzo wysokie (w przykładzie
studnia nr 1 przez osiem godzin dała ok 190 g/m2, natomiast w tym samym czasie
najgorsza studnia nr 5 ok 1900 g/m2.

Powyższy sposób wyznaczania długości cyklu filtracyjnego jest stosowany m.in. na Stacji
Uzdatniania Wody „Granica” w Świnoujściu, eksploatującej studnie o skrajnie różnej
zawartości żelaza. Dzięki temu zoptymalizowano długość cyklu z technologicznego i
ekonomicznego punktu widzenia.

Oczywiście jest to tylko orientacyjny sposób i jeśli nie wystąpią inne czynniki, wskazujące
na konieczność skrócenia, czy wydłużenia cyklu można należy brać pod uwagę wyliczenia.

2. Metoda strat ciśnienia

Wiadomym faktem jest, że zatrzymywane na złożu zawiesiny wywołują opór, który
powoduje:

–

zmniejszenie przepływu przez złoże filtracyjne,

–

przy niezmienionym przepływie wzrost ciśnienia wody nad złożem filtracyjnym.

Im więcej jest zatrzymanych na złożu zawiesin, tym większe złoże stawia opór. Przyjmuje
się, że maksymalna strata ciśnienia jaką wywołują zawiesiny powinna wynosić:

–

na filtrach otwartych: 3,0 mH2O,

–

na filtrach ciśnieniowych: 5,0 mH2) – tj. 0,5 bar (ok 0,5 atmosfery).

Stratę ciśnienia w bardzo prosty sposób określa się:

–

na filtrach ciśnieniowych: porównując ciśnienie nad złożem i na wodzie uzdatnionej,

–

na filtrach otwartych: określając różnicę pomiędzy zwierciadłem wody nad złożem
filtracyjnym, a ciśnieniem na rurociągu wody przefiltrowanej pod danym filtrze.

W   pierwszym   przypadku   do   odczytu   ciśnienia   wykorzystywane   są   manometry   na   ogół
tarczowe, które zazwyczaj są niedokładne i mają nieodpowiednią skalę – uniemożliwiającą
wyraźne zauważenie przyrostu strat ciśnienia (wzrostu różnicy ciśnienia). By uchwycić w
filtracji ciśnieniowej stratę na poziomie 5,0 mH2O – tj. 0,5 bara manometr musi mieć
podziałkę   co   najmniej   0,2   bara,   optymalnie   0,1   bar   (1,0   mH2O).   Coraz   częściej   są
stosowane   tzw.   manometry   różnicowe,   podłączone   jednocześnie   do   rurociągu   wody
surowej i uzdatnionej. Pokazują one już dokładnie stratę ciśnienia i pozwalają w miarę
precyzyjnie   określić   moment   płukania   złoża   filtracyjnego.   W   przypadku   filtrów
ciśnieniowych – połączonych w jeden układ należy być świadomym, że straty     ciśnienia
są jednakowe na każdym filtrze – czyli innymi słowy jednakowe jest ciśnienie nad
każdym złożem filtracyjnym i na każdym rurociągu wody uzdatnionej. Małe różnice mogą
się   wiązać   np   z   armaturą   (kształtkami),   kiedy   droga   na   jeden   filtr   jest   zdecydowanie
dłuższa i bardziej „kręta” niż na pozostałe.
Czasami zdarza się, że mimo połączenia filtrów ciśnieniowych w jeden układ manometry
wskazują na poszczególnych filtrach inne wartości – tzn. np na jednym filtrze ciśnienie jest
wyższe niż na pozostałych. Nie jest to związane z tym, że jeden ten filtr kolmatuje się
szybciej   niż   pozostałe,   jak   to   zazwyczaj   jest   interpretowane   i   na   tej   podstawie
podejmowane są błędne decyzje techniczne (np o płukaniu złoża) – ale zazwyczaj wiąże
się po prostu z uszkodzeniem manometru.
W   chwili   obecnej   na   rynku   ogólnie   dostępne   są   czujniki   elektroniczne.   Na   stacji
ciśnieniowej   wystarczy   jeden   taki   czujnik   zamontować   na   rurociągu   wody   surowej,
natomiast drugi na rurociągu wody uzdatnionej. Podają one precyzyjnie różnicę ciśnień, i
pozwalają   podjąć   decyzję   o     wypłukaniu   złóż   (pod   warunkiem,   że   filtry   płukane   są

jednocześnie).
W przypadku filtrów otwartych stratę ciśnienia określa się na podstawie poziomu wody nad
złożem   filtracyjnym   i   poziomu   wody   w   rurociągu   wody   uzdatnionej.   Najprostszym
sposobem   jest   montaż   np   w   galerii   rur   dwóch   rurek   gumowych   (koniecznie
przezroczystych) obok siebie – jednej na rurociągu wody surowej, drugiej na rurociągu
wody uzdatnionej, które pełnią rolę piezometrów i porównywanie poziomów wody przez
nie   wskazanych.   Można   oczywiście   zamontować   czujniki  elektroniczne,   automatycznie
określające stratę ciśnienia.
Niestety określanie długości cyklu filtracyjnego na podstawie strat ciśnienia jest związane z
następującymi problemami:

–

straty   ciśnienia   wahają   się   w   trakcie   całego   cyklu   filtracyjnego   co   wiąże   się   z:
zrywaniem   żelaza   (czy   innych   zawiesin   zatrzymanych   na   złożu   filtracyjnym)   oraz
ciągłymi   zmianami   przepływu  (przy   wyższym   przepływie   straty   będą   oczywiście
większe,   a   przy   niższym   mniejsze),  zwłaszcza   w   układach   ciśnieniowych   (małych
wiejskich Stacjach pracujących w systemie załącz/wyłącz, obserwuje się problemy z
miarodajnym   odczytem   straty   ciśnienia,   ponieważ,   za   każdym   razem   po   załączeniu
studni głębinowej, następuje uderzenie hydrauliczne, zrywające zawiesiny zatrzymane
na filtrze – co automatycznie powoduje zmniejszenie różnicy ciśnień; czasami w takich
układach,   z   tego   właśnie   powodu   nie   obserwuje   się   w   ogóle   przyrostów,   co   jest
błędnym wskazaniem do nadmiernego wydłużania cyklu filtracyjnego (np do dwóch
tygodni);

–

czasami przyrost strat ciśnienia nie jest spowodowany zatrzymaną na złożu zawiesiną
(żelazem, czy zawiesiną pokoagulacyjną), ale np powietrzem, z różnych przyczyn
(głównie zapowietrzania filtrów) zatrzymującym się na złożu filtracyjnym; wtedy obraz
jest zakłócony całkowicie, co więcej, złoże może się samorzutnie odpowietrzać i za
każdym razem czujniki będą pokazywały inną stratę ciśnienia.

Jednocześnie   należy   pamiętać,   że   ciśnienie   i   przepływ   są   ze   sobą   ściśle   powiązane.
Niejednokrotnie zdarza się tak, że straty ciśnienia nie przyrastają mocno (czy nawet w
ogóle), ale za to na filtrach spada przepływ wody.
W przypadku filtrów otwartych – to właściwie nie strata ciśnienia, ale spadek przepływu do
poziomu minimalnego będzie informował o konieczności wypłukania filtra. Wiadomo, że
operator takiego filtra (czy układ automatyki), dąży do utrzymania stałego poziomu wody
nad złożem filtracyjnym. Na początku cyklu, kiedy złoże jest czyste (wypłukane) filtr ma
dużą przepustowość i żeby woda nie uciekała znad złoża konieczne jest przydławienie filtra
na odpływie. W miarę jednak jak cykl trwa i coraz więcej zanieczyszczeń się na złożu
zatrzymuje konieczne jest otwieranie przepustnicy na rurociągu wody uzdatnionej, żeby
poziom   wody   nie   ulegał   podwyższeniu.   W   pewnym   momencie   przepustnica   jest   już
otwarta na wartość maksymalną i zaczyna się podnosić poziom wody nad złożem. Jest to
zawsze informacja, że wyczerpały się możliwości hydrauliczne  filtra i konieczne jest jego
wypłukanie.
Zazwyczaj,   zanim   filtr   uda   się   otworzyć   maksymalnie   pojawiają   się   problemy   z   jego
zapowietrzaniem (co było przedmiotem jednego z artykułów w FE).
Dlatego warto jest zawsze brać pod uwagę nie tylko straty ciśnienia, ale również przepływ
wody  przez   filtry   (czy   przez   cały   układ).   Żeby   jednak   ocenić   przepływ   konieczny   jest
montaż:

–

wodomierza,

–

przepływomierza.

Te urządzenia już bardzo precyzyjnie pozwolą ustalić ile wody jeszcze filtr przepuszcza i
czy nadaje się do płukania. Poza tym, co bardzo ważne, pozwolą również ustalić czy filtry

są równomiernie obciążane, czy też jeden filtruje więcej, a inne w ogóle (jak się czasami
zdarza na niektórych stacjach wodociągowych).

3. Wyznaczanie długości cyklu filtracyjnego na podstawie jakości

filtratu

Jakość   wody   uzdatnionej   po   filtrze   zmienia   się   w   trakcie   trwania   cyklu   filtracyjnego.
Najpierw, bezpośrednio po wypłukaniu filtra i po spuście pierwszego filtratu (czy po tzw.
stabilizacji złoża), jakość wody uzdatnionej nie jest najlepsza i czasami trochę trwa, zanim
zostaną osiągnięte normy.
Dotyczy   to   zwłaszcza   układów   uzdatniania   wody   podziemnej   (odżelaziania   i
odmanganiania) oraz powierzchniowej (filtracja pokoagulacyjna).
W   miarę   jednak   zatrzymywania   żelaza,   złoże  zaczyna  się   nieco   uszczelniać,  w   efekcie
czego wyniki filtracji delikatnie się poprawiają. Dochodzą do pewnej wartości optymalnej,
po przekroczeniu której z powrotem zaczynają się pogarszać. Pogarszanie to jest związane
z:

–

zatrzymywaniem coraz większej ilości zawiesin, które nie mieszczą się już na złożu
filtracyjnym,

–

w przypadku manganu – z głębszym wbijaniem się żelaza w strefy odmanganiania (w
złoże zasypane np warstwą katalityczną, czy naturalnie wpracowanym piaskiem).

Dlatego jeśli jakość wody uzdatnionej zacznie się pogarszać wówczas operator powinien
zadecydować o wypłukaniu filtra. Po czym oceniać jakość wody uzdatnionej?
Możliwe jest badanie następujących parametrów:

–

żelazo (np raz na zmianę, lub raz na dobę),

–

mangan (również raz na dobę)

–

mętność lub barwę wody (odpowiednimi czujnikami).

W sytuacji, gdy jednocześnie w wodzie występuje żelazo i mangan, nie można wyznaczać
cyklu filtracyjnego tylko na podstawie zawartości właśnie żelaza. Ponieważ, jeśli zostanie
stwierdzone   przekroczenie   (czy   wzrost)   tego   pierwiastka   w   wodzie   uzdatnionej
(przefiltrowanej), wtedy może być już za późno w stosunku do manganu (przekroczone
żelazo   na   wyjściu   z   filtra,   świadczy   o   przejściu   przez   całe   złoże,   w   tym   przez   strefy
odmanganiania ze złoża katalitycznego, bądź naturalnie wpracowanego piasku).
Dlatego w takim przypadku konieczna jest raczej kontrola manganu i jeśli jego zawartość
w   wodzie  zacznie   rosnąć,   wówczas   należy   podejmować   decyzję   o   wypłukaniu   złoża
(uwzględniając nieco gorsze efekty w początkowej fazie cyklu filtracyjnego).
Oczywiście taka metoda wyznaczania długości cyklu jest dość droga. Dlatego powinno się
raczej zacząć badać parametry mniej więcej w końcowej części cyklu.
Znacznie taniej można mierzyć mętność wody i barwę – poprzez zastosowanie czujników
na rurociągu wody uzdatnionej (po każdym filtrze, jeśli są płukane w inne dni, albo po
wszystkich filtrach, jeśli płukane są jednocześnie). Ta metoda sprawdza się szczególnie w
przypadku filtrów po koagulacji (lub na których zachodzi tzw. koagulacja powierzchniowa).
Jeśli   filtr   jest   już   „przepełniony”   zawiesiną,   wówczas   zaczyna   ona   przebijać   do   wody
uzdatnionej i wzrasta przede wszystkim mętność.

Chcąc wykorzystywać tę metodę do określania długości cyklu filtracyjnego należy jednak
pamiętać o następujących zasadach:

–

bardzo często z filtrów następuje zerwanie zawiesiny – w dowolnym momencie cyklu

filtracyjnego, czy to na początku, czy też na końcu, dlatego próby nie mogą być
pobierane np w momencie załączenia studni głębinowej, bo wynik zostanie zakłócony,
a decyzja o płukanie obarczona błędem,

–

efekty uzdatniania różnią się w zależności od prędkości filtracji, dlatego próby powinny
być pobierane w momencie, gdy pracuje mniej więcej jednakowa ilość studni
głębinowych (dotyczy to przede wszystkim obiektów większych).

Jak wspomniano wcześniej jest to metoda stosunkowo droga i raczej nie zalecana do
ciągłego  stosowania,   zwłaszcza   na   dużych   stacjach,   na   których   jest   kilkanaście,   czy
kilkadzieścia filtrów.
Takiej kontroli można dokonywać raz na jakiś czas, jako podpórkę, czy wyznaczony innymi
metodami   cykl   filtracyjny   jest   odpowiednio   długi,   czy   może   trzeba   go   skrócić,   bądź
wydłużyć.
Choć z drugiej strony, dzięki temu, że na rynku znajduje się mnóstwo prostych testów do
analizy żelaza, manganu i innych wskaźników czas zbadania filtra czy dwóch jest krótki.
Nie   wymaga   to   od  operatora   czy   technologa   przekazywania   prób   do   laboratorium,   a
analizy są wykonywane bezpośrednio na Stacji.

4. Podsumowanie i wnioski końcowe

Praktyka pokazuje, że najlepiej w wyznaczaniu długości cyklu kierować się po części
wszystkimi omówionymi metodami. Bazując na obliczeniach pojemności masowej,
sprawdzając jak zmienia się przepływ czy straty ciśnienia można dodatkowo od czasu do
czasu skontrolować jakość wody, tuż przed planowanym zakończeniem cyklu filtracyjnego.
A jest to dość ważna sprawa, bo zarówno zbyt długi, jak i zbyt krótki cykl filtracyjny mają
swoje konsekwencje w uzyskiwanych wynikach.
W przypadku zbyt krótkiego cyklu filtracyjnego:

–

eksploatacja filtrów jest mało ekonomiczna (zbyt dużo wody, czy energii jest
wykorzystywane na płukanie)

–

na etapie wpracowania filtrów zbyt częste płukanie opóźnia szybkie i skuteczne
wpracowanie (nawet zalecana jest okresowa rezygnacja z płukania złóż powietrzem ),
do usuwania manganu oraz jonu amonowego (na drodze biologicznej); częste płukanie
zrywa przyrastające powłoki,

–

w przypadku krótkiego cyklu filtracyjnego może nie zostać osiągnięte optimum efektów

Zbyt długi cykl filtracyjny natomiast może odpowiadać za:

–

głębokie wnikanie zawiesin w filtr (zwłaszcza żelaza, co może pogarszać np
efektywność usuwania manganu),

–

zbrylanie złoża filtracyjnego wytrącającym się żelazem lub węglanami, złoże jeśli nie
jest odpowiednio często płukane może ulec całkowitemu zbiciu (oprócz zbyt długiego
cyklu filtracyjnego jest jeszcze kilka innych czynników, które temu sprzyjają, a które
zostaną opisane w jednym z kolejnych artykułów)

–

tworzenie kanałów w złożu, przez które, z dużą szybkością filtruje się woda, co sprzyja
niskiej efektywności uzdatniania wody (tendencja do tworzenia kanałów jest jest tym
silniejsza, im dłużej trwa cykl filtracyjny),

–

większą podatność na zrywanie zawiesin przy minimalnych nawet uderzeniach
hydraulicznych (przy załączaniu pompy głębinowej itp.)

Według niektórych źródeł cykl filtracyjny nie powinien trwać dłużej niż 7 dni – nawet jeśli
przeliczenia technologiczne (np pojemności masowej) wskazują co innego. Wiąże się to z
wymienionymi w podpunktach negatywnymi zjawiskami pojawiającymi się przy dłuższych
cyklach – kanały i zbrylenia. Zadaniem płukania złoża nie jest bowiem jedynie
odprowadzenie zanieczyszczeń, ale przede wszystkim spulchnianie i rozluźnianie złoża
filtracyjnego, tak by pracowało całą powierzchnią.

Jeszcze jedno pytanie, na które odpowiedź leży po stronie operatorów, to czy filtry
powinny być płukane wszystkie jednocześnie, czy też np oddzielnie (w różne dni).
Znowu pojawiają się czynniki za i przeciw.
Do zalet jednoczesnego płukania wszystkich filtrów zalicza się:

–

jednakowo szybkie zapychanie wszystkich filtrów (jednakową kolmatację) – dzięki
czemu wszystkie filtry są obciążone jednakowo,

–

dzięki temu łatwiej można obliczać ile zawiesin zatrzymuje się na wszystkich filtrach i
jak przyrastają straty ciśnienia.

Wady natomiast to:

–

dłuższy czas płukania wszystkich filtrów

–

zazwyczaj ograniczona objętość odstojników wody popłucznej.

Płukanie filtrów w różne dni pozwala:

–

rozłożyć czas płukania na kilka dni (nie kumuluje się to wszystko na jeden dzień),

–

uniknąć chwilowego pogorszenia jakości wody zaraz po wypłukaniu wszystkich filtrów
(jeśli wszystkie filtry płukane są jednego dnia, wtedy zazwyczaj tego dnia następuje
pogorszenie jakości wody, i jeśli służby sanitarne pobiorą wówczas próby, mogą
wykazać przekroczenia,

–

pogorszenie jakości po płukaniu jednego filtra będzie kompensowane przez pozostałe,
pracujące w środku cyklu, lub pod jego końcu,

Niestety minusy płukania w różne dni, to różna prędkość filtracji na poszczególnych filtrach
– filtry świeżo płukane będą „przejmowały” produkcję z filtrów pracujących. W małych
układach jest to dość duży problem.

Autor artykułu prowadzi konsultacje telefoniczne pod numerem telefonu 0-61 437 76 15.
Serdecznie zapraszamy.