Важнейшей характеристикой работы фильтров является скорость фильтрования, в зависимости от которой фильтры подразделяются на медленные (0,1—0,2), скорые (5,5—12) и сверхскоростные {25— 500 м/ч). Медленные фильтры применяют при небольших расходах воды без предварительного коагулирования; сверхскоростные — при подготовке воды для промышленных целей, для частичного осветления воды.
Наибольшее распространение получили скорые фильтры (рис. II.45), на которых осветляется предварительно коагулированная вода. Скорый безнапорный фильтр представляет собой прямоугольный железобетонный резервуар, который загружен кварцевым песком, уложенным на гравийный поддерживающий слой. Осветляемая вода по трубопроводу подается па фильтр, проходит через фильтрующую загрузку, в которой задерживаются взвешенные частицы, и- собирается дренажной системой. Дренаж выполняется из перфорированных труб. Из дренажа по трубопроводу осветленная вода отводится в резервуар чистой воды.
Рис. II.45. Схема работы открытого скорого фильтра при фильтровании (а) при промывке (б)
В зависимости от количества воды, поступающей на фильтр, и содержания в ней взвешенных веществ периодически осуществляют промывку фильтра (через 12—72 ч). Промывка скорых фильтров производится обратным током воды. Промывная вода по трубе подается в дренаж, который равномерно распределяет воду по площади фильтра. При движении воды снизу вверх через загрузку фильтрующий слой расширяется, увеличиваясь в объеме, и перемешивается, в результате чего происходит отмывка зерен загрузки от загрязнений. Промывная мода собирается желобами и отводится в карман. В период промывки задвижки на трубах, предназначенных для отвода фильтрата, закрыты. Расход воды, подаваемой на промывку 1 м2 фильтрующей поверхности загрузки, называется интенсивностью промывки (л/см2). Продолжительность подачи промывной воды на скорый фильтр равна 3—8 мин. После промывки фильтр снова включают в работу.
Контактные осветлители (рис. II.46) по устройству аналогичны скорым фильтрам и являются их разновидностью. Осветление воды, основанное на явлении контактной коагуляции, происходит при движении ее снизу вверх. Коагулянт вводят в обрабатываемую воду непосредственно перед ее фильтрованием через песчаную загрузку. За короткое время до начала фильтрования образуются лишь мельчайшие хлопья взвесей. Дальнейший процесс коагуляции происходит на зернах загрузки, к которым прилипают ранее образовавшиеся мельчайшие хлопья. Этот процесс, называемый контактной коагуляцией, происходит быстрее, чем обычная коагуляция в объеме, и требует меньшего количества коагулянта. Контактные осветлители промывают путем подачи воды снизу через распределительную систему (как в обычных скорых фильтрах).
Рис. II.46. Схема контактного осветлителя: 1,2 — трубопроводы для подачи промывной и осветляемой воды; 3, 4 — трубопроводы для отвода промывной и осветленной воды; 5 — распределительная система из дырчатых труб; 6 — гравий; 7 — песок; 8— желоб