Фильтр для очистки воды в резервуарах для водных организмов Советский патент 1980 года по МПК A01K63/04 B01D24/00 C02F3/14 C02F3/14 C02F101/30 

Кроме того, в очищенной на таком фильтре воде количественное содержание растворенного кислорода сведено до минимального, чтовлияет на жизнеспособность водных организмов, а цилиндрическая форма корпуса фильтра ограничивает количественное увеличение фильтровальных блоков.

Пель изобретения - повышение качества очистки воды от растворенных в ней органических и коллоидных веществ и обеспечение ойтлмального газового режима очищенной воды.

Поставленная цельдостигается тем, что каждый фильтровальный блок снабжен водораспределительным перфорированным лотком и не доходящей до днища вертикально расположенной перегородкой, образующей с вертикальной стенкой блока канал,-которым фильтровальная камера первой ступени очистки соединена с фильтровальной камерой второй ступени очистки, при этом водораспределительный лоток установлен в верхней части вертикально расположенной перегородки блока, в фильтровальной камере второй ступени очистки, в которой расположены трубчатый дренаж для подачи сжатого воздуха и коллектор отвода очищенной воды.

Целесообразно емкость фильтра вы-гполнять в виде прямоугольного резервуара.

На фиг.1 представлен фильтр, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З корпус фильтра, общий вид; на фиг.4 - коллектор отвода очищенной воды и трубчатого дренажа для подачи сжатого воздуха, оаций вид.

Фильтр состоит из прямоугольной емкости 1 с днищем 2, разделенной взаимно перпендикулярными вертикальными перегородками 3 на изолированные друг от друга фильтровальные блоки 4-7, в каждом из которых расположена вертиксшьная, не доходящая нижним концом до плоского днища 2 перегородка 8, образующая с вертикальной стенкой (перегородкой) 3 канал 9 и фильтровальный отсек, разделенный горизонтальной перегородкой 10 на фильтровальную камеру 11 первой ступени очистки воды и фильтровальную камеру 12 второй ступени очистки воды.

Фильтровальная камера 11 первой ступени оснащена плоской плитой 13 с .дренажными колпачками, на которой расположена фильтрующая загрузка 14 состоящая из антрацита с размерами зерен 0,6-2,0 мм.

D качестве фильтрующей загрузки в камере 12 второй ступени очистк1и воды служит слой 15 песка с крупностью зерен 1,0-1,8 мм, уложенный на поддерживающие слои 16 из гравия, крупностью 5-10 и 2-5 мм.

в фильтровальной камере 12 расположен трубчатый дренаж 17 для подачи сжатого воздуха и коллектор 18 отхода очищенной воды в резервуар для водных организмов.

В каждой из фильтровальных камер 12 над фильтрующей загрузкой 15 расположен водораспределительный лоток 19 в виде желоба с отверстиями в боковых стенках, который укреплен одним концом на боковой стенке емкости 1, а вторым концом - на вертикальной перегородке 8, имеющей на верхнем конце отверстия для дополнительной и равномерной подачи воды в фильтрующую камеру 12 и отвода ее из зтой камеры.

В плоском днище 2 расположены патрубки 20 с вентилями для сброса загрязненной воды с осадком в канализацию.

Фильтровальные камеры 11 первой ступени каждого из фильтровальных блоков 4-7 оснащены водораспределительными воронками 21, расположенным над слоем 14 фильтрующего материала и сообщенными через вентили 22 с водораспределительным коллектором 23 подачи загрязненной воды из резервуаров для водных организмов посредством насоса 24.

Водораспределительные воронки 21 соединены трубопроводом, снабженным водосливным патрубком с вентилем 25 для сброса промывных вод в канализацию.

Трубчатый дренаж 17 каждого фильтровального блока 4-7 каждой фильтровальной камеры 12, предназначенный для отвода очищенной воды и подачи чистой воды на прокывку фильтрующего материала 15, посредством вентиля 26 сообщен с водораспределительным коллектором 27 очищенной воды, а также посредством вентиля 28 с водораспреДе,лительным коллектором

29подачи чист:ой воды на промывку фильтрующего материала 15. Водораспределительный коллектор 27, в свою очередь, сообщен посредством насоса

30подачи воды и трубопровода с вентилем 31 с резервуарами для водных организмов (на чертеже не показаны).

Кроме того, водонапорный патрубок насоса 30 подачи воды посредством трубопровода с вентилем 32 сообщен с водораспределительным коллектором 29 подачи чистой воды на промывку.

Трубчатый дренаж 17 каждого фильтровального блока 4-7 каждой фильтровальной камеры 12, предназначенный для подачи сжатого воздуха на процесс аэрации очищенной воды, сообщен посредством вентилей 33 с коллектором 34 подачи сжатого воздуха, который, в свою очередь, сообщен с воздухо5 дувкой 35,

Фильтр для очистки воды в резерву арах для водных организмов работает следующим образом.

Загрязненную воду из резервуаров для водных организмов по трубопроводу насосом 24 подачи воды подают в коллектор 23, из которого по патрубкам 22 с открытыми вентилями загрязненная вода через водораспределительные воронки 21 поступает в фильтровальные камеры 11 первой ступени очистки воды фильтровальных блоков 4-7. По заполнения фильтровальных камер 11 загрязненной водой при открытых вентилях воздухосборных патрубков воздух сбрасывают из этих камер через воздухосбросные патрубки, вода под напором проходит через слои 14 фильтрующего материала и через дренажное днище 13 поступает далее в поддренажное пространство Кс1ждой из этих фильтровальных камер. Из поддренажного пространства каждой фильтровальной камеры 11 очищенная от взвешенных веществ вода под напором поступает в вертикальные каналы 9, из которых через отверстия вертикальной перегородки 8 и через водораспределительные лотки 19 вода поступает в фильтровальные камеры 12 второй ступени очистки воды. Отверстия в водораспределительных лотках 19, как и сами лотки, предназначены для равномерного распределения очищаемой воды в фильтровальных камерах 12, По мере заполнения очищаемой водой фильтровальных камер 12 открывают вентили 26, и вода через слои 14 фильтрующего материала поступает по трубчатым дренажам 17 и вентилям 26 в коллектор 27 очищенной водн. Из коллектора 27 очищенную воду подгиот насосом 30 подачи воды по трубопроводу и через открытый вентиль 31 - обратно в резервуары с водными организмами.

.Для насыщения очищаемой воды кислородом воздуха и окисления органических растворенных в воде веществ подают воздух воздуходувкой 35 в коллектор 34 подачи сжатого воздуха, из которого через вентили 33 сжатый воздух подают в трубчатый дренаж 17. Сжатый воздух, проходя через щели трубчатого дренажа 17, через слои 15 фильтрующей загрузки и толщу воды, в виде мелких пузырьков выходит в атмосферу. Количественную подачу воздуха на процесс аэрации воды и окисления в ней растворенных органических веществ регулируют вентилем 33.

В процессе аэрирования сжатым воздухом очищаемой воды происходит окисление и задержание растворенных, в этой воде органических и коллоидных веществ. В этом случае оптимальная скорость фильтрации очищаемой воды 5 м/ч, а интенсивность постоянного введения воздуха в фильтрующую загрузку 15 3,0 площади фильт ровальной камеру.

Находящиеся в воде органические вещества и коллоидные примеси под воздействием кислорода воздуха подвергаются аэробном окислению. Скорость этого процесса зависит, в первую очередь, от нашичия свободного кислорода, содержащегося в очиишемой воде. В процессе аэробного окисления происходит окисление углеродсо0держащих веществ с вьщелением углекислоты и воды, а также окисляются азотсодержащие вещества, сначала до солей азотной кислоты, а соли азотной кислоты - до нитритов. Если в

5 очищенной воде содержится избыточное количество растворенного кислорода, а азотсодержащие вещества окислены до нитритов, то в данном случае вода является вполне очищенной, и процесс окисления органических веществ и кол0лоидных примесей в такой воде закончен, и такая вода вполне пригодна для содержания в ней водных организмов .

В процессе очистки в фильтроваль5ных камерах первой и второй ступени из воды удаляются взвешенные вещества, и количественное содержание растворенных органических и коллоидных веществ снижается до 90%.

0

По мере засорения взвешенными веществами фильтрующих слоев 14 фильтровальных камер 11 и фильтрующих слоев 15 фильтровальных камер 12 фильтровальных блоков 4-7 осуществляют про5«лвкV загрузок от взвешенных веществ. По мере засорения взвешенными веществами фильтрующих слоев 14 фильтровальных камер 11 первой ступени очистки воды происходит потеря напо0ра воды в вертикальном канале 9, а также наблюдается ухудшение качества очищенной воды после первой ступени очистки.

При засорении взвешенными веществами фильтрующих слоев 15 фильтро5вальных камер 12 второй ступени очистки воды происходит поступление в очищенную воду мелкодисперсных взвешенных веществ.

Для предотвращения засорения взве0шенными веществами фильтрующих слоев 14 и 15, а также для предотвращения попадания мелкодисперсных взвешенных веществ в очищенную воду предусмотренЪ поочередная промлвка

5 слоев 14 фильтровальных камер 11 и фильтрующих слоев 15 фильтровальных камер 12 фильтровальных блоков 4-7. Для этих целей в каждом из филь- тровальных блоков 4-7 сперва осуОществляют промывку фильтрующих слоев 15 фильтровальной камеры 12 второй ступени очистки воды с последующей промывкой ф.ил1зтрующих слоев 14 фильтровальной камеры 11

5 первой ступени очистки воды. Время npONuJBKH фильтрующих слоев фильтровальных камер 11 первой ступени очистки воды определяют преимущественно по ротере напора воды в вертикальном канале 9, а время про мывки фильтрующих слоев фильтровальных камер 12 второй ступени очистки воды определяют по качеству очищаемой воды, т.е. по наличию в ней взве шенных веществ, Для удобства эксплуатации предлагаемого фильтра промывку фильтрующих слоев целесообразно осуществлять пос ле определения продолжительности фильтроциклов экспериментальным путем. Средняя продолжительность фильт роцикла (время, в течение которого происходит засорение фильтрующей загрузки) равна 36-48 ч, но может быть и более продолжительной, в зависимости от наличия взвешенных веществ в очищаемой воде. Промывку фильтрующих слоев осуществляют следующим образом. В фильтровальном блоке 4 для промывки от взвешенных веществ фильтрующих слоев 15 фильтровальной камеры 12 второй ступени очистки воды-перекрывают вентиль 22 и прекращают подачу загрязненной воды в фильтроваль ную камеру 11, затем уменьшают количественную подачу о-чищенной воды в резервуар с водными организмами посредством вентиля 31, и через открытий вентиль 32 подают очищенную воду посредством насоса подачи воды 30 в коллектор 29. Вентиль 26 перекрывают, а вентиль 28 открывают и таким образом подают чистую воду в трубчатый дренаж 17, из которого во да выходит из щелей его труб и, взрыхляя фильтрующие слои, через водораспределительный лоток 19 и от верстия в вертикальной перегородке 8 поступает совместно с вымываемыми загрязнениями в вертикальный канал Э, загрязненную воду из которого сбрасывают через патрубок 20 с вент лем в канализацию. После сброса загрязненной воды и вымытых взвешенны веществ из фильтровальной камеры 12 и промывки таким образом фильтрующи слоев 15 перекрывают вентиль на патрубке 20 и открывают вентиль 25. В этом случае очищенная вода под нап.ором поступает через дренйжное днище 13, взрыхляя фильтрующие слои 14. Поток воды выг лвает взвешенные .вещества (загрязнения) и устремляет ся вместе с вымытыми загрязнениями через водораспределительные воронки 21 и далее, через патрубки с вентил 25, в канализацию. После промывки фильтровальных Кс1мер 11 и 12 фильтровального блока 4 перекрывают вентиль 28 и открывают вентиль 26, а также закрываиот вентиль 25. и откры вают вентиль 2 2, и таким образом фил тровальные камеры 11 и 12 фильтреального блока 4 выводят на процесс чистки воды, после чего прйступаиот промывке фильтрующих слоев фильтовальных камер 11 и 12 фильтровалього блока 5 с последующей промывкой ильтровальных блоков б и 7 вышеопианным способом промывки фильтровалього блока 4. В том случае, когда загрязнения в ильтрующих слоях 15 фильтровальных амер 12 второй ступени очистки воды тсутствуют, очищенную воду из этих ильтровальных камер направляют на роцесс промывки фильтрующих слоев 4 фильтровальных камер 11 первой тупени, не сбрасывая предварительо воду через патрубки 20 с вентилями. В зависимости от количественного содержания загрязнений в фильтрующих слоях 15 фильтровальных камер 12 регулируют количественную подачу воздуха через вентиль 33 итрубчатый дренаж 17 в процессе промывки фильтрующих сло.ев 15. Таким образом, предложенный фильтр очистки воды в резервуарах для водных организмов обеспечивает непрерывный процесс очистки воды от взвешенных веществ, растворенных органических соединений и коллоидных веществ, при этом улучшаются органолептические показатели и газовый режим за счет насыщения ее кислородом воздуха Такой фильтр более прост по конструкции, Нёщежен в эксплуатации и может быть наиболее эффективно применен в области рыбоводства при (азведении рыбы в искусственных условиях. Формула изобретения 1. Фильтр для очистки воды в резервуарах для водных организмов,вклю чающий емкость с днищем, разделенную вертикальными стенками на фильт ровальные блоки, в каждом из которых фильтровальная камера первой ступениочистки воды отделена от фильтровальной камеры второй ступени горизонталь ной перегородкой, резервуар для водных организмов, коллектор подачи загрязненной воды в фильтровальные камеры первой ступени, трубчатый дренаж для подачи сжатого воздуха и коллектор отвода очищенной вчэды из фильтровальных камер второй ступени в резервуары для водных организмов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества очистки воды от растворенных в ней органических и коллоидных веществ и обеспечения оптимального газового режима очищенной воды, каждый фильтровальный блок снабжен водораспределительным перфорированным лотком и не доходящей до днища вертикально расположенной перегородкой, образующей с вертикальной стенкой блока канал, которым фильтровальная камера первой ступени очистки соединена с фильтровальной камерой второй ступени очистки, при этом водораспределительный лоток установлен в верхней части вертикально расположенной перегородки блока, в фильтровальной камере второй ступени очистки, в которой расположены трубчатый дренаж для подачи сжатого воздуха и коллектор отвода очищенной воды.

2. Фильтр по п. 1, о т л и, ч а ю щ и и с я тем, что емкость фильтра выполнена в виде прямоугольного резервуара.

5 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Абрамов Н.Н. Водоснабжение, М. Стройиздат, 1974, с.318-319.

2.Авторское свидетельство СССР л ПО заявке 2575587/28-13,

кл. А 01 к 63/00.

34

22 |-t bp25

22

25

22

- JMXJ25

Л

19 6 в

;з

13

Фиг.З

15

-H-t-tf 11 I I 11 I I Mill II I-HI

33

) I zrVi- -4--f4 V4 rfj4-t:

26