Фильтр для очистки жидкости Советский патент 1981 года по МПК B01D23/10 

(54) ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к технике очис ки фильтрованием и может быть HcnoiDbзовано в различных отраслях промышленности, в частности иш очистки природных и сточных вод. Известен фильтр ддя очистки жидкости содержащий корпус с подающими и отво дщцими патрубками, заполненный плавающей фильтрующей загрузкой. После заполнения такого филь ра жидкостью, например водой, фильтрующий материал всплывает и размещается в верхней части корпуса фийьтра. Причем наиболее крупные частицы размещаются в верхней части фильтрующего слоя, а на иболее мелкие - в нижней части. Процесс фильтрации осуществляется пропусканием исходной воды через багруз ку сверху вниз . . . Недостатком такого фильтра является низкая его производительность, .которая обусловлена тем, что oyticTKa жидаости в известном фильтре производится при низ ких скоростях фильтрации, так как при вы сокнх скоростях фильтрации жидкости наиболее мелкие частрщы фильтрующей загрузки переходят в псевдоожиженное состояние, что ведет к проскоку значительной части загрязнений, содержащихся в фильтруемой жидкости. Известен такхсе фильтр дпя очистки жид1госга, содержащий корпус, выполненный в виде двух сообщающихся между собой полых цилйндфов, соединенных дугооб разной секцией, один из которых заполнен пошдисперсным плавающим зернистым материалом, а другой - монодцоперсньтм, распределительное и фeнaжнoe устройства, цитшдрический стакан, установленный в дугообразной секции, и сетчатый патрон, вставляемый в полость стакана Г2 . Недостатком известного фильтра является значительная трудоемкость его регенерации, обусловленная тем, что в процессе регенерации промывная вода с содеращимися в ней загрязнениями проходит через сетчатый пбтрон. В связи с тем, что сетчатый патрон не должен пропус- катъ зерен фильтрующей загрузки, размер которых составляет около 1 мм (монодасперсная загрузка), а значительная часть загрязнений, задержанных в полидасперсной загрузке имеет более крупную ведачину, при регенерации фильтра стенки сет чатого патрона засоряются. Для прочистки сетчатого патрона его необходимо извлечь из цилиндрического стакана, удалить загрязнения, закзшнившиеся в ячейках сетчатой стенки патрона и вновь установить сетчатътй патрон в цилиндрический стакан. Перед извлечением сетчатого патрона корпус фильтра необ ходимо освободить от жидаости, Elce эти операции осуществляются вручную и требу ют значительного времени дая их осущест вления. На время прочистки сетчатого патрона фильтр выключается из работы, что существенно снижает его прежзводатель- носта.. Цель изобретения - повышение грязеемкости загрузки и сокращение продолжительности регенерации. Поставленная цель достигается тем, что фильтр для очистки жидкости, содержащий корпус в виде двух полых цилиндров, соединенных дугообразной секцией, установленный в последней сетчатый патрон, фильтруюаше слои из плавающей зернистой загрузки, размещенные в цилиндрах, распределительные и цренвжные устройства, отличается тем, что сетчатый патрон снабжен распределителем промывной, жидкости, фильтр снабжен дополнительными дренажными устройствами и дополнительным фильтрующим слоем из тяжелого зернистого материала, при этом нижние части Щ1линдров имеют расщиренные участки, в которых размещены дополнительные /фенажные устройства, а фильт рующий слой иэ тяжелого зернистого ма териала расположен в дугообразной секции. Ча чертеже представлен филыр, продол ный разрез. Фильтр содержит корпус 1, выполненный в виде ияпякара 2 и цилиндра 3, сое диненных меж;у собой дугообразной секцией 4. В верхней част цилиндра 2 размещено распределительное устройство 5 исходной жидкости, ниже которого установлена решетка 6. В верхней части цилиндра 3 размещено сборное устройство 7 очищенной жидкости, ниже которого установлена сетка 8. Распределительное устройство 5 исход ной жидкости, сборное устройство 7 очищенной жидкости выполнены, например, в виде перфорированных труб. Цилин/ эы имеют расщиренные участки 9, расположенные в нижней их части и выполнены например, в виде двух усеченных , соединенных большими основаниями. В наиболее широкой их части размещены сборные устройства Ю промывной жидкости. В дагообразной секции 4 установлен стационарно сетчатый патрон, выполненный из сетки 11 и сетки 12, между которыми размещено распределительное устройство 13 промывной жидаости. Цилиндры перекрыты крышками 14. В цилинф 2 загружена полидисперсная плавающая фильтрующая загрузка 15, напри- мер цВрпененный полистирол или полиуретан, размере частиц 2-10 мм, а в цалиндр 3 монодисперсная плавающая фильтрующая загрузка 16, например полистирол невспененный или полиуретан с размером частиц порядка 1 мм. В дугообразную секцию 4 загружена зернистая фильтрующая загрузка 17 с удельным весом более удельного веса жидкости, например, кварцевый песок. Причем в дугообразную часть секции 4, примыкающую к цилиндру 2, загружается кварцевый песок, крупностью порядка 1,2-1,5 мм, а в дугообразную часть секции, примыкак щую к цилиндоу 3, загружается кварцевый песок крупностью порядка 1-1,2 мм. Распределительное устройство 5 исходной жидкости присоединено к трубопроволзу 18 с задвижкой 19. Сборное устройство 7 присоединено к трубопровод 2О с задвижкой 21 и к трубопроводу 22 с задвижкой 23. Распределительное уст рсйство 13 присоединено к трубопровору 24 с задвижкой 25.. Трубопроводь 22 и 24 присоединены к трубопроводу 26 промывной жидкости с задвижкой 27. Трубопровод 18 присоединен к трубопровод 28 . исходной жидкости с задвижкой 29 и к трубопрово/v 26. Сборные устройства 10 промывной жидкости присоединены к дренажному трубопровод ЗО с задвижкой 31. Трубопровод 28 исходной жидкости и трубопровод 26 промывной жидкости соединены межfy собой трубопроводом 32 с задвижкой 33, что позволяет, в зависимости от требуемого качества очистки жидкости и качества исходной жидкости, производить промывку фильтра как исходной жидкостью, так и отфильтрованной. Фильтр работает следующим образом. Открываются задвижки 19 и 29 корпус заполняется водой, фильтрующая загрузка в цилиндрах всплывает. При этом

фильтрующая загрузка 15 в цилиндре 2 распределяется по высоте цилиндра по фракциям так, что наиболее крупные частицы располагаются в верхней части фипьруюшего слоя, а наиболее мелкие - в чиж ней. Цилиндр 3 загружен монодисперсным плавающим фильтрующим материалом, и фракционирования в этом цилиндре практически не происходит.

Работа фильтра по очистке жидкости происходит при закрытых задвижках 23, 25, 31 и 33, задвижки 19, 21 и 29 при этом открыты.

Исходная вода по трубопрово/v 28 и трубопроводу 18 поступает в распределительное устройство 5 и далее последовательно проходит через полидисперсную фильтрующую загрузку 15, размещенную в цилинщзе 2, загрузку 17 в дугообразной секции 4, монодисперсную фильтрующую загрузку 16 в цилиндре 3.

Отфильтрованная вода через водосборное устройство 7 по трубопроводу 20 отводится за пределы фильтра. Проходя через полидисперсную загрузку 15, фильтруемая вода освобождается от наиболее крупных включений, при прохождении через зернистую загрузку 17 - от менее крупных включений и далее при фильтрации через монодисперсную загрузку 16 в цилин/фе 3 - от наиболее мелких включений, которые остались в воде после ее прохождения через фильтрукицие загрузки 15 и 17.

Скорость фильтрации выбирается из условия обеспечения требуемого качества очисткя, причем максимальная величина скорости 4яяльтрации не должна превышать критического значения, при котором фипь-рруюшая загрузка 15 переходит в псевдотожиженное состояние.

Регенерация фильтра производится сле; ющим образом.

Задвижки 21 и 29 закрывают, а задвижки 19, 23, 25, 27, 31 и 33 открывают. Промывная вода по трубопроводам 18 и 22 поступает в верхние части цилин/фов 2 и 3 и по трубопроводу 24 - в нижнюю часть одтообразной секции 4. Степень открытия задвижек 19 и 23 полбирается так, чтобы интенсивность промывки в цилиндрах 2 и 3 и дугообразной секции 4 фильтра превысила критическую, при которой фильтрующая загрузка 15 в цилиндре 2 и фильтрующая загрузка в ципиндре 3 переходит в псевдоожиженное состояние, а зернистая загрузка 17 в дугообразной секции 4 переходит во вавещенное состояние в восходящем потоке воды. При этом, скорость потока промывной воды в расширенных участках фильтра изменяется от максимальной величины в наиболее узкой части до минимальной величины в наиболее широкой его части, где размещено водосборное устройство. Причем скорость потока промывной воды в наиболее широкой части не превышает критической величины, а плавающие фильтрующие загрузки 15 и 17 в псевдоожиженном состоянии не перемещаются ниже уровня наиболее широкой конической части уширения. В процессе промывки происходит столкновение зерен фильтрующей загрузки между собой, что обеспечивает освобождение зерен фильтрующей загрузки от налипших на них частиц загрязнений. Промывная вода с отмытыми загрязнениями через сборные устройства 10 по трубопроводу ЗО с задвижкой 31 ОТВОДИТСЯ за пределы фильтра.

Предлагаемый фильтр позволяет исключить ручной труд при регенерации фильтра, сократить продолжительность его регенерации, что дает возможность увеличить продолжительность работы фильтра по фильтрованию жидкости и увеличить его производительность и, кроме того, осуществить более глубокую очистку воды от грубодисперсных и ::оллоидных примесей, так как поток фильтруемой воды последовательно проходит черюз четыре фильтрующих слоя с загрузкой разной крупности, и в соответствии с крупностью багрузки фильтрующих слоев фильтруемая вода последовательно освобождается от крупных, мелких и коллоидных примесей.

По сравнению с применяемыми в настоящее время фильтрами предлагаемая конструкция фильтра более компактна. Наличие лишь одного расьределительного устройства исходной воды обеспечивает фильтрацию через четыре фильтрующих слоя. Это значительно упрошает обвязку 4ильтровальной станции, оборудованной предлагаемыми фильтрами, и дает возможность в 1,4-1,6 раза сократить площадь фильтровальной станции.

Формула изобретения

Фильтр для очистки жидкости, содержащий корпус в виде двух полых цилиндров, соеданенньис дугообразной секцией, установленный в последя.ей сетчатый патрон, фильтрующие слои из плавающей зернистой загрузки, размещенные в цилиндрах, распределительные и дренажные уст