Фильтрование воды в технологических схемах обработки природных вод для питьевых и производственных нужд – один из самых распространенных технологических приемов водоочистки, при этом фильтры с зернистой загрузкой являются основным элементом, позволяющим обеспечивать требуемое качество очищенной воды, и именно эти сооружения обеспечивают максимальную степень очистки природных вод по сравнению с другими сооружениями при относительно невысоких экономических затратах.
Одной из инженерных задач, связанных с проектированием и конструированием фильтровальных сооружений, является корректное назначение технологических параметров их работы и расчет габаритных размеров, которые впоследствии обеспечат получение воды требуемого качества.
При расчете радиальных фильтров следует учитывать, что особенностью радиального фильтрования от центра к периферии фильтра является нелинейное изменение скорости в направлении фильтрования по радиусу фильтра, поэтому назначение скоростей фильтрования (рис. 1) на входе и выходе во многом определяет, во-первых, эффективную по качеству получаемого фильтрата работу фильтра, во-вторых, его конструктивные размеры. В конструкциях радиальных фильтров при заданной (принятой) рабочей высоте фильтрующей обоймы фильтра (Ω) и постоянстве подаваемого расхода воды (qв ) скорость фильтрования (υф(r)) является функцией площади поперечного сечения фильтра по радиусу (r) фильтра по направлению фильтрования, а ее величину для любого произвольного сечения фильтра можно определить исходя из уравнения:
где: r' – произвольное значение радиуса в направлении фильтрования.
В радиальных напорных фильтрах [1, 2] обезжелезивания подземных вод динамика изменения скорости фильтрования по направлению движения потока воды в толще фильтрующей загрузки заложена и определяется конструктивными особенностями фильтров, причем характер динамики и интенсивность изменения скорости фильтрования зависят от конструктивных и геометрических размеров фильтра и могут быть заложены изначально в зависимости от качества очищаемой воды, характеристик фильтрующего материала и требуемого соответствия скорости фильтрования гранулометрическим характеристикам загрузки.