20. Водопроводный скорый безнапорный фильтр. Назначение, устройство, особенности эксплуатации. Теоретические основы процесса фильтрации.

Конструкций скорых фильтров много, но все они имеют общие по назначению конструктивных элементов: корпус, фильтрующую загрузку, водораспределительные и водоотводящие системы – желоба и каналы (при водовоздушной промывке дополнительно предусматривается воздухораспределительная система), обслуживающие трубопроводы. Расположение элементов фильтров, их количество и конструкции зависят от назначения фильтров, условий их применения, вида фильтрующего материала. На конструкцию скорых фильтров влияют также их размеры, количество фильтрующих слоев, направление фильтрования, наличие поддерживающих слоев, система промывки, вид водораспределительных систем.

Безнапорный скорый фильтр представляет собой прямоугольный в плане резервуар, высотой 3,5–5 м, внутри которого размещены водораспределительные и водосборные системы. На рис. 4.1 приведены схемы различных безнапорных скорых фильтров, отличающиеся расположением водораспределительных и водосборных устройств, а также направлением фильтрования.

Устройство работает следующим образом.

Во время цикла фильтрации вода, подлежащая осветлению, поступает на фильтр по трубопроводу и ответвлено с вакуум-клапаном, находящимся в галерее. Вода, профильтровавшаяся через слои материала, собирается дренажом большого сопротивления и по нижнему ярусу канала, ответвлено (с вакуум-клапаном) поступает в трубопровод фильтрованной воды.

В безнапорных фильтрах фильтрование с заданной скоростью осуществляется под действие гравитационных сил тяжести воды (фильтрование сверху вниз), или под действием создаваемого насосом или высокорасположенной емкостью давлением (фильтрование снизу вверх).

Размеры фильтра в плане обычно близки к квадрату. Высота фильтра определяется высотой загрузки и поддерживающих слоев, а также высотой слоя воды (обычно 2–2,5 м), который необходим для преодоления сопротивления движению фильтрационного потока, возрастающего по мере накопления в загрузке загрязнений.

Рис. 4.1. Схемы скорых фильтров: а – однослойный безнапорный фильтр с боковым каналом;

б – двухслойный фильтр; в – двухпоточный фильтр; г – фильтр с центральным каналом;

д – фильтр с плавающей загрузкой; е – однослойный фильтр с низким горизонтальным отводом промывных вод.

Скорость фильтрования зависит от гранулометрического состава фильтрующего материала и обычно при нормальном режиме составляет 5–12 (до 15) м/ч. Чем мельче загрузка, тем меньше скорость и высота слоя загрузки. Увеличить скорость фильтрования можно, применив высокопористые материалы.

После окончания фильтроцикла фильтры промываются обратным потоком очищенной воды от специального промывного насоса или промывной башни. Для интенсификации процесса промывки и сокращения расхода промывных вод применяют водовоздушную промывку с дополнительной подачей воздуха от воздуходувки

21. Контактный фильтр и контактный осветлитель. Принцип работы сооружений, сравнительная характеристика.

ФИЛЬТР КОНТАКТНЫЙ - открытый скорый с одно-, двух и трехслойной фильтрующей зернистой загрузкой аппарат, работающий по принципу контактной коагуляции. Контактный фильтр рекомендуется применять в одноступенчатых схемах водоподготовки при содержании взвеш. в-в до 60 мг/л и цветности воды до 120 град. Количество фильтрующих слоев: однослойные, двухслойные и многослойные.

Контактный осветлитель конструктивна почти не отличается от обычного скорого фильтра и представляет собой железобетонный резервуар, заполненный загрузкой из кварцевого песка, мраморной крошки или других фильтрующих материалов с размером зерен 0,5—2 мм и толщиной слоя около 2 м.

Контактные осветлители рекомендуется (ВНИИБом) загружать гравием и кварцевым песком. Последовательность (снизу вверх) слоев

Работа контактных осветлителей и контактных фильтров основана на использовании явления контактной коагуляции. На поверхности зерен загрузки при движении воды, обработанной коагулянтом, снизу вверх сорбируются коллоидные и взвешенные частицы. Контактные осветлители являются своеобразной разновидностью скорых безнапорных фильтров, работающих по принципу пропускания воды с добавлением коагулянта в направлении убывания крупности зерен в слое. Объем сооружений очистки воды с применением контактных осветлителей уменьшается в 4-5 раз по сравнению с объемом сооружений обычного типа, т.к. перед контактными осветлителями не устраивают отстойников.

В контактных осветлителях, в отличие от скорых фильтров,, слой воды над загрузкой осветленный, так как вода уже профильтровалась через загрузку. Следовательно, зеркало осветленной воды в контактных осветлителях открыто. Для предотвращения вторичного загрязнения воды оно должно быть изолировано от помещения обслуживания осветлителей. Для этого осветлители группами или каждый в отдельности отделяют от коридора управления остекленными перегородками высотой не менее 2,5 м. Благодаря остеклению можно вести простые визуальные наблюдения за качеством осветляемой воды.