Войти
Медленный песочный фильтр Медленный песочный фильтр есть используется в очистке воды для обработки сырой воды с получением питьевого продукта. Обычно они имеют глубину от 1 до 2 метров, могут иметь прямоугольное или цилиндрическое поперечное сечение и используются в основном для очистки поверхностных вод. Длина и ширина резервуаров определяются требуемой скоростью потока фильтров, которые обычно имеют скорость загрузки от 200 до 400 литров в час на квадратный метр (или от 0,2 до 0,4 кубических метров на квадратный метр в час).
Медленные песочные фильтры отличаются от всех других фильтров, используемых для очистки питьевой воды, тем, что они работают за счет использования сложной биологической пленки, которая естественным образом растет на поверхности песка. Сам по себе песок не выполняет никакой функции фильтрации, а просто действует как субстрат, в отличие от своих аналогов для УФ-обработки и обработки под давлением. Хотя они часто являются предпочтительной технологией во многих развивающихся странах из-за их низких энергозатрат и надежной работы, они также используются для очистки воды в некоторых развитых странах, таких как Великобритания, где они используются для очистки воды. поставлено в Лондон. Медленные песочные фильтры в настоящее время также проходят испытания на предмет контроля патогенов в питательных растворах в гидропонных системах.
Оригинальная карта Джона Сноу, показывающая кластеры холеры во время эпидемии в Лондоне 1854 года.Первое задокументированное использование песочные фильтры для очистки водоснабжения относятся к 1804 году, когда владелец отбеливателя в Пейсли, Шотландия, Джон Гибб, установил экспериментальный фильтр, продав свои ненужные излишки публике. Этот метод был усовершенствован в течение следующих двух десятилетий инженерами, работающими в частных компаниях водоснабжения, и он привел к созданию первого в мире очищенного водоснабжения для общественного водоснабжения, установленного инженером Джеймсом Симпсоном для Chelsea Waterworks Company в Лондоне в 1829 году. Эта установка обеспечивала фильтрованной водой каждого жителя этого района, и в последующие десятилетия конструкция сети широко копировалась по всей Соединенному Королевству.
Практика очистки воды вскоре стала общепринятой, и достоинства этой системы стали очевидны после исследований врача Джона Сноу во время вспышки холеры на Брод-стрит в 1854 г.. Сноу скептически относился к господствовавшей в то время теории миазмов, которая утверждала, что болезни вызываются ядовитым "плохим воздухом". Хотя микробная теория болезней еще не была разработана, наблюдения Сноу заставили его отказаться от преобладающей теории. Его эссе 1855 г. «О способах коммуникации холеры» убедительно продемонстрировало роль водоснабжения в распространении эпидемии холеры в Сохо с использованием карты распределения точек и статистических доказательств того, что проиллюстрировать связь между качеством источника воды и случаями холеры. Его данные убедили местный совет отключить водяной насос, что быстро положило конец эпидемии.
Закон о водоснабжении Метрополиса ввел регулирование компаний водоснабжения в Лондоне, в том числе впервые минимальные стандарты качества воды. Закон «предусматривал обеспечение снабжения метрополии чистой и полезной водой» и требовал, чтобы вся вода «эффективно фильтровалась» с 31 декабря 1855 года. За этим последовало законодательство об обязательной проверке качества воды, включая всеобъемлющую химические анализы, в 1858 году. Этот закон стал всемирным прецедентом для аналогичных государственных вмешательств в области общественного здравоохранения в Европе. Столичная комиссия канализации была сформирована в то же время, фильтрация воды была принята по всей стране, и новые водозаборы на Темзе были открыты выше Теддингтонского шлюза.
Обработка воды пришла в Соединенные Штаты в 1872 году, когда Покипси, штат Нью-Йорк открыла первую установку медленной фильтрации песка, резко снизив количество случаев холеры и брюшного тифа, которые серьезно повлияли на местное сообщество. Критерии дизайна Покипси использовались по всей стране в качестве модели для других муниципалитетов. Первоначальная очистная установка в Покипси работала непрерывно 87 лет, прежде чем была заменена в 1959 году.
Неочищенная вода медленно поступает в фильтровальную комнату через правую трубу. Вода будет проходить сквозь слои песка на дно этой комнаты. Слой Шмуцдеке можно наблюдать на этом снимке. Медленные песчаные фильтры работают через образование студенистого слоя (или биопленки ), называемого гипогеальным слоем или Шмуцдеке в верхних нескольких миллиметрах слоя мелкого песка. Schmutzdecke образуется в первые 10–20 дней работы и состоит из бактерий, грибов, простейших, коловраток и ряда личинок водных насекомых. По мере старения эпигеальной биопленки может развиваться больше водорослей и могут присутствовать более крупные водные организмы, включая некоторые мшанки, улитки и кольчатые черви. Поверхностная биопленка - это слой, который обеспечивает эффективную очистку при очистке питьевой воды, а нижележащий песок обеспечивает поддерживающую среду для этого слоя биологической очистки. Когда вода проходит через гипогеальный слой, частицы посторонних веществ захватываются слизистой матрицей, а растворимый органический материал адсорбируется. Загрязняющие вещества метаболизируются бактериями, грибами и простейшими. Вода, полученная из образцового медленного песочного фильтра, имеет отличное качество с уменьшением количества бактериальных клеток на 90–99%.
Медленные песочные фильтры медленно теряют свои характеристики по мере утолщения биопленки и, таким образом, снижают скорость потока через фильтр. В конце концов, необходимо обновить фильтр. Для этого обычно используются два метода. В первом случае соскребают верхние несколько миллиметров мелкого песка, чтобы обнажить новый слой чистого песка. Затем воду декантируют обратно в фильтр и рециркулируют в течение нескольких часов, чтобы дать возможность развиться новой биопленке. Затем фильтр заполняется до полного объема и снова вводится в эксплуатацию. Второй метод, иногда называемый мокрым боронованием, заключается в понижении уровня воды до уровня чуть выше гипогеального слоя и перемешивании песка; таким образом осаждая любые твердые частицы, содержащиеся в этом слое, и позволяя оставшейся воде вымыть песок. Затем фильтрующая колонна заполняется до отказа и снова вводится в эксплуатацию. Влажное боронование позволяет быстрее вернуть фильтр в эксплуатацию.
Типичная конфигурация встроенной системы медленных песочных фильтров 
работает по принципам медленных песочных фильтров Медленно песочные фильтры обладают рядом уникальных качеств:
В то время как на многих муниципальных очистных сооружениях одновременно используется 12 или более кроватей, небольшие сообщества или домохозяйства могут использовать только иметь один или два фильтрующих элемента.
В основании каждой грядки есть серия водостоков в елочку, которые покрыты слоем гальки, которая, в свою очередь, покрыта крупным гравием. Сверху кладут следующие слои песка, а затем толстый слой мелкого песка. Вся глубина фильтрующего материала может составлять более 1 метра, большая часть которого представляет собой мелкий песчаный материал. Поверх песчаного слоя находится надосадочный слой неочищенной воды.
