Медленные фильтры

Работа медленных фильтров (МФ) основана на принципе пленочного фильтрования. В начале фильтроцикла на поверхности фильтрующего слоя образуется из задержанных примесей воды фильтрующая пленка, проницаемая для воды и непроницаемая для ее дипергированных загрязнений. В образовавшейся пленке интенсивно развиваются различные бактерии. Обрабатываемая вода профильтровывается через пленку, при этом из нее извлекаются взвешенные и частично, коллоидные частички и до 99,9% бактерий, т.е. процесс чисто механический. Этим достигается высокая степень осветления и обеззараживания воды.

Медленный фильтр - открытый резервуар, на дне которого находится дренаж (из дырчатых труб, кирпичей, бетонных плиток, уложенных с прозорами). Над дренажем размещен поддерживающий слой толщиной 350 мм из гравия, гальки и щебня крупностью 2-40 мм, а над поддерживающим слоем расположен фильтрующий слой толщиной 850 мм из хорошо промытого песка крупностью 0,3-2 мм. Слой воды над фильтрующей загрузкой составляет 1,2-1,5 м. В малых фильтрах (площадь до 10-15 м²) в качестве дренажа служит сборный лоток в днище фильтра, перекрытый с прозорами кирпичами или бетонными плитами. Днище фильтра устраивают с уклоном 0,01 к лотку.

На фильтрах с удалением песка при регенерации периодически (1 раз в 10-30 суток) по мере исчерпания грязеемкости загрузки верхний слой песка удаляют и отправляют на промывку, после чего его снова используют для загрузки. На фильтрах без удаления песка при регенерации при его промывке производятся механическое рыхление и гидросмыв загрязнений.

При содержании взвешенных веществ в исходной воде до 25 мг/л скорость фильтрования на МФ принимают 0,2-0,3 м/ч, при содержании 25-30 мг/л она назначается 0,1-0,2 м/ч.

Недостатками МФ является их значительная строительная стоимость и большая занимаемая площадь (при производительности 50 тыс. м^сут для фильтров необходима площадь 1 га), что главным образом и послужило причиной для отказа от применения их на крупных водоочистных комплексах. Простота эксплуатации обусловливает целесообразность их использования при известных условиях на малых установках.

Фильтроцикл МФ при очистке со снятием верхнего слоя песка складывается из фильтрования (около 30-50 сут), очистки (1-2 сут), созревания (со сбросом 1-го фильтрата 1-2 сут), всего 32-54 сут. При гидравлическом сливе загрязнений и большей мутности воды фильтроцикл может быть сокращен в десятки раз. Площадь МФ с длинными фильтроциклами Аф, м², определяют расчетом по расходу Q и по нормальной скорости фильтрования U_H, которую принимают ОД-0,2 м/ч, в зависимости от мутности воды

Аф -Q/U_H

Число фильтров N принимают не менее 4 с учетом того,

что один из них может быть отключен для ремонта (или для очистки). При выключении одного фильтра на ремонт остальные работают в форсированном режиме со скорость фильтрования Оф, м/ч,

Uф=UнN/(N-1)

Скорость фильтрования на МФ при формированном режиме не должна превышать 0,2-0,3 м/ч. В случае невыполнения этого требования либо увеличивают число фильтров, либо уменьшают скорость фильтрования при нормальном режиме.

При очистке со снятием верхнего слоя песка МФ рекомендуется применять на установках с производительностью до 1000 м^сут при мутности исходной воды до 50 мг/л. При большей мутности значительно сокращается производительность рабочего периода, и фильтры приходится часто чистить. При гидравлическом смыве загрязнений пленки (без удаления песка) на МФ можно осветлять воду с мутностью - до 1500 мг/л.

Скорые фильтры

В 1884 г. А. Хайятом (США) был впервые предложен так называемый скорый фильтр, который в настоящее время является основным типом фильтра во всей мировой водопроводной практике.

Скорые фильтры устраивают открытыми (самотечными) в виде прямоугольных железобетонных резервуаров, или закрытыми (напорными) в виде стальных цилиндрических резервуаров, работающих под давлением.

К скорым фильтрам относятся также фильтры с двухслойной загрузкой, грубозернистые фильтры и фильтры АКХ.

Принцип скорого фильтрования заключается в том, что осветляемая вода, предварительно обработанная коагулянтом, фильтруется через слой песка

высотой 700-2000 мм с крупнистых зерен в пределах 0,5-1,8 мм со скоростью фильтрования 6-12 м/час.

Слой песка укладывается на поддерживающий слои гравия. Вода поступает на фильтр через карман и желоба, проходит через слой песка и гравия и отводится при помощи дренажных устройств, расположенных в нижней части фильтра.

Коагулирование необходимо потому, что при повышенных скоростях фильтрования естественная взвесь (не коагулированная) на скрытых фильтрах полностью не задерживается.

Площадь скорых фильтров требуется значительно меньше, но зато скорость засорения фильтрующей загрузки в них растет быстрее.

Поэтому промывка скорых фильтров механизирована и осуществляется обратным потоком фильтрованной воды с подачей ее снизу фильтрирующей загрузки. При промывке фильтр выключаются из работы.

Скорость прохождения через фильтр промывкой воды в несколько раз больше скорости фильтрования. Вода взмучивает (расширяет) песок и интенсивно отмывает его от поступивших в процессе фильтрования загрязнений. Промывная воды отводится через желоб. Борт желобов должен быть расположена такой высоте над поверхностью песка, чтобы при данной интенсивности промывки в желоб вместе с промывкой водой не уходил песок (загрузка). Промывка длится 5-7 минут с интенсивностью 12-18 л/сек м².