АМЕРИКАНСКИЕ ФИЛЬТРЫ

АМЕРИКАНСКИЕ ФИЛЬТРЫ, быстро работающие песочные фильтры, которые стали применять для очистки мутных речных вод в конце XIX в. в Америке, почему они и получили название А. ф. в отличие от медленно действующих песочных фильтров, известных под именем английских (см. Английские фильтры). Скорость фильтрования в А. ф. равна от 3 до 5 м, а иногда и до 10 м в час и, т. о., в' 30—100 раз превышает нормальную скорость англ. фильтров. Вследствие этого и размеры А. ф. во много раз меньше, чем английских. Для устройства англ. фильтров с производительностью 1 млн. ведер в сутки требуется около 1 гектара земли, А. ф. той же производительности могут быть помещены в одном небольшом здании (см. рисунок 1). Очистка Рисунок 1. Фильтровальная станция на 175.000 куб. л воды в сутки в г. Ниагара Фалльс, штата воды А. ф. представляет собой комбинацию хим. и механического способов. Сперва вода обрабатывается хим. реактивом, «коагулянтом» (первая стадия очистки), затем быстро фильтруется через песок (вторая стадия). Для хим. обработки воды применяется сернокислая соль алюминия, к-рая при прибавлении к воде вступает в обменное разложение с находящимися в воде углекислыми солями кальция и магния. В результате выделяется рыхлый хлопчатый осадок гидрата окиси алюминия: A1_S(S0₄)_S + + ЗСа(НС0₃)₂ = AI₂(OH)₆ + 3CaS0₄ + 6CO_s. Хлопчатый осадок гидрата окиси алюминия во время своего образования обволакивает находящуюся в воде муть и бактерии и вместе с ними частью осаждается на дне отстойного бассейна, частью заносится с водою на песочный фильтр, где происходит фильтрование. Обработка воды сернокислым алюминием называется «коагулированием». Смотря по свойствам и степени загрязнения речной воды, для коагулирования ее прибавляется от 20 до 160 г A1,(S0₄)_S.18H,0 на 1 куб. м, что соответствует 0,25—2 в на 1 ведро. На ряду с алюминиевым коагулянтом употребляются и другие, гл. обр., сернокислое железо, чаще одновременно с известью. Мутные воды лучше коагулируются с известью, к-рая вводится как в виде окиси, так и в виде гидрата окиси (известковое молоко); это удобнее, особенно для малых станций, но менее экономично и требует постоянного перемешивания. В Америке в наст, время применяются машины, подающие эти хим. добавки в виде порошка (сухая пульверизация).—Конструкции смесителя разные: с применением механических мешалок и без них, в виде нешироких бассейнов, где вода совершает зигзагообразный путь, поворачивая вокруг конца каждой продольной перегородки на 180° («around-the-end») или попеременно опускаясь сверху вниз благодаря перегородкам, не доходящим попеременно то до потолка, то до пола канала («up-and-down») и др. После смесительных камер вода с хлопьями коагулянта поступает в отстойник, и ее переход должен быть так сконструирован, чтоб этих хлопьев не разбивать. В отстойнике коа-

л (1.400.000 ведер) Нью-Йорк.

гулированная вода оставляет большую часть своих хлопьев, оставшиеся плавающие хлопья коагулянта задерживаются уже фильтром,образуя на поверхности песка тонкий желатинозный слой, отчасти аналогичный пленке английских фильтров, но не обладающий специфическими биолог, свойствами последних. Отстойники при А. ф. строятся обычно меньших размеров, чем при английских. Период отстоя в них от 2 до 6 часов , средняя глубина обычно 3,5—4,5 м.—Загрязнение открытых водоемов под влиянием роста промышленности в С.-А. С. Ш. и стандартные требования к очищенной питьевой воде ныне заставили техническую мысль усовершенствовать современные способы очистки. Сюда относятся методы т.н. двойного коагулирования, двойного хлорирования, на ряду с двойной фильтрацией воды. Примененное сначала в Портсмуте, Айртоне и др. городах штата Огайо, это двойное коагулирование было испытано с успехом в г. Цинцинати. Здесь процесс очистки сложился след. образом: коагулирование [Al₂ (S0₄)_s] и продолжительный отстой (до 72 часов), вторичное коагулирование и вторичный 5—8-часовой отстой, фильтрация через механические фильтры и хлорирование. Окончательный продукт удовлетворял стандартным требованиям, а стоимость двойного коагулирования по сравнению с ординарным была даже ниже на 18,1%, благодаря удлинению периода работы фильтров и уменьшению расхода воды на промывку. По своему внешнему виду А. ф. представляют собою разной величины деревянные, железные или бетонные резервуары-чаны, загруженные мелким песком с диаметром зерна 0,3—1,0 мм; толщина фильтрующего слоя колеблется в пределах 0,7—1,5 м. Дно фильтра сделано из прочной мелкой сетки или снабжено сосочками с мелкими отверстиями, через к-рые очищенная вода поступает в отводящую трубу. Вместо натурального песка американцы рекомендуют применять мелко раздробленный, отсеянный

Рисунок 2. Американский открытый фильтр системы Джуела.

кварц, отличающийся особой чистотой, твердостью и однородностью состава. — Различают два основных типа А. ф.: а) открытые или самоточные и б) закрытые или напорные. В открытых фильтрование идет только под давлением разности уровней воды на фильтре и в регуляторе, в закрытых давление больше, благодаря напору подаваемой на фильтр воды. Открытые фильтры, в общем, работают лучше закрытых. В зависимости от конструктивных особенностей существует целый ряд систем А. ф.—открытые фильтры системы Джуела, Уоррена, Хоуетсона, Кон-тиненталя, Кенди, Дерюмо (Jewell, Warren, Howatson, Continental, Candy, Desrumeaux) и др.; напорные—системы Джуела,Ридделла (Riddell), «Нептун». Наиболее широкое распространение имеют открытые фильтры системы Джуела. Они представляют собой (см. рисунок 2) высокие деревянные или железные баки, разделенные на две половины: верхнюю и нижнюю. Нижняя половина служит отстойным бассейном; в верхнюю половину вставлен другой бак меньшего размера, загруженный песком; он предназначен для фильтрования воды. Подлежащая очистке вода смешивается с определенным количеством коагулянта и входит в отстойный бассейн, здесь она делает медленное круговое движение в течение 15—20 мин. и, оставив часть хлопьев коагулянта на дне отстойника, поднимается по широкой центральной трубе в верхний чан и наполняет его, распределяясь равномерно по всей поверхности песка. Пройдя через песок, вода собирается системой трубок, снабженных сетчатыми сосочками, и поступает в трубу, отводящую ее в резервуар чистой воды. Для поддержания определенной и равномерной скорости фильтрования, к отводящей трубе присоединен регулятор Хоуетсона (см. рисунок 3), к-рый в единицу времени пропускает только определ. количество воды. Для прибавления к очищаемой воде раствора коагулянта устраивается небольшой бачок с краном, отверстие которого регулируется специальными диафрагмами; иногда раствор коагулянта впрыскивается в воду посредством специального насоса. Пропуская большие количества коагулированной воды, А. ф. через 6—12 часов работы засоряется осевшими в нем хлопьями коагулянта и другими взвешенными частицами из воды. Это загрязнение постепенно проникает во всю толщу песка и влечет за собою быстрое ухудшение качества фильтрованной воды. Как только фильтр начал обнаруживать признаки засорения, работа его останавливается, и фильтр подвергается чистке. Для этого фильтр опоражнивают от воды и начинают под известным напором пропускать через него в обратном направлении снизу вверх чистую фильтрованную воду в течение 5—-15 мин. В то же время приводится в действие погруженная в песок металлическая мешалка в виде грабель с длинными зубьями. Эти грабли вращаются машиной вокруг своей оси то в одну сторону, то в другую, перемешивая песок. Чистая вода, проходя снизу вверх через всю толщу перемешиваемого песка, уносит из него накопившуюся грязь и, переливаясь через края фильтра, поступает сначала в промежуточное пространство между стенками баков, а оттуда—в водосток для грязной воды. В нек-рых конструкциях фильтров, вместо механических мешалок, во время промывки фильтра применяется продувание через песок снизу вверх сжатого воздуха или пара, к-рые перемешивают песок. На промывку фильтра расходуется в среднем от 5 до 10% всей фильтрованной воды; во время паводков этот 1%сход доходит до 20—25%. Минимальные скорости тока промывной воды—ок. 3 м в мин., более действительны 3,5—4,5 м в мин., иногда доводят до 7 м. Длительность промывки 3—8 мин. По окончании промывки фильтр опять пускается в работу, при чем первый фильтрат, как неудовлетворительный, в течение 20—30 мин. должен спускаться в водосток. Время от времени песок в фильтрах рекомендуется обрабатывать горячим крепким раствором соды для удаления прочно приставшей грязи, несмываемой при обычной промывке. Размеры А. ф., в зависимости от их конструкции и степени производительности, могут быть самые разнообразные. Из открытых фильтров системы Джуела наиболее удобными для эксплоатации являются фильтры размерами от 3,5 до 4,5 м в диаметре, с нормальной производительностью от 1.000 до 1.200 куб. м (80—100 тыс. ведер) воды в сутки. Фильтры Джуела могут также устраиваться и без осадочных бассейнов в их нижней части; в таких случаях общая высота бака сокращается, и осадочный бассейн устраивается отдельно. Закрытый напорный фильтр системы Джуела имеет приблизительно такое же устройство, как открытый самоточный фильтр; его закрытый бак сделан из прочного котельного железа; работает он под усиленным напором воды. Цилиндрические формы резервуаров А. ф. в С.-А. С. Ш. в наст, время употребляются лишь для временных и малых установок или при работе под давлением. В 1901 г. город

Рисунок 3. Регулятор скорости фильтрования системы Хоуетсона.

Мариетта (Огайо) ввел у себя четырехугольные железобетонные резервуары, получившие теперь широкое распространение. Толщина слоя песка 0,609—0,760 м; хорошие результаты, в зависимости от местных условий, получаются и при меньших размерах. Эффективная величина—0,35—0,60лш,коэф. однородности—1,5—1,7. Вся потребная площадь фильтрации скорых фильтров разбивается на ряд отделений с производительностью 2.273—4.546—9.092—13.638— 18.184 куб. м в день (0,5—1—2—3—4 млн. галлон.) и более. Измерительные приборы и рукоятки для управления всеми отделениями часто сосредоточиваются на одном, двух штанлах. Исправно работающие А. ф. задерживают из воды все взвешенные частицы и дают вполне прозрачный фильтрат. Желтая гумусовая окраска речных вод резко ослабевает, количество органических веществ и аммиака в воде сильно уменьшается, количество серной к-ты повышается, вследствие чего возрастает и постоянная жесткость воды. Бактерий задерживается от 95 до 99%. Процент удаления Bacter. coli равен 90—99%. Лабораторный контроль состоит в определении темп, воды, мутности, цветности, щелочности, жесткости, числа бактерий при 20° и 37° (presumptiv Bacter. coli-test), и остающегося С1 при хлорировании. Большею частью нужен контроль ежедневно, а на больших станциях— до нескольких раз в день. Сведения каждую неделю направляются в соответствующий орган здравоохранения.—Из важных с санитарн. точки зрения недостатков А. ф. надо отметить, следующие: 1) отсутствие автоматичности и постоянства в их работе; периоды хорошей работы часто сменяются периодами мало удовлетворительной работы; скорость фильтрования и степень коагулирования воды должны постоянно варьировать в зависимости от перемен в составе подлежащей очистке воды; 2) фильтры требуют очень внимательного и высоко квалифицирован. надзора и ухода за собою; 3) начало хорошей работы фильтра после его промывки и наступление периода плохой его работы перед промывкой устанавливаются лишь приблизительно, обыкновенно «на глаз»; при этом нет достаточной гарантии, что в резервуар очищенной воды все время будет поступать безупречная в санит. отношении вода; 4) вследствие частых, несколько раз в сутки, промывок фильтра и малой продолжительности периодов полезной работы между промывками, своевременный, а именно, предварительный бактериологический контроль за работою А. ф. является невозможным; 5) в отличие от английских, в работе А. ф. замечается более резкая зависимость бактериальной очистки воды от степени бактериального загрязнения водоема; чем богаче вода водоема бактериями, тем, при прочих равных условиях, большее число бактерий пройдет через америк. фильтры, хотя выраженное в процентах число задержанных бактерий будет весьма большим—95— 99% (Friedberger, Хлопин). Поэтому при очистке речных и озерных вод А. ф. необходимо очень внимательно следить за сан. охраной водоема и, в случае каких-либо подозрений о загрязнении его, особенно в эпид. время, прибегать к хлорированию или озонированию воды. Из технических недостатков А. ф. имеют значение следующие: 1) непроизводительная трата больших количеств фильтрованной воды на частые промывки фильтра и на спуск фильтрата после промывки; 2) не вполне равномерное перемешивание коагулянта с водой; 3) довольно быстрая изнашиваемость подвижных частей механизмов в фильтрах.—К положительным сторонам А. фильтров следует отнести свойство их задерживать из воды очень мелкую глинистую муть и резко уменьшать желтую гумусовую окраску воды. Вопрос о применении А. ф. для очистки питьевой водопроводной воды неоднократно обсуждался на водопроводных съездах, а также и в специальной научной литературе, но вполне определенного и окончательного мнения об их работе до сих пор мы не имеем. Безусловно хорошие отзывы можно встретить в амер. литературе. Очень крупные установки А. ф. вполне успешно работают в разных городах С.-А. С. Ш. Хорошие отзывы об А. ф. дают Bitter, Gotschlich, Schreiber, не вполне удовлетворительные— Friedberger и Hilgermann и московская комиссия, работавшая под председательством С. Бубнова (1901—1903 гг.). Из нашей практики можно указать, что некоторые города, например, Нижний-Новгород, Сталинград, Ульяновск, Владимир, Рыбинск, Тобольск и другие, устроившие у себя еще в дореволюционное время А. ф. для очистки водопроводной воды, не всегда были довольны результатами их работы в отношении очистки воды. Точно также и в наст, время работа А. ф. в городах СССР не отличается совершенством. Причину этого следует искать отчасти в конструктивных недостатках фильтров, отчасти в сложных условиях их правильной эксплоата-ции, требующей опытного и высококвалифицированного персонала по уходу за ними. Последним объясняется и то обстоятельство, что вновь устроенные А. ф. работают исправно, пока находятся под управлением установивших их инструкторов, но как только надзор за ними переходит в другие руки, результаты очистки воды обыкновенно ухудшаются. Фильтры американской системы в СССР строит гос. фирма «Нептун» (Москва). В Германии: Maschi-nenfabrik Grevenbroich (Rhld.); Gesellschaft fur Stad-tereinigung und Ingenleurbau, Wiesbaden; Firma Dehne, Halle; Halvor Breda, Berlin; Wold. Lehrmann, Ber-lin-Sildende и мн. др. Представительство фильтров Дшуела (Jewell) имеется в Берлине у В.А.М.А.G. (Berlin-Anhaltische Maschinenbau-Aktien-Gesellschaft, Berlin NW 87). Лит.: Бубнов С, Американские механические фильтры, М., 1904; Игнатов Н., Американские фильтры с санитарной точки зрения, «Инж. Дело», 1907; Зимин Н., Американский способ очищения воды, М., 1905; Отчеты и протоколы Всеросс. во-допр.. съездов; Friedberger, Zeitschr. f. Hygiene, В. LXI, 1908; Gotschlich, Rapport sur les experiences faites avec le Jewell filtre a Alexandrie; Hilgermann, Vierteljalir. f. ger. Med. u. Off. Sani-tatswesen, B. XXXII, 1906 (см. также лит. в ст. Английские фильтры). Н. Игнатов, В. Лазарев.

Смотрите также:

АМЕТРОПИЯ (от греч. а—отриц. част., metron—мера и opsis—зрение), несоразмерно устроенный глаз, аномалия рефракции (см.), при к-рой нет соответствия между силой преломляющего аппарата и длиной глаза; т. о., аметропическим будет всякий глаз ...
AMYGDALA (tonsilla), 1) долька мозжечка, расположенная на нижней поверхности его полушарий; образует часть крыши IV желудочка; 2) скопление лимф, фолликулов в слизистой оболочке, между передними и задними нёбными дужками, а также ...
АМИГДАЛИН, Amygdalinum, CMH27NOu, > глюкозид, находящийся в горьких минда- ; лях и косточках персиков в количестве около 2,5—3,5%; в значительном количестве А. содержится в листьях лавровишневого дерева, черемухи (Prunus padus) ...
AM И ГД ДЛИТ (от греч. amygdale—миндалина), или тонзиллит, воспаление миндалевидных желез зева, обычно наблюдаемое при ангинах (см.) как важнейший анат. субстрат их. А. может быть и вне собственно ангинозных заболеваний, напр., гнойный А. ...
АМИГДАЛОТОМ, ИЯ,см. Миндалина глоточная. ,