Скорые фильтры. Медленные фильтры
Скорые фильтры были предложены в 1884 году американцем Хайятом. Они работают по принципу объемного фильтрования когда примеси остаются в порах фильтра по всему объему загрузки в следствии прилипания тонкодисперсных частиц (в сотни и десятки раз меньших, чем размеры пор) к зернам фильтрующего материала.
В свое время, скорые фильтры осуществили революционный прорыв в практике фильтрования: придя на смену медленным фильтрам, они позволили увеличить скорость фильтрования в 50 раз, за счет обработки воды, перед подачей на фильтры, раствором коагулянта и применения крупнозернистой загрузки.
Новшество позволило резко сократить площадь фильтров для подготовки питьевой воды и получить большую производительность водоочистных станций (этого требовала урбанизация США в конце 19-го века).
В настоящее время, подготовка питьевой воды непредставима без скорых фильтров, поэтому водоочистные сооружения называются еще фильтровальными станциями. Кроме того, скорые фильтры применяются для частичного осветления технической воды, в схемах водоподготовки с умягчением и обессоливанием воды (напорные, так называемые механические фильтры), для очистки промышленных и доочистки хозяйственно-бытовых сточных вод (в последнем случае – аэрируемые фильтры).
Медленные фильтры
В отличие от скорых, медленные фильтры имеют малую скорость фильтрования – 0.1-0.2м/ч и работают по принципу пленочного фильтрования. При движении воды с малой скоростью, через мелкий песок крупностью 0.3-1.0мм с мелкими порами, происходит их заклинивание крупными частицами взвесей, вследствие чего, поры уменьшаются и задерживают мелкие частицы примесей (сначала взвеси, водоросли, а затем и микроорганизмы) – на поверхности песка образуется пленка из загрязнений, которая и очищает воду. Нижележащие слои песка в очистке воды практически не участвуют. Через медленные фильтры пропускается вода без обработки коагулянтами, поэтому до образования пленки идет проскок взвеси в фильтрат.
Достаточно чистый фильтрат получают только через 0.5-1час – период осветлительного созревания фильтра. Через 3-3.5часов поры пленки становятся настолько малыми, что задерживают бактерии – наступает бактериальное созревание фильтра. “Созревший” фильтр снижает мутность воды до 1.5г/м3, содержание бактерий на 95-99%. В пленке частично задерживаются даже коллоидные примеси за счет того, что подвергаются коагуляции и укрупнению ферментами водорослей и микроорганизмов. Продолжительность фильтроцикла составляет 10-30сут. Чистку медленных фильтров производят двумя способами:
1)снятием грязевой пленки с тонким верхним слоем песка (механическая чистка);
2)разрушение грязевой пленки струями воды и смыв загрязнений потоком промывной воды (гидросмыв).
Медленные фильтры – устаревшие и малоприменяемые сооружения – применяются на водопроводных очистных станциях малой производительности. Второе их название – английские фильтры: более 200 лет они применяются для водоснабжения Лондона.