Фільтр для очищення води

Изобретение относится к устройствам для очистки воды фильтрованием через зернистую загрузку и может быть использовано при очистке природных и доочистке сточных вод. Известен фильтр для очистки воды [1], который состоит из корпуса, в котором размещена загрузка. Непосредственно над загрузкой установлены гофрированные перфорированные пластины переменной высоты. Под загрузкой размещена дренажно-распределительная система, соединенная с трубопроводом отвода фильтрата и подачи промывной воды, а также воздушная распределительная система, соединенная с трубопроводом подачи воздуха. Над пластинами размещены лотки, примыкающие к карману, к которому подведены трубопроводы подачи очищаемой и отвода промывной воды. Пластины установлены вертикально и образуют верхней своей частью зубчатый профиль, имеющий в сечении вид равнобедренных треугольников с углом при вершине 75 - 90°, при этом наибольшая и наименьшая высоты пластин составляют, соответственно, 0,5 - 1,0 и 0,5 - 0,6 расстоянии от нижних кромок пластин до днища фильтра, в соседних пластинах вершины гофр расположены напротив впадин гофр. При работе данного фильтра, очищаемая вода по трубопроводу подается в карман фильтра, откуда поступает сначала в пространство над загрузкой, а затем, проходя сверху вниз через зернистую фильтрующую загрузку, очищается от взвешенных примесей, которые, задерживаясь зернистым слоем, образуют отложения в его межзерновом пространстве, а очищенная вода. (фильтрат) через дренажно-распределительную систему поступает в отводящий трубопровод. В процессе фильтрования задвижки на трубопроводах подачи и отвода промывной воды и подачи воздуха закрыты. Процесс фильтрования прекращается и фильтр регенерируют после исчерпания защитного действия загрузки или располагаемого напора. Регенерация осуществляется путем промывки водой и может быть дополнена продувкой воздухом. При этом задвижки на трубопроводах подачи очищаемой воды и отвода фильтрата закрыты, а на трубопроводах подачи и отвода промывной воды и подачи воздуха открыты, Промывная вода через дренажнораспределительную систему поступает в загрузку, которая при этом переходит в псевдоожиженное состояние и регенерируется в процессе промывки. При промывке загрузки в псевдоожиженном слое будет происходить его перемешивание по вертикали ввиду переменной по площади фильтра интенсивности восходящего потока, обусловленной переменным по площади фильтра гидравлическим сопротивлением зернистого слой; большим - в местах с большей высотой и меньшим - в местах с меньшей высотой пластин, образующих каркас. Перемешивание по вертикали обеспечит контакт всей загрузки с неподвижным каркасом в процессе ее промывки, а также однородность гранулометрического состава загрузки во всем объеме зернистого слоя как в псевдоожиженном, так и в стационарном состоянии. Поскольку пластины каркаса гофрированы по вертикали и, установлены со смещением гофр смежных пластин, будет обеспечиваться интенсивное трение о них движущихся в псевдоожижнном слое зерен загрузки и за счет этого высокое качество промывки загрузки и каркаса. Однако при большом содержании в фильтруемой воде взвешенных примесей нагрузка на фильтрующую загрузку весьма велика, следствием чего являются короткие фильтроциклы, большой расход промывной воды и в связи с этим малая производительность фильтра. Задачей изобретения является разработка конструкции каркаснозасыпного фильтра с зернистой загрузкой для очистки воды, который бы обеспечивал снижение нагрузки по удаляемым примесям на зернистую загрузку и увеличение фильтроцикла за счет предварительного, перед поступлением в загрузку, осветления очищаемой воды. Такой результат достигается за счет осаждения взвешенных примесей на пластинах каркаса при их новом пространственном расположении. Поставленная задача решается предложенной конструкцией фильтра для очистки воды, содержащего корпус с днищем, подводящими и отводящими патрубками, зернистую фильтрующую загрузку и установленные в корпусе над загрузкой гофрированные перфорированные пластины переменной высоты, образующие в сечении зубчатый профиль в виде равнобедренных треугольников, в котором, согласно изобретению, зубчатый профиль обращен вниз, верхние кромки пластин расположены в одной горизонтальной плоскости, причем в каждом зубе пластины размещены под одним и тем же углом к вертикальной плоскости по обе стороны от нее и нижние кромки пластин расположены в указанной плоскости со смещением относительно друг друга. Набор гофрированных перфорированных пластин переменной высоты над загрузкой, образующих зубчатый профиль, в котором в каждом зубе пластины размещены под одним и тем же углом к вертикальной плоскости по обе стороны от нее, обеспечивает предварительное (перед поступлением в зернистую загрузку) осветление воды за счет осаждения взвешенных примесей на. эти пластины. В результате этого увеличивается фильтроцикл, снижается число промывок фильтра и, соответственно, расход воды на их осуществление, за счет чего увеличивается производительность фильтра. При промывке фильтра набор пластин, образующих зубчатый профиль, обращенный вниз, обеспечит переменное по площади, фильтра гидравлическое сопротивление зернистого слоя в состоянии псевдоожижения, что вызовет фонтанирование зерен в местах между верхними кромками пластин, образующих внешние боковые грани двух соседних зубьев, и опускание внутри тела каждого зуба к нижним кромкам пластин и далее вниз. За счет такого вертикального перемешивания будет достигнут контакт всей загрузки в процессе ее промывки в псевдоожиженном состоянии с неподвижным каркасом. Наличие каркаса из пластин, гофрированных по вертикали и установленных со смещением гофр смежных пластин, обеспечит высокое качестве промывки фильтра за счет интенсивного трения движущихся зерен и неподвижного каркаса. На фиг.1 представлен общий вид фильтра в разрезе; на фиг.2 - фрагмент зубчатого профиля каркаса. Фильтр состоит из корпуса 1, в котором размещена зернистая загрузка 2. Над загрузкой установлен каркас из расположенных наклонно гофрированных перфорированных пластин 3 переменной высоты, образующих обращенный вниз зубчатый профиль в виде равнобедренных треугольников. Под загрузкой размещена дренажно-распределительная система 4, соединенная с трубопроводом отвода фильтрата 5 и подачи промывной воды 6, а также воздушная распределительная система 7, соединенная с трубопроводом подачи воздуха 8. Над загрузкой размещены лотки 9, примыкающие к карману 10, к которому подведены трубопроводы подачи очищаемой 11 и отвода промывной воды 12. Верхние кромки пластин расположены в одной горизонтальной плоскости, причем в каждом зубе пластины размещены под одним и тем же углом 30 - 35° к вертикальной плоскости по обе стороны от нее, и нижние кромки пластин расположены в указанной плоскости со смещением относительно друг друга, а в соседних пластинах вершины гофр расположены напротив впадин гофр. Высота зубьев составляет 0,3 - 0,5 расстояния от самых нижних кромок пластин до днища фильтра. Фильтр работает следующим образом. Очищаемая вода по трубопроводу 11 подается в карман фильтра 10, откуда поступает в пространство над каркасом из пластин 3, затем проходит через каркас, осветляясь при этом за счет осаждения взвешенных примесей на наклонно расположенных пластинах, образующих его. После этого вода фильтруется через зернистую загрузку и очищается при этом. Задержанные в процессе фильтрования примеси образуют отложения в межзерновом пространстве загрузки. Очищенная вода (фильтрат) через дренажно-распределительную систему 4 отводится из фильтра по трубопроводу 5. При этом задвижки на трубопроводах 5 и 11 открыты, а на трубопроводах 6,8 и 12 закрыты. По исчерпании защитного действия загрузки или располагаемого напора фильтр регенерируют. Для этого закрывают задвижки на трубопроводах 5 и 11 и открывают на трубопроводах 6, 8 и 12, Вода для промывки фильтра подается по трубопроводу б, а затем через дренажно-распределительную систему 4 поступает в загрузку 2, которая при этом переходит в псевдоожиженное состояние. Промывка загрузки может быть дополнена продувкой воздухом, который подается по трубопроводу 8 в распределительную систему 7. При промывке происходит вертикальное перемешивание зернистого слоя и за счет этого контакт движущихся зерен всего слоя загрузки с неподвижным каркасом, что обеспечивает высокую эффективность промывки фильтра. Вода после промывки переливается в лотки 9, по которым поступает в карман 10, из которого отводится по трубопроводу 12. После промывки задвижки на трубопроводах 6, 8 и 12 закрывают, а на трубопроводах 5 и 11 открывают. Фильтроцикл повторяется. После промывки зернистый слой из псевдоожиженного состояния возвращается в стационарное. Опускаясь при этом внутри тела каждого зуба по наклонным пластинам, зерна загрузки образуют замки по плоскостям, ограничивающим пластины снизу, или по их нижней части. Такие замки будут способствовать предотвращению выхода осадка, образованного осевшими на пластинах взвешенными примесями, из тела каждого зуба в процессе очистки воды. Это обеспечит частичное осветление воды перед поступлением в зернистый слой. По сравнению с известным каркасно-засыпным фильтром предлагаемый каркасно-засыпной фильтр обладает технико-экономическими преимуществами, состоящими в меньшей нагрузке на зернистый слой по взвешенным примесям за счет предварительного осветления воды в результате осаждения этих примесей на наклонных пластинах каркаса, что обеспечивает увеличение времени работы фильтра между промывками, сокращение их числа и расхода воды на их осуществление, следствием чего является увеличение производительности фильтра.