Установка для очистки воды Советский патент 1984 года по МПК C02F1/52 B01D21/08 B01D36/04 C02F103/02 C02F103/04 

2. Установка чаюцаяся шекие диаметра поп.1, отли- ка к среднему диаметру зерен ппатем, что соотно- ваюосА загрузки фильтра составлятрубок отстойии- ет 15-30. 1119987

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОадСТКИ ВОДЫ, содержащая наклонный отстойник трубчатого типа с камерой хлопьеобраэования, размещенной в нижней его части, фильтр с зернистой загрузкой, водонапорную башню с промывным баком и трубопроводы для подачи очищаемой и отвода промывной и очищенной воды, отличающаяся тем, что, с целью повышения зффективности очистки воды за счет улучшения процесса хлопьеобразования и повышения качества отмывки фильтрующей загрузки, фильтр размещен в верхней части отстойника загрузка фильтра и камеры 8 хлопьеобразояания выполнена- плавающей, причем соотношение средних (О диаметров зерен плавающей загрузки С камеры хлопьеобразования и фильтра составляет 20-40. М :о ;О X Kj

Изобретение относится к разделению жидких неоднородных систем, а именно к устройствам для очистки воды от взвешенных и коллоидных прим еей, и может быть использовано для очистки питьевой воды в сельских и малых населенных пунктах, а также для очистки промьшшенных и сточных вод.

Известно устройство для очистки Воды, содержащее наклонньй трубчатый отстойник, встроенную под ним камеру Хлопьеобразования в виде усеченного конуса, ограниченного сверху и снизу решетками и заполненного гравием И пристроенной к нему цилиндрической обечайкой, примыкающей в верхней своей части к трубчатому отстойнику l.

Недостатками данного устройства являются невозможность регенерации зажатого слоя тяжелой гравийной загрузки в камере хлопьеобразования и низкая степень очистки воды в установке из-за отсутствия узла тонкой очистки воды.

Наибо }ее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка, содержащая наклонный отстойник трубчатого типа, установленный под углом 50-70 к горизонтали с камерой хлопьеобразования, размещенной в нижней его части, фильтр с зернистой загрузкой, водонапорную башню с про allвным баком и трубопроводы для подачи и отвода воды .

Недостатками известной установки являются замедленное протекание процесса образования хлопьев взвеси в начальный период работы установки после ее промывок, обусловленное Отсутствием контактной среды в камере хлопьеобраэования, недостаточная эффективность отмывки зерен загрузки при фильтровании суспензий, образу кМих в толще загрузки трудноотмываемые загрязнения, вследствие невозможности использования в установк интенсифицированных способов отмывки загрузки, а также увеличенные габариты и металлоемкость установки из-за наличия значительного свободного пространства для расширения фильтрующего материала при его промывке.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки воды за счет улучшения процесса хлопьеобразования и повышения качества отмывки фильтрующей загрузки.

Указанная цель достигается тем, что в установке для очистки воды, содержащей наклонный отстойник трубчатого типа с камерой хлопьеобразования, размещенной в нижней его части, фильтр с зернистой загрузкой, водонапорную башню с промывным баком и трубопроводы для подачи очищаемой и отвода промывной и очищенной воды, фильтр размещен в верхней части отстойника, загрузка фильтра и камеры хлопьеобразования выполнена плавающей, причем соотношение средних диаметров зерен плавакицей загрузки камеры хлопьеобразования и фильтра составляет 20-40.

При этом соотношение диаметра трубок отстойника к среднему диаметру зерен плавающей загрузки фильтра составляет 15-30.

Поскольку фильтром фактически служит камера самого отстойника, являющаяся его продолжением в вертикальном направлении, и эта камера не отделена от рабочего пространства отстойника, а составляет с ним единое целое, то рабочее пространство отстойника активно участвует в процессе отмывки зерен загрузки за счет их трения о стенки трубчатого отстой нмка.

Наряду с этим, расположение в камере хлопьеобразования зернистой плавающей загрузки интенсифицирует процесс хлопьёобразования в самые неблагоприятные моменты работы уста новки после ее промьшок. В этот период зерна плавающей загрузки яапяются центрами коагуляции, что вызывает быстрое образование крупны хлопьев. Выбор соотношения средних диамет рах зерен плавающей загрузки в каме ре хлопьёобразования и в фильтре в пределах 20-40 обеспечивает наибо лее эффективную работу камеры хлопьёобразования и фильтра, так ка при таком соотношении средних диаметр зерен плавающей загрузки в камере хлопьёобразования быстро образуются крупные хлопья взвеси, а фильтр хор шо очищает воду после ее прохождения, через тонкослойный отстойник. И менение этого соотношения приводит к снижению эффективности очистки во При соотношении средних диаметров зерен загрузки в камере хлопьёобразования и в фильтре менее 20 происходит снижение эффективности очистк за счет повышенной в этом случае крупности зерен .плавающей загрузки фильтра. При увеличении соотношения средних диаметров зерен загрузки камеры хлопьёобразования и фильтра более 40 эффективность очистки снижается за :чёт ухудшения работы камеры хлопьёобразования из-за низкой удельной поверхности зерен плавающей загрузки в камере хлопьёобра зования . Выполнение соотношения между диаметром трубок отстойника и диаметром зерен плавающей загрузки фильтра, равном 15-30, позволяет наиболее эффективно производить регенерацию фильтрующей среды. При соотношении, меньшем 15, происходит заклинивание зерен плавающей загруз ки в наклонных трубках отстойника, а при соотношении, большем 30, происходит снижение эффективности реге нерации вследствие уменьшения кинетической энергии движущихся в поток промывкой воды зерен плавающей загрузки из-за уменьшения крупности зерен. На чертеже представлена установк продольный разрез. Установка содержит наклонный отстойник 1 трубчатого типа, в нижг ней части которого размещена камера 2 хлопьёобразования с плавающей загрузкой 3, трубки 4, размещенные в отстойнике 1, фильтр 5, размещенный в верхней части отстойника и выполненный в виде его отсека с зернистой плавающей загрузкой 6. Камера 2 хлопьёобразования отделена от отстойника 1 перфорированной перегородкой 7, под которой и размещена зернистая плавающая загрузка 3. Ось отстойника 1 наклонена к горизонтали под углом 50-70°. Верхняя часть фильтра 5соединена трубопроводом 8 с промывным баком 9 водонапорной бащяи 10, из которого очищенная вода по трубопроводу 11 поступает к потребителю. Нижняя часть камеры 2 Хлопьёобразования соединена с трубопроводом 12 для подачи очищаемой воды и трубопроводом 13 для отвода прЬмывной воды. Установка работает следующим образом. Очищаемая вода, смешанная с соответствующими реагентами, под напором подается по трубопроводу 12 в камеру 2 хлопьёобразования, где благодаря наличию контактной среды из плавающей загрузки 3 происходит фпокуляция и образование хлопьевидной взвеси. Затем вода поступает в наклонный отстойник 1 трубчатого типа, в котором происходит предварительное ее осветление от крупной взвеси, после чего вода проходит через зернистую плавающую загрузку 6(например зернистый пенополистирол) фильтра 5, в котором осуществляется окончательная очистка воды. Очищенная вода по трубопроводу 8 поступает в бак 9 водонапорной башни 10, откуда по трубопроводу 11 подается потребителю. В процессе очистки воды задвижка на трубопроводе 13 закрыта. Для удаления загрязнений, накопившихся в отстойнике 1 и загрузке 6 фильтра 5, открывают задвижку и« трубопроводе 13. При этом вода из бака 9 поступает по трубопроводу 8 в фильтр 5. Движущаяся вниз вода расширяет зернистую плавающую загрузку 6 и зерна ее опускаются 8 пакет трубок 4. При этом происходит интенсивное трение отдельных зерен плавающей загрузки 6 о стенки трубок 4, в результате чего осуществляется интенсивный отрыв загрязнений как 511 от стенок трубок 4, так и от поверхности зерен дернистой плавающей загрузки 6, Прокывная вода с атмытыми загрязненияьш поступает в камеру 2 хлопьеобразования, плавающая загрузка 3 которой под действием нисходящего потока воды находится в расширенном состоянии, и отводится из установки по трубопроводу 13. После окончания промывки установки закрывается задвижка на трубопроводе 13. Вода по трубопроводу 12 поступает в установку, при этом плавающая загрузка 3 камеры 2 хлопьеобр зования и плавающая загрузка б фнльт ра 5 всплывают, и установка снова начинает очищать воду. Модель предлагаемой установки испытана в лабораторных условиях при очистке природной воды, обработанной сернокислым алюминием. Пакет трубчатых элементов выполнен из полиэтиленовых труб длиной 0,8 м и диаметром 25 мм. В качестве плавающей загрузки использован пенополистирол с крупностью зерен загрузки 0,82,0 мм в фильтре и .с крупностью 30740 мм в камере хлопьеобразования. Сечение модели 250 мм. Испытания показывают, что за счет того, что камера фильтра не отделена от рабочего пространства отстойника и при осуществляется трение зерен плавающей загрузки о стенки трубчатых элементов непосредственно, в отстойнике повышается эффективность регенерации фильтрующей загрузки и трубчатых элементов установки. Присутствие остаточных загрязнений в очищенной воде снижается на 50-60%, а стенки трубчатых элементов остаются на протяжении испытаний совершенно чистыми. Таким образом, в предлагаемой установке достигается более устойчивая работа в начальный период цикла (повышение мутности воды после промывки, как в известной установке, не наблюдается). Кроме того, в предлагаемой установке в 1,5-2 раза снижается общий установочный вес, а также на 20-30% у тньшается расход npoi«iiBной воды.