Расчет осветлителей производят на характерные периоды их работы: паводок и зимний. Площадь осветлителя F коридорного типа или кругового с вертикальным осадкоуплотнителем определяют суммой площадей зоны осветления F3.0 и осадкоуплотнения Fo.y

Одним из эффективных аппаратов предварительной обработки природных вод является гидроциклон. Вращательное движение суспензии и перемещение ее от периферии к центру в гидроциклоне, а также в направлении вдоль его оси возникает благодаря тому, что она подается по касательной к его наружному корпусу, разгрузка происходит через отверстия, расположенные в центре по оси аппарата. Центробежная сила, возникающая во вращающейся суспензии в гидроциклоне, при нормальных условиях работы намного превышает силу тяжести. При значительной скорости потока вдоль оси гидроциклона образуется воздушный столб. В гидроциклоне образуются два вращающихся потока: внешний, направленный к вершине конуса, и внутренний, направленный в противоположную сторону. При вращении потока часть жидкости удаляется через нижнее отводное отверстие, а часть отделяется и, двигаясь в радиальном направлении, вливается во внутренний поток; к нему прибавляется основное количество жидкости у вершины конуса.

Одним из методов осветления воды является ее фильтрование через сетки, ткани и фильтрующие порошки. Процесс чисто механический и сопряжен с преодолением относительно больших сопротивлений. Сущность метода заключается в пропускании жидкости, содержащей дисперсные и коллоидные примеси, через фильтрующую основу, проницаемую для жидкости и непроницаемую для частиц взвеси. Последние будут задерживаться на поверхности фильтрующей основы, образуя фильтрующую пленку. Поэтому последующие порции жидкости будут профильтровываться через пленку и фильтрующую основу, что будет способствовать повышению эффекта осветления жидкости. Аппараты, реализующие этот метод обработки воды, получили название фильтров, к их числу относятся: микрофильтры, акустические фильтры, барабанные сита (микросетки), намывные (каркасные) фильтры. Принцип действия первых трех типов фильтров основан на фильтровании осветляемой жидкости через микросетки, а на последнем фильтрование производится через намытый на каркас (сетку, пористый элемент и т. п.) фильтрующий порошок.

При очистке маломутных (мутность до 40 мг/л) и малоцветных вод (цветность до 30º) для промышленного и коммунального водоснабжения, для снабжения водой в полевых условиях получил распространение метод, основанный на фильтровании через слой специального фильтрующего порошка, предварительно нанесенного на фильтрующую основу. Фильтрующими перегородками служат плоские и цилиндрические пористые керамические, сетчатые и каркасно-навитые элементы. В качестве фильтрующих порошков применяют диатомит, целлюлозу, асбест, бентонит, древесную муку, опилки и т. д. Намывные фильтры снижают содержание органических веществ примерно на 50%. хорошо удаляют железо, масла и бактерии. Они, как правило, работают по напорной схеме, реже как гравитационные и вакуумные. Наружная поверхность фильтрующих элементов служит основой, на которой откладывается слой фильтрующего порошка. Такой слой наносится на фильтрующий элемент перед началом работы фильтра. Для этого производится намыв суспензии фильтрующего порошка. Расход порошка при этом составляет 300-400 г/м2 фильтрующей поверхности; на эту операцию затрачивается 3-5 мин. Равномерный слой порошка удерживается на поверхности фильтрующего элемента за счет разницы давлений в корпусе фильтра и внутри фильтрующего элемента.

Фильтры с зернистой загрузкой классифицируют по ряду основных признаков: по скорости фильтрования - медленные (0,1-0,3 м/ч), скорые (5-12 м/ч) и сверхскоростные (36-100 м/ч); по рабочему давлению - открытые (или безнапорные), напорные; по направлению фильтрующего потока - однопоточные (обычные скорые фильтры), двухпоточные (фильтры АКХ, ДДФ); многопоточные; по крупности фильтрующего материала - мелкозернистые, среднезернистые, крупнозернистые: по числу фильтрующих слоев - однослойные, двухслойные, многослойные

В послевоенные годы в СССР и за рубежом разработано много новых конструкций распределительных устройств. Из них наибольшее распространение получили щелевые устройства, колпачковые пористые и сборные железобетонные. Большим достоинством новых конструкций является то, что они позволяют отказаться от поддерживающих слоев гравия, благодаря чему уменьшается высота и, следовательно, стоимость фильтра. Кроме того, устраняется опасность неравномерного распределения воды из-за смещения поддерживающих слоев при промывке. Щелевое распределительное устройство представляет собой систему труб со щелями, ширина которых на 0,1 мм меньше размера самой мелкой фракции загрузки. Для трубчатого щелевого дренажа применяют трубы из нержавеющей стали или из полиэтилена серии С или Т. Щели располагают в шахматном порядке по всей поверхности труб. Общая площадь щелей составляет 1,5-2% площади фильтра.

При реагентном умягчении воды или реагентном обезжелезивании наряду с обычной промывкой целесообразно применять поверхностную промывку для отмыва загрязнений в верхнем слое загрузки. Ее можно производить с помощью неподвижных или вращающихся промывных труб. В первом случае вода подается на фильтр через сеть труб с отверстиями, расположенными параллельно желобам на высоте 50 мм над поверхностью песка через каждые 0,7-1 м. Вода в дырчатые трубы поступает под напором 30-40 м. Сначала в течение 2-3 мин производят только поверхностную промывку с интенсивностью 3-4 л/(с?м2), после чего включают нижнюю промывку, доводя в течение 3-5 мин общую интенсивность до 15 л/( с?м2) и обеспечивая таким образом расширение фильтрующего слоя сначала до 10-15% и под конец до 30-45%. Затем поверхностную промывку прекращают и промывают фильтр только снизу вверх. Общая продолжительность промывки 7-8 мин.