В системе водоподготовки при центральном водоснабжении городов и промышленных объектов искусственное улучшение качества воды [1] на стадии ее предварительной очистки достигается, как правило, за счет использования следующих традиционных способов:
а) первичное отстаивание с применением или без такового реагентов в зависимости от состава исходной воды;
б) коагуляция (введение в обрабатываемую воду солей железа, алюминия или полиэлектролитов) для укрупнения взвешенных коллоидных частиц и перевода их в фильтруемую форму;
в) механическая очистка воды с помощью фильтрования с использованием следующих средств:
– зернистые фильтры (кварцевый песок, гидроантрацит, алюмосиликат или их смеси);
– сетчатые фильтры, обеспечивающие удержание механических загрязнений, с использованием обратной промывки в дренаж;
– картриджные фильтры (колба с фильтрующим элементом – картриджем).
При механической очистке использование традиционного фронтального фильтрования, когда весь поток очищаемой жидкости перпендикулярен фильтрующей поверхности, не всегда является оптимальным решением, поскольку может сопровождаться быстрым забиванием фильтрующей поверхности и необходимостью в связи с этим частого проведения регенерации или замены фильтроэлемента на новый, тем самым имеет место ограниченный ресурс (до забивания) или емкость по примеси.
С этой точки зрения среди традиционных методов предварительной очистки вод в коммунальном хозяйстве наиболее распространенным является метод очистки с использованием насыпных (зернистых) фильтров. Механические примеси из воды в зернистых фильтрах удерживаются в межзернистом пространстве за счет инерционных эффектов, эффектов касания, диффузии с последующим адгезионным удержанием взвесей на зернах загрузки. Регенерация зернистых фильтров при этом осуществляется в режиме взрыхления зернистого слоя и его обратной промывки. Технико-экономические затраты на проведение указанной операции могут быть значительными, однако при своевременном обслуживании и надлежащем обеззараживании воды замена фильтрующего слоя в зернистых фильтрах проводится через каждые 2–3 года [2]. Средства на проведение указанной операции могут быть значительными.