Устройство и работа однослойного однопоточного открытого скорого фильтра

Такая конструкция является базовой для скорых фильтров и наиболее распространена на практике. Схема скорого фильтра с боковым каналом представлена на рис. 5.18. На дне фильтра смонтирована дренажно-распределительная система (традиционно из дырчатых труб), которая состоит из коллектора, и подсоединенных к нему через каждые 0,25...0,3 м боковых ответвлений. Эта система с одной стороны собирает по площади фильтра фильтрат, с другой – распределяет промывную воду по площади фильтра. Дырчатые трубы с отверстиями 10-12 мм находятся в поддерживающем слое из гравия или щебня, который не очищает воду, а лишь поддерживает фильтрующую загрузку, не давая ее зернам попадать в дренажно-распределительную систему. Последняя может выполняться из щелевих труб, и в этом случае гравиевый слой не нужен. Выше располагается главный элемент скорого фильтра – зернистая фильтрующая загрузка, которая и удаляет примеси воды за счет их контактной коагуляции с зернами. Над загрузкой находятся желоба для отвода грязной промывной воды, дно которых выполняется с наклоном к боковому каналу; в местах примыкания желобов к каналу есть отверстия, которые соединяют желоба с каналом. Фильтр обустраивается трубами для подвода и отвода очищаемой и промывной воды.

Рис. 5.18. Схема скорого фильтра с боковым каналом (сечения)

В рабочем режиме исходная вода подводится в боковой канал, через отверстия в стенках канала в местах примыкания желобов попадает в пространство над загрузкой, где образуется слой воды толщиной 2 м. Дальше вода фильтруется через слой загрузки, где за счет действия контактной коагуляции из воды извлекаются взвешенные и коллоидные примеси, проходит поддерживающий слой, собирается дренажно-распределительной системой, и отводится из нее по трубе фильтрата. В процессе работы поры загрузки заиливаются загрязнениями, растет сопротивление загрузки. Поэтому периодически загрузка требует чистки.

Чистка загрузки проводится ее промывкой в восходящем потоке воды. При промывке чистая вода (как правило, фильтруемая) подводится под давлением в дренажно-распределительную систему, распределяется дырчатыми трубами по площади фильтра, проходит поддерживающий слой и взвешивает загрузку. При взвешивании зерна загрузки хаотически перемещаются, трутся и сталкиваются, в результате чего загрязнения отделяются от поверхностей зерен и выносятся потоком промывной воды. Грязная промывная вода собирается желобами и отводится сначала в боковой канал, а затем - в канализацию.

При промывке загрузки во взвешенном слое происходит гидрокласификация ее зерен: мелкие легкие зерна скапливаются в верхних слоях, а крупные тяжелые - в нижних. Вследствие этого в верхних, первых по движению исходной загрязненной воды слоях, создается мелкопористая среда, которая негативно отражается на работе фильтров. Эти слои интенсивно заиливаются загрязнениями, создается большое гидравлическое сопротивление. Быстро растут потери напора в загрузке, в результате чего сокращается фильтроцикл, не используется задерживающая способность низших слоев.

Возможна также чистка фильтра без взвешивания загрузки, ее стряхиванием сжатым воздухом и вымывание загрязнений водой - водовоздушная промывка. В этом режиме достигается экономия промывной воды, уменьшаются высотные габариты фильтра, но возникает необходимость укладки в гравиевом слое дополнительной распределительной системы из дырчатых труб для распределения по площади фильтра сжатого воздуха. Такая система чистки непригодна для нагрузки из легких зерен (антрацит).