«Результаты эксплуатации водоочистной станции в Вашингтоне, округ Колумбия»

Oct. 16 2.99 0.32 35 4 0 Lost. 550 19 0

Oct. 17 2.98 0.34 30 4 0 550 800 21 0

Oct. 18 3.00 0.35 25 4 0 260 350 9 0

Oct. 19 3.00 0.35 25 4 0 750 310 35 0

Oct. 20 3.00 0.35 20 3 0 Sunday. 0

Oct. 21 3.00 0.35 19 3 0 480 540 35 0

Oct. 22 2.99 0.36 18 3 0 230 440 17 0

Oct. 23 2.99 0.37 15 3 0 250 440 39 0

Oct. 24 2.98 0.38 15 3 0 300 500 60 0

Oct. 25 2.99 0.39 15 3 0 450 410 65 0

Oct. 26 2.99 0.40 15 3 0 450 500 44 0

Oct. 27 2.99 0.41 13 2 0 Sunday. 0

Oct. 28 2.99 0.43 13 2 0 190 500 50 0

Oct. 29 2.98 0.44 25 2 0 380 60 75 0

Oct. 30 2.99 0.46 21 2 0 450 180 3 0

Oct. 31 2.96 0.48 25 3 0 2,300 390 75 0

Nov. 4 3.00 0.51 125 2 0 ... ... ... 0

Nov. 5 3.00 0.53 185 2 0 6,000 1,600 90 1.70

Nov. 6 2.99 0.56 170 2 0 5,000 3,900 6 1.70

Nov. 7 2.99 0.60 100 3 0 14,000 300 9 1.48

Nov. 8 2.99 0.64 95 3 0 1,900 230 2 1.27

Nov. 9 2.99 0.70 80 4 0 4,000 2,700 200 0

Nov. 10 2.99 0.79 67 4 0 Sunday. 0

Nov. 11 2.99 1.00 52 6 0 1,900 2,000 200 0

Nov. 12 2.99 1.46 40 9 0 7,500 2,300 160 0

Nov. 13 2.98 2.09 36 10 0 1,600 1,100 170 0

Nov. 14 2.99 2.74 42 9 0 2,700 950 130 0

Nov. 15 2.99 2.98 35 8 0 1,800 800 11 0

Nov. 16 2.99 3.03 26 8 0 1,100 800 90 0

Nov. 17 3.00 3.07 20 6 0 Sunday. 0

Nov. 18 3.00 3.09 17 5 0 1,600 700 100 0

Nov. 20 2.99 3.17 45 3 0 6,500 120 120 0

Nov. 21 2.99 3.22 52 3 0 9,900 1,000 80 0

Nov. 22 2.99 3.27 65 5 0 10,000 3,200 90 0

Nov. 23 2.99 3.33 49 8 0 18,000 2,400 100 0

Nov. 24 2.99 3.41 134 11 0 Sunday. 0

Nov. 25 2.98 3.54 225 12 1 50,000 2,100 65 1.68

Nov. 26 2.98 3.68 237 13 1 40,000 2,400 95 1.76

Nov. 27 2.99 3.96 185 16 1 16,000 2,600 60 1.74

Nov. 28 2.98 4.29 130 18 1 Holiday. 1.57

Nov. 29 2.97 4.48 80 19 1 10,000 2,500 65 1.50

Nov. 30 2.97 4.54 54 15 1 3,800 1,900 85 0

Dec. 6 Scraped, 1.62 in. of sand removed.

Dec. 8 2.97 0.16 12 3 0 Sunday. 1.17

Dec. 9 2.98 0.16 11 3 0 1,200 410 10 1.17

Dec. 10 2.98 0.15 12 3 0 800 550 150 1.17

Dec. 11 2.99 0.15 255 3 0 6,500 600 130 1.52

Dec. 12 3.00 0.13 212 2 0 48,000 500 130 1.99

Dec. 13 2.98 0.13 495 4 0 42,000 500 120 2.06

Dec. 14 2.99 0.14 357 5 0 49,000 750 150 2.12

Dec. 15 2.99 0.15 157 6 0 Sunday. 1.69

Dec. 16 2.98 0.16 90 9 0 19,000 900 20 1.28

Dec. 17 2.98 0.20 70 12 0 21,000 400 170 1.17

Dec. 18 2.98 0.24 49 12 1 6,500 7,000 350 1.17

Dec. 19 2.98 0.29 39 9 1 Lost. Lost. Lost. 1.17

Dec. 20 2.98 0.36 42 7 1 Lost. Lost. Lost. 1.17

Dec. 21 2.97 0.45 26 5 0 Lost. Lost. Lost. 1.17

Dec. 22 2.98 0.57 20 4 0 Sunday. 1.17

Dec. 23 2.98 0.71 34 3 0 1,400 1,300 220 1.17

Dec. 24 2.98 0.83 195 2 0 9,000 1,000 140 1.49

Dec. 25 2.98 0.97 445 2 0 Holiday. 2.43

Dec. 26 2.98 1.11 370 2 0 51,000 1,000 39 2.15

Dec. 27 2.98 1.27 245 3 0 55,000 1,600 70 1.91

Dec. 28 2.98 1.40 102 4 0 10,000 1,000 80 1.50

Dec. 29 2.98 1.60 75 3 0 Sunday. 1.21

Dec. 30 2.97 1.85 56 3 0 4,400 700 80 1.17

Dec. 31 2.98 2.07 39 2 0 14,000 1,200 65 1.17

1908.

Jan. 1 2.99 2.11 31 2 0 Holiday. 1.17

Jan. 2 2.98 2.17 39 2 0 4,400 700 19 1.17

Jan. 3 2.98 2.26 36 2 0 3,100 1,000 13 1.17

Jan. 4 2.98 2.34 32 2 0 2,400 550 19 1.17

Jan. 5 2.98 2.41 26 2 0 Sunday. 1.17

Jan. 6 2.98 2.49 20 2 0 600 230 18 1.17

Jan. 7 2.98 2.58 20 2 0 1,100 370 12 1.17

Jan. 8 2.99 2.61 22 2 0 1,900 1,100 20 1.17

Jan. 9 2.99 2.63 45 2 0 13,000 1,200 22 1.21

Jan. 10 2.98 2.67 70 2 0 10,000 700 16 1.17

Jan. 11 2.98 2.72 56 2 0 16,000 1,200 11 1.17

Jan. 12 2.98 2.78 40 2 0 Sunday. 1.17

Jan. 13 2.98 2.84 110 2 0 8,500 90 6 1.27

Jan. 14 2.98 2.95 210 2 0 16,000 150 23 1.56

Jan. 15 2.98 3.07 325 3 0 24,000 1,100 19 1.92

Jan. 16 2.98 3.23 360 5 6 28,000 1,000 14 2.10

Jan. 17 2.97 3.73 242 6 0 65,000 490 23 1.91

Jan. 18 2.98 4.42 137 6 0 7,000 1,600 14 1.66

Jan. 19 2.99 4.75 117 5 0 Sunday. 1.50

Jan. 21 Scrape, 1.45 in. of sand removed.

Jan. 23 3.00 0.14 40 3 0 ... ... ... 1.17

Jan. 24 3.00 0.14 40 3 0 2,300 550 55 1.17

Jan. 25 3.00 0.13 39 3 0 1,100 850 95 0

Jan. 26 3.00 0.13 32 3 0 Sunday. 0

Jan. 27 3.00 0.13 32 2 0 300 280 60 0

Jan. 28 2.99 0.15 45 3 0 1,200 700 70 0

Jan. 29 2.99 0.20 69 6 1 1,000 900 75 0

Jan. 30 2.99 0.24 57 8 1 1,400 650 50 0

Jan. 31 2.99 0.30 42 6 1 1,100 600 36 0

Feb. 1 2.99 0.34 39 5 1 750 50 25 0

Feb. 2 2.99 0.41 27 4 1 Sunday. 0

Feb. 3 2.99 0.51 29 3 0 1,300 220 16 0

Feb. 4 2.99 0.56 25 3 0 600 370 10 0

Feb. 5 2.99 0.58 24 4 0 750 700 21 0

Feb. 6 2.99 0.61 20 6 0 2,000 650 4 0

Feb. 7 3.00 0.64 17 8 1 ... 410 26 0

Feb. 8 2.99 0.66 15 8 1 900 160 42 0

Feb. 9 3.00 0.67 14 8 1 Sunday. 0

Feb. 10 2.99 0.67 11 8 1 850 450 18 0

Feb. 11 3.00 0.66 10 7 1 1,000 600 26 0

Feb. 12 3.01 0.64 8 6 1 750 350 16 0

Feb. 13 3.00 0.62 9 5 1 700 120 10 0

Feb. 14 3.00 0.61 9 5 1 1,200 950 43 0

Feb. 15 3.00 0.60 61 5 1 5,500 1,000 23 0

Feb. 16 3.00 0.60 80 6 1 Sunday. 0

Feb. 17 3.00 0.62 80 14 1 33,000 6,100 36 0

Feb. 18 2.99 0.67 130 20 1 ... 2,000 11 0

Feb. 19 2.99 0.76 320 18 2 28,000 9,000 120 0

Feb. 20 2.99 0.83 177 15 2 22,000 8,500 190 0

Feb. 29 3.00 0.85 123 8 1 ... ... ... 0

Mar. 1 3.00 0.87 97 9 1 Sunday. 0

Mar. 2 2.99 0.92 82 13 1 8,000 4,400 50 0

Mar. 3 2.98 0.96 87 19 1 11,000 2,100 26 0

Mar. 4 2.99 1.02 67 21 1 6,000 4,700 7 0

Mar. 5 2.99 1.08 59 25 1 4,400 10,000 36 0

Mar. 6 2.99 1.15 72 25 2 7,000 7,400 50 0

Mar. 7 2.98 1.21 82 25 2 9,500 6,500 28 0

Mar. 8 2.99 1.25 92 29 2 Sunday. 0

Mar. 9 2.99 1.30 125 34 2 11,000 4,800 25 0

Mar. 10 2.99 1.35 142 39 2 8,500 1,200 23 0

Mar. 11 2.99 1.39 155 35 2 6,500 2,400 20 0

Mar. 12 2.99 1.42 135 29 2 5,900 1,500 11 0

Mar. 13 2.99 1.46 122 19 2 1,900 1,100 12 0

Mar. 14 2.99 1.47 97 12 1 1,800 700 6 0

Mar. 15 2.99 1.48 77 8 1 Sunday. 0

Mar. 16 3.00 1.52 65 9 0 1,400 700 8 0

Mar. 17 2.99 1.66 59 7 0 900 800 11 0

Mar. 18 2.99 1.72 67 11 1 1,000 650 8 0

Mar. 19 2.99 1.75 60 24 1 ... 600 18 0

Mar. 20 2.99 1.81 57 25 1 1,300 750 20 0

Mar. 21 2.99 1.89 67 22 1 800 480 18 0

Mar. 22 2.99 1.95 80 21 1 Sunday. 0

Mar. 23 3.00 2.00 90 26 1 4,600 440 19 0

Mar. 24 2.98 2.06 82 32 1 2,500 1,200 10 0

Mar. 25 2.99 2.17 67 39 1 1,600 650 20 0

Mar. 26 2.99 2.24 60 36 1 550 410 7 0

Mar. 27 2.99 2.29 59 30 1 900 900 29 0

Mar. 28 3.00 2.32 51 21 1 650 250 42 0

Mar. 29 2.99 2.35 31 18 1 Sunday. 0

Mar. 30 3.00 2.38 30 14 1 500 650 28 0

Mar. 31 2.99 2.43 39 9 1 750 290 30 0

Apr. 1 2.99 2.50 44 7 1 750 390 32 0

Apr. 2 2.99 2.58 42 8 1 1,100 280 47 0

Apr. 3 2.99 2.65 41 11 1 1,500 550 70 0

Apr. 4 2.99 2.74 54 12 1 700 380 4 0

Apr. 5 3.00 2.82 50 12 1 Sunday. 0

Apr. 6 2.99 2.88 41 14 1 440 150 4 0

Apr. 7 2.99 2.98 35 13 1 650 270 42 0

Apr. 8 2.98 3.15 39 11 1 550 210 65 0

Apr. 9 2.99 3.35 40 8 1 390 160 95 0

Apr. 10 2.98 3.50 40 8 1 500 130 130 0

Apr. 11 2.99 3.65 45 7 0 430 145 100 0

Apr. 12 2.99 3.79 52 5 0 Sunday. 0

Apr. 13 2.99 3.92 50 4 0 490 160 80 0

Apr. 14 2.99 4.05 45 4 0 550 170 90 0

Apr. 15 2.99 4.16 45 3 0 420 160 12 0

Apr. 16 ... 4.24 45 3 0 360 130 90 0

Apr. 21 Scraped, 0.12 in. of sand removed.

Apr. 23 ... 0.13 25 2 0 140 140 ... 0

Apr. 24 3.00 0.12 21 2 0 200 Lost. 150 0

Apr. 25 3.00 0.10 20 2 0 85 550 45 0

Apr. 26 3.00 0.10 21 3 0 Sunday. 0

Apr. 27 3.00 0.10 18 3 0 95 850 50 0

Apr. 28 3.00 0.10 20 3 0 70 220 48 0

Apr. 29 3.00 0.09 24 3 0 110 210 95 0

Apr. 30 3.00 0.09 21 3 0 70 140 29 0

May 1 3.00 0.09 32 3 0 130 210 65 0

May 2 3.00 0.09 26 3 0 140 140 55 0

May 3 3.00 0.11 22 5 0 Sunday. 0

May 4 3.00 0.11 19 4 0 85 210 75 0

May 5 3.00 0.11 18 4 0 130 150 48 0

May 6 2.99 0.12 18 3 0 230 430 50 0

May 7 3.00 0.13 19 3 0 160 90 40 0

May 8 3.00 0.14 19 3 0 375 425 7 0

May 9 2.99 0.14 18 3 0 1,209 180 6 0

May 10 3.00 0.14 30 3 0 Sunday. 0

May 11 3.00 0.13 60 3 0 2,800 150 12 0

May 12 3.00 0.13 70 3 0 2,900 225 26 0

May 13 3.00 0.13 66 7 0 1,800 450 53 0

May 14 3.00 0.14 45 9 0 2,700 550 10 0

May 15 2.99 0.14 39 7 0 950 300 65 0

May 16 2.99 0.22 49 6 0 800 250 49 0

May 17 2.99 0.33 46 4 0 Sunday. 0

May 18 2.99 0.44 31 3 0 700 1,700 80 0

May 19 2.98 0.62 36 3 0 375 950 53 0

May 20 2.99 0.75 41 3 0 425 700 46 0

May 21 2.99 0.89 31 4 0 300 600 6 0

May 22 2.99 1.01 50 5 0 950 230 17 0

May 23 2.99 1.12 127 5 0 2,400 32 28 0

May 24 2.99 1.20 110 6 0 Sunday. 0

May 25 2.99 1.24 90 9 0 1,100 850 9 0

May 26 2.98 1.31 135 11 0 3,200 150 17 0

May 27 2.97 1.54 110 12 0 1,450 175 8 0

May 28 2.97 1.81 90 10 0 1,000 132 7 0

May 29 2.97 2.08 70 7 0 1,100 230 8 0

May 30 2.97 2.36 50 5 0 Holiday. 0

May 31 2.98 2.63 34 4 0 Sunday. 0

June 1 2.98 2.77 35 2 0 ... ... ... 0

June 2 2.98 2.84 39 2 0 ... ... ... 0

June 3 2.98 3.02 35 3 0 ... ... ... 0

June 4 3.00 3.01 30 4 0 ... ... ... 0

June 5 3.00 2.97 30 5 0 ... ... ... 0

June 6 3.01 2.81 27 5 0 ... ... ... 0

June 7 3.01 2.62 22 5 0 ... ... ... 0

June 8 3.01 2.38 20 4 0 ... ... ... 0

June 9 3.00 2.19 20 3 0 ... ... ... 0

June 10 3.01 2.02 17 3 0 ... ... ... 0

June 11 2.99 1.89 12 3 0 ... ... ... 0

June 12 2.98 1.92 11 2 0 ... ... ... 0

June 13 2.98 1.99 36 2 0 ... ... ... 0

June 14 2.98 2.08 39 2 0 ... ... ... 0

June 15 2.98 2.25 25 4 0 ... ... ... 0

June 16 2.98 2.54 34 5 0 ... ... ... 0

June 17 2.97 2.85 64 5 0 ... ... ... 0

June 18 2.97 3.20 57 5 0 ... ... ... 0

June 19 2.98 3.47 46 7 0 ... ... ... 0

June 20 2.99 3.73 37 8 0 ... ... ... 0

June 21 2.99 4.10 29 8 0 ... ... ... 0

June 22 2.99 4.44 25 6 0 ... ... ... 0

June 23 2.99 4.61 25 5 0 ... ... ... 0

June 26 3.01 0.09 15 2 0 ... ... ... 0

June 27 3.00 0.09 12 2 0 ... ... ... 0

June 28 3.00 0.09 9 2 0 ... ... ... 0

June 29 3.00 0.08 8 2 0 ... ... ... 0

June 30 3.00 0.07 10 2 0 ... ... ... 0

July 1 3.00 0.07 6 2 0 80 75 3 0

July 2 3.00 0.07 8 2 0 290 20 3 0

July 3 3.00 0.07 8 2 0 350 140 4 0

July 4 3.00 0.07 9 2 0 Holiday. 0

July 5 3.00 0.07 10 2 0 Sunday. 0

July 6 3.00 0.07 9 2 0 300 52 4 0

July 7 3.00 0.07 8 2 0 110 35 2 0

July 8 3.00 0.07 9 2 0 85 105 2 0

July 9 3.00 0.07 8 2 0 85 80 3 0

July 10 ... ... ... ... ... 300 65 1 0

July 11 3.00 0.08 12 2 0 145 95 11 0

July 12 3.00 0.08 11 2 0 Sunday. 0

July 13 3.00 0.08 10 2 0 115 105 7 0

July 14 3.00 0.09 16 2 0 800 34 1 0

July 15 3.00 0.09 17 2 0 180 165 3 0

July 16 3.00 0.10 14 2 6 100 95 2 0

July 17 3.00 0.10 10 2 0 65 65 1 0

July 18 3.00 0.11 11 2 0 38 200 24 0

July 19 3.00 0.11 12 2 0 Sunday. 0

July 20 3.00 0.12 10 2 0 95 31 1 0

July 21 3.00 0.12 10 2 0 70 100 2 0

July 22 3.00 0.13 13 2 0 450 13 4 0

July 23 2.99 0.13 54 2 0 650 325 4 0

July 24 2.99 0.14 305 2 0 1,650 325 ... 0

July 25 3.00 0.15 330 4 0 2,600 55 2 0

July 26 3.00 0.15 290 9 0 Sunday. 0

July 27 3.00 0.16 335 11 0 35,000 1,200 6 0

July 28 2.99 0.17 170 10 0 1,200 675 6 0

July 29 3.00 0.17 180 8 0 2,000 270 11 0

July 30 2.99 0.18 237 7 0 800 190 2 0

July 31 3.00 0.19 250 6 0 1,000 310 6 0

Table 20—Summary of Results of Experimental Filters.

Filter number

Number of runs 1

3 2

6 3

11 4

12 5

25 6

28

Rate, million gallons per acre per day:

Maximum............... 1.35 3.95 7.96 12.60 37.5 118.9

Minimum................ 0.62 2.30 3.73 5.77 6.68 7.1

Average................. 1.06 3.26 6.69 10.17 26.1 38.54

Length of run, in days:

Maximum............... 233.5 150.5 75.2 90.9 48.71 39.83

Minimum................ 181.7 42.0 14.5 10.1 0.67 0.62

Average................. 206.4 109.6 48.89 40.5 14.41 12.61

Million gallons filtered per acre per run:

Maximum............... 242.61 484.46 534.67 960.72 1,463.35 1,022.27

Minimum................ 202.60 135.66 93.79 92.57 19.53 53.32

Average................. 218.58 302.82 326.76 417.23 374.14 361.92

Cubic yards of sand removed per acre at end of each run:

Maximum............... 269 269 672 1,612 2,420 3,360

Minimum................ 269 134 101 134 134 101

Average................. 269 213 272 392 583 635

Cubic yards of sand removed per acre per million gallons filtered.......... 1.23 0.70 0.83 0.94 1.55 1.72

Average initial loss of head.......... 0.07 0.19 0.51 0.78 3.88 5.38

Turbidity, influent:

Maximum............... 120 120 120 120 90 100

Minimum................ 2 2 2 2 2 2

Average................. 20 20 21 22 18 19

Turbidity, effluent:

Maximum............... 11 13 17 18 30 30

Minimum................ 0 0 0 0 0 0

Average................. 1 1 2 2 4 3

Percentage reduction.......... 95.0 95.0 90.5 90.9 77.8 84.3

Bacteria, influent:

Maximum............... 180,000 180,000 180,000 110,000 180,000 37,500

Minimum................ 22 20 22 20 25 24

Average................. 4,800 5,100 4,500 4,200 6,900 5,900

Bacteria, effluent:

Maximum............... 4,000 1,300 3,200 5,400 12,800 2,400

Minimum................ 2 3 1 1 2 2

Average................. 160 85 110 120 190 180

Percentage,Reduction.......... 96.7 98.3 97.6 97.3 97.3 97.0

Number of samples examined for bacillus coli in influent:

10 c.c. ................... 549 478 476 436 325 336

1 c.c. ................... 560 492 486 445 335 342

0.1 c.c. ................ 525 459 452 413 318 317

0.01 c.c. .............. 511 443 439 405 308 304

0.001 c.c. ............ 500 434 429 394 299 294

Number of samples examined for bacillus coli in effluent:

10 c.c. ................... 512 452 454 404 296 309

1 c.c. ................... 513 454 457 406 299 311

0.1 c.c. ................ 480 419 426 383 271 286

0.01 c.c. .............. 478 406 410 367 261 276

0.001 c.c. ............ 478 406 410 367 261 276

Number samples positive, influent:

10 c.c. ................... 226 211 201 258 136 152

1 c.c. ................... 127 123 116 108 81 93

0.1 c.c. ................ 55 59 54 51 43 42

0.01 c.c. .............. 26 34 33 33 27 25

0.001 c.c. ............ 6 6 5 6 3 3

Number samples positive, effluent:

10 c.c. ................... 100 109 134 98 94 106

1 c.c. ................... 51 61 55 56 46 50

0.1 c.c. ................ 9 13 16 16 4 13

0.01 c.c. .............. 0 0 0 0 0 0

0.001 c.c. ............ 0 0 0 0 0 0

Percentage of samples showing bacillus coli in influent:

10 c.c. ................... 41.2 44.2 42.2 59.2 41.9 45.2

1 c.c. ................... 22.7 25.0 23.9 24.3 24.2 27.2

0.1 c.c. ................ 10.5 12.8 11.9 12.3 13.5 13.2

0.01 c.c. .............. 5.1 7.7 7.5 8.2 8.8 8.2

0.001 c.c. ............ 1.2 1.4 1.2 1.5 1.0 1.0

Percentage of samples showing bacillus coli in effluent:

10 c.c. ................... 19.5 24.1 29.5 24.2 31.7 34.3

1 c.c. ................... 10.0 13.4 12.0 13.8 15.4 16.1

0.1 c.c. ................ 1.9 3.1 3.8 4.2 1.5 4.5

0.01 c.c. .............. 0 0 0 0 0 0

0.001 c.c. ............ 0 0 0 0 0 0

Cost per million gallons for sand handling.......... $0.43 $0.25 $0.29 $0.33 $0.54 $0.60

Interest charges at 3%.......... 6.85 2.25 1.12 0.73 0.32 0.22

Total.......... 7.28 2.50 1.41 1.06 0.86 .82

Coli tests presumptive.

ОБСУЖДЕНИЕ

Аллен Хейзен (Allen Hazen), чл. Амер. о-ва инж.-строит. (в письменной форме). — Данный доклад содержит интереснейшие и поучительные данные о реальной работе крупной фильтровальной станции, а также отчет о ряде экспериментов. Автор описал полезные схемные решения, направленные на повышение эффективности или снижение затрат.

Полезность рыхления как промежуточной обработки между скарификациями продемонстрирована вполне отчетливо. Его практический эффект заключается в том, что оно позволяет пропустить больший объем воды между скарификациями, тем самым насыщая — если допустимо использовать этот термин — поверхностный слой глиной и другими мелкими частицами перед его удалением, а не снимая его тогда, когда им насыщена лишь тонкая поверхностная корка.

Весьма поразительна та большая доля общей очистки, которая происходит при прохождении через три последовательно расположенных резервуара, вмещающих в общей сложности объем воды, равный примерно 7-дневному потреблению. По всем записям процент [примесей], остающийся после прохождения через эти резервуары, составляет:

Sediment for the year, 1909-1910, Table 2 17%

Turbidities, 5-year average, Table 3 25%

Bacteria, 5-year average, Table 4 24%

Bacteria, selected winter months with high numbers in the raw water 20%

Bacteria, selected summer months with high numbers in the raw water 2.5%

Как показано в Таблице 21, в результатах отстаивания и фильтрации наблюдаются значительные сезонные колебания.

Table 21—Average Removal of Turbidity and Bacteria by Washington Filters for Whole Period, Arranged by Seasons.

Winter. Spring. Summer. Fall. Year.

Turbidity, in parts per million: raw 135 96 144 42 105

settled 33 28 27 15 26

filtered 4 3 1 0.5 2

Percentage left from: settling 24 29 19 36 25

filtering 12 10 4 3 8

both 3 1 0.3 1 2

Bacteria per cubic centimeter: raw 16,600 4,150 4,100 1,960 6,700

settled 6,300 980 160 270 1,940

filtered 149 29 18 22 54

Percentage left from: settling 38 24 4 14 29

filtering 2.4 3.0 11.2 8.2 2.8

both 0.90 0.79 0.44 1.12 0.81

Колебания сезонной эффективности станции в целом сильнее выражены по мутности, чем по бактериям. Зимой очищенная вода содержит 3% от мутности исходной воды, а летом — лишь 0,3 процента. Большая часть этой разницы обусловлена повышенной эффективностью фильтров летом и лишь малая доля — возросшей эффективностью отстаивания. С другой стороны, по бактериям сезонные колебания работы станции в целом сравнительно малы, но процессы отстаивания и хранения гораздо эффективнее летом, чем зимой, в то время как фильтры кажутся менее эффективными. Автор считает, что они кажутся менее эффективными лишь на первый взгляд, а на самом деле это не так; объяснение заключается в том, что в дренажной системе и нижних частях фильтра всегда размножаются некоторые бактерии, которые смываются очищенной водой. Среднее количество бактерий летом в отстоянной воде составляет 160 на 1 куб. см, а в отфильтрованной — 18. Это очень низкие показатели. По мнению автора, почти все эти 18 бактерий представляют собой организмы из дренажной системы и практически не связаны с бактериями в подаваемой воде; если это мнение верно, количество бактерий, фактически проходящих через различные процессы, во все времена ниже, чем показывают цифры. В теплое время года эта разница велика, и гигиеническая эффективность процесса намного выше, чем показывают общие числа бактерий.

Снижение смертности от брюшного тифа при изменении источника водоснабжения оказалось не столь значительным, как в Лоуренсе, Олбани и других городах, по-видимому, из-за того, что вода реки Потомак до фильтрации не была причиной большей части случаев брюшного тифа.

Фекальное загрязнение Потомака значительно меньше, чем Мерримака и Гудзона, и, возможно, неудивительно, что это относительно слабое загрязнение вызывало брюшной тиф в меньшей степени, чем сильное загрязнение рек, дренирующих более густонаселенные районы.

Метод гидравлической замены промытого песка сработал лучше, чем можно было разумно ожидать, и автор полагает, что отчасти это объясняется превосходным методом выполнения работ, описанным в докладе. Тем не менее он считает, что часть успеха обусловлена очень низким коэффициентом неоднородности песка. Другими словами, зерна песка имеют практически одинаковый размер благодаря характеристикам исходного материала, из которого был подготовлен фильтрующий песок; поэтому возможностей для разделения песка по размерам зерен гораздо меньше, чем было бы при использовании фильтрующего песка, доступного в большинстве других случаев. Фильтрующий песок с коэффициентом неоднородности столь низким, какой был получен в Вашингтоне, редко доступен для строительства песчаных фильтров, и хотя метод гидравлической засыпки определенно заслуживает внимания, рассчитывать на столь же благоприятные результаты при его применении с песками, имеющими высокие коэффициенты неоднородности, небезопасно до тех пор, пока не появится реальный положительный опыт.

Автор считает, что при расчете стоимости воды, используемой на самой станции, выбранная им цена, покрывающая только фактические эксплуатационные расходы на перекачку и фильтрацию, занижена. Пропускная способность всей системы вашингтонского акведука уменьшается на объем воды, израсходованный таким образом, и при расчете стоимости обращения с песком ценность использованной воды следует определять на основе, покрывающей полные затраты на воду, включая все капитальные расходы, амортизацию, эксплуатационные расходы и затраты всех видов. Исходя из этого, вода, расходуемая при операциях с песком, вероятно, стоит в пять или более раз больше суммы, упомянутой автором.

Эксплуатационные расходы станции уложились в предварительные оценки и, безусловно, оказались весьма умеренными. Затраты на эксплуатацию фильтров в среднем составили всего около 50 центов на миллион галлонов, что настолько мало, что очевидно: экономия, достигаемая за счет внедрения дополнительных трудосберегающих приспособлений, будет относительно небольшой. Напомним, что десять-пятнадцать лет назад стоимость эксплуатации таких фильтров в американских условиях обычно составляла от 2 до 5 долларов на миллион галлонов.

Эксперименты, представленные в Таблицах 17–19 включительно, показывают, что предварительная фильтрация, многоступенчатая фильтрация или любая система механического разделения не способны полностью удалить более мелкие частицы глины, вызывающие остаточную мутность в очищенной воде. Они также демонстрируют, что эту мутность можно легко и наверняка удалить путем внесения коагулянта в исходную воду в те редкие периоды, когда ее характеристики требуют этого.

Эти общие положения были понятны лицам, ответственным за первоначальное проектирование станции, о чем свидетельствуют цитаты, приведенные автором. Однако эти эксперименты были необходимы, чтобы продемонстрировать и донести данные условия до тех, кто думал иначе и верил, что полная очистка может быть достигнута только с помощью фильтрации или двойной фильтрации, без прибегания к периодическому использованию коагулянта.

Эксперименты, кратко обобщенные в Таблице 20, представляют наибольший интерес и важность. Шесть малых фильтров, в остальном идентичных между собой и похожих на крупные фильтры, получали ту же исходную воду и эксплуатировались с различными скоростями для определения влияния скорости на эффективность.

Тот факт, что результаты экспериментов на фильтре, работавшем с той же скоростью, что и крупные фильтры, в целом оказались несколько хуже результатов по крупным фильтрам за примерно тот же период, можно объяснить тем, что экспериментальный фильтр был новым, в то время как крупные фильтры проработали некоторое время и за счет этого повысили свою эффективность. Наибольшая разница наблюдалась по результатам в отношении кишечной палочки (coli) в Таблице 20, где показано, что 24% проб очищенной воды объемом 10 куб. см из экспериментального фильтра содержали кишечную палочку, по сравнению с лишь 1–3% таких проб из основных фильтров.

Результаты по экспериментальному фильтру, работавшему со скоростью 1 000 000 галлонов на акр в сутки, можно справедливо исключить, поскольку проба очищенной воды, вероятно, содержала пропорционально больше бактерий дренажной системы, чем фильтры, работавшие с более высокими скоростями. Количество бактерий в фильтре, работавшем со скоростью 3 000 000 галлонов, составляло 1,7% от их количества в подаваемой воде; для фильтра, работавшего вдвое быстрее, этот процент составлял 2,4; а для того, который работал более чем в десять раз быстрее, — всего 3,0; что указывает на удивительно малый рост числа бактерий при увеличении скорости.

Дальнейший и более детальный анализ автором неопубликованных индивидуальных результатов, кратко обобщенных в Таблице 20, подтверждает существенную точность сравнения, основанного на средних показателях, приведенных в этой таблице.

При рассмотрении этих результатов следует иметь в виду, что количество бактерий в каждом случае складывается из двух частей: во-первых, тех, которые проходят через фильтр (количество которых, предположительно, тем больше, чем выше скорость), и, во-вторых, тех, которые происходят из безвредных отложений в дренажной системе и нижних частях фильтра (количество которых на один кубический сантиметр, предположительно, тем меньше, чем выше скорость); эти две составляющие, изменяясь в противоположных направлениях, могут компенсировать друг друга, как это, судя по всему, и происходит в данном случае в широком диапазоне. Таким образом, количество бактерий, действительно проходящих через фильтр, может изменяться в зависимости от скорости гораздо сильнее, чем показывают валовые результаты.

Интересно также отметить, что песчаный фильтр (называемый предварительным фильтром) в Таблице 18, заполненный песком того же типа и работавший со средней скоростью 50 000 000 галлонов на акр в сутки в течение года, пропускал 18% бактерий из подаваемой воды по сравнению с 3%, обнаруженными в фильтре № 6 из Таблицы 20, который работал со средней скоростью 38 000 000 галлонов на акр в сутки.

Имелось одно различие в методике обслуживания: предварительный фильтр промывался обратным током воды, как промываются механические фильтры, в то время как фильтр № 6 очищался скарификацией поверхностного слоя, как это обычно делается на песчаных фильтрах. Берется ли автор утверждать, следует ли столь значительную разницу в бактериологических результатах при относительно небольшой разнице в скоростях относить именно на счет этого различия в способе очистки.

Если экспериментальные результаты из Таблицы 20 верно отражают условия, существующие при фильтрации воды Потомака, то увеличение скорости фильтрации вдвое или более чем вдвое приведет лишь к незначительным изменениям качества очищенной воды, измеряемого стандартными бактериологическими методами. Если бы увеличение скорости сопровождалось предварительной фильтрацией воды, то, предположительно, качество очищенной воды почти не изменилось бы, и сохранение превосходных результатов могло бы быть ошибочно приписано влиянию предварительного фильтра.

Кажется также, что аппаратура, которая иногда используется для определения и контроля скорости с точностью, превышающей обычную, вряд ли оправдана такими экспериментальными результатами, какие представлены автором.

В качестве контраста к этим результатам можно упомянуть данные, полученные г-ном Х. В. Кларком (H. W. Clark) для экспериментальных фильтров, работавших на воде реки Мерримак со скоростями от 3 000 000 до 16 000 000 галлонов на акр в сутки. Эти результаты представляют собой среднее значение почти за два года экспериментальной работы, причем этот период почти совпадал со временем проведения экспериментов автора, и охватывают сотни бактериологических анализов каждой пробы очищенной воды; вместе с опытами автора они образуют наиболее тщательные исследования влияния скорости на эффективность, с которыми приходилось сталкиваться автору.

Результаты г-на Кларка приведены в Таблице 22.

1 Journal, New England Water-Works Association, Vol. 24, p. 589.

Table 22.

Effective size of sand. Filter No. Rate in gallons acre daily. Bacteria per cubic centimeter in Bacteria efficiency. B. Coli in 1 cu. cm. (percentage of positive tests).

0.28 A 3,000,000 48 99.1 5.0

0.25 B 5,000,000 85 98.4 24.0

0.22 C 7,500,000 105 98.1 25.0

0.22 D 10,000,000 110 98.0 25.0

0.22 E 16,000,000 280 95.0 38.0

Можно видеть, что количество проходящих бактерий быстро увеличивается с ростом скорости, и независимо от того, рассматривается ли общее число бактерий или результаты по B. coli, количество прошедших микроорганизмов пропорционально скорости. Иными словами, удвоение скорости практически удваивает количество бактерий в очищенной воде.

Это полностью согласуется со всеми экспериментальными результатами Лоуренса за 20-летний период. Бывали отдельные кажущиеся исключения, но в целом опыт работы с водой реки Мерримак неизменно показывал, что при более высоких скоростях проходит большее количество бактерий.

Выдвигаемая иногда теория о том, что эффективность фильтрации в определенной степени контролируется желеподобными пленками и что в той мере, в какой это имеет место, она в меньшей степени зависит от скорости, по-видимому, не подтверждается этими результатами. Вода реки Мерримак, содержащая большие количества органических веществ, безусловно, кажется более приспособленной для формирования таких пленок, чем содержащая глину вода Потомака, которая относительно свободна от органики; однако именно на воде Потомака влияние скорости на эффективность проявляется наименьшим образом.

Эксперименты показывают, что мутность при более высоких скоростях легче проходит через фильтр в случае потомакской воды, как это наблюдалось и для других вод, содержащих глину.

В последних строках Таблицы 20 приведена стоимость фильтрации в расчете на миллион галлонов при различных скоростях. Данные показатели не обсуждаются, и поскольку они существенно отличаются от тех, к которым привык автор, расчет в Таблице 23, выполненный три года назад для конкретного случая, может представлять интерес.

Table 23—Relative Cost of Filtering at Different Rates.

Nominal rate, in millions of gallons per acre daily:

3 5 10 20

Percentage which average yield is of nominal rate 85 80 75 65

Average output per acre, in millions of gallons per day 2.55 4.00 7.5 13.0

Cost of that part of filters per acre dependent on rate $12,000 $20,000 $40,000 $80,000

Cost of that part of filters per acre not dependent on rate 50,000 50,000 50,000 50,000

Total cost of filters per acre 60,000 70,000 90,000 130,000

Cost per million gallons of capacity 20,600 14,000 9,000 6,500

Cost per million gallons of average daily output 24,400 17,500 12,000 10,000

Capital charges and depreciation at 6% on cost per million gallons 4.00 2.87 1.97 1.64

Operating expenses, the same at all rates 1.00 1.00 1.00 1.00

Total cost of filtering, excluding pumping, storage, and all auxiliaries 5.00 3.87 2.97 2.64

Relative cost 1.29 1.00 0.77 0.68

Если принять во внимание затраты на перекачку, обычно необходимые резервуары чистой воды и т. д. (которые одинаково увеличивают стоимость при всех скоростях), стоимость фильтрации будет зависеть от скорости в меньшей степени, чем это показано.

Влияние скорости на стоимость, рассчитанное в Таблице 23, а также проценты бактерий исходной воды, обнаруженные в очищенной воде автором и г-ном Кларком, показаны на Рисунке 10.

Рассматривая все эти результаты в совокупности, а также все другие известные автору свидетельства по данному вопросу, становится очевидным, что фильтры не столь чувствительны к изменениям скорости в разумных пределах, как часто предполагалось; с другой стороны, при увеличении скорости обычно наблюдается существенное возрастание процента бактерий, проходящих через фильтр.

Фильтры обеспечивают относительную, а не абсолютную защиту от инфекционных начал в исходной воде. Чем выше бактериологическая эффективность, тем полнее эта относительная защита.

Стоимость фильтрации снижается не обратно пропорционально скорости, а гораздо медленнее. Особенно это касается скоростей, превышающих 5 000 000 или 6 000 000 галлонов на акр в сутки.

В общем случае можно рационально выбрать такую скорость фильтрации, при которой ценность возможной опасности в результате увеличения скорости равна экономии средств, достигаемой за счет ее применения. Этот момент должен определяться индивидуальным суждением. Тенденция последних нескольких лет заключалась в использовании более высоких скоростей, или, иными словами, в удешевлении процесса и допущении большей доли бактерий в очищенной воде. Применению этого способствовали вспомогательные процессы, особенно использование хлорной извести как для исходной воды, так и для очищенной.

Figure 10—Rate Million Gallons Per Acre Daily.

Благодаря разумному использованию этого вещества можно поддерживать эффективность при применении более высоких скоростей, чем это было бы желательно в противном случае.

Автор считает, что во многих случаях дополнительный риск использования слишком высокой скорости не стоит той относительно небольшой экономии затрат, которая с ним сопряжена.

Джордж А. Джонсон (George A. Johnson), ассоц. чл. Амер. о-ва инж.-строит. — Данный доклад содержит чрезвычайно интересные сведения. Получить точные цифры о стоимости строительства водоочистных сооружений сравнительно несложно, но с эксплуатационными затратами таких сооружений дело обстоит иначе. Данные, доступные в опубликованных отчетах и докладах, обычно более или менее фрагментарны, а неучтенные местные условия в отношении качества исходной воды, стоимости рабочей силы и материалов, а также методов распределения этих затрат привносят столь масштабные переменные, что опубликованные цифры часто становятся практически бесполезными для целей сравнения.

Доклад г-на Харди примечателен тем, что в нем представлены относительно новые особенности эксплуатации медленных песчаных фильтров, которые до настоящего времени лишь вскользь затронуты в литературе по очистке воды. В частности, они касаются средств, позволяющих продолжать эксплуатацию фильтра без удаления части поверхностного слоя самой поверхности фильтра при исчерпании доступного напора, а также методов, с помощью которых промытый песок может быть возвращен в фильтр быстрее и с меньшими затратами, чем это делалось ранее.

Обращение с песком является наиболее важной статьей расходов при эксплуатации медленного песчаного фильтра. Еще совсем недавно расценка в 1,50 долл. за 1 куб. ярд за скарификацию песка, транспортировку к пескомывкам, промывку и возвращение в фильтр не считалась чрезмерной, но усовершенствованные методы, разработанные за последние годы в Вашингтоне, Филадельфии, Олбани и совсем недавно в Питтсбурге (во всех этих местах гидравлическое эжектирование играет важную роль), показали возможность снижения этой цифры почти или даже ровно на две трети.

Применяемая в Вашингтоне практика рыхления поверхности песчаного слоя при исчерпании доступного напора в целях избежания затрат и потери времени, требующихся для отключения фильтра и скарификации поверхностного слоя, несомненно, является одним из самых ярких достижений в эксплуатации медленных песчаных фильтров за последние годы. При работе ускоренных песчаных фильтров для продления межпромывочного периода перемешивание поверхности фильтра с выгодой применялось в течение многих лет. Полная ценность рыхления поверхности может не осознаваться повсеместно, однако результаты, полученные после испытания этой процедуры в Вашингтоне, Филадельфии и Питтсбурге, показали, что производительность фильтрованной воды между скарификациями может быть удвоена или утроена за счет этого без ущерба для самого фильтра или качества очищенной воды. Стоимость рыхления поверхности медленного песчаного фильтра площадью 1 акр составляет менее 10 долларов во всех вышеупомянутых местах, что само по себе свидетельствует об огромной экономии денег и времени, достигаемой за счет периодической замены скарификации рыхлением поверхности. В обычных условиях было установлено, что фильтр целесообразно рыхлить по меньшей мере дважды между скарификациями.

В случае фильтров, подвергающихся такой обработке, неизбежно более глубокое проникновение взвешенных веществ в слой песка, однако в Питтсбурге, как и в Вашингтоне, такое проникновение не превышает примерно 2 дюймов (около 5 см) ниже поверхности фильтра. Разумеется, при окончательной скарификации фильтра удаляется более глубокий слой, но очевидно, что экономичнее удалить глубокий слой за одну операцию, чем отдельно снимать несколько более тонких слоев, равных по общей толщине.

Фактор потери времени является важным, и в Вашингтоне это было основной причиной для попыток поверхностной скарификации. Возникла необходимость увеличить производительность фильтров, а обычная скарификация отнимала так много времени, что пришлось увеличить штат рабочих, занятых на обслуживании песка, которые трудились день и ночь. Внедренный в то время метод скарификации позволил преодолеть эту проблему, и г-н Харди отмечает, что его продолжают применять, когда работа становится сколько-нибудь срочной. Выступающий обнаружил в Питтсбурге, как и г-н Харди в Вашингтоне, что скарификация почти, если не полностью, так же эффективна для восстановления производительности фильтра, как и снятие верхнего слоя песка.

Одиннадцать лет назад выступающий принимал участие в предварительных исследованиях наилучших методов очистки воды реки Потомак для Вашингтона. Тогда выяснилось, что, хотя в течение большей части среднего года реку Потомак можно было отнести к числу чистых вод Востока, бывали периоды, когда чрезмерная мутность делала необходимым тщательное рассмотрение методов предварительной обработки, прежде чем эту воду можно было эффективно и экономично фильтровать. Как сказал г-н Харди, существовало значительное предубеждение против использования коагулирующего химического вещества, и поэтому был принят метод длительного отстаивания воды, чтобы удалить достаточное количество взвешенных веществ и позволить очищенной воде проходить через медленные песчаные фильтры. Экспертная комиссия в составе г-нов Херинга, Фуллера и Хейзена рекомендовала периодическое использование коагулирующего химического вещества, но эта рекомендация не была выполнена.

Река Потомак несколько своеобразна тем, что мутность ее вод, как показывают результаты, представленные в докладе г-на Харди, варьируется от 3000 до практически нуля. Бактериальное содержание также сильно колеблется, и таблицы г-на Харди показывают, что это изменение составляет от 76 000 до 325 на куб. см. Такая вода требует особенно тщательной предварительной обработки. Ресивер Далекарлия имеет емкость, рассчитанную примерно на 2 дня хранения, ресивер Джорджтаун — на столько же, а ресивер Макмиллан-Парк — почти на 3 дня, что дает общее время отстаивания более 7 дней. Примечательно, что без использования коагулянта в течение пяти лет, даже при 7-дневном отстаивании, средняя максимальная мутность воды, подаваемой на фильтры, составляла 106 частей на миллион, а максимальная средняя мутность за один месяц — 250 частей на миллион. Инженер по фильтрации воды может легко понять, что столь мутные воды нельзя экономично и эффективно очищать на медленных песчаных фильтрах. По-видимому, коагуляционные сооружения было бы целесообразно установить на входе в ресивер Далекарлия. Если бы это было сделано и коагулянт добавлялся в воду в периоды ее чрезмерной мутности, то значительно более короткий период последующего отстаивания, чем существующий сейчас, со всей вероятностью сделал бы воду во все времена пригодной для эффективной и экономичной очистки на медленных песчаных фильтрах.

Предубеждение в Вашингтоне против использования коагулянтов проявлялось и в других местах, но результаты, полученные за последние двадцать лет при использовании быстрых песчаных фильтров и медленных песчаных фильтров, очищающих воду, предварительно коагулированную солями железа или алюминия, показали, насколько совершенно необоснованными были эти возражения. В этой связи интересно отметить, что в Соединенных Штатах насчитывается более 350 станций с быстрыми песчаными фильтрами и что почти 12% городского населения континентальной части Соединенных Штатов снабжается водой, отфильтрованной через быстрые песчаные фильтры, при использовании которых в предварительной обработке применяется коагулирующее химическое вещество.

Table 24—Typhoid Fever Death Rates in Cities of the United States With Populations in 1910 of 100,000, or More.

Statistics gathered by correspondence and from Reports of the Bureau of the Census, Department of Commerce and Labor, Mortality Statistics.

Note.— Statistics from Birmingham, Ala., Dayton, Ohio, Fall River, Mass., Louisville, Ky., Memphis, Tenn., Oakland, Cal., and Providence, R. I., are not included, as they are incomplete.

City. Typhoid Fever Death Rate per 100,000 Population.

1906 1907 1908 1909 1910 Average for six years, 1900-05, inclusive. Average for five years, 1906-10, inclusive. Average for 11 years, 1900-11, inclusive.

Albany, N. Y. 20 20 11 19 15 25 17 21

Atlanta, Ga. 50 64 47 44 43 65 50 58

Baltimore, Md. 34 41 31 23 41 36 34 35

Boston, Mass. 22 10 26 14 11 23 16 20

Bridgeport, Conn. 10 13 13 13 9 15 12 14

Buffalo, N. Y. 24 29 21 23 20 29 23 26

Cambridge, Mass. 18 10 10 9 12 18 12 15

Chicago, Ill. 18 18 15 12 14 27 16 22

Cincinnati, Ohio 71 46 19 13 6 54 31 44

Cleveland, Ohio 20 19 13 12 19 51 17 36

Columbus, Ohio 45 38 110 17 13 61 45 54

Denver, Colo. 68 67 58 24 30 37 49 42

Detroit, Mich. 22 28 22 19 16 17 22 19

Grand Rapids, Mich. 39 30 30 17 27 34 28 31

Indianapolis, Ind. 39 29 26 22 31 76 30 55

Jersey City, N. J. 20 14 10 8 10 19 12 16

Kansas City, Mo. 38 40 35 23 38 48 35 42

Los Angeles, Cal. 18 23 19 18 12 35 18 27

Lowell, Mass. 7 9 24 11 21 19 14 17

Milwaukee, Wis. 31 26 17 21 45 19 28 23

Minneapolis, Minn. 33 26 18 20 58 38 29 34

Nashville, Tenn. 66 85 62 53 48 54 58 56

Newark, N. J. 18 24 12 11 13 17 16 17

New Haven, Conn. 54 30 34 20 17 44 31 38

New York, N. Y. 15 17 12 12 12 19 14 17

New Orleans, La. 30 56 31 25 28 40 34 37

Omaha, Nebr. 28 24 22 31 75 20 36 27

Paterson, N. J. 4 11 10 5 7 25 7 17

Philadelphia, Pa. 74 60 36 22 17 47 42 45

Pittsburg, Pa. 141 135 531 131 121 132 71 104

Richmond, Va. 44 41 50 24 22 66 36 53

Rochester, N. Y. 17 16 12 9 13 15 13 14

St Louis, Mo. 18 16 15 15 14 33 16 25

St Paul, Minn. 21 17 12 20 20 14 18 16

San Francisco, Cal. ... 57 27 17 15 20 29 24

Scranton, Pa. 11 76 11 11 14 18 35 26

Syracuse, N. Y. 10 16 15 12 30 14 17 15

Toledo, Ohio 45 36 40 31 32 36 37 36

Worcester, Mass. 12 14 10 8 16 17 12 15

Washington, D. C. 52 36 39 33 23 59 37 49

1 Filtered water section. Allegheny District not included.

Неоднократно обращалось внимание на тот факт, что относительно высокий уровень смертности от брюшного тифа в Вашингтоне после установки фильтровальной станции был возможным признаком неэффективности фильтров. Это правда, что в Вашингтоне после установки водоочистных сооружений не наблюдалось такого заметного снижения смертности от брюшного тифа, которое отмечалось в других городах Америки. За шесть лет до даты, когда граждане Вашингтона начали получать фильтрованную воду, средний уровень смертности от брюшного тифа составлял 59 на 100 000 населения, по сравнению с 37 на 100 000 в течение пяти последующих лет, что составляет снижение на 37 процентов. В Олбани, штат Нью-Йорк, где в 1899 году был построен первый современный медленный песчаный фильтр, смертность от брюшного тифа снизилась на 75 процентов. В Цинциннати, штат Огайо, средний уровень смертности от брюшного тифа годами колебался около 50 на 100 000, но после установки фильтровальной станции он снизился до уровня, который ставит этот город по показателю отсутствия брюшного тифа во главе всех крупных городов Америки; в 1910 году смертность от брюшного тифа в Цинциннати составила 6 на 100 000. Аналогично, в Колумбусе, штат Огайо, где смертность от брюшного тифа до установки фильтровальной станции в 1906 году была даже выше, чем в Цинциннати, она снизилась до менее чем 13 на 100 000 в 1910 году, тогда как за предыдущие пять лет она составляла 61 на 100 000. В Филадельфии до установки фильтровальных сооружений смертность от брюшного тифа составляла 60 или более на 100 000, а в 1910 году смертность от этого заболевания составила 17. В Питтсбурге, по крайней мере в той его части, которая сейчас снабжается фильтрованной водой, смертность от брюшного тифа годами превышала 130 на 100 000, но в настоящее время этот показатель составляет около 12 на 100 000.

Table 25—Average Monthly Results for the Period, 1905-1910.

Reservoirs. Period of sedimentation in days. Turbidity in parts per million. Bacteria per cubic centimeter. Percentage Removed

Turbidy Bacteria

River ... 106 6,400 ... ...

Dalecarlia 2.2 50 5,000 53 22

Georgetown 2.2 38 3,400 24 32

McMillan 2.8 26 2,000 31 41

Totals and averages 7.2 ... ... 75 69

Хотя, возможно, кажется необоснованным выделять Вашингтон как особо пострадавший в этом отношении город, весьма вероятно, что значительная доля случаев брюшного тифа по-прежнему вызвана вторичной инфекцией, мухами, недоброкачественным молоком, а также частными и общественными колодцами. Выступающий отчетливо помнит, что десять лет назад, когда он проводил исследование чистоты воды примерно в 100 общественных колодцах этого города, многие из них демонстрировали несомненные признаки загрязнения сточными водами. Убедительные доказательства санитарного качества фильтрованного продукта можно было бы получить, если бы гипохлорит извести добавлялся в фильтрованную воду в течение одного года или в течение месяцев, когда наблюдается всплеск брюшного тифа. Выступающему кажется странным, что хотя бы по этой причине это безопасное и безвредное бактерицидное средство до сих пор не используется в Вашингтоне, учитывая тот факт, что в настоящее время оно постоянно или периодически применяется при очистке воды для десятков важнейших городов этой страны, среди которых можно упомянуть Нью-Йорк, Филадельфию, Цинциннати, Питтсбург, Сент-Луис и Миннеаполис.

Моррис Ноулз, член Американского общества инженеров-строителей (письменно). — Это описание работы Вашингтонских фильтровальных сооружений своевременно и представляет большой интерес. Прошло десять лет с тех пор, как автор в сотрудничестве с Чарльзом Гилманом Хайдом, членом Американского общества инженеров-строителей, представил аналогичный отчет по фильтру в Лоуренсе, штат Массачусетс. Тот доклад был первой полной, подробной и непрерывной историей действий и результатов, полученных за длительный период времени на таких очистных сооружениях. С тех пор искусство фильтрации продвинулось во многих отношениях, особенно в отношении методов очистки медленных песчаных фильтров и сопутствующих процессов. Поэтому полезно снова подвести итоги и посмотреть, какой прогресс был действительно достигнут. Таким образом, доклад г-на Харди, содержащий описание работы системы, продуманно спроектированной после долгого рассмотрения проблемы, и операций, проводимых при эффективном и экономичном управлении, с тщательным учетом всех деталей, должен послужить основой для тщательного рассмотрения вышеуказанного вопроса.

Автор, используя в качестве основы некоторые идеи, изложенные в докладе, но в большей степени некоторые из тех, что становятся распространенными в других местах, желает обсудить методы и стоимость эксплуатации, особенно в отношении обращения с песком; и предложить рекомендации, направленные на повышение эффективности, а также экономичности при выполнении стандартных и хорошо проверенных методов.

Теория медленной песчаной фильтрации. — Во-первых, что представляет собой процесс медленной песчаной фильтрации? Ответ на этот вопрос включает множество факторов, некоторые из которых до сих пор изучены лишь несовершенно. В ранней истории фильтрации, во время строительства лондонских фильтров, была известна только способность песчаного слоя к процеживанию для удаления крупных частиц. Позже, когда органическое содержание воды стало лучше изучено, химические или окислительные свойства процесса были признаны играющими важную роль. Наконец, одновременно с открытием так называемой «микробной теории болезней», изучение бактериального действия фильтров привело к признанию его важности. В настоящее время общепризнано, что каждый из этих факторов выполняет свою полезную функцию; что размер песка, количество органических веществ, остающихся на поверхности слоя, мутность подаваемой воды и бактериальное содержание очищаемой воды — это лишь некоторые из факторов, от которых зависит определение относительной важности каждого из них.

1 Transactions, Am. Soc. C. E., Vol. XLVI, p. 258.

Инженеров учили верить, согласно немецкой школе мысли, что пленка органических веществ на поверхности песка играет очень важную роль в фильтрации. Этот Schmutzdecke, как его называют, считался настолько ценным, что особое внимание уделялось бережному обращению с ним. Его не следовало полностью удалять во время очистки, по нему нельзя было ходить, оставлять на нем вмятины или каким-либо иным образом уплотнять или разрушать. Фактически, в некоторых случаях рекомендовалось сбрасывать первую порцию воды после очистки по той причине, что на поверхности песка оставалось недостаточное количество этой органической пленки, чтобы должным образом начать процесс фильтрации сразу после очистки.

Однако в последние годы наметилась тенденция отхода от этой фундаментальной доктрины медленной песчаной фильтрации. Были предложены различные новые процессы очистки поверхности песка; некоторые из них частично разрушают, а другие полностью уничтожают любое подобие бактериальной пленки на песчаном слое. Эти идеи, выдвинутые без какого-либо реального и серьезного обсуждения их внутренних достоинств или их влияния на общественное здравоохранение, не основаны на длительных непрерывных записях таких результатов, которые необходимы для установления доверия к окончательной ценности любого из этих методов.

Быстрые достижения в этой области были сделаны совсем недавно, несмотря на возникновение заметных случаев проблем и, как следствие, необходимость полного ремонта фильтровальных слоев. Из-за грубого обращения с поверхностью песка произошло проникновение органических веществ и грязи вглубь слоя. Это вызвало глубокое засорение, предотвратило обычный выход воды и привело к снижению бактериальной эффективности из-за попыток форсировать подачу воды через фильтры, а также из-за того, что некоторые органические вещества и наросты в нижней части слоя послужили местом размножения для новых бактерий.

Все эти попытки сократить объем работ по очистке были похвальными, поскольку скарификация и обращение с песком являются статьями наибольших расходов при обслуживании медленных песчаных фильтров. Каждый стремился минимизировать эти затраты. Однако, как автор постарается показать, кажется, что попытки в этом направлении должны быть направлены на то, чтобы более экономично и эффективно выполнять то, что, как известно, приведет к надлежащим результатам, а не неразумно принимать новые методы, которые не были опробованы в течение достаточно длительного периода, чтобы определить их влияние на общественное здравоохранение.

Методы Питтсбурга. — Приступая к проблеме проектирования в Питтсбурге в 1902 году, автор получил на рассмотрение и принятие предложение о том, что определенный метод очистки песчаных фильтров, который включал бы промывку песка на месте (подобно тому, что недавно было опробовано на экспериментальной станции Джером-Парк в Нью-Йорке), был бы целесообразным и экономичным. О принятом тогда решении ни разу не пришлось пожалеть. Поскольку этот план предполагал столь полный отход от принципов, которые были хорошо проверены и доказали свою успешность, было решено, что небезопасно применять такой метод на муниципальных фильтровальных сооружениях, из которых люди должны были получать питьевую воду. В такой проблеме следует учитывать не только экономию эксплуатации; экономия человеческих жизней, влияние на которую требует гораздо большего времени, чем несколько месяцев испытаний, является гораздо более важным фактором. Полагая, что никто не должен отступать, до тех пор, пока не пройдет длительный период убедительных экспериментов, от принципа, который, как известно, является безопасным (а именно: снимать небольшую часть засоряющейся поверхности), автор стремился определить более эффективные и экономичные методы достижения этой цели.

Устройство для скарификации материала, работающее точно так же, как лопаты, но более эффективно и точно, было разработано Джорджем П. Болдуином, членом Американского общества инженеров-строителей, под общим руководством Бюро фильтрации, которое возглавлял автор. Однако из-за неудачного и более раннего планирования других конструктивных вопросов, которые, как посоветовал Юридический департамент города, нельзя было изменить, не нарушив контракт, входные двери в первоначальные сорок шесть фильтров не были построены достаточно большими, чтобы позволить быстро и экономично перемещать эти машины, и, поскольку эта операция занимает столь большую долю общего времени работы, их использование не было признано экономичным. Дополнительные десять фильтров, недавно построенные с дверями, специально спроектированными и достаточно большими для прохода машин, еще не были введены в эксплуатацию. Говорят, что это связано с нехваткой средств и сотрудников. Поэтому не было возможности продемонстрировать, на что способны скарификационные машины в условиях, для которых они были спроектированы. Восстанавливающая машина, дополнительное устройство в механической работе, которое просто возвращает песок в то же состояние, в котором он был бы, если бы его возили обратно, но с небольшим процентом влажности, выполнила свою задачу хорошо и экономично. Песок укладывается в фильтры так, что дальнейшей усадки не происходит; с гладкой поверхностью, не требующей дополнительной регулировки; с абсолютной невозможностью подповерхностного засорения; и с фильтрами, начинающими работать чрезвычайно хорошо по результатам эксплуатации.

Методы Вашингтона. — В Вашингтоне, как сообщается, фильтры до сих пор очищаются старомодным методом скарификации лопатами, сбрасыванием песка в кучи и последующим удалением его с помощью передвижного эжектора. Между скарификациями также иногда проводится промежуточная операция рыхления осушенной поверхности песка с целью перемешивания грязной пленки. Этот процесс не удаляет никакого засоряющего материала из слоя, но говорят, что вредных эффектов не возникает и что это экономично. Утверждается, что так называемый «бруклинский метод» рыхления поверхности песка при наличии воды над слоем был опробован в Вашингтоне, но с неудовлетворительными результатами. Похоже, что в некоторых других местах его отстаивали с большим рвением.

Метод сухого рыхления не удаляет грязный материал, но разрыхляет поры поверхности и благодаря этой пористости позволяет засорению проникать глубже в фильтр. Метод рыхления при наличии воды над слоем, хотя и удаляет часть органической грязи, также допускает более глубокое проникновение остатков. Новейшая разработанная система промывки песка на месте путем распыления воды вверх, называемая «методом Блейсделла», полностью разрушает Schmutzdecke сверху и в то же время должна допускать образование вспомогательного слоя ниже. В методе Николса материал, удаленный при скарификации лопатами, подается эжектором в переносной сепаратор, где он проходит однократную промывку; грязная вода переливается в канализацию, а промытый песок выбрасывается через шланг и укладывается на недавно очищенную поверхность. Поскольку последняя частично пропитана примесями, при этом процессе существует тенденция к подповерхностному засорению.

Все эти процессы являются заметными и серьезными отступлениями от хорошо проверенного метода очистки медленных песчаных фильтров, который, как известно, успешно работает для очистки загрязненных речных вод и делает их безопасными для питья. Во всех них существует опасность того, что они не были достаточно и тщательно опробованы при научном наблюдении в отношении результатов и возможных последствий для общественного здравоохранения, чтобы быть уверенными в том, что бактериальная эффективность может долго оставаться удовлетворительной при применении к специфически зараженным водам. Опасно и может даже поставить под угрозу безопасность человеческих жизней экспериментировать с водой, которая поставляется для питьевых целей. Существует также дополнительная опасность, хорошо известная из прошлого опыта, что через несколько лет (это может быть больше или меньше, в зависимости от масштаба и интенсивности новых работ) фильтрам потребуется ремонт, частично, если не полностью, по всему слою. Таким образом, учитывая общую стоимость в течение длительного периода лет, кажущийся более дешевым метод может стать самым дорогим.

Существует также интересный вопрос в отношении вашингтонского метода замены песка в фильтрах, и он заслуживает самого тщательного обдумывания и внимания. Если описанный процесс можно проводить с успехом и безопасностью, это станет долгим и прогрессивным шагом в методах эксплуатации. Трудность, однако, заключается в определении на основе любых краткосрочных запусков, можно ли продолжать такой процесс постоянно, не ухудшая эффективность песчаного слоя. По-видимому, хорошие условия могут измениться после нескольких лет испытаний и смениться небезопасными результатами и затруднительными положениями. Эта замена песка вместе с любой грязью и детритом, которые могут перемещаться вместе с ним в транспортирующей воде, безусловно, не эквивалентна той осторожности, с которой, как понималось, песок должен укладываться в фильтры. Это не сравнимо с осторожностью, с которой он укладывается, когда его везут от промывочного устройства, где грязная вода переливается через край, или когда он укладывается машиной-восстановителем в фильтр, где транспортирующая вода также переливается через водослив и уносится в канализацию.