Фильтр для очистки воды Советский патент 1985 года по МПК B01D23/20 

1

Изобретение относится к области очистки воды фильтрованием черед слой зе жистой загрузки и может быть использовано в системах питьевого, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения, а также для очистки сточных вод.

Цель изобретения - повышение удельной производительности и снижение продолжительности промьшки.

На фиг. 1 показан фильтр, продольный разрез, цикл фильтрования сверху вниз;.на фиг. 2 - то же, цикл фильтрования снизу вверх; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 и .2, цикл промывки; на фиг. 4 - узел1 на фиг. 3.

Фильтр состоит из корпуса 1 со слоем зернистой загрузки 2, к KOTOpOMj примыкает канал 3, снабженный трубой 4 с задвижкой 5 и трубой 6с задвижкой 7. Под слоем зернистой загрузки 2 находится дренаж 8, к которому присоединена труба 9 с задвижкой 10. Труба 9 имеет ответвление 11 с задвижкой 12

Фильтр оснащен также желобами 13, стенки 14 которых Имеют переливные кромки 15, снабженные сеткам 16с размером ячеек, не превьпиающим размера частиц зернистой загрузки 2. Сетки 16 закреплены на рамках 17, Имекнцих нижние 18 и боковые 19 планки. Нижние планки 18 прижаты с внутренней стороны желобов 13 к их стенкам 14с помощью регулируемы распорок 20. Боковыми планками 19 сетки 16 отклонены от стенок 14 на угол 15 - 40 в наружную сторону от желобов 13. Расстояние от верхнего края сеток 16 до переливньк кромок 15 составляет (0,06+ 0,15)L, (L - толщина слоя загрузки)

Фильтр работает следующим образом.

При фильтровании сверху вниз исходная вода по трубе 4 поступает в канал 3, из которого переходит в желоба 13 и далее в водяной объем над зернистой загрузкой 2. Пройдя слой зернистой загрузки 2 и освободившись от твердых примесей, вода (фильтрат) поступает в дренаж 8 и по трубе 9 и ответвлению 11 выводится из фильтра, В этом цикле работы задвижки 5 и 12.открыты, а задвижки 7 и 10 закрыты.

94802

По окончании цикла фильтрования прекращается подача исходной воды по трубе 4 и отвод фильтрата по трубе 9 и ответвлению 11 до момента, когда уровень воды на фильтре опустится ниже переливных кромок 15, и расположится вьше поверхности .. зернистой загрузки 2 - фильтр подготовлен к циклу промывки.

to Для промывки включается подача промьшной воды по трубе 9, пройдя которую она распределяется с помощью дренажа 8 по площади фильтра, и, поступив в зернистую загрузку 2, образует восходящий поток, расширяющий ее объем по высоте. В результате поверхность зернистой загрузки 2 перемещается из плоскости, обозначенной на

20 фиг. 1 линией Б-Б, в плоскость расположения переливных кромок 15, обозначенную линией В-В на фиг. 3.

В момент окончания расширения -- зернистой загрузки 2 часть ее зерен, приблизившихся к переливным кромкам 15, удерживается на них сетками 16 от поступления в желоба 13, при этом происходит частичная кольматация зернами нижних участков сеток 16, в связи с чем гидравлическое сопротивление их возрастает, поток промьшной воды с вымытыми загрязнениями устремляется в желоба 13 вьш1е указанных участ5 ков ив таком состоянии поддерживается до полного удаления загрязнений из зернистой загрузки 2, т.е. до момента окончания цикла промывки. По желобам 13 отрабйтанная промывная вода стекает в канал 3, из которого по трубе 6 выводится из фильтра. По окончании промьшки подача промывной воды по трубе 9 прекращается, после чего

частицы зернистой загрузки 2, в том числе и те, которые были прижаты потоком к нижним участкам сеток 16, под.собственной тяжестью оседают, поверхность зернистой загрузки 2

перемещается с уровня, обозначенного линией В-В, до уровня Б-Б, а остаток воды над переливными кромками 15 стекает в желоба 13.

Во время промывки задвижки 7 и 10 открыты, а задвижки 5 и 12 закрыты. После ее окончания закрываются задвижки 10 и 7, открыва3ются задвижки 12 и 5 и начинается новый цикл-фильтрования. При фильтровании снизу вверх исходная вода по ответвлению 11, трубе 9 и через дренаж 8 распределяется по площади фильтра и фильтруется без взвешивания зернистой загрузки 2. Пройдя ее слой и освободившись от твердых частиц за.грязнений, вода переливается через переливные кромки 15, проходит чер сетки 16 в желобе 13, по которым стекает в канал 3, а из него выво- дится по трубе 4, В этом цикле работы задвижки 5 и 12 открыты, а задвижки 7 и 10 закрыты. По достижении предельного загрязнения слоя зернистой загрузки 2 прекращается подача исходной воды через ответвление 11 и по 9, а также отвод фильтрата через трубу 4. Задвижки 12 и 5 закрываются. Цикл промывки фильтра осуществляется таким же образом, как и при работе с фильтрованием сверху вниз. После ее окончания закрывают ся задвижки 10 и 7, открываются задвижки 5 и 12 и начинается новый цикл фильтрования. Благодаря тому, что от стенок желобов 13 сетки 16 отклонены на угол 15 - 40 во внешнюю сторону, продолжительность промывки, а сле довательно, и пропорциональные ей расходы промывной воды и электроэнергии являются минимальными, о чем свидетельствуют данные таблицы. При угле наклона сеток .16 мен ше 15 и больше 40 увеличивается продолжительность промьшки фильтр не менее, -чем на 10% за счет уско ния кольматации их нижних участко в первом случае - в результате ст нения условий осаждения вблизи . 804 сеток 16, во втором - за счет стеснения пространства между смежными желобами 13. Расположением переливных кро- мок 15 на высоте Н от поверхности зернистой загрузки 2, определяемой по формуле Н 0,01 La, где а коэффициент относительного расширения слоя загрузки при промывке (а 0,25-0,50%), обеспечивается минимальная толщина слоя воды, в котором транспортируются вымываемые загрязнения, и, следовательно, минимальная скорость потока в этом слое и наименьшая продолжительность их удаления. Указанная толщина включает в себя высоту кольматированного участка сетки 16 и толщину слоя проходящей через нее воды, которые при максимальной нормативной интенсивности промывки (18л/с м не превьш1ают соответственно 0,06 и 0,04 м. Следовательно, в предлагаемом фильтре толщина слоя воды, в котором транспортируются вымываемые загрязнения, не превьшает 0,10 что по крайней мере в 3 раза меньше, чем в известном фильтре. Изменение расстояния от верхнего края сеток 16 до переливных кромок 15 в пределах (0,06-0,15)L обусловлено диапазоном соотношений между углом наклона сеток 16, толщиной слоя воды над поверхйостью зернистой загрузки 2 при промывке и высотой ее слоя. При отношении расстояния от верхнего края сетки 16 до переливной кромки 15к высоте слоя зернистой загрузки 2, меньшем, чем 0,06, начинается перелив через упомянутый верхний край, а при указанном отношении, большем, чем О,15, излишне возрастают габариты -сеток 16.

1. ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ, содержащий корпус со слоем зернистой фильтрующей загрузки, размещенную под загрузкой дренажн.о-распределительную систему, устанЬвлен11ые над загрузкой сборные желоба с переливными кромками и средство для предотвращения выноса загрузки при промывке, о т л и ч а .ю щ и йс я тем, что, с.целью повышения удельной производительности и снижения продолжительности промьшки, средство для предотвращения выноса загрузки вьшолнено в виде сеток, прикрепленных к переливным кромкам желобов с наклоном от вертикали во ВНешнюю сторону желобов, а переливные кромки расположены - от поверхности слоя загрузки на высоте, определяемой ко формуле И 0,01La где Н - высота расположения переливных кромок желобов над S : слоем загрузки, м; (Л L - толщина слоя, м; а - коэффициент относительнос го расширения слоя загрузки при промьшке,. равный 0,25-0,50%. 2. Фильтр по п. 1, о т л и чаю щ и и с я тем, что угол наклона СХ) сеток от вертикали составляет 15- 40°.. . CD 4:; 00

Расход промывной воды, м на 1 м площади 4,0 3,7 3,4 фипьтра Расход электроэнергии,. кВт.ч/м .0,20 0,18 3,4 3,4 3,4 3,7 3,9 0,17 0,17 0,17 0,17 0,18 0,19

ud

/ /i 20 /7 /J fS

/ / / / / /

го i8 17 13 I / / // /6 I

:::-::v-; :: ;;;i:;::;t: ::v::;:

Ф . Ф ф I, ф/-. Ф () (|)

/ /

/ /

/, / (

hr

//г.

/ //