Вибір необхідного розміру і типу піщано гравійного фільтра залежить від кількох важливих факторів:
1. Тип, розмір і концентрація забруднень в джерелі води для поливу.
2. Вимоги до якості відфільтрованої води.
3. Розрахунок швидкості потоку води.
Для того, щоб бути фільтраційна станція була ефективною, її необхідно проектувати з розрахунком роботи в найнесприятливіших умовах. Також потрібно враховувати, що якість води коливається в широких межах від одного джерела води до іншого, і часто якість одного джерела води різниться в залежності від сезону. Це особливо актуально для поверхневих водних джерел, таких як струмки і водойми. Дощові стоки або танення снігу може внести велику кількість грунту, сміття і органічних речовин в струмки, річки і озера. Це призведе до високої концентрації мулу і глини в воді, і може сприяти бурхливому зростанню водоростей та інших водних організмів.
Вода зі свердловини, природно, більш стабільна, ніж поверхнева вода, хоча вона аж ніяк не застрахована від сезонних коливань. Вода зі свердловин може змінюватися в значенні солоності і щільності розчинених твердих речовин відповідно до сезонним зростанням або падінням ґрунтових вод, а також в результаті зміни швидкості накачування води насосом.
Якість витрати води, необхідного для зрошувальної системи буде залежати від системи, типу і розміру застосовуваних емітерів. Тому осередки фільтра повинні бути 1/5 (неорганічний матеріал) до 1/10 (органічна речовина) розміру емітера.
Тип і кількість забруднюючих речовин у воді є визначальними факторами при виборі типу фільтраційного обладнання для крапельного зрошення. Забруднюючі речовини в поливної воді складаються з органічних і неорганічних речовин. Органічні забруднювачі включають в себе водорості, насіння бур'янів, равлики, мох, бактерії і мертві організми. Неорганічні забруднювачі включають в себе пісок, мул, глину і будь-які хімічні опади.
Піщано-гравійний фільтр оптимально підходить як для органічних, так і неорганічних забруднень. Піщано-гравійні фільтри є кращим вибором для фільтрації вихідної води, яка забруднена важкими органічними речовинами. Піщано-гравійні фільтри мають здатність захоплювати і утримувати велику кількість забруднюючих речовин завдяки тривимірної формі фільтруючого шару.
Визначення розміру піщано гравійного фільтра
Пропускна здатність через піщано-гравійний фільтр визначається площею його поверхні і розрахунковою швидкістю потоку води. Розрахункова швидкість потоку води для піщано гравійного фільтра, як правило, знаходиться в діапазоні 11,5 - 20 л / сек / м 2 Джерела води можуть бути класифіковані залежно від типу, розміру та концентрації забруднюючих речовин присутніх у воді. Потім розрахункова швидкість потоку вибирається на основі цієї класифікації. Розрахункова швидкість потоку 61м 3 / год / м 2 часто рекомендується для середнього за своїми характеристиками джерела води для краплинного зрошення. У досить чистій воді, швидкість потоку до 73м 3 / год / м 2 є найбільш оптимальною. Наступні дані можуть бути використані для оцінки правильного розрахунку витрати води для різних рівнів забруднення:
Таблиця 9-1 Швидкість потоку води в піщано гравійних фільтрах.
Більшість піщано гравійних фільтрів сконструйовані таким чином, що якщо буде потрібно більш інтенсивна фільтрація води в майбутньому, тоді додаткові фільтри можуть бути додані до системи фільтрації.
Вибір розміру піску для фільтрації
Розмір і тип піску повинен бути точно розрахований для досягнення бажаної якості фільтрації води. Занадто великий пісок призведе до зниження фільтрації і, як наслідок, до засмічення системи крапельного зрошення; занадто дрібний пісок призведе до частої і непотрібної промиванні фільтра (його очищення). Необхідний тип і розмір піщано гравійного фільтра буде залежати від типу емітера використовуваного в системі крапельного зрошення.
Пісок для фільтрації оцінюється за двома чинниками - ефективний розмір і коефіцієнт однорідності. Для певного класу піску ефективним розміром є міра мінімального розміру піску в цьому класі, в той час як коефіцієнт однорідності відображає діапазон розмірів піску в даному класі. Таблиця 9-2 містить дані про наявних у продажу сортів піску для піщано гравійних фільтрів.
Таблиця 9-2 Позначення і розміри піщано гравійного фільтра
Ефективний розмір піску - дорівнює такому розміру отворів фільтра, через які може пройти до 10% зразків даного піску. Ефективний розмір 0.55 мм означає, що 10% зразків піску тонше 0,55 мм.
Коефіцієнт однорідності - це співвідношення розміру отвору, яке можуть досить просто пройти 60% репрезентативної вибірки піску, поділеного на розмір отвору, який без праці подолають до 10% кількості піску того ж зразка. Коефіцієнт однорідності близький до 1,5 вважається хорошим показником для піску.
Для піщано гравійних фільтрів рекомендується гострий, подрібнений пісок. Два основних компоненти використовуються: подрібнений кремній або щебінь.
Промивання піщано гравійного фільтра
Піщано-гравійні фільтри очищають за допомогою зворотного промивання, змінюючи напрямок потоку води через шари піску у фільтрі. Процес промивки активується при відкритті спеціально розробленого трьох-ходового клапана, який перекриває вхідний отвір і відкриває зворотне. В процесі зворотного промивання, чиста вода тече вгору через шар піску, піднімаючи і скраплений його і, тим самим, вимиваючи грязь, що накопичилася в фільтрі. Бруд потім віддаляється при зворотному промиванні водою.
Піщано-гравійні фільтруючі станції зазвичай складаються з двох або більше резервуарів, з'єднаних паралельно, із загальною системою впускних і випускних трубопроводів. У режимі фільтрації всі резервуари працюють паралельно. У режимі зворотної промивки, кожен резервуар промивається окремо без відключення процесу фільтрації системи крапельного зрошення, тобто, один резервуар проходить очистку, а решта проводять фільтрацію.
Для досягнення максимальної продуктивності роботи фільтра, зворотний потік потрібно правильно відрегулювати. Занадто інтенсивна зворотна промивка призведе до того, що разом з брудом сама піщано-гравійна суміш може бути вимита з резервуарів. Недостатній же потік зворотної промивки не буде розширювати настільки піщано гравійну суміш, щоб ефективно видаляти захоплені забруднюючі речовини. Хоча обсяг води, необхідний для зворотного промивання фільтруючого шару малий у порівнянні з кількістю води, яка фільтрується, такий обсяг води подається в систему з високою швидкістю протягом короткого періоду. Нижче представлений малюнок двох режимів роботи фільтра - фільтрація і зворотна промивка.
Автоматичні системи фільтрації забезпечують автоматичну промивку фільтрів на позачерговій основі, і можуть також включати автоматичний перепад тиску з метою захисту системи крапельного зрошення. Одним з переваг такого типу подвійний зворотного промивання фільтраційної системи є те, що очищення фільтра зворотним промиванням проходить відповідно до запланованого інтервалом часу, а це, в свою чергу, не дає «спекаться» верствам піску. Якщо якість вихідної води зміниться, тоді станеться перепад тиску в системі і, до запланованого часу, автоматичне перемикання на зворотне промивання.
Для регулювання витрати потоку води зворотного промивання необхідно встановити дросельний клапан на зворотній лінії нагнітання. Регулювання проводиться шляхом запуску системи в режимі зворотної промивки з частковим відкриттям дросельного клапана. Дросельний клапан повільно відкривається до моменту появи фільтраційного піску в воді зворотної промивки. Дросельний клапан, потім також повільно закривається до тих пір поки пісок не піде з води. Спочатку наявність піску прийнятно, оскільки бажано, щоб найлегші піщинки були змиті з фільтра. Після виконання такого налаштування, всі резервуари проходять першу інтенсивну зворотну промивку для видалення забруднень і дрібних матеріалів, які зазвичай знаходяться у щойно встановленій системі піщано гравійних фільтрів.
Система фільтрації повинна бути точною за розміром, щоб забезпечити належну швидкість потоку зворотної промивки. Під час зворотного промивання, в ті резервуари, до яких не застосовується зворотна промивка не повинна потрапляти брудна вода, а в ті резервуари, де проходить зворотна промивка не повинна потрапляти чиста відфільтрована вода. Це досягається тим, що один резервуар проходить зворотне промивання, а решта продовжують проводити фільтрацію води. Таблиця 9-3 показує швидкість потоку води при зворотному промиванні для забезпечення необхідної очищення фільтраційної системи.
Діаметр резервуара (дюйм / мм)