Медленный фильтр
Медленные фильтры применяются для безреагентного осветления воды и представляют собой железобетонные или кирпичные резервуары прямоугольной или круглой в плане формы. Малая скорость фильтрования, значительная стоимость и большая занимаемая площадь привели к тому, что в отечественной практике водоочистки эти фильтры мало распространены.
Медленные фильтры осветляют воду при помощи пленки, образующейся из отложившихся взвешенных частиц на мелкопористой фильтрующей перегородке. В медленных фильтрах перегородкой является слой мелкозернистого песка. Пленочное фильтрование обеспечивает задержание до 98 % загрязнений, в том числе бактериальных, поэтому часто применяется для питьевого водоснабжения.
Медленный фильтр с промывкой загрузки: а – продольный разрез; б – поперечный разрез; 1 – подвод неочищенной воды; 2 – поплавковый клапан; 3 – слой воды над загрузкой; 4 – тележка рыхлителя; 5 – вращающийся барабан со шлангом; 6 – шланг для подачи воды в рыхлитель; 7 – выпуск промывной воды; 8 – карман для сбора промывной воды; 9 – пористая плита; 10 – поддерживающие слои; 11 – фильтрующая загрузка; 12 – трубчатый дренаж; 13 – подача промывной воды; 14 – штуцер с насадком рыхлителя; 15 – распределительная труба рыхлителя
Медленные фильтры можно применять для безреагентной очистки мутной (М < 1500 мг/л), малоцветной (Ц < 50 град) воды до питьевого качества. Медленные фильтры представляют собой железобетонные или кирпичные резервуары шириной до 6 м (при большей ширине фильтр разделяется на секции шириной до 6 м) и длиной до 60 м, открытые (в районах с теплым климатом) или закрытые, заполненные мелким кварцевым песком, уложенным на гравийные поддерживающие слои с соответствующей дренажной системой. Вода слоем 1,2–1,5 м над фильтрующей загрузкой процеживается со скоростью 0,1–0,2 м/ч до момента достижения предельных потерь напора, после чего производится регенерация загрузки.
Механическая регенерация загрузки путем периодического срезания верхнего слоя песка толщиной 15–20 мм целесообразна при мутности воды до 50 мг/л и производительности станции водоподготовки не более 1000 м3/сут. Слой зернистого материала пополняется через каждые 10–15 циклов регенерации, для чего используют отмытый от загрязнений ранее использованный или свежий песок.
Гидравлическая регенерация загрузки осуществляется механическим или гидравлическим разрыхлением ее поверхностного слоя и смывом загрязнений потоком воды. Фильтры с гидравлической регенерацией рекомендуются на станциях производительностью до 30 000 м3/сут и мутностью воды до 700 мг/л. При большей мутности перед медленными фильтрами следует предусматривать микрофильтры или префильтры для предварительного частичного осветления воды.
Дренаж медленных фильтров может выполняться из перфорированных труб, кирпича, бетонных плиток или кубиков, уложенных с прозорами. Рекомендуются также пористые керамические, полимербетонные и бетонные плиты. В фильтрах с площадью менее 15 м2 вместо дренажа в дне устраивают лоток.
В медленных фильтрах с перекрытием расстояние от поверхности загрузки до перекрытия принимают не менее 2 м для создания возможности проведения работ по регенерации загрузки. На рис. 16.26 показан наиболее современный медленный фильтр с гидросмывом загрязнений с поверхности загрузки. В нем разрыхление грязевой пленки на поверхности загрузки производится напорными струями рыхлителя. Рыхлитель представляет собой закрепленные на водораспределительной трубе штуцеры с насадками. При скорости истечения воды из насадка 12 м/с и шаге между насадками 15 см разрыхляется и взмучивается слой песка на глубину до 30 см. Рыхлитель перемещается над поверхностью загрузки при помощи тележки, движущейся по закрепленным под перекрытием швелерным балкам. На тележке подвешены два вращающихся барабана с резиновыми шлангами.
Смыв загрязнений осуществляется горизонтальным потоком поступающей исходной воды. Окончательная регенерация загрузки может производиться обратной промывкой с использованием профильтрованной воды. Сбор и отвод промывной воды осуществляется через боковой водослив в карман. Расход промывной воды принимается 9 л/с.м2, продолжительность смыва загрязнений с каждых 10 м длины фильтра – 3 мин.
