АМЕРИКАНСКИЕ ФИЛЬТРЫ
Спасибо нашим инвесторам из казино онлайн
АМЕРИКАНСКИЕ ФИЛЬТРЫ
, быстро работающие песочные фильтры, которые стали применять для очистки мутных речных вод в конце XIX в. в Америке, почему они и получили название А. ф. в отличие от медленно действующих песочных фильтров, известных под именем английских (см.
Английские фильтры).
Скорость фильтрования в А. ф. равна от 3 до 5
м,
а иногда и до 10
м
в час и, т. о., в’ 30—100 раз превышает нормальную скорость англ. фильтров. Вследствие этого и размеры А. ф. во много раз меньше, чем английских. Для устройства англ. фильтров с производительностью 1 млн. ведер в сутки требуется около 1 гектара земли, А. ф. той же производительности могут быть помещены в одном небольшом здании (см. рисунок 1). Очистка Рисунок
1.
Фильтровальная станция на 175.000 куб.
л
воды в сутки в г. Ниагара Фалльс, штата воды А. ф. представляет собой комбинацию хим. и механического способов. Сперва вода обрабатывается хим. реактивом, «коагулянтом» (первая стадия очистки), затем быстро фильтруется через песок (вторая стадия). Для хим. обработки воды применяется сернокислая соль алюминия, к-рая при прибавлении к воде вступает в обменное разложение с находящимися в воде углекислыми солями кальция и магния. В результате выделяется рыхлый хлопчатый осадок гидрата окиси алюминия: A1S(S04)S + + ЗСа(НС03)2 = AI2(OH)6 + 3CaS04 + 6COs. Хлопчатый осадок гидрата окиси алюминия во время своего образования обволакивает находящуюся в воде муть и бактерии и вместе с ними частью осаждается на дне отстойного бассейна, частью заносится с водою на песочный фильтр, где происходит фильтрование. Обработка воды сернокислым алюминием называется «коагулированием». Смотря по свойствам и степени загрязнения речной воды, для коагулирования ее прибавляется от 20 до 160
г
A1,(S04)S.18H,0 на 1
куб. м,
что соответствует 0,25—2 в на 1 ведро. На ряду с алюминиевым коагулянтом употребляются и другие, гл. обр., сернокислое железо, чаще одновременно с известью. Мутные воды лучше коагулируются с известью, к-рая вводится как в виде окиси, так и в виде гидрата окиси (известковое молоко); это удобнее, особенно для малых станций, но менее экономично и требует постоянного перемешивания. В Америке в наст, время применяются машины, подающие эти хим. добавки в виде порошка (сухая пульверизация).—Конструкции смесителя разные: с применением механических мешалок и без них, в виде нешироких бассейнов, где вода совершает зигзагообразный путь, поворачивая вокруг конца каждой продольной перегородки на 180° («around-the-end») или попеременно опускаясь сверху вниз благодаря перегородкам, не доходящим попеременно то до потолка, то до пола канала («up-and-down») и др. После смесительных камер вода с хлопьями коагулянта поступает в отстойник, и ее переход должен быть так сконструирован, чтоб этих хлопьев не разбивать. В отстойнике коа –
л (1.400.000 ведер) Нью-Йорк.
гулированная вода оставляет большую часть своих хлопьев, оставшиеся плавающие хлопья коагулянта задерживаются уже фильтром, образуя на поверхности песка тонкий желатинозный слой, отчасти аналогичный пленке английских фильтров, но не обладающий специфическими биолог, свойствами последних. Отстойники при А. ф. строятся обычно меньших размеров, чем при английских. Период отстоя в них от 2 до 6 часов, средняя глубина обычно 3,5—4,5
м.
—Загрязнение открытых водоемов под влиянием роста промышленности в С.-А. С. Ш. и стандартные требования к очищенной питьевой воде ныне заставили техническую мысль усовершенствовать современные способы очистки. Сюда относятся методы т. н. двойного коагулирования, двойного хлорирования, на ряду с двойной фильтрацией воды. Примененное сначала в Портсмуте, Айртоне и др. городах штата Огайо, это двойное коагулирование было испытано с успехом в г. Цинцинати. Здесь процесс очистки сложился след. образом: коагулирование [Al2 (S04)s] и продолжительный отстой (до 72 часов), вторичное коагулирование и вторичный 5—8-часовой отстой, фильтрация через механические фильтры и хлорирование. Окончательный продукт удовлетворял стандартным требованиям, а стоимость двойного коагулирования по сравнению с ординарным была даже ниже на 18,1%, благодаря удлинению периода работы фильтров и уменьшению расхода воды на промывку. По своему внешнему виду А. ф. представляют собою разной величины деревянные, железные или бетонные резервуары-чаны, загруженные мелким песком с диаметром зерна 0,3—1,0
мм;
толщина фильтрующего слоя колеблется в пределах 0,7—1,5
м.
Дно фильтра сделано из прочной мелкой сетки или снабжено сосочками с мелкими отверстиями, через к-рые очищенная вода поступает в отводящую трубу. Вместо натурального песка американцы рекомендуют применять мелко раздробленный, отсеянный
Рисунок 2. Американский открытый фильтр системы Джуела.
кварц, отличающийся особой чистотой, твердостью и однородностью состава. — Различают два основных типа А. ф.: а) открытые или самоточные и б) закрытые или напорные. В открытых фильтрование идет только под давлением разности уровней воды на фильтре и в регуляторе, в закрытых давление больше, благодаря напору подаваемой на фильтр воды. Открытые фильтры, в общем, работают лучше закрытых. В зависимости от конструктивных особенностей существует целый ряд систем А. ф.—открытые фильтры системы Джуела, Уоррена, Хоуетсона, Кон-тиненталя, Кенди, Дерюмо (Jewell, Warren, Howatson, Continental, Candy, Desrumeaux) и др.; напорные—системы Джуела, Ридделла (Riddell), «Нептун». Наиболее широкое распространение имеют открытые фильтры системы Джуела. Они представляют собой (см. рисунок 2) высокие деревянные или железные баки, разделенные на две половины: верхнюю и нижнюю. Нижняя половина служит отстойным бассейном; в верхнюю половину вставлен другой бак меньшего размера, загруженный песком; он предназначен для фильтрования воды. Подлежащая очистке вода смешивается с определенным количеством коагулянта и входит в отстойный бассейн, здесь она делает медленное круговое движение в течение 15—20 мин. и, оставив часть хлопьев коагулянта на дне отстойника, поднимается по широкой центральной трубе в верхний чан и наполняет его, распределяясь равномерно по всей поверхности песка. Пройдя через песок, вода собирается системой трубок, снабженных сетчатыми сосочками, и поступает в трубу, отводящую ее в резервуар чистой воды. Для поддержания определенной и равномерной скорости фильтрования, к отводящей трубе присоединен регулятор Хоуетсона (см. рисунок 3), к-рый в единицу времени пропускает только определ. количество воды. Для прибавления к очищаемой воде раствора коагулянта устраивается небольшой бачок с краном, отверстие которого регулируется специальными диафрагмами; иногда раствор коагулянта впрыскивается в воду посредством специального насоса. Пропуская большие количества коагулированной воды, А. ф. через 6—12 часов работы засоряется осевшими в нем хлопьями коагулянта и другими взвешенными частицами из воды. Это загрязнение постепенно проникает во всю толщу песка и влечет за собою быстрое ухудшение качества фильтрованной воды. Как только фильтр начал обнаруживать признаки засорения, работа его останавливается, и фильтр подвергается чистке. Для этого фильтр опоражнивают от воды и начинают под известным напором пропускать через него в обратном направлении снизу вверх чистую фильтрованную воду в течение 5—-15 мин. В то же время приводится в действие погруженная в песок металлическая мешалка в виде грабель с длинными зубьями. Эти грабли вращаются машиной вокруг своей оси то в одну сторону, то в другую, перемешивая песок. Чистая вода, проходя снизу вверх через всю толщу перемешиваемого песка, уносит из него накопившуюся грязь и, переливаясь через края фильтра, поступает сначала в промежуточное пространство между стенками баков, а оттуда—в водосток для грязной воды. В нек-рых конструкциях фильтров, вместо механических мешалок, во время промывки фильтра применяется продувание через песок снизу вверх сжатого воздуха или пара, к-рые перемешивают песок. На промывку фильтра расходуется в среднем от 5 до 10% всей фильтрованной воды; во время паводков этот 1%сход доходит до 20—25%. Минимальные скорости тока промывной воды—ок. 3 м в мин., более действительны 3,5—4,5 м в мин., иногда доводят до 7 м. Длительность промывки 3—8 мин. По окончании промывки фильтр опять пускается в работу, при чем первый фильтрат, как неудовлетворительный, в течение 20—30 мин. должен спускаться в водосток. Время от времени песок в фильтрах рекомендуется обрабатывать горячим крепким раствором соды для удаления прочно приставшей грязи, несмываемой при обычной промывке. Размеры А. ф., в зависимости от их конструкции и степени производительности, могут быть самые разнообразные. Из открытых фильтров системы Джуела наиболее удобными для эксплоатации являются фильтры размерами от 3,5 до 4,5 м в диаметре, с нормальной производительностью от 1.000 до 1.200 куб. м (80—100 тыс. ведер) воды в сутки. Фильтры Джуела могут также устраиваться и без осадочных бассейнов в их нижней части; в таких случаях общая высота бака сокращается, и осадочный бассейн устраивается отдельно. Закрытый напорный фильтр системы Джуела имеет приблизительно такое же устройство, как открытый самоточный фильтр; его закрытый бак сделан из прочного котельного железа; работает он под усиленным напором воды. Цилиндричес