Що таке АНГЛІЙСЬКІ ФІЛЬТРИ - ВеликаМедична Енциклопедія
Малюнок 1. Великий закритий англійський фільтр, вкопаний у землю і засипаний поверх склепінь піском.
Темзи. У Берліні пісочні фільтри були побудовані в 1853 р., у Москві-1902 році. А. ф. являють собою величезні, вкопані в землю залізобетонні або викладені з цегли та каміння на цементному розчині басейни, завантажені матеріалами, що фільтрують, і наповнені водою (див. малюнок 1). Вони бувають «відкриті» та «закриті». Закриті фільтри мають перевагу перед відкритими, що міцні бетонні склепіння, до того ж засипані зверху землею, надійно захищають воду від різких коливань зовнішньої атмосфери; взимку вода у фільтрах не замерзає, а влітку сильно не нагрівається, і в них не розвивається такої величезної кількості зелених водоростей, як у відкритих; крім того, вони захищені від різноманітних випадкових забруднень з боку людей і тварин. А. ф. влаштовуються різних розмірів залежно від потреби, причому площа кожного окремого закритого фільтра нерідко сягає 2.000-2.500 кв.м,тобто близько % гек
тара, площа відкритих сягає 3.000— 7.500 кв. м. Завантаження А. ф. фільтруючими матеріалами проводиться у слід. порядку (див. малюнок 2 і 3): на дні басейну влаштовуються дренажні канали для збирання та відтоку очищеної води; на канали кладуть шар каменів завбільшки з кулак, на них накладають шар каменів завбільшки з волоський горіх, потім насипають шари великого і дрібного гравію і на останній навантажують товстий шар дрібного піску. Камені та гравій у фільтрі грають лише роль опори, що підтримує пісок. Товщина шарів каменю, гравію та піску варіює залежно від конструктивних особливостей фільтрів. Так, наприклад, нові московські фільтри в Рубльові зовсім не мають шару каміння. Найбільш типовим вважаєтьсяслід. розташування фільтруючих шарів: «Польові» каміння. » Діаметр зерна. . 200-60мм. .60-30 » 30-20 » Товщина шару 25см15 » 12»» »»20-10 » 4- 3 <4 1, 0-0, 3 8 5 150-60 Загальна товщина шарів-від 1,5 до 2,0 л. Весь матеріал для завантаження фільтрів повинен бути добре відсіяний, рівномірної величини, ретельно промитий та звільнений від органічних домішок. Після завантаження фільтруючими матеріалами А. ф. наповнюють знизу вгору водою до висоти 1мнад рівнем піску і залишають його на деякий час у спокої, потім дуже повільно пускають у дію. Протягом перших днів знову завантажений фільтр дає не добре очищену воду; потім поступово робота його налагоджується, і він починає очищати воду. Такий фільтр, що добре працює, називають «зрілим». Дозрівання фільтра залежить від утворення на поверхні піску тонкої та дуже неясної біол. «плівки», що складається з водоростей, бактерій і зважених частинок глини, що осіли з води. З різних видів водоростей, яких у плівці знаходили до 160 видів, особливо корисними є Bacillariaceae, що надають плівці будову повсті з дуже дрібними порами. Плівка розташовується не тільки на поверхні піску, але також проникає і на деяку глибину, при Рисунок 2. Поперечний раарез англійського фільтра:1—вода;2- пісок;3-гравій та каміння;i-дренаж; а-колектор. чим кожна піщинка покривається слизовим шаром, населеним бактеріями-сапро-фітами і протозоями, що знищують бактерій-забруднювачів води. безперервно працює від кількох] ШШ^^^^^^^Ш^шШ
Рисунок 3. Розріз дрони англійського фільтра:
а-дренажний канал;Ь-штукатурка;2і3-співвідв. Мал. 2. тижнів до6 міс. и більше. У міру роботи фільтра товщина плівки поступово зростає, і хоча якості фільтрату прогресивно покращуються, проте, занадто щільна плівка дуже сповільнює фільтрацію. Для отримання належної кількості. фільтрованої води потрібно тому поступово збільшувати напір води, встановлюючи все більшу різницю рівнів у фільтрі та камері, що відводить (див. малюнок 4). Це допустимо лише до певної межі, інакше може статися раптовий прорив плівки та різке погіршення якостей фільтрату. Падіння втрати натиску А. ф. зазвичай пропорційно швидкості фільтрації; ефективність фільтра не знижується з втратою напору. Допустима межа втрати напору вважається 0,9-1,2м,але в інших випадках (подвійна фільтрація) вона може бути доведена і до 1,8м.Чим вище t ° води тим менше тертя в піску, тому втрата напору зазвичай менше влітку і більше взимку; при крайніх цифрах відношення може стати рівним 1:2. Як тільки плівка в А. ф. досягла певної щільності, на що вказує різницю рівнів води, що значно збільшилася, на фільтрі і в відвідній камері, є необхідність «чистки» фільтра. Для цього зупиняють роботу фільтра, спускають з нього воду і залізними лопатами знімають зверху шар піску на 1-2см; при цьому видаляється найщільніша верхня частина плівки і всі забруднення, що осіли на піску. Механічна чистка А. ф., дуже бажана в гігієні. відношенні, не набула, однак, широкого поширення. Після закінчення чищення фільтр дуже обережно наповнюють водою, причому заповнення піску відбувається струмом фільтрованої води знизу вгору. Потім фільтр пускають у дію і протягом 2-3 днів спускають із нього фільтрат в річку, поки фільтр знову дозріє для правильної роботи. Після декількох чисток шар піску у фільтрі значно зменшується,і, коли його залишиться близько половини, фільтр додають свіжого промитого піску до початкової товщини. Глибокі шари піску у фільтрі забруднюються дуже повільно, і тільки через багато років може знадобитися повне перевантаження та промивання всього фільтра. Після довантаження А. ф. іноді спостерігається, що втрата напору зростає набагато швидше, ніж це буває на молодому фільтрі; чищення не відновлює у разі початкової величини втрати напору. Це явище, яке спостерігалося і на московських фільтрах, пояснюється підповерхневим забрудненням («subsurface clogging» американців, «похована плівка» за московською термінологією). Якщо перед довантаженням шар старого піску видалений на недостатню глибину, то вкрай тонка каламута осідає на цьому забрудненому шарі, утворюючи як би вторинну плівку, що не піддається чищенню, так як вона «похована» під довантаженим шаром. Зрозуміло, що чищення поверхневої плівки не допоможе. Причина явища, помірне недбалостей при довантаженні, пояснюється, при подвійній фільтрації, проникненням на значну глибину колоїдних сполук А1 з органічними речовинами, що може статися навіть при прозорому попередньому фільтраті, що надходить на А. ф. Коли за А. ф. коагулювання не використовується, таке явище може походить від колоїдних сполук Fe з органічними речовинами (паводки). Причина вказує і на заходи попередження небажаного явища, якщо воно сталося, то необхідно вдатися до навантаження піску. Для отримання добрих результатів при очищенні води А. ф. потрібно, щоб експлоатація їх велася за певною програмою, виробленою у суворій відповідності до працездатності та конструктивних особливостей даних фільтрів. Швидкість фільтрування повинна бути рівномірна протягом цілої доби і неперевищувати 100ммза 1 годину. Швидкістю фільтрування називається висота стовпа води, що пройшов через одиницю кв. площі за одиницю часу. Зміна швидкості фільтрування завжди супроводжується зміною тиску, під впливом якого відбувається фільтрування, а це легко викликає розриви ніжної плівки і порушує правильну роботу фільтра. Якщо А. ф. працюють у постійному контакті з префільтрами, як це має місце в Москві, швидкість фільтрування без особливого збитку може бути збільшена в 172-2 рази. Для регулювання швидкості фільтрування кожен фільтр забезпечується відповідним приладом-регулятором, розташованим у камері, що відводить з фільтра очищену воду (див. рис. 5). При цьому регулятор допускає витікання в одиницю часу лише певної кількості води, завдяки чому у фільтрі підтримується певна та рівномірна швидкість фільтрування. Вода, що підлягає очищенню, забирається з водоймища за допомогою спеціального приймача. Для звільнення води від плаваючих у ній великих предметів і грубих домішок забірний кінець труби на приймачі обрешічується, і нерідко додаються мідні луджені сітки
Малюнок 4.А—камера, що відводить фільтровану воду з англійської
фільтра; с-регулювальник швидкості фільтрування;t-відвідна труба;а-труба, що приводить воду в камеру (колектор фільтра); d-вентиляція фільтра. з прозорами близько 1 див. Зрідка застосовувані «сіточні відділення» фільтрувальних станцій грають у той же час і побічну роль аераторів. Влаштовуються і самостійні аератори, головн. образ., в С.-А. С. Ш., у вигляді, наприклад, великих струменів, що фонтанують, що допомагають ослабленню запаху і смаку води при цвітінні водойм, при наявності маслянистих плівок, нафтових залишків та ін. Перш ніж вступити на А. ф., вода зазвичайпіддається після приймача відстоюванню у великих відкритих або закритих басейнах, де бліда частина зважених частинок (пісок, глина та ін.) осідає; це дуже оберігає фільтри від швидкого забруднення та покращує всю їхню роботу. Відстійники бувають двох основних типів, що розрізняються за періодом осадження: в одному випадку цей період вимірюється місяцями та тижнями, в іншому - годинами. Так, наприклад, у Лондоні, Вашингтоні Філадельфії вода відстоюється 5—14 днів; у Москві від 8 до 12 години. Перший тип конструктивно спрощений, без перекриття, але вимагає великих водовместилищ, оскільки він грає, головним чином, роль окопного басейну, сильно збільшує ефект седиментації, зокрема і щодо бактерій, і має значення для англійських фільтрів, оскільки значно покращує воду в періоди підвищення її каламутності та числа бактерій (півводдя, паводки). Недоліки його-цвітіння (боротьба-шляхом застосування мідних солей в нікчемних дозах).- Вчасно великих річкових паводків, коли вода надзвичайно каламутна від змучених дрібних частинок глини, вдаються, крім відстоювання, ще до хімічної обробки води «коагулюванням» і до пропускання її через попередні фільтри, що швидко працюють, після чого вже її направляють для остаточного очищення на А. ф. Процес коагулювання полягає в тому, що до каламутної річкової води перед надходженням її в відстійник додається розчин сірчанокислого алюмінію в кількості 0,5 - 2гAl.j(S04)3. 18H20 на
Рисунок 5. Регулятор швидкості фільтрування системи Ліндлеп: з-плаваючий поплавець; g-вікно для входу води;ABC-засувка для регулювання величини вікна, Т-труба, що відводить воду з регулятора в резервуар очищеної води. Нижній малюнок – вид регулятора Ліндлея зверху.