Принципы работы скорых фильтров

 

Фильтры, работающие по принципу скорого фильтрования, или «скорые фильтры», широко применяются в практике очистки воды. Скорость фильтрования для этих фильтров принимается от 6 до 12 м/ч в зависимости от типа фильтров и крупности загрузки.

Скорые фильтры используют для осветления мутных и цветных вод после коагулирования и отстаивания, при умягчении, обезжелезивании и в некоторых других случаях.

Вода в процессе фильтрования может проходить через скорые фильтры:

1) самотеком – благодаря превышению уровня воды в фильтре над уровнем воды в резервуаре чистой воды (в который вода отводится);

2) под напором (обычно создаваемым насосами) – фильтры в этом случае устраиваются в виде закрытых напорных резервуаров.

В соответствии с этими принципами работы различают фильтры самотечные и напорные.

 

Осветление воды в самотечном фильтре

 

Обычные самотечные фильтры устраивают чаще всего в виде прямоугольных в плане железобетонных резервуаров (или металлических). На рисунке 7.6 (а и б) показаны схематически устройство и принцип работы скорого фильтра.

1 – дренажное устройство;

2 – слой поддерживающего материала (гравия);

3 – слой фильтрующего материала (песка);

4 – желоб;

5 – карман.

Рисунок 7.6 -Самотечный скорый фильтр

Фильтр работает следующим образом: вода подается в карман 5, из него через желоб 4 поступает в пространство над фильтрующим материалом, создавая столб воды. Под действием сил гравитации вода просачивается через фильтрующий материал 3, очищаясь от взвешенных частиц. Затем проходит слой гравия 4 и отводится при помощи дренажных устройств 5.

Пропускная способность фильтра определяется скоростью фильтрования (_Ф, т.е. скоростью вертикального движения воды через фильтрующий слой, м/ч:

где Q_ф – количество воды, проходящей через фильтр, м³/ч;

F_ф – площадь фильтра, м².

При промывке фильтр выключается из работы, промывочная вода подается снизу через дренажное устройство и проходит слой гравия и песка в обратном направлении. Затем промывочная вода отводится через желоб 4 и патрубок сброса промывочной воды.

При очитке фильтров очищенная вода подается со скоростью в несколько раз превышающей скорость фильтрации. Обратный поток воды встряхивает песок и интенсивно отмывает его от загрязнений практически за 5…7 минут.

Опыт эксплуатации скорых фильтров показывает, что их необходимо очищать 1-2 раза в сутки, а иногда и чаще.

 

Определение размеров фильтров

 

Площадь одного фильтра определяется по формуле:

где F_полн – требующаяся полная площадь фильтров, м²;

n – количество параллельно работающих фильтров, шт.

Количество параллельно работающих фильтров определяется по соотношению

,

а требуемая полная площадь фильтров по формуле:

,

где Q_сут – суточная расчетная потребность в воде снабжаемого объекта, м³/сутки;

– скорость фильтрования ( =Q_ф/F_ф), м³/ч;

q – расчетная интенсивность промывки фильтров, л/(с(м²);

– длительность одной промывки фильтра, ( =0,09...0,11ч);

– длительность перерывов в работе фильтра, ( =0,33ч);

– длительность сброса первого фильтра после очередной промывки, ( =0,17ч);

m – количество промывок одного фильтра в сутки.

Расчетная скорость фильтрования в зависимости от характера материала фильтрующего слоя и его высоты определяется в соответствии с рекомендациями СНиП.