Водозаборно-очистное устройство Советский патент 1982 года по МПК B01D25/06 

(5) ВОДОЗАБОРНО-ОЧИСТНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к водозаборные сооружениям и может быть использовано в сельском хозяйстве для очистки воды поверхностных источников, используемой для технических нужд и орошения. Известно водозаборно-очистное сооружение, содержащее оголовок из железобетона, закрепленный на дне водоема, на глубине, диктуемой расчетной отметкой установленного насоса. Боковые стенки колодца по периметру имеют входные окна, рассчитанные на прием необходимого расхода воды. Внутрь короба вставлен каркас, запол ненный крупными гранулами вспененного полистирола илишунгизита.Вода,поступающая через водоприемные окна,про.ходит грубую очистку в слое плавающей загрузки и поступает после этого во всасы вающую линию насосного агрегата 111 . Недостатки известного устройства низкое качество фильтрата и громоздкость сооружения. Наиболее близким к предлагаемому является водозаборно-очистное устройство, содержащее корпус с гранулометрически неоднородной плавающей загрузкой и подающими и отводящими патрубками, удерживающую решетку с наклеенной на нее капроновом сеткой, расположенные над последней перфорированные трубы сборно-распределительной системы, соединенные с концентрично установленной в корпусе камерой для приема фильтрата, и насос, всасывающий патрубок которого расположен в камере 2. Недостатками зтой конструкции являются низкое качество очистки воды, обусловленное одноступенчатой очисткой и забором врды из при -донной зоны, содержащей большое количество взвешенных веществ, а также малая грязеемкость фильтрующего слоя, что требует частых промывок и большого расхода промывной воды и неизбежность работы насоса в

кавитационном режиме при загрязнении фильтра.

Цель изобретения - увеличение фильтроцикла за счет повышения грязеемкости загрузки.

Поставленная цель достигается тем, что водозаборно-очистное устройство, содержащее корпус с слоями крупно- и мелкозернистой плавающей загрузки и подающими и отводящими патрубками, сборно-распределительную систему в виде перфорированных труб, концентрично расположенную в корпусе приемную камеру и насос, снабжено водонепроницаемой кольцевой диафрагмой, разделяющей корпус на верхнюю и нижнюю камеры, вертикально установленной водонепроницаемой перегородкой, разделяюшей камеры на подающий и. отводящий отсеки, при этом слой крупнозернистой загрузки расположен в верхней камере, а мелкозернистой - в нижней и сборно-распределительная система имеет вертикальные коллекторы, установленные в подающем и отводящем отсеках.

Кроме того, перфорированные трубы сборно-распределительной системы прикреплены к вертикальному коллектору на расстоянии одна над другой;стенки верхней камеры выполнены перфорированными и насос расположен в нижней части приемной камеры.

На фиг. 1 изображено устройство, план; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг на фиг, 3 разрез Б-Б на фиг. 1,

Водозаборно-очистное устройство состоит из цилиндрического корпуса

1водозаборно-очистного устройства, разделенного кольцевой диафрагмой

2на две камеры - верхнюю камеру 3

и нижнюю камеру 4, Камеры заполнены плавающей загрузкой 5- Верхняя камера 3 заполнена однородной, крупногранульной загрузкой с размерами гранул 8-9 мм, а нижняя камера k заполнена забрузкой таким образом, что размеры гранул убывают в направлени движения фильтруемой воды от 6 до 2 мм.

Наружная и внутренняя образующие поверхности верхней камеры 3 выполнены перфорированными с отверстиями

6,размеры которых меньше диаметра гранул загрузки, В центральной част

корпуса 1 размещена приемная камера

7,ограниченная внутренними образующими верхней и нижней камер. Приемная камера 7 перекрыта съемной герметической крышкой 8. В нижней части приемной камеры 7 расположен погружной насос 9 с водоподъемным трубопроводом 10. Водоподъемный трубопровод 10 соединен с вертикальным коллектором сборно-распределительного дренажа 11, размещенным в подающем отсеке 12 нижней камеры 3, Подающий отсек 12 отделен глухой перегородкой 13 от отводящего отсека It, в котором расположен сборный дренаж с вертикальным коллектором 15 соединенным с трубопроводом 16 5 отвода фильтрата и подачи промывной воды. Подающий отсек 12 и отводящий отсек 1 отделены от нижней камеры 3 перфорированными стенками 17, удерживающими фильтрующую загрузку 5. Вертикальный коллектор 11

0 сборно-распределительного дренажа соединен с трубопроводом 18 фильтрата первой ступени очистки и отвода промывной воды, который отсечен от водоподъемного трубопровода 10 об5ратным клапаном 19, Трубопровод отвода промывной воды снабжен задвижками 20 и 21, Верхняя и нижняя камеры оборудованы патрубками 22 для закачки и выгрузки плавающей загрузки.

0

Водозаборно-очистное устройство работает следующим образом.

Вода поступает в верхнюю камеру 3 через отверстия 6 за счет разности давлений столба жидкости над корпу5сом 1 и разряжения в приемной камере 7, Вода проходит в верхней камере 3 через плавающую загрузку 5 крупностью 8-9 мм и очищенная от крупной взвеси поступает в приемную камеру 7- Из

0 приемной камеры 7 вода погружным насосом 9 по водоподъемному трубопроводу 10 поступает в вертикальный коллектор 11 сборно-распределительного дренажа, который распределяет воду

5 по фильтрующей загрузке 5 в нижней камере 4. Благодаря конструкции вертикального распределительного дренажа фильтрование воды в нижней камере 1 происходит по окружности. Прохо0дя по окружности, вода фильтруется через плавающую загрузку последовательно через слои с убывающей крупностью от 6 до 2х мм и очищенная поступает в отводящий отсек 14, из

5 которого по вертикальному коллектору 15 сборного дренажа и трубопроводу 16 отвода фильтрата поступает к потребителю. При фильтровании задвижка 20 на трубопроводе 18 для ртвода промывной воды закрыта.

Промывку фильтрующих слоев в верхней и нижней камерах 3 и 4 производят очищенной водой противотоком по отношению к направлению процесса фильтрования за счет разности уровней в баке водонапорной башни на берегу и горизонта воды в реке (возможен вариант с промывным насосом), Промывку фильтрующего слоя в нижней камере осуществляют путем подачи профильтрованной воды по трубопроводу 16 в вертикальный коллектор 15. На период промывки насос 9 выключают Обратный клапан 19 на водоподъемном трубопроводе 10 препятствует попаданию промывной воды в приемную камеру 7. Отмывка загрузки осуществляется без расширения плавающей загрузки в направлении возрастающей крупности загрузки, а следовательно, и порогового пространства.

Промывная вода по вертикальному коллектору 11 сборного дренажа поступает в трубопровод 18 отвода промывной воды с открытой задвижкой 20. После окончания промывки нижней камеры Ц задвижку 20 закрывают и открывают задвижку 21, создавая давление в приемной камере 7 которое обеспечивает промывку фильтрующей загрузки в верхней камере 3 и вынос загрязнений в реку через отверстия 6. Автоматизацию процесса промывки осуществляют с помощью контрольноавтоматического прибора KSn-IZy.

Предлагаемое водозаборно-очистное устройство по сравнению с известным обеспечивает повышение качества фильтрата за счет двухступенчатой очистки воды и забора верхнего слоя поверхностного водотока, менее загрязненого взвешенными веществами. Грязеемкость предлагаемого устройства повышается за счет заполнения верхней камеры крупногранульной фильтрующей загрузкой 8-9 мм и нижней камеры загрузкой с убывающей крупностью гранул в направлении фильтрования от 6 до 2 мм. Такое размещение загрузки и дренажная сборнораспределительная система с вертикальными коллекторами способствует увеличению продолжительности фильтроцикла, а следовательно, сокращению количества промывок и расхода промывной воды.

Устойчивая работа насоса без кавитации обеспечивается благодаря заполнению верхней камеры однородной крупногранульной загрузкой, так как при этом вероятность ее кольматации уменьшается, сопротивление загрузки ничтожно мало, что повышает надежность работы в режиме разряжения и, кроме того, на насос поступает вода, очищенная от плавающих загрязнений и крупной взвеси.

Верхняя перфорированная камера водозаборного устройства предупреждает попадание мальков рыб в приемную камеру, что также повышает надежность работы предлагаемого устройства , сочетающего в себе функции водозабора с рыбозащитной сооружения для очистки воды.

Формула изобретения

систему в виде перфорированных труб концентрично расположенную в корпусе приемную камеру и насос, отличающееся тем, что, с целью увеличения фильтроцикла за счет повышения грязеемкости загрузки, оно снабжено водонепроницаемой кольцевой диафрагмой, разделяющей корпус на верхнюю и нижнюю камеры, вертикально установленной водонепроницаемой перегородкой, разделяющей камеры на подающий и отводящий отсеки, при этом слой крупнозернистой загрузки расположен в верхней камере, а мелкозернистой - в нижней, и

сборно-распределительная система имеет вертикальные коллекторы, установленные в подающем и отводящем отсеках.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стенки верхней камеры выполнены перфориро