Филтрите от насипен тип са именно тези водопречиствателни устройства (като правило автоматични), които се използват във вилите, за търговски и производствени цели. Тоест там, където е необходима пикова производителност от от 0,7 м3/час (това е приблизителното потребление на вода при един напълно отворен или при два частично отворени крана) и повече, а режимът на обработка на водата предполага съществено натоварване на филтъра.
Всички филтри за пречистване на водата от насипен тип, независимо от производителя и своето предназначение, принципно са устроени практически еднакво. Такъв филтър се състои от следните основни компоненти (поредният номер съответства на номера от рисунката).
Филтър с насипна филтрираща среда
1. Корпус
Корпусът на филтрите се изработва, като правило, от стъклопластика, понякога от неръждаема стомана. Неръждаемата стомана се използва по-рядко, заради теглото и цената си само в специални приложения (например в медицината). По своята форма корпусът е кух цилиндър с куполовидни дъно и връх. Тази форма осигурява оптимални хидравлични характеристики при работата на филтъра. За устойчивост в долната част на корпуса е монтирана специална кръгла основа. В горната част на корпуса е изрязан отвор, през който се осъществява сглобяването на филтъра и напълването с насипната филтърна среда. При корпуси с голям размер такъв отвор има и отдолу, за да се улеснят сглобяването и ремонта на филтъра. В процеса на експлоатация долният отвор се запушва със специална заглушка. В корпуса на филтъра на различни места също могат да са предвидени други технологични отвори (например, специално за насипната филтрираща среда).
2. Блок за управление
Блокът за управление (БУ) на филтъра (2) представлява многоходов клапан (valve), също често наричан, макар и не съсвсем каректно, «управляващ клапан»), със съответното задвижване (електромеханично, хидравлично или др.) и необходимата автоматика (възможен е вариант с ръчно управление).
Предназначението на БУ е да инициира своевременно процеса на регенерация (възстановяване на филтриращата способност) на филтъра и да осъществява последователното превключване на потока на водата във филтъра в съответствие със зададената програма.
Блокът за управление винаги има външен порт за присъединяване на линията с непречистената вода, външен изходящ порт, през които се подава вече обработената вода и външен дренажен порт за периодично изхвърляне на натрупаните замърсявания. Така са конструирани, например, блоковете за управление на филтрите без химична регенерация. Малко по-сложно е устройството на БУ, използвани за филтрите с химична регенерация и имащи допълнителен външен порт за подаване на регенериращия разтвор. В този случай в комплектацията на филтъра влиза също и контейнер за приготвяне и съхраняване на регенериращия разтвор (не е показан на рисунката). В зависимост от типа на устройството, подаващо сигнал за начало на регенерацията, БУ се подразделят на няколко основни типа.
- БУ с регенерация по време. В сътава на този БУ влиза таймер (електронен или електомеханичен), който през определени интервали от време подава сигнал за начало на регенерацията.
- БУ с регенерация в зависимост от разхода. В състава на този БУ влиза разходомер (водомер), който подава сигнал за регенерация сред като през филтъра е преминало определено каличество вода. Такива БУ на практика се прилагат при филтрите с химична регенерация.
- БУ с регенерация в зависимост от качеството на водата. В състава на този БУ влизат един или няколко датчика. Тяхното предназначение е да измерват един или няколко от параметрите на водата на изхода на системата и да подават сигнал за регенериране тогава, когато параметрите на пречистената вода вече не удовлетворяват на зададените изисквания (например, увеличаване на твърдостта). Често работата на датчиците се управлява от микропроцесор.
Като правило, блокът за управление се монтира на горния отвор на корпуса на филтъра. Такъв монтаж се нарича «горен» (Top-Mount). В промишлените филтри с голям размер нерядко се използва страничен монтаж (Side-Mount). За реализиране на функцията за превкрючване на потока във вътрешността на филтъра БУ е свързан с вече споменатата разпределителна система, в чийто състав влизат:
3. Водоподемна тръба
Водоподемната тръба (3) представлява тръба (обекновено, пластмасова), монтирана вертикално в центъра на корпуса на филтъра. Горният и край (за фиртрите с горен монтаж на БУ, като на рисунката) е съединен с блока за управление, а на долния край е закрепен долният разпределител, наричан често дистрибутор (Distributor).
4. Долен разпределител
В сравнително по-малките филтри долният дистрибутор (Bottom distributor) (4) представлява нещо като пластмасов «капак» с множество малки калибровани отвори (на рисунката отворите са нарисувани условно големи). Като правило техният диаметър е няколко стотин микрона. Предназначението на долния разпределител е да разпределя водния поток, постъпващ от централната водоподемна тръба, равномерно във всички радиални направления или, обратно, да събира от всички направления водата, движеща се надолу във филтърната среда и да я подава през централната водоподемна тръба към блока за управление. Това се прави с цел максимално да бъде задействан целият обем на филтъра (за да не се образуват в него «мъртви зони»). Във филтрите с по-големи размери се използват лъчеобразни (още наричани странични или латерални /lateral/) дистрибутори.
За защита на долния разпределител той винаги се покрива със слой специален чакъл, наричан «подложка».
5. Подложка
За тази подложка (5) се използва специален пречистен, промит и внимателно отсортиран по гранулометричен състав чакъл. Благодарение на еднородния размер, чакъловата подложка подпомага долния разпределител в неговата работа, т.е. в равномерното разпределяне на водния поток по цялото хоризонтално сечение на филтъра.
6. Филтрираща среда
Ако блокът за управление, корпусът, разпределителната система и подложката могат да се оприличат с «тяло» на филтъра (при всички филтри то е почти еднакво), то филтриращата среда (6) е, несъмнено, «душата», определяща индивидуалността на всеки насипен филтър. Именно от това, каква филтрираща среда се използва във филтъра, зависи и неговата работа, т.е. какъв кръг от задачи е способен за решава определен филтър, с каква вода може да работи и с каква - не, какъв тип регенерация ще се използва (химична или безреагентна) и т.н. Именно в областта на използваните филтриращи среди се заключава и повечето «ноу-хау» на различните компании, работещи в областта на водоподготовката.
Изборът на тип филтрираща среда сам по себе си е сложна задача, зависеща от ред фактори и, преди всичко, от резултатите от изследването на входящата вода, от нужните параметри и поставените цели. Но правилният избор на филтрираща среда е все още само част от целия проблем. Нужно е също правилно да се определи количеството на филтриращата среда в зависимост от нужната производителност на филтъра, неговите габаритни размери, типа регенерация и физико-химичните свойства на самата филтлираща среда. Това се постига с грамотно «изчисляване» на филтъра. При този разчет на филтъра се отчитат и скоростта на преминаване на водата през него в различните режими, необходимата минимална височина на филтриращия слой, също разширяването на обема на филтриращата среда, което е нужно да се осигури при обратното промиване, и още цял ред други параметри. В зависимост от резултите на разчета се определя количеството филтрираща среда за всек тип и размер на филтрите и съответно се настройва блокът за управление.
Нужно е също да се отбележи, че филтриращата среда може да бъде еднокомпонентна, т.е. състояща се само от един тип среда, а също и дву- и многокомпонентна, състояща се от няколко типа среда. При това многокомпонентните филтриращи среди могат да са разположени на слоеве или да са смесени. Използват се и комбинации от смесени и многослойни филтриращи среди.
Едва ли има нужда да добавим, че подборът и разчетът на филтрите с многокомпонентна филтрираща среда е «висш пилотаж», тъй като за ефективната работа на такъв филтър е нужно не само да се определи «съвместимостта» на участващите компоненти на филтриращата среда, но също да се определят оптималните количествени съотношения и оптималните режими на експлоатация. Математическият модел на такъв разчет е система от уравнения с множество неизвестни.