Фильтры скорого действия

Объемная фильтрация при помощи скорых фильтров является физико-химическим процессом. При объемной фильтрации механические примеси воды проникают в толщу фильтрующего слоя загрузки и абсорбируются под действием сил молекулярного притяжения на поверхности его зерен и приставших ранее частиц. Чем выше скорость фильтрации и крупнее зерна загрузки, тем загрязняющие вещества глубже проникают в толщу и равномернее распределяются.

В настоящее время скорые фильтры нашли широкое применение в практике очистки питьевой воды. Они пропускают за час столб воды высотой 5-10 м, то есть их производительность в 50-100 раз выше медленных и следователь¬но уменьшается площадь и объем сооружений. Вот почему медленные фильтры уступили место скорым на больших водопроводах. Схема устройства скорых фильтров приведена на рис. 17. Вода, прошедшая коагуляцию, отстойник или осветлитель, поступает через боковой карман в резервуар фильтра. Высота слоя воды над поверхностью загрузки должна быть не менее 2 м. В процессе работы фильтра вода проходит через фильтрующий (кварцевый песок толщиной 0,7-1,0 м) и поддерживающий (щебень, гравий толщиной 0,4-0,6 м) слои и распределительной системой направляется в резервуар чистой воды. Важно, чтобы скорость фильтрации была постоянной на протяжении фильтро-цикла, то есть не уменьшалась по мере его загрязнения. С этой целью на трубопроводе, который отводит профильтрованную воду, устанавливают автоматические регуляторы скорости фильтрации. Благодаря регуляторам, через фильтр проходит постоянное количество воды.

Скорые фильтры пропускают значительно больше воды, чем медленные, поэтому они быстрее загрязняются. В результате задержки взвешенных частиц в толще фильтрующего слоя уменьшается размер пор, что приводит к повышению сопротивления загрузки во время фильтрации и потере напора. Продолжительность фильтроцикла колеблется в предалах 12-24 ч. Поэтому скорые фильтры нуждаются в очистке 1 - 2 раза в сутки, а в паводок, п р и высокой мутности воды, - чаще. По окончании фильтроцикла фильтр промывают струей чистой профильтрованной воды, направленной снизу вверх (обратным током), которую подают под давлением в распределительную систему. Промывная вода, проходя с высокой скоростью (в 7-10 раз большей, чем скорость фильтрования) через фильтрующую загрузку снизу вверх, поднимает и взвешивает ее. Промывная вода вместе с грязью переливается в сборные желоба над поверхностью фильтрующего материала и отводится в водосток. Продолжительность промывки скорых фильтров - 7-10 мин. Количество воды, используемой для промывки фильтра, зависит от типа загрузки и колеблется от 12 до 18 л/с на 1 м².

Для интенсификации процесса фильтрации пытаются повысить грязеем-кость фильтров, под которой понимают массу загрязнений (в кг), задержанных 1м2 фильтрующей загрузки фильтра в течение фильтроцикла. Повышенную гря-зеемкость имеют фильтры с двухслойной загрузкой, двухпоточные фильтры системы АКХ и ДЦФ.

В фильтрах с двухслойной загрузкой над слоем песка толщиной 0,4-0,5 м насыпается слой измельченного антрацита или керамзита. В таком фильтре верхний слой, состоящий из более крупных зерен, задерживает основную массу загрязнений, а песчаный - их остаток, прошедший через верхний слой. Общая грязеемкость двухслойного фильтра в 2-2,5 раза больше грязеемкости обычного скорого фильтра. Плотность антрацита (керамзита) меньше плотности песка, поэтому после промывки фильтра послойное расположение загрузки восстанавливается самостоятельно. Скорость фильтрации в двухслойном фильтре составляет 10-12 м/ч, что в 2 раза больше, чем в однослойном скором. Сущность работы двухпоточных фильтров АКХ заключается в том, что основная масса воды (70%) фильтруется снизу вверх, а меньшая часть (30%) - как и в обычных скорых фильтрах - сверху вниз. Благодаря этому основная масса загрязнений задерживается в нижней части фильтра, наиболее крупнозернистой, имеющей большую грязеемкость. Толщина фильтрующего слоя в фильтре АКХ - 1,45-1,65 м. На глубине 0,5-0,6 м от поверхности фильтрующего слоя загрузки устанавливается трубчатый дренаж, через который отводится профильтрованная вода.

При промывке фильтра АКХ сначала в течение 1 мин промывную воду подают в дренажное пространство для взрыхления верхнего слоя песка, затем в течение 5-6 мин - через распределительную систему, расположенную на дне фильтра. Грязная вода, как и в обычных фильтрах, собирается в желобе и отводится в водосток. Фильтры ДДФ конструктивно отличаются тем, что имеют два слоя загрузки (антрацит и песок, керамзит и песок) в наддренажном слое. В фильтрах АКХ и ДДФ задерживающая способность фильтрующей загрузки используется по всей ее высоте, что позволяет повысить скорость фильтрации до 12-15 м/ч и увеличить производительность фильтра на 1 м² поверхности в 2 раза.

После коагуляции, отстаивания и фильтрации вода становится прозрачной, бесцветной, очищенной от яиц гельминтов и микроорганизмов на 70-98%.