Un filtru rapid de nisip este un dispozitiv de tratare a apei care folosește nisip sau alte medii granulare pentru a filtra particulele solide suspendate în apă. Aceste solide în suspensie includ murdărie și alte materii organice care fac ca apa să pară tulbure sau tulbure. Filtrarea rapidă cu nisip este folosită în mod obișnuit de stațiile municipale de tratare a apei pentru a curăța apele de suprafață și subterane destinate apei potabile. De asemenea, este utilizat pentru tratarea apelor uzate și a apelor uzate industriale care conțin contaminanți biologici înainte ca aceste ape să fie deversate în mediu.
Filtrarea rapidă cu nisip are loc într-un rezervor care conține unul sau mai multe straturi de medii granulare, cum ar fi nisip, antracit sau cărbune tare, granat, magnetit sau alte minerale. Adâncimea totală a suportului variază de obicei între 2-6 picioare (aproximativ 0.6-1.8 metri). În multe sisteme, apa care intră, sau influentul, intră în partea de sus a rezervorului și curge în jos prin mediu. Apa care iese, sau efluentul, pleacă printr-un sistem de drenaj numit canal de scurgere care se află sub patul de medii filtrante.
Pe măsură ce influentul trece prin filtrul rapid de nisip, multe dintre solidele în suspensie pe bază de apă devin prinse deasupra sau în interiorul porilor dintre boabe. Acest proces de strecurare este mecanismul principal prin care solidele sunt îndepărtate din apă. În plus, solidele în suspensie sunt adsorbite pe suprafața boabelor din cauza forțelor de atracție intermoleculare. Alte procese fizice, chimice și biologice îmbunătățesc, de asemenea, îndepărtarea solidelor în timpul filtrării.
Eficacitatea unui filtru rapid de nisip depinde foarte mult de caracteristicile influentului și ale mediilor granulare. Proprietățile influente importante includ concentrațiile, tipurile și sarcinile de particule ale solidelor în suspensie din apă. Adâncimea patului media și încărcăturile de particule, dimensiunile și formele boabelor sunt, de asemenea, cruciale.
Boabele netede, rotunde, se înghesuie strâns și creează pori foarte mici. Boabele mai zimțate pot produce pori mai mari, dar sunt mai bune la aprinderea solidelor pe măsură ce trec. De obicei, straturi de cereale diferite sunt folosite pentru a profita de mecanismele multiple de îndepărtare.
În timp, patul media al unui filtru rapid de nisip se înfundă cu solide acumulate. În acest moment, filtrul este curățat printr-un proces numit contraspalare. Apa de spălare este pompată în sus prin pat pentru a disloca solidele și a le clăti din rezervor. Pe măsură ce apa de spălare este drenată, mediul granular se așează înapoi în straturile originale, iar filtrul este gata pentru a fi folosit din nou.