ФИЛЬТРЫ

ФИЛЬТРЫ — устройства, предназначенные для отделения примесей или разделения смесей веществ, находящихся в различных агрегатных состояниях, имеющих разную степень дисперсности и электрозаряженности. Фильтрами называют также устройства, задерживающие звуковые или электромагнитные волны разных частот и энергии. В соответствии с этим различают Фильтры жидкостные, газовые, молекулярные (см. Рентгеновские аппараты) и др.

Основным элементом любого Фильтра является фильтрующий материал, в качестве к-рого используют металлические сетки, ткани, песок, антрацитовую крошку, керамзит, дробленые шлаки, активированный уголь, силикагель, зерненую натронную известь, алюмосиликаты, ионообменные смолы и другие полимеры, воду, р-ры кислот, щелочей, комплексообразователей (для задержки газообразных и парообразных веществ).

В зависимости от вида фильтрующего материала, агрегатного состояния и свойств компонентов фильтруемой смеси разделение на фильтрах осуществляется за счет механической задержки, процессов сорбции (см. Сорбция), в силу различия скоростей прохождения разных молекул через фильтрующую среду, ионного обмена или за счет потери энергии соответствующих волн. Прохождение фильтруемой смеси через фильтрующую среду обеспечивается обычно различием барического или осмотического давления, разностью потенциалов или энергией волны.

Для очистки воздуха и других газов применяют тканевые, бумажные, масляные, угольные, известковые, гравийные, водяные (водяные завесы) Ф., а также Ф. из искусственных полимерных материалов, напр, ткань Петрянова (см. Санитарная охрана атмосферного воздуха).

Для очистки молока и других жидких пищевых продуктов используют пластинчатые, дисковые, листовые, патронные, ленточные, тканевые (фильтры Нутча) и другие Ф.

Очистка воды (см.) в коммунальном водоснабжении чаще всего производится с помощью песчаных Ф.

По скорости фильтрации воды различают медленные и скорые Ф. Медленные фильтры представляют собой большие бетонные или кирпичные резервуары, на дне к-рых находится дренажная система, а над нею — слой из гравия, поддерживающего фильтрующий слой песка толщиной от 0,9 до 1,5 м с размером частиц 0,1—0,35 мм. Вода через медленный Ф. просачивается под действием силы тяжести со скоростью 0,1—0,3 м/час, освобождаясь от взвешенных частиц и микроорганизмов (до 99%), чему способствует биол. пленка, к-рая образуется на поверхности песка через несколько дней работы такого Ф. Медленные Ф. просты в эксплуатации, но в связи с малой производительностью могут быть использованы лишь в небольших населенных пунктах. Скорые Ф. состоят из тех же элементов, что и медленные, а также подводки для промывной воды и желобов для ее сбора и отведения. Скорость фильтрации в них до 7—8 м/час. Увеличение производительности достигают использованием крупнозернистого песка с размером частиц до 1,2 мм. Надежность осветления воды обеспечивается предварительным ее коагулированием. При этом на поверхности песка образуется фильтрующая пленка, состоящая из хлопьев коагулянта и коллоидных взвесей, находившихся в воде. При утолщении пленки и увеличении сопротивления фильтрации свыше допустимой величины вся масса песка промывается обратным током воды, подаваемой снизу вверх через впуск промывной воды. Промывная вода с отфильтрованными частицами грязи и хлопьями коагулянта отводится через желоба в канализацию.

В двухпоточном фильтре АКХ (Академия коммунального хозяйства) дренажная система расположена в толще песка на глубине примерно 0,5 м от поверхности. Основная масса фильтруемой воды подается снизу вверх. Меньшая часть для предотвращения выноса песчаной загрузки подается на поверхность, т. е. фильтруется обычным путем. Это позволяет увеличить скорость фильтрации до 12—15 м/час.

Для очистки воды используется также контактный осветлитель. При этом методе очистки вся вода подается снизу вверх, собирается на поверхности песка и отводится по желобам в распределительный канал, а оттуда в резервуар чистой воды.

Полевые фильтры представляют собой технические устройства, смонтированные на транспортных средствах специального назначения или переносные. Они предназначены для очистки воды или воздуха в полевых условиях от естественных загрязнений, а также для их обеззараживания и обезвреживания при загрязнении вследствие применения оружия массового поражения. В качестве фильтрующих материалов используются песок, антрацитовая крошка, сульфоуголь, карбофер-рогель, хлопчатобумажная ткань и другие пористые материалы.

Для очистки воды в полевых условиях используют автофильтро-вальную станцию МАФС-3, к-рую монтируют на автомобиле. Она состоит из фильтра, заполненного крошкой из антрацита, двух дехлораторов, очищающих воду от избыточного количества добавляемого к ней хлора, а также от нек-рых вредных веществ, и коммуникаций для подачи воды. В прицепе перевозят мотопомпы, резиновые резервуары, резиновые шланги, запас реагентов, фильтрующих материалов, инструмент и запасные части. Для контроля качества воды на станции имеются лабораторные комплекты. Производительность станции 7,5 м³/час, продолжительность работы (фильтроцикл) — до 20 час. Время развертывания — 1,5 часа, свертывания — 1 час.

Другим средством очистки воды в полевых условиях служит войсковая фильтровальная станция ВФС-2,5, отличающаяся от МАФС-3 технологией обработки воды и меньшей производительностью. В ней процесс коагуляции и хлорирования совмещается с фильтрацией воды через взвешенный слой коагулянта; кроме того, вода облучается УФ-лучами, для чего имеется блок бактерицидных УФ-ламп (см. Бактерицидные облучатели).

На ротных, батальонных и других полевых пунктах водоснабжения используют тканево-угольные фильтры, напр. ТУФ-200, в комплект к-рого входит собственно фильтр, ручной насос, резервуары для воды, брезентовые ведра, фильтрующие материалы, реагенты. Вес всего комплекта — 80 кг. Фильтр представляет собой металлический цилиндр с дном и привинчивающейся крышкой, входным и выходными штуцерами. Фильтрующим материалом являются тканевый мешок из молескиновой саржи и активированный уголь.

При отсутствии Ф. промышленного изготовления вода может быть очищена Ф., сделанными из подручных средств. Для этого используют деревянные и железные бочки, металлические баки или плотно сбитые деревянные ящики. На дно емкости укладывают дренажный слой из хвороста, мелкой гальки или мелкого щебня, поверх него загружают отмытый древесный уголь в тканевом мешке, еще выше — речной песок или тканевый мешок из бязи или молескина, обработанный реагентами. Вода фильтруется самотеком.

Очистка воздуха в полевых условиях в кабинах и обитаемых отделениях специальных машин чаще всего осуществляется методом сепарации и фильтрации. Сепаратор, нагнетающий воздух через Ф., отделяет крупные частицы пыли, собственно Ф. очищает воздух от мелких частиц пыли, в т. ч. от вредных примесей. Поэтому шихта полевых воздушных фильтров принципиально не отличается от шихты фильтров для коллективных средств защиты (см.).

Для защиты органов дыхания людей от пыли применяют респираторы (см.) различной конструкции, имеющие вид маски. В качестве фильтрующего материала для респираторов используют вату, фетр, бумагу, ткань Петрянова.

Библиогр.:

Жуков А. И., Монгайт И. Л. и Родзиллер И. Д. Методы очистки производственных сточных вод, М., 1977;

Журба М. Г. Фильтры с плавающей загрузкой для сельхозводоснабжения, М., 1978, библиогр.; он же, Очистка воды на зернистых фильтрах, Львов, 1980, библиогр.; Кноп В. и Тесье В. Техника обеспечения чистоты воздуха, пер. с нем., М., 1970; Кожинов В. Ф. Очистка питьевой и технической воды, М., 1971; Пирумов А. И. Обеспыливание воздуха, М., 1981; Руководство по гигиене водоснабжения, под ред. С. Н. Черкинского, М., 1975; Энциклопедический словарь военной медицины, т. 5, ст. 757, М., 1948.

Н. Ф. Кошелев, В. И. Барабанов; П. Н. Курпита (полевые фильтры).