Фильтр-баки GFS для водоочистки: Корпуса фильтров, которые служат дольше, чем загрузка внутри них

Фильтр — это единственный аппарат на водоочистной станции, который намеренно подвергается нагрузкам. Каждый рабочий цикл нагружает корпус хлором, взвешенными веществами и давлением, а затем реверсирует поток с такой силой, чтобы разжижить слой и удалить захваченную грязь. Муниципальные станции выполняют этот цикл один или два раза в день. Промышленные установки предварительной очистки могут выполнять его каждые несколько часов. Обычные стальные корпуса с футеровкой реагируют на такую работу предсказуемо: футеровка пузырится у ватерлинии, подтравы начинаются у сварного шва сопла, и через несколько лет станция планирует дренаж, бригаду по подготовке поверхности и бюджет на повторную футеровку, который никто не закладывал в бизнес-план.

Стеклоэмалированное покрытие меняет этот режим отказа, потому что покрытие — это не пленка краски на стали, а стекловидный слой, сплавленный с подложкой при температуре 820-930 градусов Цельсия, образующий химическую связь, которая не подтравится при царапине. Разработанные компанией Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd. (Center Enamel), эти корпуса фильтров созданы для абразивной, хлорированной, циклически нагруженной давлением среды фильтрации, а не для статического хранения, которое на самом деле никогда не происходит в фильтре.

1. Чему на самом деле должен противостоять корпус фильтр-бака?

Корпус фильтра подвергается четырем одновременным воздействиям, которым никогда не подвергается резервуар для хранения чистой воды: остаточный дезинфектант, абразивное расширение при обратной промывке, циклическое нагружение давлением и влажная биопленка, которая растет на всех внутренних поверхностях. Спецификация фильтровального сосуда как резервуара для хранения является наиболее частой причиной раннего выхода корпусов фильтров из строя.

• Остаточный дезинфектант: Муниципальные фильтры после предварительного хлорирования непрерывно несут 0,2–2,0 мг/л свободного хлора, и многие станции добавляют хлор во время обратной промывки. Органические футеровки окисляются под этой нагрузкой, мелоподобно крошатся и теряют адгезию сверху вниз.
• Абразия при обратной промывке: Слой песка расширяется на 30–50 процентов во время обратной промывки, а антрацит расширяется еще больше. Разжиженная загрузка соскабливает стенку корпуса в верхней части слоя в течение десяти-пятнадцати минут за цикл, что именно там, где обычно начинается отказ футеровки.
• Циклическое нагружение давлением: Напорный фильтр работает при давлении от 2 до 6 бар в рабочем режиме и падает почти до атмосферного во время обратной промывки. Это реверсирование является циклом усталости для каждого прохода сопла и каждого соединения пластины, несколько сотен раз в год.
• Биопленка и загрязнение загрузки: Любая внутренняя поверхность, которая становится шероховатой или отслаивается, становится нишей для бактерий и источником загрязнения загрузки. Отслаивающийся материал футеровки также мигрирует в слой и сокращает срок службы загрузки.
• Химическая очистка: Периодическая очистка кислотой или щелочью для контроля железа, марганца или биологического загрязнения выводит pH далеко за пределы диапазона, который стандартная эпоксидная система легко переносит.

2. Почему стеклоэмалированное покрытие подходит для фильтров?

Стеклоэмалированное покрытие — это стекловидное эмалевое покрытие, сплавленное со стальной пластиной при температуре 820–930 градусов Цельсия, поэтому связь является металлургической, а не механической. В условиях эксплуатации фильтра это единственное отличие устраняет режим отказа подтравы, выдерживает абразивный разжиженный слой и сохраняет стенку достаточно гладкой, чтобы сопротивляться биопленке в течение десятилетий.

• Металлургическая связь: Сплавление при температуре 820–930 градусов Цельсия создает связь, измеряемую в 3450 Н/см² при испытаниях на адгезию. Царапина не распространяется в стороны, потому что нет органической пленки, под которую могла бы проникнуть вода.
• Твердость против абразии: Обожженное покрытие достигает примерно 6,0 по шкале Мооса, что тверже кварцевого песка и антрацита, которые соскабливают стенку во время разжиженной обратной промывки.
• Химическая инертность: Обожженная стеклянная поверхность инертна к свободному хлору, хлорамину, а также к кислотным или щелочным режимам очистки, используемым для восстановления зашламованных железом или биологически зашламованных слоев. Стандартный диапазон pH составляет от 3 до 11, с возможностью получения от 1 до 14 по специальному заказу.
• Гидравлически гладкая стенка: Гладкая, непористая внутренняя поверхность с шероховатостью, значительно ниже, чем у старого эпоксидного покрытия, уменьшает закрепление биопленки и помогает слою чисто сливаться во время технического обслуживания.
• Отсутствие загрязнения загрузки: Поскольку покрытие не мелоподобно крошится и не отслаивается, нет риска миграции фрагментов покрытия в слой фильтра и сокращения срока службы загрузки.

3. Как следует специфицировать корпус фильтра GFS?

Корпус — это только половина фильтра. Глубина слоя, свободное пространство, тип дренажа и расположение сопел должны быть определены до прокатки пластин, поскольку отверстия в сплавленной пластине формируются под заводским контролем, а не вырезаются на месте. Правильное определение технологических параметров в первую очередь отличает работающий фильтр от сосуда, который просто содержит загрузку.

• Геометрия и свободное пространство: Корпуса напорных фильтров обычно имеют диаметр от 1,6 до 4,0 м с глубиной слоя от 0,8 до 2,5 м, плюс 40–60% свободного пространства для размещения расширения слоя во время воздушной промывки и обратной промывки.
• Выбор дренажа: Пластины с соплами, коллекторно-лучевые и фальшпольные дренажи — каждый из них имеет разный паттерн отверстий. Паттерн должен быть зафиксирован до изготовления корпуса, чтобы каждое отверстие было сформировано и покрыто на заводе.
• Скорости обратной промывки: Проектирование с учетом загрузки: примерно 12–15 литров на квадратный метр в секунду для песка, 8–10 для активированного угля, с воздушной промывкой обычно 50–90 кубических метров на квадратный метр в час, применяемой до или вместе с водной промывкой.
• Приборы и доступ: Точки отбора дифференциального давления по слою, смотровые стекла на поверхности слоя, люк, достаточный для удаления загрузки, и верхний и боковой доступ для загрузки — все это должно быть указано на чертеже на стадии тендера.
• Выбор системы покрытия: Двухслойное покрытие с одним обжигом подходит для питьевой фильтрации; двухслойное покрытие с двумя обжигами или трехслойное покрытие с тремя обжигами специфицируется, когда подача содержит промышленные загрязнители, более высокую температуру или более широкие колебания pH.

Инженерное обеспечение и поддержка проекта

Каждый резервуар, поставляемый Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd. (Center Enamel), спроектирован в соответствии со стандартами AWWA D103-09 и EN 1090 с верификацией методом конечных элементов нагрузок на корпус, крышу и сопла, обжигается при температуре 820–930 °C под контролем ISO 9001 и ISO 45001, проверяется на наличие дефектов (holiday test) напряжением 1500 В на всей поверхности и собирается с болтами класса 8.8 и сертифицированным производителем герметиком. Корпуса фильтров поставляются с отверстиями для дренажа, соплами, люками, смотровыми стеклами и соединениями для приборов, сформированными под заводским контролем, проходят гидростатические испытания перед отгрузкой и документируются записями об испытаниях покрытия, прослеживаемостью пластин и графиком сопел, соответствующим технологической схеме и схеме приборов.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Могут ли фильтр-баки GFS использоваться как для напорных, так и для гравитационных фильтров?

Да. Одна и та же сплавленная пластина используется для сосудов под давлением, работающих при давлении от 2 до 6 бар, и для открытых гравитационных фильтровальных ячеек. Разница заключается в крыше и границе давления: напорные корпуса получают дисковую или коническую крышу, рассчитанную на рабочее давление, в то время как гравитационные ячейки используют открытую крышу с переходной площадкой и поручнем.

Какие фильтрующие среды можно использовать внутри корпуса GFS?

Кварцевый песок, антрацит, марганцевый глауконит, активированный уголь, гранат и ионообменная смола — все это обычно используется. Определяющим фактором является химическая совместимость со средой и регенератором, а не корпус — обожженная стеклянная поверхность выдерживает кислотную и щелочную очистку, используемую для восстановления зашламованных слоев.

Как обрабатываются дренажные сопла и отверстия в сплавленной пластине?

Каждое отверстие формируется на заводе до обжига пластины, поэтому покрытие покрывает отверстие и его край. Вырезание отверстий на месте обнажило бы голую сталь в месте реза. Именно поэтому схема дренажа должна быть зафиксирована на стадии тендера, а не на месте.

Может ли фильтр-бак быть адаптирован к нашей загрузке и режиму обратной промывки?

Да. Диаметр, высота прямолинейной части, глубина слоя, свободное пространство, схема дренажа, плотность сопел, размер люка и приборы — все это настраивается в соответствии с задачей. Сообщите нам расход, загрузку, скорости обратной промывки и чистящие химикаты, и корпус будет спроектирован в соответствии с ними.