СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ЗЕРНИСТОГО ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1995 года по МПК B01D24/46 

Изобретение относится к водоподготовке и водоочистке и может быть использовано для регенерации зернистых фильтрующих материалов в бассейне очистки питьевой воды.

Известен способ регенерации зернистого фильтрующего материала, включающий подачу взрыхляющего потока промывной воды в направлении снизу вверх и одновременное перемещение в слое фильтрующего материала параллельно направлению взрыхляющего потока струйно пульсирующего поля, создаваемого ультразвуковым вибратором (заявка Японии 53-45620, кл. В 01 D 23/16, 1978).

Однако интенсивность колебаний, создаваемых ультразвуковым вибратором, в воде резко затухает на расстоянии более 50 мм, в то время как фильтрующий материал имеет толщину слоя 1-3 м, поэтому для высококачественной регенерации требуется большой расход электроэнергии и времени.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа, вид сверху; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Устройство состоит из корпуса 1, расположенных в нем слоев фильтрующего материала или загрузки, например песка 2 толщиной 2 м и антрацитовой крошки 3 толщиной 0,5 м. На дне корпуса установлены параллельно друг другу дренажные трубы 4, над загрузкой желоба 5. Корпус разделен на отсеки 6 и имеет центральный канал 7.

Акустическая установка состоит из шести штанг 8, на которых на разных высотах под углом 45^о расположены гидроакустические излучатели 9 ножевого типа. Все шесть штанг жестко соединены с поворотной трубой 10, которая соединена с центральной трубой 11. Центральная труба 11 имеет специальное устройство 12 для поступательно-возвратного движения трубы 11. Кроме того, это устройство позволяет поднимать и опускать центральную трубу 11 по вертикали. Устройство 12 жестко закреплено на платформе 13, которая может перемещаться. На платформе установлен насос 14. Всасывающий патрубок насоса с фильтром 15 находится в бассейне. Нагнетающий патрубок 16 насоса соединен гибким шлангом с центральной трубой 11. Контроль за давлением воды в центральной трубе осуществляют манометром 17.

П р и м е р. В слои зернистой загрузки через трубы 4 подают восходяще-взрыхляющий поток промывочной воды интенсивностью 1,8 л/с^.м². Одновременно опускают гидроакустические излучатели 9 в толщину зернистой загрузки путем погружения шести штанг 8, возбуждают широкий спектр акустических колебаний струйно-пульсирующего поля интенсивностью 0,8 Вт/см² в потоке воды, направленном навстречу восходяще-взрыхляющему потоку. Струйно-пульсирующее поле создают путем подачи воды под давлением 5 кгс/см², создаваемым насосом 14. Вода по всасывающему патрубку с фильтром 15 поступает в насос, затем под давлением через нагнетающий патрубок поступает в центральную трубу 11, далее по поворотной трубе 10 и штанге 8 в гидроакустические излучатели, где в жидкости возбуждают струйно-пульсирующее поле. После возбуждения струйно-пульсирующего поля центральная труба 11 при помощи устройства 12 начинает возвратно-поступательное движение (т. е. от стенки до стенки бассейна) со скоростью 4 м/мин (движение может осуществляться также путем перемещения тележки). Сформированное таким образом струйно-пульсирующее поле направлено навстречу восходяще-взрыхляющему потоку, и участок воздействия струйно пульсирующего поля перемещают в объеме зернистого фильтрующего материала в плоскости, перпендикулярной восходяще-взрыхляющему потоку.

Длительность обработки должна быть не менее 2-х циклов (т.е. туда и обратно). Затем гидроакустическую установку отключают и проводят обычную кратковременную противоточную до светлового фильтра регенерацию (интенсивность 15 л/с^.м²). В результате воздействия струйно-пульсирующего поля на зернистый фильтрующий материал происходит интенсивное разрушение конгломератов (барханов) и зеркало фильтрующего материала выравнивается, тем самым увеличивается фильтрующая поверхность, т.е. КПД фильтра.

Десорбированные из фильтрующей загрузки загрязнения в виде взвеси удаляются восходяще-взрыхляющим потоком воды. Далее загрязненная вода по желобам 5 поступает в центральный желоб 7, из которого направляется в отстойник. Таким образом, фильтр (бассейн) подготовлен к очистке питьевой воды.

Результаты экспериментов показали, что при интенсивности взрыхляемого потока менее 1,5 л/с^.м² зернистая загрузка практически не взрыхляется и степень очистки незначительна, кроме того, акустические излучатели не проходят в глубь зернистого материала, что снижает интенсификацию процесса.

При увеличении интенсивности потока более 1,5 л/с^.м² гидроакустические излучатели свободно входят в толщину загрузки и легко перемещаются в толщине загрузки поступательно-возвратно, при этом резко интенсифицируется процесс регенерации. Дальнейшее увеличение интенсивности потока при оптимальном режиме озвучивания загрузки приводит к незначительному повышению интенсификации процесса, но при этом наблюдается существенный выброс зернистого материала в отстойник вместе с восходяще-взрыхляющим потоком.

Озвучивание зернистой загрузки интенсивностью менее 0,5 Вт/см² не позволяет интенсифицировать процесс, а увеличение интенсивности свыше 1 Вт/с² приводит к повышению энергетических затрат, хотя процесс интенсификации несколько повышается. Перемещение акустического поля в объеме зернистого фильтрующего материала со скоростью менее 3 м/мин приводит к повышению времени регенерации зернистых фильтрующих материалов и увеличению расхода воды. Увеличение скорости движения акустического поля более 5 м/мин приводит к снижению интенсификации процесса.

Способ интенсифицирует процесс регенерации зернистых фильтрующих материалов, устраняет образование на поверхности загрузки барханов, устраняет пристенный эффект образования застойных зон, повышает КПД фильтра, увеличивает в 1,5-2,0 раза межрегенерационный период, снижает расход регенерационной воды, снижает объем промышленных сточных вод.

Сущность изобретения: способ включает подачу промывочной воды восходяще-взрыхляющим потоком (противотоком) с интенсивностью 1,5-2,0 л/с·м² и воздействие акустическими колебаниями в виде струйно-пульсирующего поля с интенсивностью 0,5-1,0 Вт/см², направленного навстречу восходяще-взрыхляющему потоку. При этом участок воздействия струйно-пульсирующего поля перемещают в объеме зернистого фильтрующего материала в плоскости, перпендикулярной восходяще-взрыхляющему потоку со скоростью 3 5 м/мин. 2 ил.

СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ЗЕРНИСТОГО ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА, включающий подачу взрыхляющего потока промывной воды в направлении снизу вверх и одновременное перемещение струйно-пульсирующего поля в объеме фильтрующего материала, отличающийся тем, что взрыхляющий поток подают с интенсивностью 1,5-2,0 м/см² и струйно-пульсирующее поле с интенсивностью 0,5-1,0 Вт/см² перемещают в плоскости, перпендикулярной направлению взрыхляющего потока со скоростью 3-5 м/мин.