ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД С НИСХОДЯЩИМ НАПРАВЛЕНИЕМ ПОТОКА ЖИДКОСТИ Российский патент 2005 года по МПК B01D24/14 

Изобретение относится к очистке сточных вод с автомоек с применением в фильтрах зернистой загрузки без применения химических реагентов.

Известен фильтр для очистки воды, содержащий корпус, разделенный на камеры, заполненные фильтрующей загрузкой, причем одна из камер выполнена в виде коаксиально расположенного в корпусе цилиндра, камеры снабжены электродами, в качестве фильтрующей загрузки одна из камер содержит смесь электропроводных электроотрицательных частиц и неэлектропроводных частиц, другая цилиндрическая, расположена коаксиально. Камера имеет стенки, выполненные проницаемыми для ионов материала, и содержит электропроводные электроположительные частицы, электроды камер замкнуты накоротко. Возможно в качестве электроотрицательных частиц использовать алюминий, титан, магний и др., в качестве электроположительных частиц использовать углеродсодержащие материалы, например графит, графит с напылением серебра, марганец, а в качестве неэлектропроводных частиц использовать известняк, кальцит, мел, доломит (Заявка №94030606 от 18.08.94 г. C 02 F, опубл. 27.06.96 г.).

Недостатком данного устройства является множество элементов в конструкции и, как следствие, сложность в эксплуатации, повышенная опасность для обслуживающего персонала вследствие подвода электрического тока, что в итоге снижает экономические показатели очистки вод.

Прототипом является фильтр для очистки воды, содержащий корпус с эллиптической крышкой, распределительную и сборную системы, зернистый фильтрующий материал, двуокись марганца, последовательно расположенные слои марганцевой руды, цеолита и активированного угля, с соотношением высот слоев 1:1:1, разделенные сетками, причем количество секций с аналогичным чередованием слоев находится в пределах 1:4, а распределительная и сборная системы расположены в дренажной загрузке. Марганцевосодержащая руда содержит 30-70% двуокиси марганца, активированный уголь имрегнирован серебром, а в качестве цеолита используют горелую породу фракции 2-4 мм. В качестве дренажной загрузки используют горелую породу фракции 4-8 мм (Заявка №95100932, C 02 F, 23.01.95, опубл. 27.10.96 г.).

Недостатком данного устройства является сложность эксплуатации, особенно, как при регенерации загрузок, так и при замене или досыпке их, что снижает продолжительность полезного фильтрования, а также достаточно высокая стоимость фильтрующих материалов - двуокиси марганца и активированного угля.

Задачей данного изобретения является расширение функциональных возможностей фильтра путем доочистки сточных вод с автомоек или дождевых и талых вод с территорий АЭС без применения специальных химических реагентов.

Задача достигается следующим образом. Фильтр для очистки природных и сточных вод с нисходящим направлением потока жидкости, включающий корпус, зернистую фильтрующую загрузку, дренажную загрузку, распределительную и сборную системы, решетку, разделительные сетки, причем зернистая фильтрующая загрузка имеет два последовательно расположенных слоя, первый из которых содержит смесь токопроводящих электроположительных и электроотрицательных частиц в соотношении 10:1, второй выполнен из антрацита с соотношением высот первого и второго слоев 1:3, при этом верхняя разделительная защитная сетка выполнена из железа или алюминия, а разделительная междуслойная сетка выполнена из меди, а в верхней части корпуса расположен воздушный клапан. В качестве электроположительных частиц применяются графит, кокс или углеродсодержащие отходы.

На чертеже представлен фильтр для очистки природных и сточных вод с нисходящим направлением потока жидкости, который состоит из корпуса 1, трубопровода подачи 2, распределительной системы 3 исходной воды на фильтрование, трубопроводов отвода очищенной воды 4, подачи 5 и отвода промывной воды 6, верхней разделительной защитной сетки 7 из железа или алюминия, разделительной междуслойной сетки 8 из меди, первого слоя фильтрующей зернистой загрузки 9, состоящего из смеси электроположительных 10 и электроотрицательных 11 частиц, второго слоя 12 из антрацитовой фильтрующей загрузки крупностью 1-2,2 мм, дренажную загрузку 13, расположенную на опорной решетке 14, а также воздушный клапан 15.

Устройство работает следующим образом. Профильтрованная вода через дренажную загрузку 13, поддерживающую решетку 14, отводится по трубопроводу 4 потребителю.

При промывании фильтрующих зернистых загрузок первого 9 слоя и второго 12 слоя отключаются трубопроводы подачи 2 на очистку и отвода очищающей воды 4, а включается трубопровод подачи 5 и отвода промывной воды 6.

Фильтрующая зернистая загрузка 9 и 12 послойно расширяется. Перемешиванию слоев препятствует разделительная междуслойная сетка 8, а выносу частиц загрузки - разделительная защитная сетка 7.

После промывки зернистой фильтрующей загрузки происходит гидроклассификация частиц по плотности. Электроположительные углеродсодержащие частицы, имеющие плотность 1,1-1,3 г/см³, находятся в верхней части и контактируют с защитной сеткой 7. Возникает гальванопара, в результате чего в очищаемую воду поступают коагулирующие ионы железа или алюминия.

Электроотрицательные фильтрующие частицы железа или алюминия плотностью 7,8 и 2,7 г/см³, соответственно, вследствие гидроклассификации выпадают на разделительную междуслойную сетку 8 из меди. В результате контактов образуются дополнительные гальванопары Fe:Cu или Al:Cu, в которых Fe (или Al) являются анодами, и происходит их растворение с образованием ионов коагулирующих Fe³⁺ (Al³⁺) и соответствующих гидроксидов.

Выделение скоагулированных и сорбированных загрязнений осуществляется в слое антрацитовой зернистой фильтрующей загрузки 12.

Изобретение относится к фильтрам для очистки природных и сточных вод, в частности может быть использовано для очистки сточных вод с автомоек в системе локальных очистных установок и поверхностного стока с АЗС. Фильтр содержит корпус, трубопровод распределительной системы исходной воды на фильтрование, трубопроводы отвода очищенной воды, подачи и отвода промывной воды, верхнюю разделительную защитную сетку из железа или алюминия, разделительную междуслойную сетку из меди, первый слой зернистой фильтрующей загрузки, состоящий из смеси электроположительных и электроотрицательных частиц, второй слой из антрацитовой фильтрующей загрузки крупностью 1-2,2 мм высотой 1-3 высоты первого слоя, дренажную загрузку, расположенную на опорной решетке, а также воздушный клапан 15. В качестве электроположительных частиц применяют графит, кокс или углеродсодержащие отходы. Технический результат: расширение функциональных возможностей фильтра путем доочистки сточных вод, дождевых или талых вод без применения специальных химических реагентов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Фильтр для очистки природных и сточных вод с нисходящим направлением потока жидкости, включающий корпус, зернистую фильтрующую загрузку, дренажную загрузку, распределительную и сборную системы, решетку, разделительные сетки, отличающийся тем, что зернистая фильтрующая загрузка имеет два последовательно расположенных слоя, первый из которых содержит смесь токопроводящих электроположительных и электроотрицательных частиц в соотношении 10:1, второй выполнен из антрацита с соотношением высот слоев 1:3, при этом верхняя разделительная защитная сетка выполнена из железа или алюминия, а разделительная междуслойная сетка выполнена из меди, а в верхней части корпуса расположен воздушный клапан.2. Фильтр для очистки природных и сточных вод с нисходящим направлением потока жидкости по п.1, отличающийся тем, что в качестве электроположительных частиц применяются графит, кокс или углеродсодержащие отходы.