«Результаты эксплуатации водоочистной станции в Вашингтоне, округ Колумбия»

Plate 1: Washington Aqueduct, D. C. Filtration Plant Injector Sand-Handling System

АМЕРИКАНСКОЕ ОБЩЕСТВО ИНЖЕНЕРОВ-СТРОИТЕЛЕЙ

ОСНОВАНО В 1852 ГОДУ

ТРУДЫ

Доклад № 1191

ВОДООЧИСТНАЯ СТАНЦИЯ, Г. ВАШИНГТОН, ОКРУГ КОЛУМБИЯ. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. 1

Под авторством Э. Д. Харди (E. D. Hardy), чл. Амер. о-ва инж.-строит.

С обсуждением доклада членами Общества: Алленом Хейзеном (Allen Hazen), Джорджем А. Джонсоном (George A. Johnson), Моррисом Ноулзом (Morris Knowles), Джорджем С. Уипплом (George C. Whipple), Ф. Ф. Лонгли (F. F. Longley) и Э. Д. Харди (E. D. Hardy).

Вашингтонская фильтровальная станция уже описана в полной мере. 2 К моменту написания этой работы (ноябрь 1906 года) фильтровальная станция находилась в эксплуатации всего около года. К настоящему времени она непрерывно работает в течение 5 лет, и в различных сохранившихся журналах и отчетах накопилось множество данных о стоимости, эффективности и методах эксплуатации. Предполагается, что краткий обзор результатов и сводка данных в табличной форме будут интересны членам Общества, а также выражается надежда, что обсуждение данной работы позволит выявить сопоставимые результаты эксплуатации других фильтровальных станций. В целях удобства приводится следующее общее описание станции.

Описание фильтровальной станции. — Вашингтонская фильтровальная станция была завершена и введена в эксплуатацию в октябре 1905 года. Она состоит из насосной станции для подъема воды из ресивера Макмиллан-Парк на фильтрующие слои; 29 фильтров медленного песчаного типа с эффективной площадью по 1 акру каждый; резервуара очищенной воды емкостью около 15 000 000 галлонов; а также необходимых трубопроводов и арматуры для транспортировки воды, регулирования скорости фильтрации и т. д.

1 Presented at the meeting of February 15th, 1911.

2 "Works for the Purification of the Water Supply of Washington, D. C.," by Allen Hazen and E. D. Hardy, Members, Am. Soc. C. E., Transactions, Am. Soc. C. E., Vol. LVII, p. 307.

В насосной станции установлены три центробежных насоса, напрямую соединенных с тандем-компаунд-паровыми машинами; два насоса для промывки песка; три небольших электрических генераторных агрегата для обеспечения электроосвещения; и четыре водотрубных котла мощностью по 200 л. с.

Каждый из центробежных насосов имеет номинальную производительность 40 000 000 галлонов в сутки при работе на напор 21 фут, а каждый насос для промывки песка имеет производительность 2 500 000 галлонов при работе на напор 250 футов. Электрические генераторы и двигатели для освещения снабжают током освещение насосной станции, конторы, лаборатории и других зданий, а также дворов и внутренних помещений фильтров, кроме того, обеспечивают работу механической мастерской.

Фильтры и резервуар очищенной воды построены полностью из бетонной кладки. Полы выполнены в виде перевернутых сводчатых арок, на которых опираются пирсы, поддерживающие сводчатые перекрытия. Все эти бетонные работы аналогичны тем, что применялись на фильтрах в Олбани, Филадельфии и Питтсбурге.

Фильтры содержат в среднем 40 дюймов фильтрующего песка и 12 дюймов фильтрующего гравия. Гравий отсортирован по крупности от крупного к мелкому; нижняя и более крупная часть служит частью дренажной системы, а верхний и самый мелкий слой поддерживает фильтрующий песок. Исходная вода от насосов подается на фильтры по напорным стальным клепаным водоводам, имеющим 20-дюймовые чугунные ответвления для подачи воды на отдельные фильтры. Очищенная вода собирается дренажной системой отдельных фильтрующих слоев и по 20-дюймовым чугунным трубам подается в регуляторные здания. Эти регуляторные здания содержат необходимую запорную арматуру, регистрирующие приборы и т. д. для регулирования скорости фильтрации, измерения потери напора, отключения фильтра, заполнения фильтра очищенной водой из дренажной системы, а также для возврата воды в резервуар исходной воды или сброса ее в канализацию. Из регуляторных зданий очищенная вода поступает непосредственно в резервуар очищенной воды. Как правило, пятью фильтрами управляют из одного здания, однако имеются два случая, когда регуляторные здания меньше по размеру и из каждого управляются только два фильтра.

Грязный песок, удаленный из фильтров, транспортируется переносным эжектором через один или несколько отрезков 3-дюймового шланга и стационарный трубопровод диаметром 4 дюйма на пескомывки. Из пескомывок промытый песок поступает в бункеры для хранения из железобетона, каждый из которых имеет емкость 250 куб. ярдов и расположен на такой высоте, что под него могут заезжать тележки, загружаемые через затвор.

До апреля 1909 года выгрузка песка обратно в фильтры производилась тележками, которые заполнялись через затворы в песочных бункерах. Затем его подвозили к верхней части фильтрующих слоев и сбрасывали через люки на желоба, которые можно было поворачивать в любом направлении. Эти желоба использовались для предотвращения чрезмерного уплотнения песка вблизи люков и для облегчения его распределения по фильтрам. Начиная с апреля 1909 года весь песок загружается обратно гидравлическим методом. Под затвором песочного бункера устанавливается эжектор, и песок перемещается в обратном направлении из бункера по 4-дюймовому трубопроводу и одному или нескольким шлангам на фильтрующий слой. Этот процесс значительно снизил стоимость повторной засыпки песком, и имеющиеся данные показывают, что он окажется полностью удовлетворительным во всех отношениях.

Средний эффективный размер зерен и коэффициент неоднородности фильтров приведены в Таблице 1.

Table 1—Filter Sand as Originally Placed.

Filter No. Average effective size, in millimeters. Average uniformity coefficient. Depth of sand, in inches. Average turbidity.

1 0.32 1.88 35.3 2,600

2 0.30 1.78 37.7 2,200

3 0.32 1.77 40.2 3,000

4 0.29 1.80 42.5 1,800

5 0.34 1.74 44.9 2,700

6 0.31 1.78 37.7 2,300

7 0.29 1.72 40.1 2,300

8 0.32 1.75 40.2 2,800

9 0.32 1.78 42.5 2,900

10 0.30 1.69 39.5 2,500

11 0.34 1.93 37.1 2,600

12 0.29 1.66 34.7 2,100

13 0.32 1.83 33.6 3,500

14 0.29 1.66 33.6 2,600

15 0.33 1.75 39.0 2,400

16 0.33 1.78 42.3 3,000

17 0.33 1.86 45.5 3,300

18 0.34 1.80 48.7 3,100

19 0.34 1.80 52.0 ...

20 0.34 1.87 39.0 2,700

21 0.32 1.82 42.3 2,400

22 0.33 1.74 45.5 2,200

23 0.33 1.81 48.7 2,300

24 0.35 1.80 52.0 2,600

25 0.29 1.64 39.5 2,400

26 0.31 1.71 37.1 2,100

27 0.31 1.71 34.7 1,900

28 0.33 1.93 33.6 2,300

29 0.34 1.93 33.6 3,000

Maximum 0.36 1.93 52.0 3,300

Minimum 0.29 1.64 33.6 1,800

Average 0.32 1.77 40.4 2,600

Описание вашингтонского акведука. — Водоснабжение Вашингтона осуществляется из реки Потомак у Грейт-Фолс, примерно в 16 милях выше по течению от города. В этом месте поперек реки построена плотина, которая поддерживает уровень воды на высоте 150,5 футов над средним уровнем приливов и отливов в Вашингтоне. От Грейт-Фолс вода самотеком течет на расстояние 16 миль через 9-футовый канал, три резервуара и туннель. Из ресивера Макмиллан-Парк, последнего из трех резервуаров, вода поднимается центробежными насосами примерно на 21 фут к фильтрам. Пройдя через фильтры, она поступает в резервуар очищенной воды, а затем в городские водопроводные сети. На пути от Грейт-Фолс к фильтрам вода проходит через три отстойных резервуара, о которых уже упоминалось. Эти резервуары известны как Далекарлийский, Джорджтаунский и ресивер Макмиллан-Парк и имеют полезную емкость 141 000 000, 140 000 000 и 180 000 000 галлонов соответственно.

Мутность. — Вода реки Потомак довольно мутная, причем мутность вызвана очень мелкими частицами глины. Река подвержена резким колебаниям, и нередко мутность составляет 100 в один день и 1000 на следующий. Высокая мутность обычно исчезает примерно так же быстро, как и появляется, и редко превышает 500 более чем в течение 5 дней подряд. Однако часто случается так, что череда волн высокой мутности появляется настолько близко друг к другу, что эффект от одной еще не успевает исчезнуть, как ощущается влияние другой.

Осветление подаваемой воды начинается у плотины в Грейт-Фолс. Здесь это осветление достигается путем отсечения воды: когда в речной воде появляется чрезмерное количество ила, затворы закрываются, и мутная вода переливается через плотину, образуя илистые наносы в Нижнем Потомаке, в то время как город снабжается водой, запасенной в трех отстойных резервуарах. До сравнительно недавнего времени излишне мутную воду никогда не отсекали, принимая ее, подобно другим карам небесным, такой, какая она есть.

Летом 1907 года в течение теплого периода была внедрена практика перекрытия подачи воды при мутности 500 и выше. Эту практику отменяли в холодные месяцы, поскольку опасались, что во время низкого уровня воды в резервуарах может возникнуть очень высокое водопотребление, что приведет к частичному дефициту воды. Однако зимой 1909–1910 годов затворы закрывали, как это делалось и в течение летних месяцев.

Когда резервуары хорошо заполнены, а водопотребление составляет менее 70 000 000 галлонов в сутки, закрывать затворы в Грейт-Фолс на период около 4 дней безопасно.

Figure 1—Plan and Profile of Washington Aqueduct.

Хотя значительное снижение мутности достигается в каждом из резервуаров, основная масса ила осаждается в верхней части Далекарлийского резервуара. Этот резервуар заполнился настолько сильно, что в 1905 году возникла необходимость продрагивать в отложениях канал, чтобы вода могла проходить мимо них. Летом 1907 и 1908 годов 10-дюймовый землесосный снаряд удалил более 100 000 куб. ярдов ила, осевшего в этом резервуаре. Ил, отложившийся в Джорджтаунском резервуаре и ресивере Макмиллан-Парк, настолько мелок, что накопление за много лет не оказывает заметного влияния на глубину воды.

Частицы глины, остающиеся в воде после прохождения через три резервуара, настолько чрезвычайно малы, что не оседают ни за какое разумное время. Даже фильтрация воды через один или несколько медленных песчаных фильтров временами не позволяет полностью удалить последние следы мутности. Особенно это касается более холодных месяцев, и не прошло еще ни одной зимы, чтобы водопроводная вода не была заметно мутной в то или иное время.

Общее представление о количестве ила, содержащегося в речной воде, количестве воды, отсеченном закрытием затворов в Грейт-Фолс, и иле, удаленном в результате седиментации и фильтрации, можно получить из Таблицы 2, которая, разумеется, представляет собой лишь грубое приближение.

Таблица 2 также показывает, что затворы были закрыты в течение 10,50% времени, благодаря чему было отсечено 40,06% общего количества взвешенных веществ, которые в противном случае попали бы в систему.

Значения мутности, результаты бактериологических анализов и химических анализов многочисленных проб воды приведены в Таблицах 3, 4, 5 и 6. Объем работы, выполняемой на насосной станции, среднее водопотребление, смертность от брюшного тифа и продолжительность фильтроциклов приведены в Таблицах 7, 8, 9 и 10.

Рыхление. — К моменту ввода фильтров в эксплуатацию песочные бункеры еще не были готовы, и поэтому работы по очистке фильтров выполнялись по старому способу — ручной скарификацией и вывозом песка в тачках. Этот метод очистки применялся с октября 1905 года по апрель 1906 года, после чего была запущена штатная система обращения с песком.

Временами в течение первых двух лет эксплуатации фильтров летом возникали значительные трудности с поддержанием их очистки с требуемой для обеспечения достаточного количества очищенной воды скоростью. В течение короткого периода каждого лета приходилось организовывать ночные смены и вести работы по очистке от 16 до 24 часов в сутки.

Figure 2—General Plan of Washington Filtration Plant Showing Finished Surfaces.

Table 2—Tons of Suspended Matter Entering System, Etc.

Month. Amount that would have entered the system if the gates had been left continuously open. Number of hours gates were closed. Amount shut out. Amount deposited in Dalecarlia Reservoir. Amount deposited in Georgetown Reservoir. Amount deposited in McMillan Park Reservoir. Amount entering filtration plant. Total.

1909.

July 318 32.0 3 0 125 74 116 318

August 146 47.0 1 0 78 38 29 146

September 97 57.0 7 21 13 38 18 97

October 61 90.5 8 7 9 25 12 61

November 50 60.0 4 13 5 17 11 50

December 370 99.0 126 108 33 59 44 370

1910.

January 2,410 136.0 1,109 1,020 67 117 97 2,410

February 839 117.5 481 126 56 75 101 839

March 208 7.5 13 43 15 13 124 208

April 321 65.0 17 195 43 43 23 321

May 197 84.5 58 54 22 24 39 197

June 1,505 124.0 786 535 49 88 47 1,505

Total 6,522 920.0 2,613 2,212 515 611 661 6,522

Для облегчения ситуации в такие периоды было опробовано рыхление. Сначала это пытались делать при фильтрах, заполненных водой: сначала отключали подачу очищенной воды, чтобы предотвратить нисходящий поток, а затем фильтр рыхлили или бороновали с лодок. Однако этот метод не дал удовлетворительных результатов, поскольку работа была не столь равномерной и тщательной, как требовалось. Позже фильтры дренировали до нужной глубины, а поверхность песка тщательно рыхлили железными садовыми граблями. Затем фильтры наполняли очищенной водой через дренажную систему и пускали в эксплуатацию.

Последний метод оказался настолько успешным, что к нему прибегали во всех случаях, когда работы становились хоть сколько-нибудь неотложными. Когда фильтроциклы были короткими, а глубина проникновения ила в фильтрующий песок — небольшой, рыхление казалось почти столь же эффективным для восстановления производительности фильтра, как и скарификация; его могли выполнить 3 рабочих за 8 часов, при этом не наблюдалось никаких неблагоприятных последствий в виде снижения эффективности.

Table 3—Turbidities. Average by Months.

(United States Geological Survey Standard.)

Month. Great Falls. Reservoirs:

Dalecarlia Outlet. Gerogetown Outlet. McMillan Park Outlet. Filtered water.

Max. Ave. Max. Ave. Max. Ave. Max. Ave. Max. Ave.

1905.

October 100 36 40 21 32 18 20 11 4 1

November 35 19 34 19 22 14 14 11 3 1

December 1,500 199 250 84 150 74 95 39 14 6

1906.

January 700 94 180 60 120 60 85 52 20 12

February 120 45 85 41 55 29 35 22 5 3

March 1,750 272 350 181 120 56 90 46 8 6

April 1,270 167 180 72 95 58 75 46 12 7

May 600 56 50 20 45 16 34 10 3 2

June 1,700 303 500 125 450 94 180 41 13 2

July 1,000 130 180 54 150 47 250 43 13 3

August 1,530 375 250 112 95 66 65 45 5 2

September 120 33 180 34 95 28 75 25 7 2

October 1,025 127 110 37 60 24 55 21 1 1

November 160 27 75 20 45 16 24 13 1 1

December 600 69 110 31 80 28 80 26 8 2

1907.

January 400 135 150 70 110 75 70 53 11 7

February 55 26 26 15 36 16 40 17 5 2

March 950 248 180 77 130 70 90 57 7 4

April 200 47 80 33 60 30 45 24 4 2

May 130 29 40 18 26 15 14 9 1 1

June 400 104 160 48 75 32 40 18 1 1

July 600 114 130 61 78 47 45 31 1 1

August 800 73 130 35 85 26 30 14 1 0

September 600 129 1 1 150 51 70 28 1 0

October 75 32 1 1 65 28 75 26 4 0

November 300 97 1 1 100 45 45 23 2 1

December 680 135 1 1 180 61 100 46 10 4

1908.

January 2,100 202 340 73 250 82 160 65 20 7

February 3,000 302 300 52 150 52 75 32 7 4

March 300 91 150 78 100 68 65 42 5 4

April 75 23 65 41 37 27 26 20 3 2

May 2,000 172 130 48 85 37 50 20 1 1

June 400 40 70 29 40 24 30 18 1 1

July 1,500 149 ... 74 170 44 75 15 0 0

August 900 129 200 1 150 56 85 39 2 1

September 75 24 1 1 50 19 35 18 0 0

October 95 20 1 1 55 18 28 15 0 0

November 24 11 1 1 20 11 19 10 0 0

December 20 9 17 11 14 9 10 7 0 0

1909.

January 400 72 95 32 60 23 25 16 4 1

February 650 194 120 64 90 51 55 35 4 3

March 250 51 1 1 90 44 60 37 8 4

April 750 98 1 1 130 42 76 31 2 1

May 480 57 1 1 30 19 30 12 2 1

June 650 141 1 1 120 51 80 30 1 0

July 400 48 1 1 215 46 120 35 2 1

August 180 23 1 1 50 17 18 9 0 0

September 26 16 24 14 1 1 25 6 0 0

October 14 10 15 10 11 9 8 4 0 0

November 11 9 11 8 10 8 6 4 0 0

December 600 63 110 31 80 28 50 15 3 0

1910.

January 3,000 357 200 58 150 53 115 30 5 2

February 3,000 143 150 55 120 50 100 36 7 4

March 210 36 100 35 95 38 100 43 9 5

April 350 55 100 25 55 18 25 8 1 02

May 300 33 55 19 50 17 28 13 1 02

June 1,500 246 180 42 110 37 50 16 1 02

Fiscal years.

1905-062 1,750 133 500 70 450 47 180 31 20 5

1906-07 1,530 114 250 46 150 37 250 29 13 2

1907-08 3,000 117 340 53 250 45 160 31 20 2

1908-09 1,500 79 200 50 170 32 85 22 8 1

1909-10 2,100 86 200 30 215 29 120 18 9 1

1 Reservoirs out of service.

2 October to June 30th.

Table 4—Bacteria.

Averages by Months.

Month. Reservoirs:

Dalecarlia Inlet. Dalecarlia Outlet. Georgetown Outlet. McMillan Park Outlet. Filtered water.

1905.

October ... ... ... 210 80

November ... ... ... 150 27

December ... 15,500 ... 3,800 60

1906.

January ... 2,800 ... 1,500 39

February 2,900 4,100 1,800 550 16

March 1,800 1,100 900 650 19

April 3,300 1,700 700 400 22

May 425 210 95 65 17

June 7,900 4,600 325 220 17

July 13,500 600 475 160 26

August 8,700 1,100 1,200 190 14

September 425 250 140 135 14

October 2,300 950 650 270 16

November 1,800 1,100 1,200 220 12

December 6,900 3,800 3,600 700 45

1907.

January 4,400 2,400 2,200 950 70

February 1,000 950 1,000 700 45

March 11,500 8,300 7,200 3,600 65

April 3,700 2,100 1,400 475 21

May 750 350 325 130 26

June 2,300 1,000 600 100 18

July 2,700 575 350 160 17

August 3,000 275 425 80 17

September 6,200 1 1,900 230 32

October 1,400 1 950 275 27

November 8,900 1 6,600 1,500 27

December 16,000 1 9,600 4,300 190

1908.

January 11,000 8,700 9,400 3,700 190

February 11,500 6,000 5,000 2,800 75

March 4,600 4,000 2,900 1,300 30

April 700 450 250 120 13

May 9,500 1,100 650 325 17

June 750 120 110 95 12

July 4,900 ... 400 150 8

August 1,600 325 300 100 12

September 325 1 200 80 11

October 375 1 325 140 8

November 550 1 300 200 12

December 800 750 375 170 23

1909.

January 11,000 2,700 1,600 700 31

February 8,000 3,500 2,400 1,300 60

March 3,800 1 2,600 1,000 39

April 2,200 1 1,400 550 12

May 900 1 350 140 16

June 3,400 1 1,200 170 21

July 550 1 500 250 33

August 400 1 325 55 18

September 325 240 1 70 18

October 350 275 250 130 20

November 600 500 500 180 13

December 21,000 9,100 5,900 4,500 250

1910.

January 76,000 78,000 88,000 52,000 800

February 45,000 35,500 31,000 17,500 350

March 9,900 7,600 7,400 4,800 80

April 7,900 4,100 3,500 650 29

May 1,230 810 830 448 28

June 3,660 930 800 324 27

Fiscal years:

1905-06 3,3002 4,3003 7504 8502 332

1906-07 4,900 1,900 1,700 650 31

1907-08 6,360 2,700 2,900 1,300 55

1908-09 3,400 2,000 950 400 21

1909-10 14,300 13,900 10,900 6,890 143

1 Reservoirs out of service.

2 October to June 30th.

3 December to June 30th.

4 February to June 30th.

Table 5—Results of Tests for Bacillus Coli.

Percentage Positive.

Month. Great Falls, or Dalecarlia Reservoir Inlet. Dalecarlia Reservoir Outlet. Georgetown Reservoir. McMillan Park Reservoir (applied water). Filtered water reservoir. Tap water from various parts of city.

10 c.c. 1 c.c. 0.1 c.c. 10 c.c. 1 c.c. 0.1 c.c. 10 c.c. 1 c.c. 0.1 c.c. 10 c.c. 1 c.c. 0.1 c.c. 10 c.c. 1 c.c. 10 c.c. 1 c.c.

1906.

January1 55.6 38.9 22.2 69.2 23.1 7.7 56.0 40.0 8.0 55.6 22.2 0 7.2 0 ... ...

February 33.3 26.7 6.7 26.1 17.4 8.7 30.4 13.0 4.4 8.3 4.2 0 0 0 ... ...

March 50.0 12.5 0 45.5 18.2 0 20.8 8.3 0 18.5 7.4 3.7 0 0 0 0

April 72.2 33.3 16.7 95.5 50.0 4.6 59.1 22.7 4.6 32.0 8.0 0 4.0 0 0 0

May 20.0 8.0 4.0 20.0 12.0 0 7.8 0 0 0 0 0 0 0 0 0

June 57.7 38.5 19.2 40.0 32.0 8.0 50.0 34.6 0 23.1 7.7 3.8 0 0 3.1 0

July 65.0 50.0 5.0 60.0 25.0 10.0 15.0 5.0 5.0 9.5 0 0 4.8 0 ... ...

August 84.6 69.2 61.5 88.5 65.4 34.6 80.0 57.7 23.1 63.0 33.3 0 7.4 3.7 11.9 5.1

September 50.0 10.0 0 30.0 10.0 10.0 40.0 10.0 0 32.0 12.0 0 8.0 0 3.1 0

October 60.0 30.0 10.0 55.5 33.3 0 80.0 60.0 20.0 48.1 22.2 3.7 3.7 0 13.0 3.7

November 37.5 0 0 25.0 12.5 12.5 37.5 25.0 0 20.0 12.0 0 8.0 0 0 0

December 55.5 44.5 0 66.7 44.5 22.2 66.7 22.2 0 20.8 8.3 4.2 16.7 8.3 7.5 0

1907.

January 77.8 33.3 22.2 66.7 33.3 0 55.5 55.5 22.2 69.3 34.6 3.8 19.2 11.5 14.0 0

February 37.5 25.0 0 12.5 0 0 37.5 12.5 0 17.4 4.4 0 0 0 2.9 0

March 87.5 50.0 0 75.0 37.5 0 50.0 25.0 0 30.8 7.7 0 0 0 2.1 0

April 44.5 11.1 11.1 66.7 22.2 11.1 77.8 11.1 11.1 46.1 19.2 3.8 3.8 0 3.2 0

May 91.3 65.2 17.4 88.9 33.3 0 87.5 50.0 12.5 23.1 0 0 0 0 1.4 0

June 80.0 68.0 24.0 87.5 62.5 0 66.7 44.5 11.1 40.0 8.0 0 0 0 0 0

July 42.3 30.8 19.2 25.0 12.5 0 22.2 22.2 0 3.8 0 0 0 0 1.4 1.4

August 48.1 29.6 3.7 33.3 16.7 16.7 36.4 18.2 0 14.8 3.7 0 0 0 0 0

September 62.5 54.1 25.0 ... ... ... 41.7 33.3 16.7 16.0 4.0 0 4.0 0 1.7 0

October 51.9 40.8 7.4 ... ... ... 53.3 40.0 6.7 38.7 25.8 9.7 6.5 0 12.5 2.8

November 80.0 64.0 24.0 ... ... ... 72.7 54.5 0 58.6 17.3 3.5 0 0 4.9 0

December 56.0 48.0 16.0 ... ... ... 46.2 38.5 7.7 45.2 29.0 0 19.3 3.2 12.9 4.3

1908.

January 46.2 30.8 15.4 50.0 12.5 0 33.3 0 0 22.6 9.7 3.2 3.2 0 1.9 1.9

February 12.5 0 0 25.0 0 0 12.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0

March 38.5 19.2 7.7 44.4 11.1 0 11.1 0 0 9.7 0 0 0 0 0 0

April 15.4 7.7 0 0 0 0 0 0 0 6.7 3.3 0 0 0 0 0

May 76.0 52.0 40.0 87.5 50.0 12.5 33.3 22.2 0 45.1 16.2 0 0 0 0 0

June 7.7 0 0 0 0 0 11.1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

July 26.9 15.4 11.5 22.2 22.2 0 11.1 0 0 6.4 6.4 0 0 0 0 0

August 46.2 26.9 3.9 44.4 33.3 0 62.5 25.0 12.5 12.9 3.2 0 0 0 1.6 0

September 20.0 8.0 4.0 42.9 28.6 1.4 22.2 11.1 0 16.7 10.0 0 0 0 4.3 0

October 18.4 3.7 0 0 0 0 9.1 0 0 9.7 6.4 3.2 0 0 0 0

November 13.0 0 0 28.6 0 0 11.1 0 0 6.6 0 0 0 0 0 0

December 11.5 7.7 3.8 0 0 0 12.5 0 0 3.2 0 0 0 0 0 0

1909.

January 12.0 8.0 0 30.0 10.0 0 0 0 0 3.2 3.2 0 3.2 0 0 0

February 52.1 47.8 47.8 28.6 14.3 0 37.5 0 0 7.1 3.6 3.6 0 0 3.4 3.4

March 69.4 34.6 3.8 50.0 25.0 0 44.5 11.1 0 32.3 19.4 3.2 6.5 0 2.8 1.4

April 42.3 15.4 3.9 33.3 22.2 11.1 44.4 22.2 11.1 36.6 10.0 0 0 0 0 0

May 88.4 26.1 4.3 50.0 12.5 0 33.3 0 0 12.9 3.2 0 0 0 0 0

June 85.0 60.0 25.0 60.0 40.0 10.0 44.4 33.3 11.1 53.3 20.0 0 0 0 1.4 0

July 34.8 8.7 4.4 ... ... ... 33.3 11.1 0 25.8 12.9 0 0 0 0 0

August 50.0 15.4 7.7 ... ... ... 40.0 10.0 0 22.6 6.5 3.2 0 0 0 0

September 43.5 21.8 8.7 25.0 25.0 12.5 0 0 0 13.3 3.3 0 0 0 0 0

October 36.4 13.6 0 18.2 0 0 0 0 0 3.2 0 0 0 0 0 0

November 4.5 0 0 10.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

December 38.5 23.1 7.7 36.4 36.4 18.2 33.3 22.2 11.1 29.0 22.6 0 9.7 6.5 7.3 1.5

1910.

January 72.0 48.0 24.0 44.5 33.3 11.1 75.0 25.0 0 61.3 35.5 9.7 5.8 3.2 15.9 3.2

February 47.8 43.5 17.4 63.2 21.1 5.3 40.0 30.0 5.0 32.2 7.1 0 3.6 0 0 0

March 33.3 14.8 0 30.8 11.1 3.7 29.6 22.2 7.4 12.9 3.2 0 0 0 0 0

April 41.7 33.3 20.8 40.0 32.0 16.0 38.5 23.1 15.4 23.3 13.3 0 0 0 0 0

May 47.8 17.4 0 52.0 20.0 0 36.0 16.0 4.0 16.1 12.9 0 0 0 0 0

June 95.5 86.4 31.8 80.8 46.2 19.2 64.0 28.0 8.0 43.3 6.7 0 0 0 1.4 0

Fiscal years:

1905-06 35.2 19.4 9.3 0.0 3.2 5.2 6.4 4.9 1.7 4.3 8.3 .8 .3 1.8 1.3 0

1906-07 61.5 43.6 9.2 7.7 9.2 2.3 1.1 9.8 0.7 2.5 3.0 .4 .5 2.1 5.4 1.0

1907-08 44.6 31.3 3.0 2.3 2.3 3.1 4.4 2.1 4.1 2.2 9.4 .4 .8 0.3 3.1 0.9

1908-09 38.9 20.3 8.4 0.0 5.0 0 7.4 8.5 2.8 6.7 7.1 .8 .8 0 1.2 0.4

1909-10 45.5 26.9 0.1 5.3 4.0 8.8 7.9 9.8 6.2 3.6 0.4 .1 .3 0.8 2.2 0.4

1 Presumptive tests.

Table 6—Summary of Sanitary Chemicals Analyses of Weekly Samples, July 1st, 1909, to June 30th, 1910.

(Results in Parts per Million.)

(A) Maximum.

Reservoirs. Turbidity1 Ammonia. Nitrogen as: Hardness Alkalinity Chlorine

Free Albuminoid Total Nitrites Nitrates

Dalecarlia inlet 2,100 0.034 0.264 0.280 0.0070 0.45 120.0 106.0 5.4

Dalecarlia outlet2 200 0.034 0.180 0.206 0.0050 0.70 115.0 105.8 5.7

Georgetown outlet3 215 0.030 0.182 0.182 0.0060 0.60 115.0 105.0 4.9

McMillan Park outlet 120 0.028 0.126 0.154 0.0060 0.65 118.0 104.4 4.2

Filtered water 9 0.016 0.078 0.086 0.0010 0.70 119.5 106.3 4.5

Table 6—(Continued.)

(B) Minimum.

Reservoirs. Turbidity1 Ammonia. Nitrogen as: Hardness Alkalinity Chlorine

Free Albuminoid Total Nitrites Nitrates

Dalecarlia inlet 7 0.000 0.016 0.016 0.0000 0.00 52.9 39.5 1.0

Dalecarlia outlet2 7 0.000 0.040 0.040 0.0000 0.00 54.3 38.2 0.9

Georgetown outlet3 7 0.000 0.044 0.044 0.0000 0.00 51.4 40.6 0.7

McMillan Park outlet 2 0.000 0.010 0.010 0.0010 0.00 51.4 38.5 0.2

Filtered water 0 0.000 0.000 0.000 0.0000 0.00 52.9 40.3 0.4

Table 6—(Continued.)

(C) Average.

Reservoirs. Turbidity1 Ammonia. Nitrogen as: Hardness Alkalinity Chlorine

Free Albuminoid Total Nitrites Nitrates

Dalecarlia inlet 86 0.006 0.167 0.113 0.0027 0.19 93.2 81.4 2.9

Dalecarlia outlet2 30 0.008 0.106 0.114 0.0023 0.18 95.5 79.5 3.4

Georgetown outlet3 29 0.005 0.101 0.106 0.0027 0.18 93.4 80.9 2.9

McMillan Park outlet 18 0.004 0.077 0.081 0.0027 0.17 94.0 83.0 2.7

Filtered water 1 0.002 0.027 0.029 0.0000 0.19 94.9 84.0 2.8

1 Summary of daily samples of water.

2 Reservoir out of service from July 1st to September 13th, 1909.

3 Reservoir out of service from September 10th to October 4th, 1909.

No chemical determinations were made during February, March, April, and May, 1910, on account of the rearrangement of the laboratory and equipment.

Table 7—Daily Results at Pumping Station.

(A)

Month. Million gallons pumped: Lift to filters. Pressure at sandwasher pumps, per square inche. Coal consumed per day in tons. Station duty, per 100 lb. of coal consumed.

To filters. To sand washers.

Max. Min. Ave. Max. Min. Ave. Max. Min. Ave. Max. Min. Ave.

1909.

July 76.16 57.65 64.05 1.140 0.298 0.730 24.18 110.0 13.4 8.4 10.8 67.8 52.3 61.4

August 69.31 54.44 61.42 0.629 0.157 0.441 22.18 110.0 12.4 8.0 10.1 64.2 49.5 56.6

September 66.02 52.82 69.32 0.831 0.207 0.572 22.26 110.0 12.7 8.7 10.5 61.0 48.9 55.1

October 78.50 48.12 59.18 0.761 0.060 0.467 21.84 110.0 13.4 8.0 10.3 59.6 49.1 53.6

November 64.92 49.83 55.25 0.468 0.141 0.272 20.49 110.0 11.3 7.9 9.2 55.6 45.7 51.1

December 67.83 48.32 56.77 0.307 0.039 0.174 20.54 110.0 10.3 8.5 9.5 61.0 45.4 50.4

1910.

January 70.04 51.02 62.49 0.499 0.008 0.156 22.43 110.0 12.7 9.1 10.4 59.6 49.8 54.9

February 70.79 55.19 60.28 0.284 0.041 0.173 21.44 112.3 12.3 8.7 10.2 57.4 44.8 51.5

March 59.11 51.64 56.04 0.409 0.063 0.171 19.76 120.0 10.5 7.8 9.2 53.2 45.2 49.8

April 66.53 53.79 58.32 0.715 0.167 0.474 20.78 120.0 11.1 8.1 9.7 58.7 47.2 53.7

May 61.93 54.55 57.76 0.525 0.059 0.251 20.30 120.0 10.1 7.4 8.8 60.7 48.1 54.9

June 70.49 50.42 58.37 0.281 0.124 0.207 21.19 117.3 12.3 7.4 9.1 60.1 49.9 54.4

Fiscal years:

1909-10 78.50 48.12 59.19 1.140 0.008 0.373 21.45 113.3 13.4 7.4 9.8 67.8 44.8 54.0

1905-061 80.59 57.18 66.07 2.062 0.089 0.747 21.71 107.4 14.8 6.4 8.9 79.6 48.2 62.8

1906-07 80.29 57.44 66.89 2.120 0.023 0.580 21.60 120.8 15.0 7.0 10.0 71.6 46.5 58.6

1907-08 80.38 54.35 64.91 0.735 0.017 0.347 22.20 125.0 12.0 7.2 9.6 70.7 51.3 60.3

1908-09 78.93 47.83 61.47 0.875 0.060 0.453 22.52 122.3 13.2 7.0 10.0 74.0 45.7 57.7

Table 7—(Continued.)

(B)

Fiscal Year. Name of coal used. Cost per ton. Duty per 100 lb. of coal consumed. Cost of coal per 1,000,000 ft-lb. of work performed.

1905‑06 George's Creek Big Vein $3.34 62.8 $0.00238

1906‑07 George's Creek Big Vein 3.43 58.6 0.00261

1907‑08 George's Creek Big Vein 3.75 60.3 0.00278

1908‑09 Orenda 3.47 57.7 0.00268

1909‑10 Orenda 3.152 54.0 0.00255

1 Raw water shut off from city supply on October 5th.

2 Corrected for increase or decrease in ash and British thermal units, as determined by United States Geological Survey.

Table 8.—Average Consumption of Water for Twenty-Four Hours, Per Million Gallons.

Month. Fiscal years.

1903. 1904. 1905. 1906. 1907. 1908. 1909. 1910.

July 59.80 61.50 63.20 69.80 69.18 68.64 71.08 64.05

August 59.00 59.70 67.70 71.40 68.03 67.74 68.14 61.42

September 56.50 61.10 67.90 71.30 69.82 68.93 65.83 60.32

October 58.70 59.10 63.90 68.40 69.14 66.46 65.89 59.18

November 54.70 58.60 62.10 66.10 65.51 61.54 60.06 55.25

December 60.70 60.10 70.30 67.20 65.71 62.29 57.99 56.77

January 60.10 65.30 75.10 65.30 67.62 63.36 57.72 62.49

February 59.30 67.80 86.00 68.70 74.68 68.17 55.42 60.28

March 55.30 60.00 67.60 64.30 64.23 59.63 55.31 56.04

April 55.10 57.20 63.10 62.70 63.45 61.51 58.19 58.32

May 57.70 60.80 66.30 65.60 62.47 62.96 59.25 57.76

June 59.50 62.30 70.60 67.80 63.53 67.96 60.12 58.37

Average 58.03 61.10 68.70 67.40 66.90 64.91 61.47 59.19

Продолжительность фильтроциклов, глубина скарификации и т. д. после скарификации или рыхления приведены в Таблицах 10 и 11.

Обращение с песком. — В течение первых трех лет эксплуатации песок перевозили из песочных бункеров в тележках и сбрасывали через многочисленные люки фильтров на желоба, которые можно было поворачивать в различных направлениях для облегчения равномерного распределения песка по поверхности фильтра.

Однако около года назад этот метод был изменен: тележки заменили песковыми эжекторами. При этом методе эжектор либо подсоединяется к выпускному затвору песочного бункера, либо устанавливается непосредственно под ним, затвор открывается, и эжектор запускается. Из этого эжектора песок транспортируется обратно по линии стационарного 4-дюймового трубопровода и одному или нескольким отрезкам 3-дюймового шланга к точке выгрузки на засыпаемый фильтрующий слой.

Table 9.

(A) Number of Deaths from Typhoid Fever, by Months, in the District of Columbia for the Last Fourteen Fiscal Years.

Fiscal year. July. August. September. October. November. December. January. February. March. April. May. June. Total.

1896‑97 8 15 25 25 18 16 13 4 4 4 6 9 147

1897‑98 10 16 18 10 9 18 8 4 2 9 6 20 130

1898‑99 24 22 22 28 21 16 10 4 7 6 3 6 169

1899‑1900 9 38 30 28 27 26 17 6 8 10 5 12 193

1901‑02 16 33 28 21 22 16 19 8 12 9 13 9 206

1902‑03 21 39 25 32 19 20 9 5 9 6 6 3 194

1903‑04 17 26 18 19 8 14 5 5 6 10 8 8 144

1904‑05 16 22 25 14 11 9 11 1 5 7 1 3 125

1905‑061 15 30 23 26 14 6 6 4 5 4 10 9 152

1906‑07 21 32 21 25 17 4 7 6 4 6 7 2 152

1907‑08 10 18 17 19 11 7 4 1 1 8 8 3 107

1908‑09 15 13 23 17 16 13 16 8 3 8 7 7 146

1909‑10 12 12 17 12 12 2 3 4 7 5 5 4 95

Average 15.3 25.5 22.9 21.5 16.6 13.1 9.6 4.4 5.8 6.7 6.4 7.5 155.4

Table 9—(Continued.)

(B) Number of Deaths from Typhoid Fever Reduced to Death Rates per 100,000 Inhabitants per Year.

Fiscal year. July. August. September. October. November. December. January. February. March. April. May. June. Annual death rate.

1896‑97 35 65 109 109 78 70 56 17 17 17 26 39 53

1897-98 43 69 78 43 39 78 31 17 8 38 25 85 46

1898-99 102 93 93 119 89 68 42 17 29 25 12 26 59

1899‑1900 37 158 125 116 112 108 69 24 33 41 20 49 74

1900-01 82 167 118 102 114 69 28 8 32 8 16 40 65

1901-02 64 132 112 84 88 64 75 31 47 35 51 35 68

1902-03 83 153 98 126 75 79 35 19 35 23 23 12 63

1903-04 66 100 69 73 31 54 19 19 23 38 30 30 46

1904-05 61 83 95 53 42 34 41 4 19 26 4 11 39

1905-06 56 111 85 97 52 22 22 15 18 15 36 33 47

1906-07 69 105 69 82 56 13 24 20 13 20 24 7 42

1907-08 35 64 60 67 39 25 14 4 4 28 28 11 32

1908-09 53 45 80 60 56 45 56 28 10 28 24 24 43

1909-10 42 42 60 42 42 7 11 14 24 17 17 14 28

Average monthly death rate. 59 99 89 84 65 53 38 24 22 26 24 30 ...

1 Filtered water supplied since October, 1905.

Figure 3—Washington Aqueduct, D. C., Filtration Plant. Sand Handling, System.

Figure 4—Washington Aqueduct, D. C., Filtration Plant. Washer Sand‑Handling, System.

Figure 5—Washington Aqueduct, D. C., Filtration Plan. Ejector Sand‑Handling, System.

Table 10—Periods of Operation, and Quantities Filtered.

Month. Number of filter runs ended after: Number of days since previous: Million gallons filtered since previous:

Scraping. Raking Scraping. Raking

Scraping. Raking. Max. Min. Ave. Max. Min. Ave. Max. Min. Ave. Max. Min. Ave.

1909.

July 14 0 89 44 67.4 0 0 0 229.01 106.27 163.289 0 0 0

August 8 0 74 51 60.4 0 0 0 175.54 124.94 152.581 0 0 0

September 13 0 98 53 68.3 0 0 0 237.52 114.37 161.702 0 0 0

October 18 5 81 32 59.9 43 33 39.4 206.09 78.78 132.359 96.50 71.51 82.708

November 8 2 79 44 53.4 47 37 42.0 168.19 82.32 112.603 99.00 90.23 94.615

December 3 4 62 61 61.3 63 50 57.3 135.77 128.33 132.647 144.35 106.11 125.940

1910.

January 9 4 95 79 88.0 88 72 77.0 204.38 146.58 178.461 189.48 152.33 170.735

February 1 4 99 99 99.0 93 51 71.0 205.73 205.73 205.730 192.98 118.85 158.890

March 3 4 120 110 113.7 108 101 104.3 275.96 257.36 265.493 249.68 224.49 238.993

April 10 12 126 62 84.8 129 21 65.3 295.96 104.13 181.972 307.57 45.22 142.448

May 3 2 86 38 69.7 55 32 43.5 186.64 81.66 150.230 102.15 69.79 85.978

June 13 2 100 61 79.7 129 78 103.5 213.70 130.85 171.059 181.25 167.84 174.540

Year 1909‑10 103 39 126 32 71.1 129 21 66.6 295.96 81.66 159.151 307.57 45.22 143.832

Fiscal years:

1905-06 71 0 195 38 91.1 0 0 0 497.45 116.66 240.379 0 0 0

1906-07 101 4 199 24 77.0 32 14 21.7 466.12 69.76 220.693 103.28 32.13 76.870

1907-08 143 77 180 11 54.9 63 7 28.6 477.19 28.20 146.912 165.25 17.08 75.775

1908-09 128 50 135 11 49.9 93 13 34.2 298.08 39.26 125.617 244.19 41.41 88.439

При повторной засыпке фильтра песком его сначала заполняют водой до проектной глубины слоя песка. Выходной конец шланга соединяют с 3-дюймовой трубой, установленной на лодке, и через эту трубу песок выгружается в требуемом месте. Работу начинают с удаленного конца фильтра и постепенно заполняют его, раскачивая лодку из стороны в сторону и постепенно отводя ее назад к переднему концу.

Сначала опасались, что на поверхности старого песка будет откладываться небольшое количество ила, которое со временем вызовет кольматацию в глубине слоя. По этой причине, когда этот метод был впервые внедрен, требовался рабочий для тщательного рыхления песка перед местом выпуска. Позже было обнаружено, что если придать концу выпускной трубы наклон примерно в 45° вниз от горизонтали, то за счет силы потока песка и воды можно разрезать старый слой песка на любую необходимую глубину и перемещать его вперед вместе с новым песком, полностью разрушая тем самым возможный илистый слой между старым и новым слоями песка. После того как этот метод применялся практически без исключений в течение 15 месяцев, за которые было повторно засыпано 11 фильтров и уложено 24 531 куб. ярд песка, не наблюдается никаких признаков увеличения начальной потери напора. Песок очень плотный и не имеет видимой тенденции к разделению на фракции разной крупности. Внешний вид аналогичен очень мелкому морскому песку. Фильтры, засыпанные песком таким способом, показали себя значительно более эффективными, чем те, в которых замена песка производилась с помощью тележек, и до сих пор никаких вредных результатов отмечено не было. Скорость замены песка приведена в Таблице 12, а стоимость труда по обращению с песком подробно представлена в Таблице 14, из которой видно, что гидравлический метод позволил добиться весьма заметной экономии.

Цифры, отражающие стоимость обращения с песком, не включают никаких расходов на израсходованное количество воды, так как эта статья затрат была отнесена на счет насосной станции.

Table 11—Quantities of Sand Removed.

Month. No. of filters scraped when last treatment was: Cubic yards when last treatment was: Depth, in inches, when last treatment was:

Scraping. Raking. Scraping. Raking. Scraping. Raking.

Max. Min. Ave. Max. Min. Ave. Max. Min. Ave. Max. Min. Ave.

1909.

July 14 0 338 121 190.6 0 0 0 2.51 0.90 1.415 0 0 0

August 8 0 356 149 218.5 0 0 0 2.65 1.11 1.631 0 0 0

September 8 0 524 97 178.6 0 0 0 3.90 0.72 1.330 0 0 0

October 9 5 150 93 115.8 301 121 169.0 1.12 0.69 0.862 2.24 0.90 1.256

November 2 2 134 88 111.0 132 81 106.5 1.00 0.65 0.825 0.98 0.60 0.790

December 0 2 0 0 0 133 126 129.5 0 0 0 0.99 0.94 0.965

1910.

January 2 4 155 112 133.5 195 121 147.8 1.15 0.83 0.990 1.45 0.90 1.100

February 0 4 0 0 0 390 160 225.8 0 0 0 2.90 1.19 1.678

March 1 4 489 489 489.0 262 179 214.3 3.64 3.64 3.640 1.95 1.33 1.593

April 4 12 172 84 119.3 230 146 178.8 1.28 0.62 0.885 1.71 1.09 1.331

May 1 2 320 320 320.0 249 241 245.0 2.38 2.38 2.380 1.85 1.79 1.820

June 0 2 0 0 0 203 190 196.5 0 0 0 1.51 1.41 1.460

Year 1909-10 49 37 524 84 176.7 390 81 181.0 3.90 0.62 1.314 2.90 0.60 1.373

Fiscal Years:

1905-06 71 0 600 71 250.0 0 0 0 4.47 0.53 1.799 0 0 0

1906-07 94 2 536 52 259.0 398 276 337.0 4.00 0.56 1.931 2.95 2.05 2.500

1907-08 81 53 527 46 190.2 411 35 118.4 3.92 0.21 1.507 3.06 0.21 0.881

1908-09 92 50 580 55 169.5 472 81 177.5 4.31 0.41 1.259 3.51 0.60 1.317

Table 12—Rates of Sand Handling.

Date Sand removed from filters. Sand replaced in filters.

Ejector hours. Cubic yards of sand removed Average rate in cubic yards per hour Ejector hours. Cubic yards of sand removed Average rate in cubic yards per hour

1906.

April 49 253 5.2 ... ... ...

May 380 2,511 6.6 ... ... ...

June 567 3,280 5.8 ... ... ...

July 931 5,376 5.8 ... ... ...

August 105 533 5.1 ... ... ...

September 315 1,892 6.0 ... ... ...

October 1,067 5,173 5.8 ... ... ...

November 168 935 5.6 ... ... ...

December 203 1,073 5.3 ... ... ...

1907.

January 399 2,974 7.3 ... ... ...

February 140 1,139 8.1 ... ... ...

March 115 878 7.6 ... ... ...

April 427 3,103 7.3 ... ... ...

May 133 939 7.0 ... ... ...

June 105 674 6.4 ... ... ...

July 7 46 6.6 ... ... ...

August 90 574 6.4 ... ... ...

September 306 1,396 6.5 ... ... ...

October 273 1,701 6.2 ... ... ...

November 202 1,258 6.8 ... ... ...

December 304 2,138 5.9 ... ... ...

1908.

January 546 3,708 6.8 ... ... ...

February 98 776 7.9 ... ... ...

March 315 2,832 9.0 ... ... ...

April 469 3,775 8.1 ... ... ...

May 182 1,414 7.8 ... ... ...

June 280 2,057 7.4 ... ... ...

July 280-1/2 2,683 9.6 ... ... ...

August 327-1/2 2,808 8.6 ... ... ...

September 402 3,371 8.4 ... ... ...

October 308 2,696 8.7 ... ... ...

November 47-1/2 333 7.0 ... ... ...

December 153-3/4 1,268 8.3 ... ... ...

1909.

January 119-1/2 1,055 8.8 ... ... ...

February 161-1/2 1,479 9.2 ... ... ...

March 144 1,465 10.2 ... ... ...

April 214-3/4 2,260 10.5 188 2,405 12.8

May 219-3/4 2,223 10.1 190 2,196 11.5

June 355 3,096 8.7 243 3,054 12.6

July 312-1/4 2,707 8.7 425-1/2 4,050 9.5

August 218-3/4 1,955 9.0 64-1/2 620 9.6

September 172-1/2 1,360 7.9 408 2,842 7.0

October 203 1,870 9.2 261-1/4 2,350 9.0

November 54 397 7.4 0 0 ...

December 62 382 6.2 0 0 ...

1910.

January 104 703 6.8 0 0 ...

February 106-1/2 1,058 9.9 28-1/4 371 13.1

March 98 985 10.0 72 1,008 14.0

April 268-3/4 2,852 10.7 134-1/4 2,159 16.1

May 58-3/4 693 11.8 171-3/4 3,042 17.7

June 58-3/4 642 10.9 9-3/4 166 17.0

Стоимость перекачки воды для обращения с песком, включая всю заработную плату, материалы и ремонт, составляет 0,06 долл. за 1 куб. ярд вынутого и промытого песка и 0,03 долл. за 1 куб. ярд при засыпке.

В дополнение к воде, используемой для транспортировки засыпаемого песка, принято поддерживать слабый восходящий поток в фильтре, расходуя на эти цели около 500 000 галлонов очищенной воды в сутки. Если принять стоимость этой воды равной общей стоимости перекачки, фильтрации и т. д., то есть 3,80 долл. за 1 000 000 галлонов, стоимость одного кубического ярда засыпанного песка составит около 0,02 долл. при использовании одного эжектора и 0,01 долл. при работе двух эжекторов.

Поддержание восходящего потока воды в засыпаемом фильтре не считается абсолютно необходимым, и это делается не всегда. Однако его применяли в качестве дополнительной меры предосторожности против формирования илистой прослойки между старым и новым слоями песка на этапе, когда гидравлический метод носил экспериментальный характер.

Количества песка, удаляемого из фильтров за один цикл скарификации, и скорости обращения с песком приведены в Таблицах 11 и 12.

Эксплуатационные расходы. — Сравнить относительную стоимость сопоставимых статей расходов для разных станций зачастую сложно из-за различий в методиках распределения затрат и разных мнений должностных лиц относительно того, что именно следует относить на ту или иную статью.

Для того чтобы данные были достаточно детализированы и позволяли перегруппировать их для сопоставления с другими станциями, в Таблице 13 приведен список сотрудников и расходов на материалы. Этот список охватывает всю смету расходов на содержание и обслуживание фильтровальной станции, включая перекачку воды на фильтры, благоустройство и уход за территорией, зданиями, дорогами, тротуарами и т. д. Затраты по различным статьям на миллион галлонов воды, поданной на фильтры, приведены в Таблице 14, а затраты на один кубический ярд обработанного песка — в Таблице 15.

Предварительная обработка. — До проектирования существующей фильтровальной станции Рудольф Херинг (Rudolph Hering), Джордж В. Фуллер (George W. Fuller) и Аллен Хейзен (Allen Hazen), члены Амер. о-ва инж.-строит., провели исследование и составили отчет. Этот отчет датирован 18 февраля 1901 года и содержал следующий абзац:

"In consideration of the full evidence, we recommend the construction of a complete system of slow or sand filters, with such auxiliary works as may be necessary for preliminary sedimentation, and the use of a coagulant for part of the time. There is no reason to believe that the use of this coagulant will in any degree affect the wholesomeness of the water."

Несмотря на это мнение, среди жителей Вашингтона существовало значительное предубеждение против применения коагулянта, и в окончательно принятом законопроекте о строительстве фильтров не было предусмотрено ассигнований на коагулянт.

Table 13—List of Employees, Rates of Pay, and Approximate Cost for Supplies.

1 Superintendent $3,000.00

1 Chief Chemist and Assistant Superintendent 2,100.00

1 First Assistant Chemist 1,500.00

1 Second Assistant Chemist 1,000.00

1 Stenographer and Clerk 1,200.00

1 Surveyor 1,200.00

1 Laboratory Helper 720.00

1 Janitor 600.00

1 Chief Steam Engineer 1,800.00

1 First Assistant Steam Engineer 1,440.00

1 Second Assistant Steam Engineer 1,080.00

3 Oilers, at $900 each 2,700.00

3 Firemen, at $900 each 2,700.00

3 Laborers, at $540 each 1,620.00

1 Filter Foreman 1,200.00

2 Foremen, at $900 each 1,800.00

1 Timekeeper 900.00

3 Watchmen and Gauge Tenders, at $900 each 2,700.00

1 Machinist 1,140.00

1 Blacksmith 900.00

1 Storekeeper 900.00

1 Painter 900.00

1 Mechanic 900.00

1 Electrician 900.00

4 Skilled Laborers at $600 each 2,400.00

1 Watchman and Special Officer 900.00

1 Recorder 720.00

27 Laborers, at $1.50 per day for 300 days 12,150.00

3 Teams, at $2.00 per day for 200 days 1,200.00

Laboratory and office supplies 2,700.00

Filter supplies, tools, hose, repair of roads, parks, shrubs, etc. 8,820.00

Pumping station supplies, oil, waste, packing, repairs, etc. 3,570.00

3,600 tons of coal, at $3.15 per ton 11,340.00

Charges in U. S. Engineer Office, labor 2,900.00

Charges in U. S. Engineer Office, materials 400.00

Total $82,000.00

Поскольку результаты эксплуатации фильтров оправдали выводы упомянутого отчета, была построена экспериментальная станция с целью изучения эффективности различных методов предварительной обработки воды. Эта станция состояла из трех цилиндрических бетонных фильтрационных резервуаров диаметром по 10 футов каждый. Эти резервуары были заполнены слоями гравия и песка, необходимыми для того, чтобы они как можно точнее воспроизводили крупные медленные песчаные фильтры основной фильтровальной станции. Были также предусмотрены средства для осуществления предварительной обработки воды, подаваемой на каждый из этих экспериментальных медленных песчаных фильтров. В двух случаях в качестве предварительной обработки применялась ускоренная фильтрация, а в третьем — седиментация и коагуляция. Отстойник имел достаточный размер по сравнению с площадью экспериментального медленного песчаного фильтра, чтобы представлять Джорджтаунский резервуар и ресивер Макмиллан-Парк при их совместной работе с крупными фильтрами. Первый предварительный фильтр по своей конструкции и принципу работы был очень похож на механический фильтр. Песок для этого фильтра был взят из основных фильтров и, следовательно, был более мелким, чем обычно используется в механических фильтрах. Второй предварительный фильтр представлял собой скруббер Манье (Maignen scrubber). Он состоял из цилиндрического бетонного резервуара диаметром 4 фута и глубиной 8,5 фута, в котором на дне находилось 12 дюймов булыжника, а затем последовательно располагались: 12 дюймов кокса размером с куриное яйцо, 12 дюймов кокса размером с орех-антрацит, 24 дюйма кокса размером с лесной орех и 24 дюйма обрезков губки в качестве финального или верхнего слоя.

Table 14—Cost Per Million Gallons Filtered.

(A) Labor.

Month. Office and laboratory. Pumping station. Filter Operations: Parking (care of grounds). Experimental filters. Main office. Total.

Sand handling. Repairs, etc.

1909.

July $0.73 $0.57 $0.86 ... $0.31 ... $0.15 $2.62

August 0.75 0.64 0.59 ... 0.71 ... 0.14 2.83

September 0.83 0.67 0.80 ... 0.51 ... 0.17 2.98

October 0.72 0.66 0.73 ... 0.34 ... 0.08 2.53

November 0.87 0.76 0.42 ... 0.38 ... 0.18 2.61

December 0.90 0.69 0.27 ... 0.40 ... 0.12 2.38

1910.

January 0.81 0.63 0.33 ... 0.14 ... 0.10 2.01

February 0.94 0.74 0.35 $0.07 0.11 ... 0.16 2.37

March 0.92 0.81 0.30 0.07 0.18 ... 0.13 2.41

April 0.93 0.83 0.49 0.03 0.36 ... 0.13 2.77

May 0.86 0.72 0.36 0.03 0.55 ... 0.18 2.70

June 0.88 0.67 0.38 ... 0.38 ... 0.12 2.43

Average 0.84 0.70 0.27 10.25 0.36 ... 0.14 2.56

Fiscal years:

1905‑1906 0.45 0.45 0.47 0.02 0.01 ... 0.09 1.49

1906‑1907 0.57 0.57 0.58 0.21 0.07 $0.03 0.04 2.07

1907‑1908 0.70 0.56 0.42 0.32 0.15 0.09 0.09 2.36

1908‑1909 0.72 0.61 0.41 0.34 0.22 0.01 0.13 2.44

Table 14—(Continued.)

(B) Materials.

Month. Office and laboratory. Pumping station. Filter Operations: Parking (care of grounds). Experimental filters. Main office. Total.

Sand handling. Repairs, etc.

1909.

July ... ... $0.01 ... ... ... ... $0.01

August $0.01 ... ... ... $0.07 ... $0.01 0.09

September 0.05 $0.31 0.04 ... 0.01 ... 0.03 0.44

October 0.08 0.11 0.13 ... 0.46 ... 0.02 0.80

November 0.13 0.78 0.10 ... 0.34 ... 0.02 1.37

December 0.03 0.17 0.05 ... 0.01 ... 0.05 0.31

1910.

January 0.12 0.74 0.14 ... 0.01 ... ... 1.01

February 0.07 1.88 0.18 ... 0.01 ... 0.01 2.15

March 0.26 0.28 0.01 ... ... ... ... 0.55

April 0.18 1.22 0.10 ... 0.29 ... 0.02 1.81

May 0.06 0.72 0.02 ... 0.11 ... 0.02 0.98

June 0.54 2.23 ... 2$2.16 0.46 ... 0.04 5.43

Average 0.13 0.69 0.02 30.21 0.17 ... 0.02 1.24

Fiscal years.

1905‑1906 0.04 0.59 0.02 ... ... ... ... 0.65

1906‑1907 0.03 0.67 0.08 0.20 0.02 ... ... 1.00

1907‑1908 0.05 0.54 0.04 0.07 0.06 ... 0.01 0.77

1908‑1909 0.10 0.69 0.05 0.18 0.18 ... 0.02 1.22

1 $0.02 for new sand-handling system.

2 $2.02 for new sand-handling system.

3 $0.16 for new sand-handling system.

Table 14—(Continued.)

(C) Totals.

Month. Office and laboratory. Pumping station. Filter Operations: Parking (care of grounds). Experimental filters. Main office. Total.

Sand handling. Repairs, etc.

1909.

July $0.73 $0.57 $0.87 ... $0.31 ... $0.15 $2.63

August 0.76 0.64 0.59 ... 0.78 ... 0.15 2.92

September 0.88 0.98 0.84 ... 0.52 ... 0.20 3.42

October 0.80 0.77 0.86 ... 0.80 ... 0.10 3.33

November 1.00 1.54 0.52 ... 0.72 ... 0.20 3.98

December 0.93 0.86 0.32 ... 0.41 ... 0.17 2.69

1910.

January 0.93 1.37 0.47 ... 0.15 ... 0.10 3.02

February 1.01 2.62 0.53 $0.07 0.12 ... 0.17 4.52

March 1.18 1.09 0.31 0.07 0.18 ... 0.13 2.96

April 1.11 2.05 0.59 0.03 0.65 ... 0.15 4.58

May 0.92 1.44 0.38 0.03 0.66 ... 0.20 3.63

June 1.42 2.90 0.38 2.16 0.84 ... 0.16 7.86

Average. 0.97 1.39 0.29 0.46 0.58 ... 0.16 3.80

Fiscal years:

1905‑1906 0.49 1.04 0.49 0.02 0.01 ... 0.09 2.14

1906‑1907 0.60 1.24 0.66 0.41 0.09 $0.03 0.04 3.07

1907‑1908 0.75 1.13 0.46 0.39 0.21 0.09 0.10 3.13

1908‑1909 0.82 1.30 0.46 0.52 0.40 0.01 0.15 3.66

Эти два предварительных фильтра эксплуатировались со скоростью около 50 000 000 галлонов на акр в сутки, а три медленных песчаных фильтра — со скоростями от 3 000 000 до 4 000 000 галлонов в сутки.

Эта станция была пущена в эксплуатацию в начале февраля 1907 года и работала практически непрерывно до конца июля 1908 года.

Figure 6—Washington Aqueduct, D. C.

Experimental Filters Below Dalecarlia Reservoir Coagulating Basins and Apparatus.

Table 15—Average Cost for Labor for Sand Handling.

(A) Per Million Gallons Pumped To Filter.

Month. Scraping. Ejecting. Washing. Smoothing. Raking. Re-Sanding. Total.

1909.

July $0.10 $0.21 $0.03 $0.02 ... $0.21 $0.57

August 0.07 0.16 0.03 0.01 ... 0.04 0.31

September 0.05 0.13 0.02 0.01 $0.01 0.27 0.49

October 0.06 0.15 0.03 0.01 0.02 0.12 0.39

November 0.02 0.06 ... ... 0.02 ... 0.70

December 0.02 0.04 0.01 ... 0.01 0.01 0.09

1910.

January 0.04 0.07 ... 0.01 0.02 ... 0.14

February 0.04 0.10 ... 0.01 ... 0.02 0.17

March 0.04 0.06 ... 0.01 0.01 0.05 0.17

April 0.10 0.15 0.04 0.01 0.02 0.06 0.38

May 0.02 0.03 0.01 ... 0.01 0.11 0.18

June 0.02 0.04 ... ... 0.02 0.01 0.09

Average 0.05 0.10 0.01 0.01 0.01 0.08 0.26

Fiscal years:

1905‑06 0.06 0.29 0.02 0.06 ... 0.04 0.47

1906‑07 0.07 0.20 0.05 0.02 ... 0.24 0.58

1907‑08 0.09 0.14 0.03 0.01 0.02 0.13 0.42

1908‑09 0.07 0.15 0.03 0.01 0.01 0.14 0.41

Table 15—(Continued.)

(B) Per Cubic Yard of Sand.

Month. Scraping. Ejecting. Washing. Smoothing. Raking. Re-Sanding. Total.

1909.

July $0.08 $0.15 $0.03 $0.01 ... $0.10 $0.37

August 0.07 0.15 0.03 0.01 ... 0.11 0.37

September 0.07 0.17 0.03 0.01 ... 0.17 0.45

October 0.06 0.15 0.03 0.01 ... 0.09 0.34

November 0.10 0.23 0.02 0.02 ... ... 0.37

December 0.12 0.25 0.04 0.02 ... 0.08 0.51

1910.

January 0.10 0.19 ... 0.02 ... ... 0.31

February 0.07 0.15 ... 0.01 ... 0.09 0.32

March 0.06 0.11 ... 0.02 ... 0.08 0.27

April 0.07 0.09 0.03 0.01 ... 0.05 0.25

May 0.06 0.09 0.03 0.01 ... 0.06 0.25

June 0.06 0.12 ... 0.01 ... 0.10 0.29

Average 0.07 0.14 0.02 0.01 ... 0.10 0.34

Fiscal years:

1905‛06 0.07 0.35 0.04 0.07 ... 0.14 0.67

1906‑07 0.06 0.19 0.03 0.02 ... 0.17 0.47

1907‑08 0.09 0.15 0.03 0.01 ... 0.14 0.42

1908‑09 0.06 0.14 0.03 0.01 ... 0.13 0.37

Для удобства ссылки на различные системы комбинированный фильтр ускоренной и медленной песчаной фильтрации будет именоваться фильтровальной станцией № 1, комбинированный скруббер Манье и медленный песчаный фильтр — фильтровальной станцией № 2, а комбинированный коагуляционный бассейн и медленный песчаный бассейн — фильтровальной станцией № 3.

Продолжительность фильтроцикла фильтровальной станции № 1 сначала была относительно большой. Однако высокая скорость фильтрации способствовала переносу глины, взвешенной в поступающей воде, на значительную глубину фильтрующего материала, так что продолжительность циклов постепенно сокращалась примерно до трех дней. К сожалению, для промывки приходилось использовать неочищенную воду, что в сочетании с глубоким проникновением примесей из поступающей воды в конечном итоге потребовало выемки и промывки всех фильтрующих материалов.

Хотя этот предварительный фильтр эксплуатировался с высокой скоростью, его эффективность была вполне удовлетворительной. Фактически в периоды, когда исходная вода была сравнительно чистой, медленному песчаному фильтру доставалось очень мало работы. Однако в периоды высокой мутности часть чрезвычайно мелкого ила из поступающей воды проходила как через этот фильтр, так и через соединенный с ним медленный песчаный фильтр, и оказалось абсолютно невозможным получать прозрачную очищенную воду во все времена с помощью этой комбинации.

Фильтровальная станция № 2 оказалась более экономичной и удобной в эксплуатации, но несколько менее эффективной, чем фильтровальная станция № 1. Ни на один из этих фильтров нельзя было положиться в плане получения прозрачной очищенной воды, когда поступающая вода была мутной.

В процессе работы фильтровальной станции № 3 сульфат алюминия применялся тогда, когда поступающая вода содержала слишком много мутности для ее успешной обработки медленными песчаными фильтрами.

Когда вода была относительно чистой, любая из трех систем или одна только медленная песчаная фильтрация работали полностью удовлетворительно. Однако в периоды высокой мутности фильтровальная станция № 3 была единственной, на которую можно было положиться для получения прозрачной очищенной воды.

Справедливое сравнение результатов работы трех систем при очистке мутной воды в январе 1908 года приведено в Таблице 16.

Таблица 16 очень четко показывает, что ни фильтровальная станция № 1, ни № 2 не окажутся сколько-нибудь удовлетворительными при очистке мутной воды, в то время как на станцию № 3 можно было положиться при любых условиях. Результаты эксплуатации подробно представлены в Таблицах 17, 18 и 19. Из Таблицы 17 можно заметить, что 10 марта 1908 года фильтровальная станция № 1 была выведена из эксплуатации, а вместо нее была установлена система предварительных фильтров Пуеча.

Предварительные фильтры Пуеча состояли из пяти ступеней, содержащих гравий различного размера, через который вода последовательно фильтровалась перед подачей на конечный медленный песчаный фильтр. Общее представление об этой системе можно получить, обратившись к Рисунку 8.

Table 16—Turbidity Results with Experimental Filters, During Period of High Turbidity, January, 1908.

Date. Raw water. Filter No. 1 Filter No. 2 Filter No. 3

Effluent preliminary filter. Effluent sand filter. Effluent preliminary filter. Effluent sand filter. Effluent coagulant basin. Effluent sand filter.

January 12th 40 10 1 12 1 2 0

January 13th 110 45 2 51 2 2 0

January 14th 210 95 3 113 4 2 0

January 15th 325 190 12 222 15 3 0

January 16th 360 210 37 247 42 5 0

January 17th 242 122 24 147 26 6 0

January 18th 137 ... ... 73 7 6 0

January 19th 117 40 12 cleaning ... 5 0

January 20th 72 31 6 sand filter ... cleaning 0

January 21st 55 20 4 25 4 sand filter ...

January 22d 49 17 3 21 4 sand filter ...

January 23d 40 12 3 15 3 3 0

January 24th 40 11 3 13 3 3 0

Жаль, что эта система не работала в январе 1908 года, когда вода была холодной и мутной. Тем не менее результаты показывают, что она была бы не более успешной, чем фильтровальная станция № 1 или № 2.

Экспериментальные исследования скорости. — В сентябре 1908 года была пущена в эксплуатацию экспериментальная станция, состоящая из шести малых фильтров. Целью этих экспериментов было изучение относительной эффективности и стоимости эксплуатации медленных песчаных фильтров при работе с различными скоростями.

Элементы станции представляли собой цилиндрические резервуары из оцинкованного железа диаметром 4 фута и высотой 9 футов. Фильтрующий песок в этих резервуарах был взят из запасов для основных фильтров. Он поддерживался гравийными слоями и был снабжен дренажными системами соответствующих размеров для каждого конкретного расхода.

Агрегаты экспериментальной установки получили обозначения № 1, 2, 3, 4, 5 и 6, и первоначально предполагалось эксплуатировать их со скоростями 1 000 000, 3 000 000, 6 000 000, 10 000 000, 30 000 000 и 100 000 000 галлонов на акр в сутки соответственно.

Этот график скоростей в целом соблюдался для всех фильтров, за исключением № 5 и № 6. Для них скорости оказались более высокими, чем те, которые удавалось поддерживать сколько-нибудь долгое время, из-за более глубокого проникновения ила в фильтрующий песок, что вызывало большие начальные потери напора, короткие фильтроциклы и глубокую скарификацию. Скорость около 30 000 000 галлонов поддерживалась на фильтре № 5 с момента его запуска 9 сентября 1908 года до 8 ноября 1909 года, после чего она была снижена примерно до 17 000 000 галлонов, и этот уровень поддерживался в дальнейшем до остановки фильтра в феврале 1910 года.

Figure 7—Plan of Filter‑House and Equipment.

В случае с фильтром № 6 поддерживать скорость 100 000 000 галлонов дольше чем в течение нескольких дней подряд оказалось невозможным. Однако его запускали примерно с такой скоростью в начале каждого цикла и держали на возможно более высоком уровне оставшееся время в течение первых семи циклов. В конце седьмого цикла, 17 октября 1908 года, фильтр подвергли очень глубокой скарификации и засыпали заново песком.