ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ Российский патент 1999 года по МПК B01D24/48 C02F1/00 C02F9/00 

Изобретение относится к глубокой очистке воды фильтрованием через инертную и инертно-сорбционную фильтрующие насадки и может быть использовано в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Известен фильтр для очистки жидкостей, включающий корпус с размещенной внутри загрузкой из плавающих гранул, нижнюю сборно-распределительную систему, надфильтровое пространство (см. авт. свид. СССР N 1739046 кл. B 01 D 24/22, 1992).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании данного фильтра, относится то, что для эффективной его работы требуется устройство значительного числа сорбционных кассет и регенерация сорбента без остановки фильтра возможна только при больших площадях его поперечного сечения.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является фильтр для очистки воды, содержащий корпус с плавающей загрузкой, распределительную систему, средство для автоматического переключения режима работы фильтра (см. авт. свид. СССР N 1604404, кл. B 01 D 24/48, 1988), принятое за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что для глубокой очистки воды требуется устройство бака-гидрозатвора с ионообменным или сорбционным материалом вне корпуса фильтра и не предусмотрена автоматическая подача сорбционного или ионообменного материала и сбор отработанного сорбента.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей фильтра и рациональное использование сорбционного материала.

Указанный технический результат достигается тем, что фильтр для очистки воды, содержащий корпус с плавающей загрузкой, распределительную систему, средство для автоматического переключения режима работы фильтра, отличающийся тем, что он оборудован карманом с замоченным сорбционным или ионообменным материалом, который поступает в плавающую загрузку автоматически по наклонным лоткам в конце процесса промывки фильтра, емкостью для приема отработанного сорбционного или ионообменного материала, плавающей емкостью, служащей для зарядки и включения в работу сифона, причем верхняя часть нисходящей ветви сифона соединена трубкой с емкостью приема промывной воды, в которой размещен поплавок, регулирующий подъем и опускание шибера на подаче сорбционного или ионообменного материала в наклонные лотки.

Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показал, что предлагаемое решение отличается от прототипа направлением фильтрования воды, конструкцией бака-гидрозатвора, наличием автоматической системы ввода сорбционного или ионообменного материала, что соответствует критерию "новизна".

Поиск технических решений в смежных и других областях техники не позволил выявить отличительные признаки заявленного технического решения, что соответствует критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется схемой, представленной на фиг. 1 и разрезом 1-1 (фиг. 2).

Фильтр для очистки воды содержит корпус 1, осветлительный слой плавающей загрузки 2, осветлительно-сорбционный слой 3, расположенные внутри корпуса фильтра, систему 4, расположенную над фильтрующей загрузкой и предназначенную для предотвращения всплытия фильтрующего слоя в надфильтровое пространство 5, предназначенное для хранения объема промывной воды, сифон 6 для отвода промывной воды, восходящая ветвь которого соединена с нижней дренажной системой 7 для сбора промывной воды, расположенной между осветлительным слоем плавающей загрузки 2 и днищем корпуса 1, а нисходящая - с плавающей емкостью 8, размещенной в баке-гидрозатворе 9 для зарядки и включения в работу сифона 6, воздушную трубку 10, соединенную одним концом с сифоном 6 в верхней точке его перегиба, а другим погруженную в осветлительный слой плавающей загрузки 2 и предназначенную для срыва вакуума в сифоне 6. Для введения в плавающую загрузку сорбционного или ионообменного материала фильтр оборудован наклонными лотками 11 с отверстиями в нижней части 12. Для хранения необходимого объема сорбционного или ионообменного материала в надфильтровом пространстве 5 фильтра имеется карман с замоченным сорбционным материалом 13. Подача сорбционного или ионообменного материала в наклонные лотки регулируется шибером 14, который жестко связан с поплавком 15 при помощи соединительного элемента 16. Вертикальному перемещению поплавка 15 в емкости приема промывной воды 17 способствуют направляющие 18 с прикрепленными к ним в верхней части ограничителями 19. Посредством трубки 20, соединяющей верхнюю часть нисходящей ветви сифона 6 с емкостью приема промывной воды 17, происходит ее наполнение, а при помощи трубки 21 - ее опорожнение. Вертикальному перемещению плавающей емкости 8 в баке-гидрозатворе 9 способствуют направляющие 22. Гибкая трубка 23, соединенная одним концом с карманом для приема и отвода промывной воды 24, а другим с плавающей емкостью 8 способствует ее опорожнению. Для равномерного распределения подаваемой на очистку воды фильтр оборудован нижней распределительной системой подачи исходной воды 25 с отверстиями в нижней части трубопровода. Отработанный сорбционный материал 26 накапливается в емкости 27, выполненной в виде перевернутой усеченной пирамиды.

Фильтр для очистки воды работает следующим образом. Исходная вода по трубопроводу 28 через нижнюю распределительную систему 25 поступает в подфильтровое пространство 29. Далее вода проходит через осветлительный слой плавающей загрузки 2, комбинированный осветлительно-сорбционный слой 3 и, освобождаясь от примесей, через систему 4 поступает в надфильтровое пространство 5. Фильтрат из надфильтрового пространства отводится по трубопроводу 30. Во время работы фильтра задвижка 31 закрыта, а задвижка 32 открыта. По мере заиления фильтрующей загрузки давление в подфильтровом пространстве растет, и восходящая ветвь сифона 6 заполняется водой выше уровня z_max. При достижении предельных потерь напора (задаются превышением сифона над уровнем z_max) нисходящая ветвь сифона начинает заполняться водой с нижней части в точке касания торца ветви сифона с дном плавающей емкости 8 до верхней точки перегиба. Плавающая емкость 8 рассчитывается таким образом, чтобы удержать столб воды в нисходящей ветви сифона 6 до уровня трубки 20. Дальнейшее повышение уровня воды в нисходящей ветви сифона приводит к его зарядке и выводу фильтра в режим промывки. Плавающая емкость наполняется промывной водой, опускается до дна бака-гидрозатвора 9 и промывная вода по трубке 23 отводится в сборный карман 24. Промывка фильтра осуществляется в нисходящем потоке жидкости, движущейся из надфильтрового пространства вниз. Плавающая загрузка при промывке расширяется и находящийся в ней сорбционный материал под действием силы тяжести движется вниз и поступает в емкость для приема отработанного сорбционного материала 27. В этот период уровень жидкости в надфильтровом пространстве понижается и при достижении им отметки z_min происходит срыв вакуума в трубке 10, а затем в сифоне. Срыв вакуума в сифоне определяет окончание процесса промывки фильтра. После этого сифон не работает до момента подъема уровня жидкости в нем до отметки точки перегиба, что определяет его повторное включение в работу. По окончании процесса промывки через трубку 20 наполняется емкость для приема промывной воды 17, поплавок 15 всплывает, поднимая одновременно шибер 14, сорбционный материал из кармана 13 по наклонным лоткам 11 поступает через отверстия 12 в слой плавающей загрузки. Трубка 21 рассчитывается таким образом, чтобы к окончанию процесса введения сорбционного материала в слой плавающей загрузки емкость 17 полностью опорожнилась и поплавок 15 занял первоначальное положение. При необходимости опорожнения емкости 27 во время работы фильтра закрывается задвижка 32, открывается задвижка 31 и отработанный сорбционный материал отводится на регенерацию.

Изобретение предназначено для глубокой очистки воды. Фильтр состоит из корпуса с осветлительным слоем плавающей загрузки, комбинированного осветлительно-сорбционного слоя, системы для автоматического переключения режима работы фильтра, включающего сифон для отвода промывной воды, плавающей емкости, создающей условия для зарядки сифона, емкости с поплавком, обеспечивающей автоматическое введение сорбционного или ионообменного материала в слой плавающей загрузки. Фильтр оборудован наклонными лотками для равномерного распределения сорбционного материала по поверхности плавающей загрузки и емкостью для приема отработанного сорбционного материала. Фильтрование воды осуществляется в направлении снизу вверх, а регенерация плавающей загрузки при движении воды из надфильтрового пространства вниз. Устройство позволяет отводить сорбционный материал на регенерацию во время работы фильтра, т. е. рационально его использовать и расширить технологические возможности фильтра. 2 ил.

Фильтр для очистки воды, содержащий корпус с плавающей загрузкой, распределительную систему, средство для автоматического переключения режима работы фильтра, отличающийся тем, что он оборудован карманом с замоченным сорбционным или ионообменным материалом, который поступает в плавающую загрузку автоматически по наклонным лоткам в конце процесса промывки фильтра, емкостью для приема отработанного сорбционного или ионообменного материала, плавающей емкостью, служащей для зарядки и включения в работу сифона, причем верхняя часть нисходящей ветви сифона соединена трубкой с емкостью приема промывной воды, в которой размещен поплавок, регулирующий подъем и опускание шибера на подаче сорбционного или ионообменного материала в наклонные лотки.