При площади одного фильтра более 30 м2 его делят на две равные части распределительным каналом. Этот канал по высоте разбит на два изолированных друг от друга яруса: через верхний ярус производятся подача осветляемой воды и отвод промывной воды, а через нижний — отвод фильтрата и подвод промывной воды.
Изображен серийно выпускаемый напорный скорый фильтр. Подача осветляемой воды и отвод промывной осуществляются через центрально расположенную воронку, обращенную широким концом кверху, или кольцевой перфорированный трубопровод. Фильтр не имеет поддерживающих слоев, и фильтрующий материал располагается непосредственно на колпачковом или щелевом дренаже. Промывка загрузки предусмотрена водовоздушная, для чего фильтр снабжен специальной распределительной системой для подачи во время промывки сжатого воздуха. Эта распределительная система располагается в фильтрующей загрузке фильтра. Загрузка фильтра производится через верхний лаз. Для гидравлической выгрузки фильтрующей загрузки предусмотрен специальный разгрузочный штуцер. Показан фильтр с загрузкой из вспененного полистирола.
Серийно выпускаются напорные фильтры восьми типоразмеров. Высота фильтрующей загрузки в фильтрах всех размеров принята 1,2 м. Наибольший диаметр напорного фильтра из условий удобства перевозки железнодорожным транспортом принят 3,4 м, фильтрующая площадь такого фильтра составляет 7,1 м2. Поэтому при значительной производительности водоочистной установки приходится принимать большое число фильтров и арматуры, в связи с чем удорожается строительство и усложняется эксплуатация фильтров. Число фильтров может быть сокращено примерно в 4 раза при установке горизонтальных напорных фильтров, площадь фильтрования которых составляет 28—30 м2, или вертикальных двух-и трехкамерных фильтров.
Показан фильтр ДДФ. Верхний наддренаж-ный слой фильтрующей загрузки устраивают из керамзита (полимеров) и песка толщиной по 0,3 м, что позволяет Увеличить скорость фильтрования до 25 м/ч при фильтро-Цикле 10—12 ч.
Напорные фильтры АКХ серийно выпускаются тех же семи диаметров, что и обычные напорные. Для улучшения условий промывки предусмотрена подача сжатого воздуха, который равномерно распределяется с помощью распределительной системы, расположенной в загрузке непосредственно над нижним дренажем. Фильтры не имеют поддерживающих слоев, вследствие чего нижний дренаж выполняют в виде ряда распределительных труб с щелевыми колпачками.
Выпускают также горизонтальные напорные фильтры АКХ диаметром 3 м; высота нижнего слоя загрузки 1,08, верхнего — 0,5 м, длина 10—16 м, площадь фильтрования »30 м2.
Фильтры с двухслойной загрузкой в конструктивном отношении не отличаются от обычных скорых фильтров, так как двухслойная загрузка может быть применена в обычном скором фильтре без какой-либо дополнительной переделки.
При подготовке питательной воды ТЭС применяют фильтры АКХ с загрузкой из термоантрацита, который получают путем термической обработки антрацита без доступа воздуха в шахтных печах при температуре свыше 1000 °С.
В схемах технического водоснабжения значительное распространение получили каркасно-засыпные фильтры и напорные сверхскоростные осветлительные фильтры системы Г. Н. Никифорова, которые фильтруют воду со скоростью 50—100 м/ч. Фильтр представляет собой цилиндрический корпус с цилиндрической камерой внутри. Пространство между этими цилиндрами разделено вертикальными перегородками на восемь отсеков — фильтров с песчано-гравийной загрузкой. В работе находятся семь отсеков, а один — на промывке. В связи с тем что фильтр очень быстро засоряется, продолжительность фильтро-цикла в каждом отсеке не превышает 1—2 ч. Учитывая, что производительность фильтра лимитируется его размерами и при диаметре 3 м не превышает 150 м3/ч, Г. Н. Никифоров предложил батарейный тип сверхскоростных напорных фильтров с автоматической системой промывки. Все фильтры, входящие в блок, связаны единым гидравлическим режимом.
Осветление воды на высокопроизводительных самопро-Мывающихся фильтрах ВСФ-2000 непрерывного действия
широко используют в системах производственного водоснабжения. Эти фильтры применяют для предочистки высокомутной воды с последующей ее доочисткой, в схемах одноступенчатой очистки воды, используемой для производственного водоснабжения при сравнительно невысоких требованиях к ее качеству, для удаления планктона взамен микрофильтрации, для очистки оборотной воды от взвешенных веществ. По данным завода-изготовителя, фильтры ВСФ-2000 могут задерживать частицы размером 0,01 мм и выше при суммарном количестве взвешенных веществ 500—1000 мг/л. Общая высота фильтра 5,17 м, ширина "2,032 м. Производительность фильтра 2000 м3/ч при скорости фильтрования 600—700 i/ч. Расход воды на промывку составляет 2—5%.
Очистка воды на двухкамерных напорных фильтрах без
предварительного осветления получила распространение в системах промышленной водоочистки. Известно, что грязеемкость обычных скорых фильтров - не превышает 1,5 кг/м2, а грязеемкость двухмерных фильтров достигает 40 кг/м2 при скорости фильтрования 15—25 м/ч в первой и 6—10 м/ч во второй камере. При мутности исходной воды до 20 мг/л очистку воды на двухкамерных фильтрах можно производить без коагуляции. Предельное количество взвешенных веществ в воде, подлежащей очистке, не должно превышать 1000 мг/л.
Использование фильтров-блоков с плавающей полимерной загрузкой является одним из путей интенсификации процесса фильтрования природных вод. Как показало сравнение технико-экономических показателей, наиболее рациональными являются гранулы вспененного полистирола, полученные в результате спекания.
При замене тяжелых фильтрующих загрузок плавающими существенно изменяется технология фильтрования воды, увеличиваются допустимая по сравнению с кварцевыми фильтрами концентрация взвеси в исходной воде и скорость фильтрования, значительно упрощается отмывка загрузки, отпадает необходимость в установке промывных насосов и специальных емкостей для воды. Установлено, что гранулы полистирола обладают более высокими адгезионными и электрокинетическими свойствами по сравнению с зернами песка и их применение интенсифицирует процесс фильтрования в целом.
При безреагентной очистке воды на ФПЗ-2 и ФПЗ-3 для получения фильтрата, отвечающего нормам ГОСТа на питьевую воду, рекомендуется принимать: допустимое содержание взвеси в воде до 500 мг/л, скорость фильтрования (в зависимости от физико-химических свойств воды и взвеси) 0,6—2 м/ч, общую толщину двухъярусной или двухслойной загрузки до 0,7—1,2 м, диаметр гранул плавающей загрузки 0,3—1,5 мм, интенсивность промывки загрузки 10—12 л/(с-м2), продолжительность промывки 3—4 мин. При промывке фильтров промывная вода подается сверху вниз.