1. Повільні фільтри.
Повільні фільтри можуть застосовуватися для фільтрування некоагульованої води, що містить відносно дрібну завись.
Рисунок 14 – Схема повільного фільтра
1, 17 - трубопроводи для відведення фільтрованої води; 2 – регулятор швидкості фільтрації; 3, 6 – поплавкові клапани; 4 - трубопровід для подачі промивної води; 5 – трубопровід для подачі води, що освітлюється; 7 – позначка рівня води у фільтрі; 8 – позначка рівня води у фільтрі при змиванні забруднень; 9 - каретка розпушувача з монорейкою; 10 – корпус фільтра; 11 – водонепроникні стіни; 12. 16 – кишені; 13 – пориста бетонна плита; 14 - піщаний шар, що фільтрує; 15 – дренаж.
Швидкість фільтрування на повільних фільтрах при вмісті завислих речовин у вихідній воді до 25 мг/л приймається рівною 0,2 м/год (до 0,3 м/год при виключенні одного з фільтрів на ремонт або промивання). При вмісті завислих речовин у вихідній воді від 25 до 50 мг/л швидкість фільтрування приймають відповідно в межах 0,2-0,1 м/год. При такій малій швидкості фільтрування повільні фільтри повинні мати дуже велику площу. Це зумовлює їхню високу будівельну вартість.
Повільні фільтри є бетонними або цегляними резервуарами.
У фільтрах площею до 15 м 2 спеціального дренажу не влаштовують. Збір профільтрованої води здійснюється через лоток у днищі фільтра. При більшій площі фільтра влаштовують дренаж із перфорованих труб, цегли або бетонних плит, що укладаються з зорями.
Мала швидкість фільтрування і малі розміри частинок суспензії сприяють дозріванню плівки, що фільтрує, протягом 1-2 діб. Нормальна робота фільтра (від моменту закінчення дозрівання плівки до моменту очищення) у повільних фільтрах триває 1-2 місяці. Для очищення з фільтразнімають забруднений верхній шар піску товщиною 1-2 см. Очищення повільного фільтра при великій його площі є трудомісткою та дорогою операцією.
Повільні фільтри були першим типом фільтрів, що застосовувалися у водопровідній практиці. Гідність їх вельми високий рівень освітлення води і високий відсоток затримання бактерій (у сучасних установках знезараження води простіше і дешевше досягається її хлоруванням). Недоліками повільних фільтрів є їхня значна будівельна вартість, великі розміри потрібної для їх влаштування площі і, нарешті, складність очищення.
Будівельні норми рекомендують їх використання при відносно малій каламутності вихідної води (до 50 мг/л), кольоровості до 50 град та відсутності коагулювання. Повільні фільтри застосовують у сільськогосподарських водопроводах. Відсутність реагентного господарства значно полегшує обслуговування фільтрів.
2. Швидкі фільтри.
Фільтри, що працюють за принципом швидкого фільтрування, або «швидкі фільтри», широко застосовуються в практиці очищення води. Швидкість фільтрування цих фільтрів приймається від 6 до 12 м/ч залежно від типу фільтрів і крупності завантаження. Швидкі фільтри використовують для освітлення каламутних та кольорових вод після коагулювання (і відстоювання), при реагентному пом'якшенні, знезалізненні та в деяких інших випадках.
При швидкому фільтруванні значно швидше, ніж при повільному відбувається забруднення фільтра, що вимагає його очищення. Досвід роботи швидких фільтрів показує необхідність їх очищення 1–2 рази на добу (а в паводки та частіше). При такому частому очищенні фільтра важливо скоротити до мінімуму необхідний для цього час і спростити сам процес очищення.
Очищення швидких фільтрів проводять шляхом промивання фільтруючого матеріалузворотним струмом чистої води, що подається знизу через дренаж і проходить через шари гравію та піску. У деяких установках для інтенсифікації процесу промивання піску застосовують його механічне перемішування (граблями, стисненим повітрям), додаткову подачу води на верхні шари фільтра (поверхневе промивання) тощо.
Вода в процесі фільтрування може проходити через швидкі фільтри:
а) самопливом завдяки перевищенню рівня води у фільтрі над рівнем води в резервуарі чистої води (в який вода відводиться);
б) під натиском (зазвичай створюваним насосами); фільтри у разі повинні бути влаштовані як закритих напірних резервуарів.
Відповідно до цих принципів роботи розрізняють фільтри самопливні та напірні.
Звичайні самопливні швидкі фільтри влаштовують найчастіше у вигляді прямокутних у плані залізобетонних резервуарів.
Вода надходить на фільтр через кишеню та жолоби, проходить через шари піску та гравію та відводиться за допомогою дренажних пристроїв, розташованих у нижній частині фільтра.
При промиванні фільтр вимикається з роботи, промивна вода подається знизу через дренажні пристрої та проходить шари гравію та піску у зворотному напрямку. Швидкість проходження через фільтр промивної води в кілька разів більша за швидкість фільтрування. Вода змучує пісок і інтенсивно відмиває його від забруднень, що надійшли в процесі фільтрування. Промивна вода відводиться через жолоби. Борт жолобів повинен бути розташований на такій висоті над поверхнею піску, щоб при даній інтенсивності промивання в жолоб разом з промивною водою не міг бути винесений пісок крупності, яку має завантаження фільтра. Промивання триває 5 – 7 хв.
Рисунок 15 – Схема однопоточного швидкого фільтра
1 – дренажний пристрій; 2 –підтримуючий шар; 3- фільтруючий шар; 4 – повітряний канал; 5 – збірний жолоб; 6 – бічна кишеня; 7 – трубопровід для подачі води; 8 – трубопровід для відведення надлишку воли; 9 – трубопровід для відведення фільтрованої води.