МИКРОФИЛЬТР ВОДОПОДГОТОВКИ Российский патент 2000 года по МПК C02F9/14 C02F9/14 C02F1/36 C02F3/00 

Изобретение относится к технике фильтрования при микробной безреагентной подготовке воды для питьевых нужд из водоемов.

Известен микрофильтр водоподготовки, содержащий корпус с патрубками подвода воды, отвода очищенной воды и взвесей, установленный в корпусе приводной вал с верхним и нижним дисками, закрепленную между ними нежесткую фильтровальную перегородку, причем нижний диск снабжен механическим излучателем ультразвука в виде перфорированного кольца, взаимодействующего с камерой подвода сжатого воздуха, крышка которой, прилегающая к кольцу нижнего диска, выполнена перфорированной из антифрикционного материала /патент РФ N 2064448, кл. C 02 F 3/00, 1992/, недостатком которого является низкая степень насыщения распыливаемой воды кислородом воздуха, что снижает эффективность его работы при водоподготовке.

Цель изобретения - повышение эффективности достигается тем, что напорная полость верхнего диска выполнена с лопастями, сообщена с патрубком подвода воды, снабжена перфорированными трубками, установленными перпендикулярно верхнему диску, сообщающими напорную полость с внутренней полостью нежесткой фильтровальной перегородки, которая коллектором сообщена с источником подвода к ее поверхности электрического тока, а патрубок подвода воды в напорную полость верхнего диска сообщен через дезинтегратор с биофильтром, содержащим корпус с технологическими патрубками, выполненный с провальными перфорированными перегородками, образующими секции, с размещенной на ППП абразивной зернистой иммобилизационной насадкой /АЗИН/, а под перфорированными провальными перегородками размещены тангенциальные патрубки подвода воздуха от нагнетателей.

Перфорированные трубки напорной полости верхнего диска обеспечивают насыщение воды кислородом воздуха при распыле во внутренней полости нежесткой фильтровальной перегородки /НФП/, а распыл воды, проваливающей через ППП биофильтра, во вращающийся поток воздуха, обеспечивает предварительное насыщение, т.е. обеспечивается единство и достижение цели изобретения.

На фиг. 1 схематически показан микрофильтр, продольный разрез; на фиг. 2 - схема установки водоподготовки с применением микрофильтра.

Микрофильтр водоподготовки содержит корпус 1 с патрубками: 2 - подвода воды, 3 - отвода очищенной воды, 4 - отвода взвесей, установленный в корпусе 1 приводной вал 5 с верхним 6 и нижним 7 дисками, закрепленную между ними нежесткую фильтровальную перегородку 8, причем нижний диск 7 снабжен механическим излучателем ультразвука в виде перфорированного кольца 9, взаимодействующего с камерой подвода сжатого воздуха 10, крышка 11 которой, прилегающая к кольцу 9 нижнего диска 7, выполнена перфорированной с отверстиями, оси которых совпадают с осями отверстий кольца 9. Напорная полость 12 верхнего диска 6 выполнена с лопастями сообщена с патрубком 2 подвода воды, снабжена перфорированными трубками 13, установленными перпендикулярно верхнему диску 6, сообщающими напорную полость 12 с внутренней полостью 14 нежесткой фильтровальной перегородки 8, которая коллектором 15 сообщена с источником /на чертеже не показан/ подвода электрического тока к ее поверхности, а патрубок подвода 2 в напорную полость 12 сообщен через дезинтегратор 16 с биофильтром 17, содержащим корпус с технологическими патрубками 18 и 19, выполненный с ППП 20, образующими секции 21, с размещенной на ППП 20 АЗИН 22, а под ППП 20 размещены тангенциальные патрубки 23 подвода воздуха от нагнетателя 24. Дезинтегратор 16 сообщен через фильтры 25 и 26, выполненные с перфорированными перегородками 27 и 28, с размещенной между ними зернистой засыпкой 29, технологическими патрубками 30 - 37. Микрофильтр 38 патрубком 3 сообщен со сборником 39 питьевой воды, а патрубком 4 с теплообменником 40, пресс-фильтром 41 и сборником 42 белково-витаминной добавки /БВД/.

Микрофильтр в установке водоподготовки работает следующим образом.

Вода из водоема периодически поступает в фильтр 25, в это время в фильтре 26 происходит освобождение засыпки 29 от взвесей. Вода поступает через патрубок 31 и подвешивает зернистую засыпку 19 под перегородкой 27. При закупорке живого сечения засыпки 29 гидравлическое сопротивление возрастает и подачу воды в фильтре 25 прекращают и засыпка опадает на перегородку 28 как этот показано на фильтре 26 и засыпку 29 промывают с подачей воды через патрубок 35 и отводят шлам через патрубок 37 в сборник шлама /на чертеже не показан/. В качестве зернистой засыпки используют кокс, активированный уголь, вспученный перлит, керамзит, модифицированный цеолит, пемзы, туфы. Размер зерен насадки 29 порядка 10 - 20 мм. Периодичность включения фильтров 25 и 26 регулируется запорной арматурой /на чертеже не показана/. Осветленная вода, освобожденная от взвесей по патрубку 33 поступает в дезинтегратор 16, в котором осуществляют вторую стадию водоподготовки - освобождение воды от микрофлоры, разрушением оболочек микроорганизмов бесконтактным способом - разрушение оболочек гидравлическими ударами кавитационных явлений, протекающих в корпусе. Обогащенная биологически активными компонентами дезинтеграта /микроэлементы, витамины, ферменты, аминокислоты и т.д./ вода поступает в биофильтр 17, в котором осуществляется третья стадия водоподготовки - освобождение воды от растворенных примесей, в том числе от компонентов дезинтеграта. На ППП 20 в слое АЗИН 22 образуется биопленка, микроорганизмы которой используют в качестве источника питания растворенные примеси воды. Количество примесей убывает по высоте биофильтра 17, а отсюда возникает АВТОСЕЛЕКЦИЯ в АЗИН 22, выживают приспособленные популяции микроорганизмов, а "дикие" отмирают и выносятся из биофильтров 17 потоком воды, перетекающей из вышележащих секций 21 на нижележащие.

Подготовка воды на АЗИН 22 сопровождается СУКЦЕССИЕЙ, т.е. продукты жизнедеятельности микроорганизмов, т.е. их метаболиты используются в качества источников питания на нижележащих секциях 21. Аэрация в вихревом потоке воздуха из нагнетателей 24 через тангенциальные патрубки 24 повышает эффективность жизнедеятельности микрофлоры биопленки АЗИН 22. Иммобилизация /прилипание/ обеспечивает стабильность очистки воды от растворенных примесей. Вода из патрубка 19 поступает в патрубок 2 микрофильтра 38. Вода из напорной полости 12 в смеси с воздухом, нагнетаемой лопастями "А" из перфорированных трубок 13 распыливается во внутренней полости 14 нежесткой фильтровальной перегородки 8, которая находится под напряжением электрического тока, подводимого через коллекторы 15. Вода электронейтральная и проходит через поры многослойной нежесткой фильтровальной перегородки 8, а фрагменты биопленки - отрицательные и задерживаются перегородкой 8. Под действием тангенциальной составляющей центробежной силы и вибрирования упругого нижнего диска 7 биомасса сползает вниз и распыливается через зазор между нижним диском 7 и перегородкой 8. Во внутренней полости 14 распространяются ультразвуковые воздействия, генерируемые сжатым воздухом, подводимым от источника /на чертеже не показан/ и при перекрытий отверстий в крышке 11, перемычками отверстий в пластине 9 нижнего диска 7. Вода питьевых кондиций, насыщенная кислородом воздуха из патрубка 3 поступает в сборник 39 для использования. Фрагменты биопленки, отделяемые на перегородке 8 выводятся через патрубок 4 в теплообменник 40, подвергаются нагреву при температуре 90 - 95^oC, отжимаются на пресс-фильтре 41 и сборника 43 поступают в качестве белково-витаминной добавки в корм скоту и птицы на предприятия АПК.

Установка исключает использование глинозема, применение хлорирования, т. е. снижается себестоимость и повышается качество.

Устройство предназначено для многостадийной очистки воды, включающей стадию биологической очистки. Микрофильтр содержит корпус, установленный в нем приводной вал с верхним и нижним дисками, закрепленную между ними нежесткую фильтровальную перегородку и механический излучатель ультразвука, присоединенный к нижнему диску и выполненный в виде перфорированного кольца, взаимодействующего с камерой подвода сжатого воздуха, крышка которой, прилегающая к кольцу нижнего диска, перфорирована. Верхний диск микрофильтра выполнен с напорной полостью, имеющей лопасти, при этом она сообщена посредством перфорированных трубок с внутренней полостью фильтровальной перегородки, а посредством патрубка для подвода воды - с биофильтром и дезинтегратором, и фильтровальная перегородка соединена коллектором с источником подвода электрического тока. Достигается высокое качество очистки при снижении ее себестоимости. 2 ил.

Микрофильтр водоподготовки, содержащий корпус с патрубками для подвода очищаемой воды, отвода очищенной воды и взвесей, установленный в корпусе приводной вал с верхним и нижним дисками, закрепленную между ними нежесткую фильтровальную перегородку и механический излучатель ультразвука, которым снабжен нижний диск, выполненный в виде перфорированного кольца, взаимодействующего с камерой подвода сжатого воздуха, крышка которой, прилегающая к кольцу нижнего диска, перфорирована, отличающийся тем, что верхний диск выполнен с напорной полостью, имеющей лопасти, и напорная полость сообщена посредством перфорированных трубок, установленных перпендикулярно верхнему диску, с внутренней полостью фильтровальной перегородки, а посредством патрубка для подвода воды - с биофильтром и дезинтегратором, при этом фильтровальная перегородка соединена коллектором с источником подвода электрического тока.