Быстрый песочный фильтр – это устройство для очистки воды, в котором песок или другие зернистые материалы отфильтровывают взвешенные в воде твердые частицы. Эти взвешенные вещества включают грязь и другие органические вещества, которые делают воду мутной или мутной. Быстрая песчаная фильтрация обычно используется на муниципальных водоочистных сооружениях для очистки поверхностных и грунтовых вод, предназначенных для питья. Он также используется для очистки сточных и промышленных сточных вод, содержащих биологические загрязнители, перед сбросом этих вод в окружающую среду.
Быстрая песчаная фильтрация происходит в резервуаре, содержащем один или несколько слоев зернистой среды, такой как песок, антрацит или каменный уголь, гранат, магнетит или другие минералы. Общая глубина среды обычно составляет от 2 до 6 футов (около 0,6–1,8 метра). Во многих системах поступающая вода или приток поступает в верхнюю часть резервуара и течет вниз через среду. Выходящая вода, или сточные воды, уходит через дренажную систему, называемую поддон, который находится под слоем фильтрующего материала.
Когда приток проходит через скоростной песчаный фильтр, многие взвешенные твердые частицы в воде задерживаются над или внутри пор между зернами. Этот процесс процеживания является основным механизмом удаления твердых частиц из воды. Кроме того, взвешенные вещества адсорбируются на поверхности зерен за счет сил межмолекулярного притяжения. Другие физические, химические и биологические процессы также улучшают удаление твердых частиц во время фильтрации.
Эффективность быстрого песчаного фильтра сильно зависит от характеристик входящего потока и зернистой среды. Важные характеристики входящего потока включают концентрации, типы и заряды частиц взвешенных твердых частиц в воде. Глубина слоя среды и заряды частиц, размеры и форма зерен также имеют решающее значение.
Гладкие круглые зерна плотно прилегают друг к другу и образуют очень маленькие поры. Более зазубренные зерна могут образовывать более крупные поры, но они лучше захватывают твердые частицы, когда они проходят мимо. Обычно используются слои из разных зерен, чтобы воспользоваться преимуществами нескольких механизмов удаления.
С течением времени фильтрующий материал быстродействующего песчаного фильтра забивается скопившимися твердыми частицами. На этом этапе фильтр очищается посредством процесса, называемого обратной промывкой. Промывочная вода прокачивается вверх через слой, чтобы вытеснить твердые частицы и вымыть их из резервуара. По мере слива промывочной воды гранулированный материал снова оседает на свои исходные слои, и фильтр снова готов к использованию.