Фильтры с инертным зернистым фильтрующим слоем

Устройство фильтра с зернистой загрузкой и его внешний вид показаны на рис. 4.5 и 4.6.

Работа фильтра. Вода из отстойника или осветлителя поступает на фильтр по водоподводящему лотку, затем проходит слой

1-1

План

Рис. 4.5. Фильтры с зернистой загрузкой с трубчатым (щелевым) дренажом: 1 — промывной желоб; 2 — фильтрующий слой; 3 — поддерживающие слои; 4 — коллектор; 5 — ответвления от коллектора; 6 — дренажная система

Рис. 4.6. Загрузка фильтров с промывными желобами

песка и гравия, собирается дренажной трубой и отводится в приемный резервуар очищенной воды.

При этом на поверхности песка и в его порах на глубину до 0,2—0,4 м постепенно накапливается задерживаемая грязь, представляющая собой взвешенные вещества и хлопья коагулянта, не выпавшие из воды в отстойнике. Распределение загрязнений в толще фильтрующего слоя зависит от диаметра зерен загрузки и скорости фильтрования. Чем больше крупность фильтрующего слоя, тем меньше загрязнений откладывается в пленке и больше в порах слоя. Повышение скорости фильтрования приводит к более глубокому проникновению загрязнений в толщу фильтрующего слоя.

В результате фильтрования содержание в воде взвешенных веществ снижается до 1—2 мг/л. В начале работы фильтра, когда песок еще чистый, потеря напора в фильтре минимальная. В процессе работы фильтра сопротивление фильтрующего слоя вследствие его загрязнения непрерывно увеличивается.

Таким образом, в течение 8—24 ч (в зависимости от качества воды) потеря напора в фильтре возрастает до максимума. Когда давление столба воды над поверхностью песка становится недостаточным для фильтрования, фильтр необходимо промывать. В паводок фильтры приходится промывать через 4—6 ч, а зимой через 40—48 ч и реже.

Скорость фильтрования за время цикла работы фильтра до промывки должна быть постоянной, что обеспечивается за счет увеличения слоя воды над загрузкой (т.е. увеличением расхода воды, подаваемой на фильтр). Грязеемкость скорых однопоточных фильтров при очистке коагулированной и предварительно осветленной (в отстойниках или осветлителях) воды составляет 0,4—0,6 кг на 1 м² фильтрующей поверхности. Она тем больше, чем больше пористость песка и высота фильтрующего слоя.

Для поддержания постоянной скорости фильтрования либо применяют автоматические регуляторы скорости фильтрования, либо регулируют ее вручную при помощи задвижки на трубопроводе, отводящем фильтрованную воду.

Критерием работы фильтра правильнее считать не скорость фильтрования, а грязеемкость фильтра — количество осадка (хлопьев коагулянта и мути) в килограммах, которое задерживается в фильтре, т.е. откладывается на поверхности и в порах фильтрующего материала (песка, антрацитовой крошки), отнесенное к 1 м² фильтра или к 1 м³ загрузки за цикл работы фильтра.

Продолжительность фильтроцикла (межпромывочного периода) 7ф в часах зависит от общего содержания взвеси в фильтруемой воде т₀, г/м³, скорости фильтрования V, м/ч, и грязеемкости фильтра Р, кг/м²:

Т_ф =1000 — .

т₀>

Промывка фильтра производится с целью восстановления его фильтрующей способности удалением загрязнений, накопленных в процессе фильтрования в слое фильтрующей загрузки.

Для промывки фильтра в дренажную трубу насосом подают чистую воду из резервуара чистой воды. Промывная вода проходит слои гравия и приподнимает лежащий на них песок, который занимает больший объем («расширяется») за счет увеличения пор примерно на 25—45%. Однако песок при этом не должен подниматься до кромок расположенных над фильтром промывных желобов. Промывная вода с отмытыми от загрузки загрязнениями, достигнув верхней кромки желоба, переливается в него и отводится в голову очистных сооружений.

Промывка производится с интенсивностью 10—18 л/(м² с) (в зависимости от типа фильтра и крупности его загрузки) и продолжается в скорых фильтрах нормально 5—7 мин. Большим значениям интенсивности промывки соответствуют меньшие значения продолжительности.

Напор промывной воды составляет 8—10 м. При движении воды через загрузку песчинки трутся одна о другую, освобождаясь таким образом от прилипшей к ним грязи, которая выносится из загрузки фильтра с промывной водой. Промывку фильтра заканчивают, когда сливающаяся в желоба вода не будет содержать заметной на глаз мути. После промывки песок оседает на подстилающий слой гравия и фильтр становится подготовленным к новому процессу фильтрования.

С целью экономии воды на собственные нужды промывать фильтр целесообразно водой с воздухом, при этом расход воды уменьшается в 4 раза. Для применения водовоздушной промывки фильтры оборудуются колпачковым дренажом (рис. 4.7).

Колпачковый дренаж позволяет равномерно распределять одновременно воду и сжатый воздух. В верхней части колпачка имеются щели, равномерно расположенные по цилиндрической поверхности; его нижняя часть выполнена в виде полого ствола с узкой щелью шириной 1 — 1,5 и высотой 50—60 мм. Суммарная пло-

Рис. 4.7. Дренаж для водовоздушной промывки фильтров: а — элементы дренажа: 1 — дренажная труба с колпачками; 2 — колпачок в сборе; 3 — элементы колпачка; б — дренаж фильтра

щадь щелей всех колпачков, устанавливаемых в фильтры, должна быть равной 0,8— 1,0% его рабочей поверхности.

Процесс водовоздушной промывки фильтра осуществляется для отмывки загрязнений сначала воздухом, а на завершающей стадии для удаления из загрузки фильтра отмытых загрязнений — водой.

При водовоздушной промывке фильтров в отдельной трубчатой распределительной системе для воздуха площадь отверстий в каждом ответвлении предусматривается равной 0,3—0,35 площади его поперечного сечения. Количество колпачков должно быть не менее 35—50 шт. на 1 м² площади фильтра. Давление сжатого воздуха рассчитывают исходя из скорости движения его по трубопроводам 15—20 м/с и выхода из отверстий распределительной системы 30—40 м/с.

Рекомендуемый режим водовоздушной промывки следующий: продувка воздухом, подаваемым с интенсивностью 15—20 л/с м² в течение 1—2 мин; совместная водовоздушная промывка в течение

• 4— 5 мин при подаче воды с интенсивностью 2,5—3 л/с • м²; промывка водой (без продувки), подаваемой с интенсивностью
• 5— 6 л/(м² • с) в течение 4—5 мин. Воду и воздух с большей интенсивностью подают при более крупнозернистых загрузках фильтра.

Иногда применяют в качестве дополнительной поверхностную промывку при помощи неподвижных или вращающихся промывных труб.

В первом случае сбоку фильтра укладывают водоподводящую трубу, а от нее на высоте 50—75 мм над поверхностью песка параллельно желобам помещают дырчатые трубы диаметром 50 мм, через которые поступает промывная вода. Промывку начинают с небольшой интенсивностью и продолжают в течение 2 мин, затем включают нижнюю промывку, а еще через 2 мин поверхностную промывку выключают. Общая продолжительность промывки составляет 7—8 мин.

Во втором случае вращающуюся дырчатую трубу располагают в середине фильтра. При этом вода выходит через сопла, установленные под углом 25° к поверхности фильтра и на расстоянии 100 мм друг от друга на вращающейся трубе, на одном плече с одной стороны, а на другом — с противоположной. При истечении воды из сопла со скоростью 25—50 м/с (под напором 40—60 м) струя вращает трубу возникающей реактивной силой и разбивает пленку на поверхности фильтра.

Принятая и проверенная опытом интенсивность промывки фильтра фиксируется величиной открытия задвижек на трубе у промывного насоса или у напорного бака.

Промывку начинают в зависимости от величины потери напора в фильтре и степени мутности воды (заметного помутнения допускать не следует). Понижать уровень воды на фильтре ниже уровня песка не следует во избежание насыщения песка воздухом.

Не реже одного раза в месяц следует проверять интенсивность промывки. При чрезмерной интенсивности увеличиваются бесполезные потери воды и уносится из загрузки песок; при малой интенсивности песок ввиду недостаточной промывки интенсивно загрязняется, т.е. песчинки обволакиваются грязью и начинают слипаться сначала в шарики, а затем в комья и, наконец, в «мертвые» (неработающие) площади фильтра.

При промывке загрузки в фильтре происходят следующие процессы.

1. Песок расширяется (увеличивается в объеме из-за пор, образуемых водой), и уровень его повышается; при этом песок не должен уноситься вместе с промывной водой. В случае если песок все же уносится, хотя интенсивность промывки подобрана правильно, это означает, что высота кромки переливных желобов (бортов) над уровнем песка недостаточна — желоба следует поднять до высоты И, м, руководствуясь формулой

Не

100

+ 0,25,

где Н— высота фильтрующего слоя (песка), м; е — относительное расширение фильтрующей загрузки, %, принимается по табл. 23 [11].

2. Отводимая вода переливается в желоба равномерно по всей длине кромок (бортов) без подтопления изнутри. В случае неравномерного перелива из-за неровности кромок их надо выровнять по уровню. Наличие подтопления при правильно подобранной интенсивности промывки свидетельствует о том, что сечение желобов недостаточно, в этом случае их следует увеличить.

Ширину желоба, м, вычисляют по формуле

В = К1

я

ж

где — расход воды по желобу, м²/с; Ь = 1,57 + а где а — отношение высоты прямоугольной части желоба в его начальном сечении к половине ширины желоба, принимается в пределах 1 — 1,5; К— коэффициент, принимаемый равным 2 для желобов с полукруглым лотком и 2,1 — с треугольным.

Отводимая трубопроводами и каналами промывная вода не должна создавать подпора в желобах и фильтре.

При промывках необходимо обращать особое внимание на наличие непромытых пятен на поверхности песка или воронок (провалов), что указывает на неисправность дренажа. При перезагрузке фильтров следует тщательно осмотреть весь дренаж и опробовать его на подачу воды без загрузки; замеченные ненормальности (закупорка отверстий в трубах, большие свищи, провал решетки и т.п.) должны быть устранены. Порядок промывки фильтра следующий.

• 1. Прекращают поступление воды на фильтр, закрыв задвижку на трубе, подводящей воду из отстойников или осветлителей на фильтр; перераспределяют поступающую воду на работающие фильтры.
• 2. Срабатывают имеющуюся в фильтре воду и при снижении уровня воды до верхней кромки промывных желобов прекращают фильтрование, закрыв задвижку на линии, отводящей чистую воду из фильтра.
• 3. Производят собственно промывку фильтра, для чего, открыв полностью задвижку на трубе, отводящей промывную воду в сток, начинают постепенно открывать задвижку на трубе, подводящей промывную воду в фильтр из напорного резервуара или от промывного насоса.
• 4. Промывку фильтра продолжают до тех пор, пока прозрачность промывной воды, уходящей в желоба, будет близка к прозрачности очищенной воды. Момент окончания промывки дежурный оператор должен определять самостоятельно; ориентировочно промывка должна продолжаться 4—6 мин.
• 5. Прекращают промывку, закрыв полностью задвижку на трубе, подводящей промывную воду; после этого останавливают промывной насос (в случае промывки от насоса) и закрывают задвижку на трубе, отводящей промывную воду в канализацию.
• 6. Восстанавливают процесс фильтрования, открывая задвижку на трубе, подводящей отстоенную воду; после того как уровень воды несколько превысит кромку желобов, медленно открывают задвижку на трубе сброса «первого фильтрата» (т.е. первых порций фильтрованной воды) в канализацию; по истечении установленного времени (10—15 мин) открывают задвижку на трубе, отводящей чистую воду из фильтра, и закрывают задвижку на трубе сброса «первого фильтрата».

В конце периода сброса «первого фильтрата» необходимо 2—3 раза проверить воду на мутность или прозрачность. Если после промывки фильтра сброс «первого фильтрата» не производится, то начинать фильтрацию воды следует со скоростью 0,5— 1 м/ч, доводя ее до заданной в течение 30—40 мин.

Полностью или хотя бы до уровня песка воду из фильтра спускают только в случаях крайней необходимости (например, для осмотра состояния поверхности загрузки, результатов промывки и др.); если фильтр по каким-либо причинам был опорожнен, то до начала процесса фильтрования воды его нужно заполнить до верхней кромки желобов водой снизу через дренаж. Напускать воду на фильтр через дренаж и желоба нужно постепенно, чтобы не повредить поверхность песка.

Управление работой фильтра состоит в регулировании расхода воды на очистку, регулировании скорости фильтрования воды и проведении промывки для удаления задержанных фильтром загрязнений.

В открытом (безнапорном) фильтре процесс фильтрования воды происходит под действием столба воды:

Яд =Я-Х/7п,

где Я — разность геометрических отметок уровней очищаемой воды в фильтре и на выходе из него; У/?_п — потери напора в фильтре.

Общая сумма потерь напора в фильтре складывается из потери напора в фильтрующем слое Лф._с, потери напора в поддерживающих слоях /г_п.с, потери напора в дренажной системе /г_д, потери напора в регуляторе скорости фильтрования и отводящих трубопроводах Яре- Потери напора /г_{п с} и А_д можно считать для данного фильтра неизменяющимися; к неизменяющимся относятся также

потери и в слое чистой загрузки (песка) Я_ч, т.е. У /г_п = А_п.с+ /г_д+ К.

В течение фильтроцикла на поверхности и в порах слоя фильтрующего материала (песка) фильтра накапливаются загрязнения. По мере увеличения загрязнения пор фильтрующего материала возрастает величина гидравлического сопротивления фильтра И₃ = кф.с — Я_ч, которая меняется от нуля до максимума. При этом если бы фильтр работал все время с постоянным напором Я, то скорость фильтрования у (а следовательно, и количество профильтровавшейся воды О) при этом также изменялась бы от максимума до нуля, что не может быть допущено.

Управление работой фильтра и состоит прежде всего в обеспечении в период времени Тмежду промывками постоянной величины скорости фильтрования V, а следовательно, постоянного количества профильтровывающейся воды (2. Для поддержания постоянной (неизменной) величины скорости фильтрования (а следовательно, постоянного О) вводится искусственное дополнительное сопротивление — регулятор скорости фильтрования с постепенным изменением этого сопротивления от максимума до нуля.

Промывка фильтра должна производиться, когда скорость фильтрования при полностью открытом регуляторе скорости фильтрования станет меньше расчетной величины. В очень загрязнившемся фильтре потеря напора может быть так велика, что в толще фильтрующей загрузки возникает вакуум.

Во избежание образования вакуума под фильтрующей загрузкой дренажная система фильтра должна быть соединена с атмосферой при помощи специальной трубки, выведенной выше поверхности воды в фильтре. Свободный конец этой трубки должен быть направлен вниз во избежание разлива промывной воды по помещению фильтров.

Поддержание постоянной скорости фильтрования выполняют приборы, называемые регуляторами скорости фильтрования.

Напорные фильтры представляют собой закрытые вертикальные или горизонтальные резервуары, выполненные из листовой стали. Фильтры работают при давлении воды в них до 6 атм. Такое устройство позволяет подавать насосами воду через фильтры (т.е. без разрыва струи) непосредственно потребителям или в бак водонапорной башни. В напорных фильтрах допускают потерю напора до 10 м водяного столба, удлиняя фильтроцикл.

Диаметр вертикальных напорных фильтров может достигать 1—3 м; высота фильтра зависит от его диаметра и высоты загрузки.

Горизонтальные напорные фильтры применяются диаметром 3 м и длиной до Юме фильтрующей площадью до 28 м². Вода подводится для фильтрования по трубе и распределяется на фильтре двумя трубами и двумя желобами. Профильтрованная вода проходит через дренажные колпачки в междонное пространство, где собирается дырчатой трубой и отводится в распределительную водопроводную сеть.

Процесс фильтрования в напорных фильтрах — однопоточный, как и в скорых открытых фильтрах; аналогична и промывка загрузки, которая может осуществляться также водой и воздухом.

Напорные фильтры загружают так же, как и открытые, но через люк, устроенный в корпусе. Для регулирования скорости фильтрования и интенсивности промывки на водоподводящих трубах устанавливают расходомеры; расход воды регулируют задвижкой. Для определения потери напора в напорных фильтрах устанавливают пружинные или ртутные дифференциальные манометры.

В процессе работы напорного фильтра в корпусе собирается воздух, для автоматического выпуска которого желательно установить вантуз с обратным клапаном.

Эксплуатация напорных фильтров отличается от эксплуатации открытых фильтров тем, что процесс фильтрования в них нельзя наблюдать визуально, как в открытых фильтрах.

Загрузка фильтров (песок, антрацитовая крошка и др.) должна иметь надлежащий фракционный состав и достаточную однородность, механическую прочность и химическую стойкость зерен по отношению к фильтруемой воде; она должна быть также достаточно пористой.

Применение слишком крупного фильтрующего материала не обеспечивает необходимой степени осветления воды, а применение очень мелкого влечет за собой сокращение фильтроцикла, перерасход промывной воды, вынос и потерю загрузки с промывной водой и как следствие — увеличение эксплуатационных затрат на очистку воды. Неоднородность фильтрующего материала ухудшает условия его промывки: загрузка промывается недостаточно, в результате чего загрязнение ее все время увеличивается, что приводит к цементации, растрескиванию и необходимости химической обработки или преждевременной смены.

При неоднородном по крупности материале ухудшается и фильтрование воды, так как при промывке фильтра вследствие происходящей гидравлической сортировки песка мелкие фракции располагаются у поверхности фильтрующего слоя. Поэтому содержащиеся в воде взвешенные вещества не проникают вглубь, а образуют на поверхности фильтрующего слоя плотную пленку, что приводит к более быстрому нарастанию сопротивления в фильтрующем слое и сокращению фильтроцикла.

Крупность и однородность фильтрующего материала определяются его ситовым анализом на калиброванных ситах. Калибр сита определяется размером его ячеек, через которые проходит шарик объемом, равным среднеарифметическому из объемов наиболее крупных зерен фильтрующего материала, проходящих еще через данное сито.

Механическая прочность фильтрующего материала оценивается двумя показателями — истираемостью (т.е. процентом износа загрузки вследствие трения одного зерна о другое во время промывок) и измельчаемостью (процентом износа вследствие растрескивания зерен). Для оценки этих показателей берут 100 г фильтрующего материала, прошедшего через сито с отверстиями 1 мм и оставшегося на сите с отверстиями 0,5 мм, помещают в банку со 150 мл воды и встряхивают в течение суток на лабораторной машине для встряхивания.

Процент истираемости материала определяют весом его частиц, прошедших после 24-часового встряхивания через сито с отверстиями 0,25 мм; истираемость материала должна быть не более 0,5%. Процент измельчаемости материала определяется весом его частиц, прошедших после такого же встряхивания через сито с отверстиями 0,5 мм и оставшихся на сите с отверстиями 0,25 мм; из-мельчаемость материала должна быть не более 4%.

Химическую стойкость фильтрующего материала проверяют, помещая в три колбы по 10 г испытуемого материала, предварительно отмытого от загрязнений и просушенного при 60°С. В каждую колбу наливают по 500 мл дистиллированной воды. Далее в одну колбу добавляют 500 мг/л хлористого натрия (нейтральная среда), в другую — 200 мг/л соляной кислоты удельным весом 1,19 (кислая среда) и в третью — 200 мг/л едкого натра (щелочная среда).

Содержимое колб взбалтывают через каждые 4 ч и после 24-ча-сового контакта фильтрующего материала со средой отфильтровывают. В полученном фильтрате из каждой колбы определяют плотный остаток, окисляемость и содержание кремниевой кислоты.

Удовлетворительный по качеству фильтрующий материал в результате такого испытания должен давать следующие значения прироста: плотного остатка не свыше 20 мг/л, окисляемости 10 мг/л и кремниевой кислоты 10 мг/л.

Пористость загрузки устанавливают при помощи стеклянного цилиндра диаметром 30 мм, высотой 120 мм. Берут стеклянный мерный цилиндр на 50 мл и наполняют его средней пробой испытуемого фильтрующего материала (при несильном встряхивании 100—150 раз) до тех пор, пока в нем не будет 50 мл не уплотняющегося более при встряхивании материала. Пересыпают эти 50 мл материала в пустой калиорованныи цилиндр, после чего его встряхивают 50 раз и делают метку на уровне поверхности пробы материала. Наполняют бюретку водой до нулевой отметки и затем, открыв зажим, дают воде перетекать из бюретки в цилиндр до тех пор, пока вода не дойдет в цилиндре до определенной метки. Отмечают количество воды, вытекающее к этому моменту из бюретки.

Пористость материала по объему (%) вычисляют по формуле

50 - V р = ЮО———, где V— количество воды, перетекшее из бюретки в цилиндр с пересыпанными в него 50 мл материала, мл.

Для обеспечения нормальной продолжительности фильтро-цикла (8—12 ч) с сохранением требуемого качества осветленной воды пористость загрузки скорых однопоточных безнапорных фильтров должна быть в пределах 35—40%.

Для отмывки песка и его фракционирования иногда в фильтр загружают природный песок, затем включают промывку фильтра и, таким образом, производят его отмывку и сортировку непосредственно в фильтре.

До загрузки фильтра песком (или другим материалом) тем или иным способом предварительно нужно загрузить в фильтр вручную поддерживающие слои гравия и гальки. Перед загрузкой поддерживающих слоев и фильтрующего материала на стенки фильтра наносят горизонтальные отметки, соответствующие высоте каждого слоя загрузки. Горизонтальность поверхностей загрузки проверяют рейкой с уровнем или (что более надежно) по уровню воды, напускаемой на фильтр по окончании загрузки.

При ремонтах фильтров фильтрующий материал приходится выгружать обратно обычно вручную.

После загрузки и предварительной промывки фильтр должен быть прохлорирован водой, содержащей 20—30 г/м³ активного хлора при суточном контакте, с последующей промывкой фильтра до содержания в промывочной воде остаточного хлора 0,2—0,3 мг/л.

При эксплуатации фильтровальных сооружений персонал обязан:

• а) обеспечивать равномерное распределение воды между сооружениями и по площади каждого сооружения;
• б) поддерживать заданные скорости фильтрования, вести наблюдение за приростом потерь напора и качеством фильтрованной воды;
• в) обеспечивать поддержание на сооружениях заданного уровня воды;
• г) своевременно отключать сооружения для промывки и вести наблюдение за эффектом промывки;
• д) своевременно заполнять водой промывные баки;
• е) следить за состоянием задвижек, затворов, гидро- и электроприводов, приборов контроля и средств автоматики, промывных насосов и другого оборудования;
• ж) не допускать перемешивания слоев и смещения фильтрующей загрузки в горизонтальной плоскости;
• з) вести систематический учет работы сооружений соответствующими отметками в журнале;
• и) обеспечивать надлежащее санитарное состояние фильтровального зала и прилегающей территории.

Контроль фильтровальных сооружений осуществляют по технологическим картам.

Окончание фильтроцикла и необходимость проведения промывки загрузки фильтровальных сооружений определяются истечением времени защитного действия загрузки, сопровождающимся нарастающим ухудшением качества профильтрованной воды, или достижением величины предельных потерь напора в загрузке, проявляющейся в уменьшении скорости фильтрования ниже установленного предела с учетом резерва времени, исключающего вынос загрязнений из сооружений.

В процессе эксплуатации проверяют соответствие состава и высоты слоя загрузки проектным значениям. При необходимости заменяют фильтрующий материал более эффективным по адгезионным свойствам с учетом требований [3]. Фильтрующие материалы укладывают слоями. Не допускаются отклонения в отметках отдельных участков слоев более 5 мм. Горизонтальность укладываемых слоев проверяют по уровню воды, напускаемой в сооружение после укладки каждого слоя. Мелкие фракции и глинистые примеси вымывают обратным током воды.

Скорость фильтрации уточняют и оптимизируют в процессе эксплуатации на основе технико-экономических показателей работы фильтровальных сооружений, определяемых по расходу и качеству исходной и обрабатываемой воды, продолжительности фильтроцикла, расходу воды на промывку и периодичности ее проведения, необходимости применения реагентов перед фильтровальными сооружениями.

Число промывок каждого фильтра (не более 3 раз в сутки и не реже 1 раза в 2 суток) увязывают с графиком работы очистных сооружений по их производительности и количеством фильтровальных сооружений, находящихся в данный момент в ремонте.

Периодичность проверки работы контрольно-измерительных приборов — не реже 1 раза в месяц.

Загрузку скорых фильтров промывают водой питьевого качества из резервуаров чистой воды. Промывку загрузки контактного осветлителя по согласованию с местными органами Госсанэпиднадзора допускается производить водой из источника водоснабжения после ее предварительного осветления на сетчатых барабанных фильтрах и хлорирования. При этом мутность промывной воды не должна превышать 10 мг/л, а колииндекс — 1000.

При выборе режима промывки следует учитывать сезонные колебания температуры и качество воды, подаваемой на сооружения. До накопления эксплуатационных данных ориентировочные интенсивность и продолжительность промывки могут быть приняты по СНиП [11].

Во избежание смещения подстилающих слоев и перемешивания фильтрующих слоев загрузки при промывке включение и выключение фильтровальных сооружений производят с постепенным, в течение 1 — 1,5 мин, наращиванием или снижением расхода промывной воды.

Объем остаточных загрязнений должен контролироваться 1 раз в 2 года. Он не должен превышать 1% (считая по массе пробы загрузки) за 3 месяца.

При накоплении остаточных загрязнений в объеме более 1% принимают меры по их удалению из загрузки. Для борьбы с ростом остаточных загрязнений допускается применять поверхностную промывку, обработку фильтрующих материалов едким натром, хлором и сернистым газом. Эффективность действия этих средств предварительно проверяют опытным путем в лабораторных условиях. В случае если химическая обработка не обеспечивает надлежащего эффекта, производят перегрузку сооружения све-жепромытым фильтрующим материалом.

После промывки контактных осветлителей первые порции фильтрата сбрасывают в сток. Сброс первого фильтрата скорых фильтров обязателен. Продолжительность сброса устанавливают опытным путем, исходя из получаемого качества фильтрата и его соответствия требованиям стандарта. До накопления опытных данных продолжительность сброса первого фильтрата на осветлителе может быть при промывке очищенной водой от 5 до 10 мин, при водовоздушной промывке — от 5 до 7 мин, при промывке водой из источника водоснабжения — соответственно от 10 до 15 и от 7 до 10 мин.

Горизонтальность подстилающих слоев проверяют 1 раз в 6 месяцев. Проверку выполняют во время промывки при помощи щупа со специально устанавливаемых переносных мостков с перилами.

Для защиты распределительных систем контактных осветлителей от засорения периодически производят промывку сеток, а также чистку и промывку входных камер. Рамы сеток должны плотно прилегать к направляющим. Сетки не должны иметь повреждений. Сетки следует осматривать не реже 1 раза в квартал, распределительные системы — не реже 1 раза в год.

Загрузку фильтровальных сооружений, на которые подается вода, предварительно не обработанная хлором, периодически обрабатывают (1 раз в 3—4 месяца) хлорной водой с концентрацией активного хлора 100—200 мг/л при продолжительности контакта 8—10 ч.

Дезинфекция фильтров. Обычная промывка фильтров, применяемая для удаления из загрузки осевшей взвеси, не очищает фильтр полностью: стенки фильтров выше уровня промывных желобов, нижняя часть служебных мостиков, трубопроводы, подающие воду, и другие детали или части фильтров могут, несмотря на промывку, оставаться загрязненными и покрываться налетом из хлопьев коагулянта с задержанными органическими веществами, являющимися средой, способствующей развитию микроорганизмов. Поэтому совершенно необходимо при весенней и осенней промывках всех сооружений промывать и дезинфицировать также и фильтры.

Для этого в конце цикла работы фильтра (перед промывкой) его следует сработать почти до уровня песка, а оставшуюся воду спустить. Затем производят тщательное обмывание стенок желобов, шиберов и пр. из брандспойта и очищают щетками вручную. Для удаления из фильтра грязной воды, получающейся от обмывания стенок и промывки загрузки, фильтр промывают обычным способом, но в течение большего времени (до 7—10 мин). Если промывку фильтров производят из резервуара, то после первой, обычной промывки фильтра воду в резервуаре следует прохлори-ровать до содержания хлора 30—40 г/м³ (раствором хлорной извести или непосредственным впуском в воду газообразного хлора из баллона). Затем фильтр заполняют хлорированной водой до возможно высокого уровня и оставляют минимум на 2—3, желательно на 4—6 ч. После соответствующего выдерживания фильтр промывают до содержания хлора в промывной воде 0,3—0,4 мг/л и включают в работу.

В случае промывки фильтра насосом или от напорной сети воду можно хлорировать в трубе, подводящей промывную воду к фильтру. Для этого на ней устанавливают штуцер с запорным вентилем, к которому и присоединяют баллон с хлором.

Дезинфицировать фильтры следует не только после паводка, но и при наличии цветения в водоеме. При дезинфекции фильтров после цветения воды в источнике желательно промыть их 1—2%-ным раствором медного купороса.

Специальная обработка загрязненного фильтрующего материала. В ряде случаев поверхность зерен фильтрующей загрузки обволакивается трудно отмываемой пленкой гуматов железа и алюминия, а иногда и марганца; при этом окраска загрузки заметно изменяется по сравнению с первоначальной.

Для удаления этого обволакивания и предотвращения возможности образования на поверхности загрузки грязевых шариков песок обрабатывают едким натром (раствором каустической соды) или крепким раствором хлорной воды.

При обработке фильтрующего материала едким натром раствор каустической соды приготовляют из расчета 2—4 кг (считая на 75%-ную каустическую соду) на 1 м² поверхности песка в фильтре. Отвешенную в требуемом количестве каустическую соду разводят в минимальном количестве воды (желательно горячей), достаточном для ее полного растворения.

Фильтр, предназначенный к обработке, предварительно тщательно промывают обычным способом, после чего воду из фильтра спускают до поверхности песка и по ней равномерно разливают раствор каустической соды. Затем из трубопровода, подводящего промывную воду в фильтр, напускают воду в таком количестве, чтобы уровень ее превышал поверхность песка на 4—5 см. После этого раствор размешивают граблями по поверхности фильтра.

В таком состоянии фильтр рекомендуется оставить в покое не менее чем на 6—8 ч, после чего, не спуская раствора, песок еще раз перемешивают граблями (с длинными зубьями) на глубину до 30 см, двигая их вдоль и поперек фильтра. Эту операцию, продолжающуюся 12—15 мин, повторяют 4—5 раз через каждые 3 ч.

После этого весь раствор спускают через дренаж в сток и промывают фильтр с обычной интенсивностью. Продолжительность промывки желательно увеличить в 1,5—2 раза. После промывки фильтр включают в нормальную работу.

Вместо заранее приготовленного раствора, разливаемого по поверхности фильтра, можно по площади фильтра равномерно распределить измельченный едкий натр из расчета 3—5 кг (с учетом неполной его растворимости) или 5—10 кг соды на 1 м² площади фильтра. При этом над поверхностью фильтрующей загрузки (после предварительной промывки) должен быть оставлен слой воды 10—15 см. Для растворения засыпанного в фильтр едкого натра или соды его выключают из работы на 10— 12 ч и затем рыхлят поверхность фильтрующего слоя граблями с зубьями длиной 15—20 см. Рыхление производят 5—6 раз в течение 15—18 ч, после чего уровень воды понижают до уровня поверхности загрузки и вновь оставляют на 6—8 ч. Затем весь раствор спускают через дренаж в сток и промывают фильтр, как и в предыдущем случае.

При обработке фильтрующего материала концентрированным раствором хлора (дозой 100 мг/л) задвижку на трубопроводе, отводящем фильтрованную воду в резервуар чистой воды, закрывают, вследствие чего вода направляется в канализацию через трубопровод, отводящий первый фильтрат. Фильтр продолжает работать с нормальной производительностью.

Хлор подают в воду через специальный (переносной) хлоратор или непосредственно из баллона. При этом через каждые 15—30 мин обязательно производят анализ воды «над фильтром» и «после фильтра» на содержание хлора. Необходимо строго следить за тем, чтобы подаваемый хлор попадал только в воду, поступающую в обрабатываемый фильтр, а не в соседние фильтры.

Песок таким способом обрабатывают в течение 2 ч, после чего подачу хлора прекращают и фильтр работает в сток еще в течение 0,5—1 ч. Затем фильтр промывают с обычными интенсивностью и продолжительностью.

В скорых фильтрах и контактных осветлителях контролируют:

• а) скорость фильтрования и потери напора в загрузке — каждые 2—4 ч в зависимости от условий эксплуатации фильтров;
• б) интенсивность промывки — при каждой промывке по мере изменения температуры воды, высоты и состояния фильтрующего слоя загрузки. При использовании водовоздушной промывки, кроме того, 1—2 раза в месяц проверяют интенсивность подачи воздуха;
• в) длительность промывки — 1—2 раза в месяц и чаще, по мере изменения режима промывки и качества очищаемой воды;
• г) расход воды на промывку — при каждой промывке;
• д) степень расширения фильтрующего слоя — 1 раз в год на каждом фильтре при постоянной загрузке и чаще, по мере изменения фильтрующей загрузки (догрузка или снятие мелкого слоя фильтрующего материала);
• е) длительность фильтроцикла сооружений — каждый цикл;
• ж) высоту фильтрующего слоя — 1 раз в год на каждом фильтре при постоянной загрузке и чаще, по мере изменения фильтрующей загрузки (догрузка или снятие мелкого слоя фильтрующего материала);
• з) гранулометрический состав фильтрующего материала (определение минимального и максимального диаметра зерен загрузки, эквивалентного их диаметра и коэффициента неоднородности) — 1 раз в год при постоянной загрузке и чаще, по мере изменения состава загрузки;
• и) горизонтальность расположения гравийных слоев — 1 раз в месяц;
• к) остаточные загрязнения в фильтрующей загрузке — по результатам микробиологического анализа воды при увеличивающемся загрязнении загрузки. При определении остаточных загрязнений в контактных осветлителях нужно учитывать, что основная масса загрязнений накапливается в нижних слоях загрузки. Поэтому пробы загрузки в контактных осветлителях следует брать не только с поверхности, но и из нижних слоев загрузки;
• л) распределение загрязнений по высоте и грязеемкость загрузки — периодически по мере изменения параметров загрузки;
• м) состояние поверхности загрузки фильтра — 1 раз в месяц.