Медленный фильтр Советский патент 1992 года по МПК B01D24/02 

Изобретение относится к фильтрованию с образованием осадка на несжимаемой зернистой загрузке, а именно к медленным фильтрам, используемым для безреагентной очистки природных вод в системах малого хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Известен медленный фильтр, включающий вертикальный цилиндрический корпус, размещенные в нем одна над другой фильтрующие секции с зернистой загрузкой и камерами для сбора фильтрата, средство для сброса промывной и распределения исходной воды, подводящие и отводящие трубопроводы.

Недостатком данного фильтра является то, что он не обеспечивает высокой степени отмывки фильтрующей загрузки, что ведет к снижению производительности фильтра с единицы занимаемой площади, громоздкости.

Цель изобретения - повышение производительности очистки природной воды и качества отмывки загрузки.

Указанная цель достигается тем, что средство для сбора промывной и распределения исходной воды выполнено в виде цилиндрической камеры, установленной по оси корпуса, фильтрующие секции снабжены радиальными перегородками, системой щелевых колпачков для подачи сжатого воздуха, расположенных в верхней части загрузки, днища секции выполнены конусообразными, а камеры для сбора фильтрата выполнены кольцеообразными и расположены на периферии фильтрующих секций.

Кроме того, фильтр снабжен вертикальными полыми опорными стойками, к которым подключены подводящие и отводящие трубопроводы.

На фиг.1 представлен разрез медленного фильтра; на фиг.2 - разрез А-А; на фиг.З - процесс фильтрования; на фиг.4 - процесс промывки загрузки.

Медленный фильтр содержит цилиндрический корпус 1 с вогнутым днищем 2 и выпуклой крышкой 3, опорные трубчатые

Ч

стойки - трубы отвода фильтрата 4, коллектора смывной воды 5, вантуз 6, центральную камеру сбора промывной и распределения исходном воды 7, водовоздушные распределительные трубы 8, камеры сбора фильтрата 9, трубу подвода исходной воды 10, опорные трубчатые стойки - трубы подвода смывной воды к коллекторам 11, трубу сброса промывной воды 12, фильтрующую загрузку 13, трубы подвода смывной воды 14, трубы подвода воздуха и отмывочиой воды 15, фильтровальные камеры 16, трубу отвода фильтрата к регулятору скорости фильтрования 17, щелевые колпачки распределения воздуха и отмывочной воды по площади фильтровальных камер 18, перегородки, делящие фильтровальные камеры на ячейки 19.

Центральная камера 7 представляет собой вертикальную трубу с коническим днищем и плоской съемной крышкой, объединяющую по высоте фильтрующие секции 16 и является их внутренней стенкой. По периметру боковой поверхности трубы на 2-3 см выше поверхности фильтрующей загрузки фильтровальных секций имеются сплошные кольцевые щели, разделенные по окружности перегородками 19 на окна, через которые поступает исходная и отводится промывная вода. В верхней части секций, несколько ниже вышерасположенных днищ, в стенках трубы имеются отверстия для выпуска воздуха при заполнении и впуска воздуха при опорожнении фильтровальных секций.

Медленный фильтр работает следующим образом.

Исходная вода по трубе 10 поступает в фильтровальные камеры 16 из центральной камеры 7. Пройдя фильтрующую загрузку 13, вода поступает в камеры сбора фильтрата 9 и по трубам 4 и 17 отводится к регулятору скорости, обеспечивающему как плавное нарастание скорости фильтрования от минимальной 0,4 м/ч в период созревания фильтра до расчетной 0,3 м/ч, так и поддержание ее постоянной в период полезной работы фильтра.

В первые часы после включения медленного фильтра в работу происходит процесс его созревания, заключающийся в постепенном заполнении взвесями межзернового пространства.верхних слоев фильтрующей загрузки на глубину 5- 10см, в формировании мелкопористой пленки взвесей на ее поверхности и в развитии активных биологических процессов как в пленке, так и в загрузке, По мере розрева- ния фильтра количество взвесей и число бактерий в фильтрате уменьшаются.

Образовавшаяся на поверхности загрузки пленка с одной стороны способствует усилению эффекта очистки воды, а с другой, увеличивает сопротивление прохождению воды. При достижении расчетной . потери напора фильтр выводится на промывку загрузки, являющуюся важнейшим моментом его эксплуатации.

Промывка фильтра осуществляется сле0 дующим образом.

Закрывается подача исходной воды по трубе 10, открывается подача воздуха к щелевым колпачкам 18 по трубам 15 и 8, взрыхляется верхний слой загрузки и пленка 13,

5 открывается труба сброса промывной воды 12, прекращается подача воздуха, включается подача отмывочной воды к щелевым колпачкам по трубам 15 и 8, открывается подача смывной воды коллектору 5 по тру0 бам 14 и 11. После смыва загрязнений перекрываются в обратной последовательности задвижки на всех трубопроводах. Фильтр готов к включению в работу.

Воздушное взрыхление верхнего слоя за5 грузки осуществляется через щелевые колпачки 18 при заполненном фильтре исходной водой. После разрушения образовавшейся при фильтровании на поверхности загрузки

-пленки исходная вода сбрасывается из цент- 0 ральной камеры 7. Включается подачи отмывочной воды к щелевым колпачкам и смывной воды из коллектора 5. При незначительной интенсивности подачи отмывочной воды из слоя загрузки, расположенного

5 выше щелевых колпачков 18, выносятся загрязнения на ее поверхность. Горизонтальный поток смывной воды, обладающий возрастающей к сбросу транспортирующей способностью, смывает с поверхности за0 грузки взрыхленный осадок и вымытые загрязнения в центральную камеру 7.

Для хорошей отмывки фильтрующего слоя его нужно привести в движение, но не взвешивать в восходящем потоке и создать

5 такую интенсивность столкновения зерен между собой, которая обеспечила бы вымывание с загрязненного слоя задержанных в межзерновом пространстве взвесей при минимальном повреждении липкой слизистой

0 оболочки зерен песка, обеспечивающей бактерицидные свойства медленного фильтра, а следовательно, сократить время бактерицидного созревания фильтра.

Учитывая некоторую бактерицидную ак- 5 тивность всей толщи загрузки, желательно не нарушать во время промывки слои, расположенные ниже максимальной глубины проникновения взвеси. Так, при крупности зерен загрузки 0,3 - 0,8 мм и скорости фильтрования 0,2 м/ч в верхнем слое кварцевого

песка, толщиной 70 мм задерживалось до 99,9% всех взвесей, при скорости фильтрования 0,3 м/ч 90%, а в слое 120 мм 99,9%.

Таким образом, отмывке в период промывки фильтра должна подвергаться не вся толща загрузки, а верхний слой толщиной 150-200 мм. Следовательно, щелевые колпачки отмывочной системы следует располагать на глубине не более 200 мм от поверхности загрузки.

Применение предложенной системы исключает периодическую промывку всей толщи загрузки, являющуюся наиболее трудоемкой при эксплуатации медленных фильтров,

Таким образом, преимуществами медленного фильтра является увеличение производительности с единицы занимаемой площади, простота эксплуатации, надежность и высокая эффективность его работы.

Формула изобретения 1, Медленный фильтр, включающий вертикальный цилиндрический корпус, размещенные в нем одна над другой фильтрующие секции с зернистой загрузкой и камерами для сбора фильтрата, средство для сбора промывной и распределения исходной воды, подводящие и отводящие трубопроводы, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности очистки природной воды и качества отмывки загрузки, средство для сбора промывной и распределения исходной воды выполнено в

0 виде цилиндрической камеры, установленной по оси корпуса, фильтрующие секции снабжены радиальными перегородками, системой щелевых колпачков для подачи сжатого воздуха, расположенных в верхней

5 части загрузки, днища секции выполнены конусообразными, а камеры для сбора фильтрата выполнены кольцеобразными и расположены на периферии фильтрующих секций.

02. Фильтр по п.1,отличающийся

тем, что он снабжен вертикальными полыми опорными стойками, к которым подключены подводящие и отводящие трубопроводы.

Использование: безреагентная очистка природных вод в системах малого хозяйственно-питьевого водоснабжения. Сущность изобретения: в корпусе фильтра установлены одна над другой фильтрующие секции с зернистой загрузкой. По оси корпуса размещена цилиндрическая камера для сбора промывной и распределения исходной воды. На периферии фильтрующих секций выполнены кольцеобразные камеры для сбора фильтрата. Фильтрующие секции снабжены системой щелевых колпачков для подачи сжатого воздуха. Полые опорные стойки подключены к подводящим и отводящим трубопроводам. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Фиг. 1

1 /

-№

/5

(6

«

$ttf%2

10

Фиг. а

Фиг.4