Однопоточные и двухпоточные скорые фильтры

По конструкции различают открытые скорые фильтры однопоточные с движением воды только сверху вниз и двухпоточные — С одновременным движением воды сверху вниз и снизу вверх. Однопоточные фильтры могут иметь загрузку из однородного фильтрующего материала или из различных материалов — двух- или многослойные фильтры.

Выбор той или иной системы фильтров определяется технологическими и технико-экономическими показателями.

Рисунок 1 - Однопоточный открытый скорый фильтр

В однопоточных открытых скорых фильтрах (рис. 1) коагулированная и осветленная вода подается по трубопроводу 3 в карман 2. Проходя фильтрующую загрузку 10 и поддерживающий гравийный слой 9, вода через дырчатое днище 5 поступает в дренаж #, откуда по трубопроводу 6 направляется в резервуар чистой воды. Труба 7 служит для опорожнения фильтра на время его ремонта. 11ромывная вода при промывке подается по трубопроводу 6, проходит поддерживающий гравийный слой 9 и фильтрующую загрузку 10 и сбрасывается в промывные желоба /. Затем загрязненная промывная вода по трубопроводу 4 направляется в водосток.

Толщина фильтрующей загрузки зависит от крупности слагающих ее зерен песка и принимается в пределах 0,7—2 м. При этом расчетные скорости фильтрования при нормальном режиме составляют 5,5—10 м/ч.

В последние годы стали применять двухслойные фильтры, загружаемые сверху на высоту 400—500 мм дробленым антрацитом, а ниже на высоту 600—700 мм кварцевым песком. Такие фильтры обладают большей грязеемкостью, чем фильтры, загруженные только песком. Производительность двухслойного фильтра почти в 2 раза больше производительности однослойного.

Поддерживающий гравийный слой устраивают высотой 650мм из чагпщ крупностью от 2 до 40 мм. Крупность загрузки увеличивается сверху вниз. Гравийный слой служит для предотвращения вымывания фильтрующего материала.

Назначение дренажа — равномерное отведение профильтрованной воды. Различают дренажи большого и малого сопротивления. Последние в настоящее время почти не применяются. Дренажи большого сопротивления бывают трубчатые и колпачковые. В последнее время широкое распространение получили также щелевые дренажи.

Они позволяют отказаться от гравийного поддерживающего слоя и тем самым уменьшить высоту фильтра.

Промывку фильтров проводят со скоростью, в 7—10 раз большей скорости фильтрования. Продолжительность промывки 5—8 мин.

Рисунок 2 - Двухпоточный открытый скорый фильтр

В двухпоточных открытых скорых фильтрах (рис. 2) основная масса воды проходит через фильтрующий материал снизу вверх, а часть воды, поступающей по трубе 3, карману 2 и желобу 1, фильтруется сверху вниз. Профильтровавшаяся вода отводится трубчатым дренажем 5, устраиваемым из щелевых асбесто-цементных или винипластовых труб.

Дренажная система располагается в толще фильтрующего слоя на расстоянии 500—600 мм от поверхности загрузки.

Промывная вода подается в дренаж 5для взрыхления верхнего слоя песка. Интенсивность подачи воды 6—8 л/ (с • м²). Затем промывная вода подается в распределительную систему 6 для промывки всего слоя загрузки. Интенсивность подачи воды 10—15 л/ (с-м²). Загрязненная вода через желоб 1, карман 2 и трубу 4 сбрасывается в водосток.

Крупнозернистые скорые фильтры применяют для частичного осветления воды, используемой для технических целей на промышленных предприятиях. Эти фильтры бывают напорные и открытые. Для загрузки фильтров чаще всего применяю! кварцевый песок крупностью 1—2,5 мм. Высота слоя загрузки 1,5—3 м. Скорость фильтрования 10—15 м/ч. Промывку крупнозернистых фильтров производят водой и воздухом в такой последовательности: 1) взрыхление фильтрующей загрузки водой; 2) водовоздушная промывка; 3) отмывка водой. Интенсивность промывки водой 6—8 л/ (с • м²), воздухом — 15—25 л/ (с* м²).

Сверхскоростные фильтры по конструкции бывают вертикальные и горизонтальные. Поддерживающий гравийный слой в этих фильтрах не устраивают. В нижней части фильтра располагают трубы для промывки и продувки его воздухом. Наибольшее распространение получили вертикальные фильтры. Скорости фильтрования в таких фильтрах 25—100 м/ч. Применяют их для частичного осветления воды. Работа фильтров, регулирование скорости фильтрования и промывка фильтров автоматизированы. Для очистных станций большой производительности применяют горизонтальные фильтры, имеющие большую площадь фильтрования по сравнению с вертикальными. Потери напора в фильтрах достигают 10 м.

Фильтрующий материал для загрузки фильтров должен обеспечивать требуемую пористость, обладать достаточной механической прочностью против истирания в процессе промывки и достаточной химической устойчивостью против растворяющего действия воды. Этим требованиям хорошо удовлетворяет речной кварцевый песок, который и является основным фильтрующим материалом, употребляемым при осветлении воды. Крупность зерен фильтрующего материала, как мы видим, тесно связана с основными расчетными параметрами работы фильтра и различна для разных типов фильтров.

Всякий фильтрующий материал обладает определенной неоднородностью размеров зерен, и для его характеристики служат так называемые средний диаметр <icp, эквивалентный диаметр D И коэффициент неоднородности Сш определяемые в результате механического (ситового) анализа песка