ФИЛЬТР-ОТСТОЙНИК Российский патент 1995 года по МПК B01D35/12 B01D36/04 

Изобретение относится к фильтрованию суспензий, содержащих тонкодисперсные частицы, в частности к комбинированным устройствам типа фильтр-отстойник, и может быть использовано для очистки производственных растворов от коллоидных и взвешенных частиц, для очистки сточных вод и др.

Известно использование камерных фильтр-прессов для фильтрации тонкодисперсных суспензий [1] состоящих из фильтровальных плит с выступами по краям, прижатых друг к другу и создающих попарно отдельные камеры. Суспензия нагнетается в камеры через соединительный канал, образованный центральными отверстиями в плитах. На плиту натягивают плотную ткань, сшитую обычно в виде мешка, края вырезов против центрального канала плотно прижимают к плите пробками с фланцами. Фильтрат проходит через ткань и стекает по стенкам плит в каналы, имеющиеся в нижней части плит. Для эффективной работы такого фильтр-пресса необходимо, чтобы по мере нарастания слоя осадка в камере подача суспензии велась с возрастающим давлением.

Недостатками этого фильтр-пресса являются необходимость частой остановки работы фильтр-пресса, его разборки для выгрузки осадка, замены фильтрующей ткани, быстрый износ фильтрующей ткани из-за работы ее под большим давлением и частой разборки фильтра.

Кроме того, процесс фильтрации на таком фильтр-прессе трудоемок, условия труда тяжелые, заправка фильтрующих тканей сложна.

Известен фильтр для очистки жидкостей [2] содержащий корпус с патрубками для подачи исходной жидкости и отвода фильтрата, расположенный в нижней части корпуса шламосборник с отводящими патрубками и фильтрующее средство. Фильтр снабжен горизонтальной перегородкой с отверстиями. В промежутках между отверстиями прикреплены перегородки, разделяющие корпус на секции. Фильтрующее средство в виде сеток установлено в секциях под углом к вертикали.

Недостатком данного фильтра является значительное ухудшение процесса фильтрации при забивании пор фильтрующей сетки даже одной секции, что вызывает необходимость частых остановок работы фильтра для очистки сетки от осадка или ее замены. Кроме того, такой фильтр сложен в изготовлении и обладает высокой металлоемкостью.

Задачей изобретения является обеспечение непрерывной работы фильтра, исключение забивания пор фильтрующего элемента и тем самым исключение частых остановок процесса фильтрования для очистки фильтрующих элементов от осадка или их замены. В результате решения указанной задачи улучшатся показатели процесса фильтрования, повысится производительность работы фильтра.

Для этого фильтр-отстойник, содержащий закрытый корпус, разделенный фильтрующей перегородкой на равные по объему камеры, размещенные в нижней части корпуса шламосборники с патрубками для отвода шлама и подводящий и отводящий патрубки соответственно для подачи очищаемой жидкости и отвода очищенной, согласно изобретению снабжен дополнительными подводящим и отводящим патрубками, фильтрующая перегородка установлена вертикально и снабжена свисающими с обеих ее сторон волокнами из фильтрующего материала, при этом подводящие патрубками установлены над фильтрующей перегородкой с обеих ее сторон, а отводящие присоединены к корпусу диаметрально противоположно.

Целесообразно шламосборники выполнить в виде перевернутого конуса, присоединив их к камерам в нижней их части.

Наличие между камерами вертикальной фильтрующей перегородки и расположение в каждой камере над фильтрующей перегородкой с обеих ее сторон патрубков для ввода исходной суспензии и присоединенных к корпусу диаметрально противоположно отводящих патрубков позволяет переключать при необходимости в любой момент подачу исходной суспензии в обратном направлении, т.е. то в одну, то в другую камеру, тем самым осуществлять промывание подаваемым потоком поры фильтровальной перегородки от осадка.

Использование же в качестве фильтрующего элемента фильтрующей перегородки с закрепленными на ней сверху и свисающими по всей ее поверхности с обеих сторон волокнами уменьшает степень забивания пор фильтрующей перегородки, облегчает процесс удаления осадка с фильтрующего элемента благодаря коагуляции на волокнах коллоидных частиц и накоплению тонкодисперсных частиц с последующим сползанием их с волокон в нижнюю часть фильтра-отстойника (по мере накопления осадка на волокнах).

Указанная совокупность признаков позволяет осуществлять процесс фильтрации непрерывно, исключить частые остановки для очистки фильтрующего элемента от осадка или его замены, повысить скорость фильтрации и производительность работы фильтра.

Выполнение шламосборников в форме перевернутого конуса способствует непрерывному выводу сгущенной части (по твердому осадку), не нарушая процесс фильтрования.

На чертеже схематично изображен фильтр-отстойник (вертикальный разрез).

Фильтр-отстойник состоит из закрытого корпуса 1, разделенного на две камеры 2 и 3 вертикальной фильтрующей перегородкой 4 с закрепленными на ней сверху и свисающими с обеих сторон по всей ее поверхности волокнами 5. К камерам корпуса присоединены шламосборники 6 и 7 соответственно, имеющие форму перевернутого конуса.

Каждая камера 2 и 3 снабжена верхним патрубком 8 и 9 соответственно, расположенным над фильтрующей перегородкой и предназначенным для ввода исходной суспензии на волокна, нижним патрубком 10 и 11 соответственно, расположенным в шламосборнике и предназначенным для вывода сгущенной части (осадка), и боковым патрубком 12 и 13 соответственно, предназначенным для вывода фильтрата. Каждый патрубок снабжен вентилем.

В качестве фильтрующей перегородки могут быть использованы перфорированные металлические, мелкопористые керамические, тканевые, графитовые и другие перегородки.

Волокна, покрывающие поверхность фильтрующей перегородки и экранирующие ее, могут быть использованы хлопчатобумажные, шерстяные, синтетические, металлические и др.

Фильтр-отстойник работает следующим образом.

Исходную суспензию подают в одну из камер, например камеру 2, через патрубок 8 на волокна 5, свисающие по поверхности фильтрующей перегородки, обращенной внутрь камеры 2. При этом вентили на патрубках 9, 11 и 12. При этом коллоидный, тонкодисперсный осадок коагулируется, собирается на ворсе волокон и по мере накопления его на волокнах фильтрующего элемента сползает с них в шламосборник 6 камеры 2 и непрерывно выводится из него через патрубок 10. При этом жидкая осветленная фаза проходит через волокна и фильтрующую перегородку в камеру 3 и через патрубок 13 выводится из нее.

При уменьшении производительности фильтра по фильтрату, обусловленном закупориванием пор фильтрующей перегородки, фильтр переключается на подачу суспензии с противоположной стороны фильтрующего элемента, т.е. на ее фильтрование из камеры 3 в камеру 2. Для этого закрывают вентили у патрубков 9 и 10. Подают суспензию на волокна на фильтрующей перегородке со стороны камеры 3. При этом в процессе фильтрации промываются поры перегородки, осадок из них смывается в коническую часть шламосборника 6 камеры 2 и его выпускают через патрубок 10. Смыв осадка таким образом осуществляют 10-30 мин. После этого закрывают вентиль патрубка 10, открывают вентили патрубков 11 и 12 и продолжают процесс фильтрации с непрерывным выводом фильтрата через патрубок 12 и непрерывным выводом сгущенной части через патрубок 11.

В случае забивания пор фильтрующей перегородки со стороны камеры 3 переключают подачу суспензии в камеру 2 на волокна фильтрующего элемента со стороны камеры 2, а работу фильтра на фильтрование суспензии через перегородку из камеры 2 в камеру 3 осуществляют аналогично.

Испытание предлагаемого фильтра-отстойника на фильтровании тонкодисперсных суспензий показало, что фильтрующий элемент работает с высокой производительностью без заметного забивания пор осадком не менее 24 ч. Для полной регенерации элемента в случае забивания достаточно не более 30 мин промывания обратным потоком. Срок использования фильтрующего элемента в предлагаемом устройстве при фильтровании суспензии в непрерывном режиме практически неограничен с достижением высоких показателей процесса фильтрования. Так, при непрерывном фильтровании, например, тонкодисперсной суспензии с содержанием твердого 2,0-2,5 г/л коэффициент разделения составил 650-990 при содержании твердого в фильтрате не более 5 мг/л.

Сущность изобретения: фильтр-отстойник, содержит корпус, разделенный вертикальной фильтрующей перегородкой на равные по объему камеры, к нижним частям которых присоединены шламосборники в виде перевернутых конусов. Фильтрующая перегородка снабжена свисающими с обеих ее сторон волокнами из фильтрующего материала, при этом подводящие патрубки установлены над перегородкой, а отводящие патрубки присоединены к корпусу диаметрально противоположно. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ФИЛЬТР-ОТСТОЙНИК, содержащий корпус, разделенный фильтрующей перегородкой на равные по объему камеры, размещенные в нижней части корпуса шламосборники с патрубками для отвода шлама и подводящий и отводящий патрубки соответственно для подачи очищаемой жидкости и отвода очищенной, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными подводящим и отводящим патрубками, фильтрующая перегородка установлена вертикально и снабжена свисающими с обеих ее сторон волокнами из фильтрующего материала, при этом подводящие патрубки установлены над фильтрующей перегородкой с обеих ее сторон, а отводящие присоединены к корпусу диаметрально противоположно. 2. Фильтр-отстойник по п. 1, отличающийся тем, что шламосборники имеют форму перевернутого конуса и присоединены к камерам.