Сверхскоростные напорные фильтры

Сверхскоростные фильтры работают при скоростях фильтрования от 25 до 50 и даже до 100 м/ч. Эти фильтры могут применяться в тех случаях, когда к прозрачности фильтрата не предъявляется особо высоких требований (преимущественно при грубом осветлении воды для производственных нужд). Значительные потери напора на фильтре потребовали пропуска воды через него под напором; быстрое засорение фильтрующего материала привело к созданию особой автоматической системы промывки фильтров.

Сверхскоростные фильтры системы Г. Н. Никифорова. Такой фильтр был предложен в 1933 г.

На V.53 показан сверхскоростной вертикальный фильтр системы Г. Н. Никифорова. Фильтр выполнен в виде металлического резервуара 1 цилиндрической формы. Внутри резервуара располагается другой цилиндр 2 меньшего диаметра. Загрузка расположена в кольцевом пространстве между стенками этих цилиндров. На дренажное днище 3 уложены слои поддерживающего материала (гравия) и затем слой песка. В вертикальном направлении фильтр разделен радиально расположенными вертикальными перегородками на восемь равных камер. Перегородки идут от верха фильтра до дренажного днища. В междудонном пространстве (между дренажным и нижним днищами фильтра) перегородок не имеется.

Вода поступает на фильтр по напорной трубе 4 в распределительный колпак 5 и из него через окна или щели 6 — в камеры фильтра (во все, кроме одной), проходит через загрузку, дренажное днище и из междудонного пространства поступает через отверстия 7 в центральный цилиндр, из которого фильтрат отводится по напорной трубе 8.

В верхней части фильтра вращается (при помощи электродвигателя 9) патрубок 10, приемное отверстие которого последовательно останавливается перед входным окном 6 каждой из камер фильтра. В то время как семь камер работают на фильтрование, та камера, против окна которой остановился патрубок 10, автоматически выключается из работы на фильтрование, и поступление воды в нее прекращается. Одновременно с этим вода из междудонного пространства 11 под имеющимся там напором устремляется в выключенную из работы камеру в обрат-ном направлении и промывает фильтрующий материал.

Грязная промывная вода уходит через патрубок 10 в центральный стояк 12 и отводится из фильтра по трубе 13.

Движение патрубка 10 — прерывистое, чередующееся с остановками его приемного отверстия против окна каждой камеры для ее промывки (что осуществляется при помощи специально устроенного зубчатого передаточного механизма).

Движение патрубка обеспечивает постепенное закрывание и открывание окон, т. е. включение или выключение отдельных камерфильтра.

Так как камеры фильтра через междудонное пространство сообщаются друг с другом, в фильтре имеет место постоянная разность давлений в распределительном барабане и сборной шахте (соединенной с междудонным пространством). Таким образом, во всех камерах, работающих на фильтрование, в любой момент суммарные потери напора при прохождении воды через фильтр есть величина постоянная. Так как по мере загрязнения фильтра сопротивление его будет возрастать, то количество проходящей через камеру воды будет соответственна уменьшаться, т. е. скорость фильтрования будет уменьшаться от начальной наибольшей величины vB (в только что промытой камере) до vK (в камере перед очередной промывкой).

Для определения производительности фильтра принимают среднюю расчетную скорость фильтрования:

Полный цикл работы рассмотренного фильтра 80 мин, из которых каждая камера 71 мин работает на фильтрование, 6 мин — на промывку и 3 мин — на операции, связанные с промывкой.

Дальнейшее развитие идеи сверхскоростного фильтрования привело к созданию батарей напорных сверхскоростных мешалочных фильтров, автоматически управляемых при помощи электрифицированных, задвижек на линиях труб, обслуживающих фильтры.