Оборудование для очистки и обработки сточных вод,основанное на использовании гибкой компактной пористой массы Советский патент 1983 года по МПК C02F1/00 C02F103/02 

2.Оборудование по п. 1, о т л и чающееся тем, что несущим узлом фильтровального звена 2 в сосуде 1 является трубопровод 9 для выпуска промывной воды.

3.Оборудование по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю 1Д ее с я тем, что фильтровальное звено или звенья 2 в верхней части снабжены .прижимным

устройством 12 винтового ручного перемещения .

4. Оборудование по пп. 1-3, отличающееся тем, что фильтровальное звено или звенья 2 расположены внутри самостоятельной выпускной камеры 14 сосуда 1 и напускнымтрубопроводом 15,имеющим встроенный вентиль, соединены со сливным желобом 16 для сбора отстоянной водь в сосуде 1.

1. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД, ОСНОВАННОЕ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГИБКОЙ КОМПАКТНОЙ ПОРИСТОЙ МАССЫ, в виде одного или нескольких кольцевых фильтрационных элементов, соединенных посредством кольцевых разделительных плит и круглой прикрывающей плиты, герметичной относительно жидкости, поступающей в фильтровальное звено, в средней части которого выполнен распределит льный канал, присоединенный своим нижним концом к трубопроводу для выпуска пpo ывнoй воды, в который входит трубопровод подвода сырой или частично очищенной воды, отличающееся тем, что одно или несколько фильтровальных звеньев 2 расположены в напускной или выпускной частях технологического или сборного сосуда 1 оборудования на глуби не не менее 0,2 м под уровнем воды в сосуде 1 и на расстоянии. 0,8 м от g уровня промывной воды в сливном ка- СО нале 11. 4: -ч 00 4

Изобретение относится к оборудованию дпя очистки сточных вод, основанном на использовании гибкой компактной пористой массы, в виде одного или ескольких кольцевых фильтрационных элементов, соединенных с помощью кольцевых разделительных плит и круглой герметичной прикрывающей плиты в фильтрационное звено,

используемое особенно для доочистки/ или предварительной очистки сырой или частично очищенной воды в водоочистительных станцияхпромышленного или .коммунального назначения.

Известно оборудование для фильтрации сточных вод через компактную гибкую пористую массу, которое состоит из фильтрационной камеры, в нижней части которой расположена фильтрационная насадка, состоящая минимально из одного фильтрационного элемента, образованного из компактной гибкой пористой массы и из автоматики для управления фильтровальными и регенеративными циклами. Фильтрационная насадка наполнена так, что каждый фильтрационный элемент своей нижней и верхней плоскостями герметично соединен с непроницаемой несущей, прикрывающей или разделительной .плитой, которая препятствует нежелательной утечке суспензии в фильтрат, причем в средней части фильтрационной насадки выполнен распределительный канал, который используется для распределения очищаемой суспензии при фильтрации или для вывода промывной воды при регенерации.

, В фазе .фильтрации очищаемая суспензия подается в распределительный канал, откуда через внутреннюю цилиндрическую поверхность входит в фильтрационный элемент или элементы, проходит через них в радиальном направлении и выходит из них на внешнем периметре, поднимается в фильтрационной камере в верхнее простран.ство, предназначенное для сбора регенеративной воды. Избыточная чистая

жидкость из верхней части фильтрационной камеры удаляется сливом.

Регенерация осуществляется путем промывки фильтрационной камеры в обратном направлении чем Ьроходит поток очищаемой жидкости при фильтрации. Фильтрационная насадка из-за повышения промывного эффекта в фазе регенерации периодически сжимается

и освобождается действием гидродинамических сил, вызываемых течением регенеративной воды через фильтрационную насадку. Кольцевое исполнение фильтрационной .насадки способствует постепенному увеличению проточного сечения насадки в направлении хода очищаемой суспензии, в результате этого непрерывно снижается скорость расхода жидкости в насадке, что способствует лучшему использованию осадочной мощности насадки и более высокому фильтрационному эффекту ,.

Однако размер фильтра и его производительность ограничены доступными габаритами фильтрационных элементов и,., главным образом, возможностями конструктивного и проектного исполнения оборудования. Производительность фильтра определена поверхностью

фильтрации и величиной скорости

фильтрования. При постоянной скорости фильтрации, определенной, например, требуемым качеством очищаемой воды, ЭКОНОМИКОЙ эксплуатации оборудования и т.п., можно увеличивать производительность фильтрации путем увеличения .высоты слоя насадки, т.е. путем прибавления отдельных фильтрационных элементов. Однако с

увеличением фильтрационной насадки необходимо одновременно увеличить и пространство сборника, в котором собирается регенеративная вода так, чтобы пространство сборника составляло минимально двойной объем фильтрационной насадки. Из этого вытекает, что при определенном объеме фильтрационной насадки пространство сборника .для регенеративной воды увеличится до такого размера, который-уже нельзя строить, несмотря на увеличение габаритов всего фил1зтровального оборудования и его эксплуатационного веса.

Указанные недостатки устраняются тем, что в оборудовании для очистки и обработки сточных вод, основанном на принципе использования гибкой компактной пористой массы в виде одного или нескольких кольцевых фильтрационных элементов, соединенных с помощью кольцевых разделительных плит и круглой герметичной прикрывающей плиты в фильтровальное звено, в средней части которого создан распределительный канал, нижний конец которого соединен с трубопроводом слива промывной воды, в который входит трубопровод для подвода сырой или частичной очищенной воды, один или несколько фильтрационных звеньев расположены в напускной или выпускной частях технологического или сборного сосуда оборудования на глубине не менее 0,2 м под уровнем воды в сосуде и на расстоянии не менее 0,8 м от уровня промывной воды в канале слива.

Уровень воды, требуемый для регенерации фильтрационного звена, в этом случае определяется внутренними диаметром трубопровода для слива промывной воды и числом кольцевых фильтрационных элементов. Чем больше внутренний, диаметр сливного трубопровода, тем ниже уровень жидкости, необходимый для существенной, регенерации фильтровального звена. Оптимальные условия регенерации достигаются при условии когда фильтровальное звено расположено на 1 м или больше под уровнем воды в технологическом или сборном сосуде и одновременно на расстоянии 1 м или больше от уровня промывной воды в канале слива.

Функцию несущей или опорной конструкции звеньев фильтрации при их расположении в сосудах установок для очистки и обработки .воды с учетом жесткости и компатности этих элементов выполняют непосредственно стенки трубопровода для спуска промывной воды, к которому фильтровальное звено присоединено своей нижней частью.

По мере потребности звено фильтрации может быть в своей верхней части оснащено прижимным устройством, которое позволяет его частичное сжимание и исключает проникновение фильтруемой суспензии через полости вдоль разделительных, прикрывающих или несущих плит в случае, если клеенные соединения.фильтровальной насадки с указанными плитами - некачественные. При испо.льзовании прижимного устройства требования по качеству клеенных соединений существенно понижаются и исключаются полностью недостатки, вытекающие из образования щелей между фильтровальной массой и плитами.

В случае применения фильтровального звена или фильтровальных звеньев для доочистки воды из отстойников

0 или вторичных отстойников выгодно, когда звенья расположены внутри самостоятельной сливной камеры и когда они трубопроводом для подачи воды, оборудованным вентилем, соединены со сливным желобом, предназначенным

5 для сбора отстоянной воды в камере так, что циркуляция доочищаемой воды происходит самопроизвольно, Сез необходимости применять насос.

На фиг.1 схематически представлен

0 четырехугольный сборный сосуд, в напускной части .которого параллельно расположены и включены т-ри фильтровальных звена,вертикальный продольный разрез; на фиг.2 - то же, вид в

5 плане; на фиг.3 - круглый отстойник или вторичный отстойник, на периметре которого создана самостоятельная сливная камера, внутри которой на противоположных сторонах расположены

0 Четыре фильтровальные звена, вертикальный продольный разрез; на фиг.4 то же, вид в плане; на фиг.5 - принципиальная схема регенерации фильтровальной насадки; на фиг.б - деталь

5 конструкции фильтровального звена и направление действия гидрЪдинамических сил при регенерации насадки.

Оборудование (фиг.1 и 2) состоит из четырехугольного сосуда 1, в напускной части которого над днищем

0 сосуда 1 расположены три звена 2 фильтрации, причем каждое из них состоит из шести кольцевых фильтрационных элементов 3 из гибкой пористой фильтровальной массы. Фильтр)а5ционные элементы 3 взаимно плотно соединены, причем они взаимно отделены HenpOHUuaeNttjiMH кольцевыми разделительными плитами 4. Верхний фильтрационный элемент 3 сверху зак0рыт полной круглой прикрывающей плитой б, а самый нижний фильтрационный элемент 3 снизу закрыт непроницаемой кольцевой несущей плитой 5. Фильтрационные элементы 3 с

5 отдельными плитами 4 и 6 герметично соединены клеенными соединениями. В средней части кольцевых фильтрационных элементов 3 создан распределительный канал 7, который своим нижним концом присоединен к трубопрово0ду 8 для напуска очищаемой суспензии и к трубопроводу 9 для слива промывкой воды. Сливной трубопровод 9 ВХО-;

дит в сливной канал 11 и-содержит быстродействующий затвор, выполнен5ный, например, в виде мембранного клапана 10 с пневматическим управле нием. Отдельные фильтровальные звенья 2 в верхней части оснащены прижимным устройством 12, которое к боковой стенке сосуда 1 прикреплено с помощ крепежной конструкции 13. Прижимное устройство 12 основано, например, на принципе винтового ручного перемещения, и его целью является за счет частичного сжатия отдельных фильтровальных элементов 3 исключит возможные полости на поверхности контакта фильтровальной массы и раз делительных, несущих или прикрывающих плит, которые могут иметь место вследствие несовершенного клеенного соединения. В течение цикла фильтрации очищаемая суспензия попадает напускным трубопроводом 8 в средний распредел тельный канал 7, из которого распре деляется в отдельные фильтрационные элементы 3, т.е. фильтрация протекает в радиальном направлении, от вертикальной ОСИ фильтровального звена 2 в направлении к его внешнему периметру. В фильтрационном слое от дельных фильтрационных элементов 3 из очищаемой суспензии, отделяются нежелательные вещества, чистый фильт рат поступает через внешнюю цилиндрическую поверхность фильтрационных элементов 3 в пространство сосуда 1 В течение регенерации закрываетс неуказанный вентиль в линии трубопровода 8 для напуска очищаемой сус пензии и одновременно открывается вентиль 10 в сливном трубопроводе 9, Вода из пространства сбора, проходит над звеньями 2 фильтрации в сосуде 1, потом промывает отдельные элементы 3 фильтрации в направлении обратном от направления фильтрации, причем за счет сопротивления гибкой пористой компактной массы возникают гидродинамические силы, сжимающие фильтровальное звено 2. Регенерация производится периодически повторно, с переменным закрыванием и открыванием обоих вентилей так, что фильтровальная масса переменно сжимается и освобождается обратно в рабочую позицию. На фиг.З и 4 изображено исполне ние отстойника или вторичного круглого отстойника, который по своему периметру оборудован самостоятельной кольцевой камерой 14 выпуска. В вы1пускной камере 14 имеются на противоположных стенках четыре фильтровальные .звена 2 аналогичного исполнения как в оборудовании на фиг. 1 и 2,только с той разницей, что звено 2 фильтрация в оборудовании на фиг.З и 4 состоит только из пяти фильтрационных элементов 3 и в трубопровод 9 для выпуска промывной воды входит трубопровод 15 для напуска отстоянной воды из сборного сливного желоба 16, расположенного в верхней части сосуда 1. В напускном трубопроводе 15, который проходит внутренним пространством сосуда 1, имеется пневматически, управляемый клапан 17 аналогичного исполнения-как вентиль 10 в выпускном трубопроводе 9. Вентиль 17 перекрывает напуск отстоянной воды в фильтровальное звено 2 в течение цикла регенерации. Очищенная фильтрованная вода выводится из кольцевого пространства камеры 14 штуцером 18. Внутри самостоятельной выпускной камеры 14 также собирается запас промывной воды. Регенерация фильтровальной массы в оборудовании на фиг.З и 4 производится аналогичным способом как в оборудовании на фиг.1 и 2 так, что периодически перекрывается клапан 17 в трубопроводе 15 напуска и одно8.ременно открывается вентиль 10 в линии трубопровода 9 выпуска. Фильтровальнсш масса из отдельных фильтрационных элементов 3 при этом переменно сжимается, освобождается и промывается водой из пространства сбора над звеньями фильтрации 2. Конструктивное исполнение указанных устройств на фиг.1-4 представляет только два из возможных вариантов .оформления и расположения фильтровальны(х звен в сосу.дах установок для очистки и обработки сточных вод. В зависимости от требований к чистоте или количеству фильтруемой воды можно далее увеличивать поверхность фильтрации или повышением числа фильтрационных элементов в отдельных звеньях, или путем увеличения числа звеньев в сосуде. Для получения очень качественного фильтрата можно фил:ьтровальные звенья расположить также на входе сырой или частично очищенной воды в аппарат и на выходе очищенной воды. На фиг.5 приводится принципиальная схема регенерации и хода цикла, регенерации, который следует после цикла фильтрации и в течение которого происходит промывка фильтровальной массы обратнЕлм потоком очищенной воды. Эффект регенерации о промывке достигается одновременным периодическим сжиманием и ослаблением фильтровальной массы, для кЪторого используются гидродинамические силы, возникающие в оборудовании после открытия вентиля в трубопроводе для выпуска промывной воды при проходе пр.ог ивной воды через фильтровальную ма.ссу и действует на крышку фильтровального звена в направлении сверху вниз. Величина динамических сил, вызывающих это действие, определяется уровнем воды в сосуде над уровнем п-р(5мывной воды в канале слива.Здесь действует принцип, что с возрастающим расходом промывной -воды через насадку фильтра возрастает потеря давления за счет сопротивления фильт ровальной массы. При достижении определенного значения потери давления возникает сжимающая сила, которая преодолевает прочность материала при сжатии и насадка сжимаетсй. При определении потери давления р (Па) с помощью потери высоты -2 (м величина- сжимающей силы Р выражаетс следующим отношением p-.p.-.. где f - удельный вес; % - ускорение тяжести; F - поверхность крышки насадки Р - сила, требуемая для сжатия насадки. Потеря высоты -Ь вместе с осталь ными местными сопротивлениями в трубопроводе определяет м инимальную высоту уровня , над вводом выпуск ного трубопровода регенеративной ;воды, которая требуется для сжатия фильтрационной насадки до желательного значения. Практика показывает, что для обеспечения оптимального хода регенерации и при колматируемом фильтра ционном слое, необходимо эксплуатационный уровень жидкости в сосуде или сливном желобе держать минималь но на 1 м выше уровня звена фильтра ции. При фильтрации не достигаются потери высоты больше 1 м. Ходу регенерации фильтровальной насадки положительно способствует то обстоятел-чство, что фи/1ьтрац 1онное звено состоит из большого числа самостоятельных кольцевых фильтрационных элементов, высота которых обычно выбирается 100 мм. За счет такого исполнения можно многократно понизить силу Р, которую следует создать для сжатия насадки. Если неразделенное звено фильтрации достигает высоты 1 м, для его сжатия до высоты 0,5 м требуется сила Р, которую можно создать при относительно высокой потери высоты 1n-2. Однако если фильтрационное звено состоит из 10 самостоятельных фильтрационь:ых элементов высотой 0,1 м, то для сжатия ка)сдого элемента до 0,05 м требуется сила Р, требуемая для сжатия неразделенной фильтровальной массы. В результате этого понижается, и требуемая потеря высоты и требования относительно уровня в сосуде при эксплуатации. Предлагаемое оборудование за счет использования положительных свойств фильтрационного звена может npiir-ieняться для повышения эффективности фильтрации в крупных установках без увеличения объема ее техноло:т Ческого или сборного резервуара. Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной ведомством по изобретательству Чехословацкой Социалистической Республики.