Фільтр – активатор

1 Фільтр-активатор, який включає корпус, з перфорованою перегородкою, під якою розташо ване фільтруюче завантаження, трубопровід подачі води на очистку і відводу фільтрату, патрубок відведення промивної води, який відрізняється тим, що фільтр-активатор обладнаний додатковою гранульованою насадкою, здатною до іонізації під дією води і розташованою в зоні перед подачею води в фільтруюче завантаження 2 Фільтр-активатор по п 1, який відрізняється тим, що за гранульовану насадку, яка здатна до юнізацм під дією води, використані алюмшійвмісні гранули, наприклад, металічний алюміній або солі алюмінію Винахід відноситься до технології очищення рідин від зважених речовин шляхом їх фільтрування крізь спеціальні фільтруючі завантаження і може бути використаний для видалення домішкових включень з води та інших рідких технологічних середовищ Відомий фільтр [1] для очистки рідини, конструкція якого складається з корпусу, заповненого гранульованим фільтруючим матеріалом, наприклад, дробленим керамзитом, або спіненим полістиролом, трубопроводів підводу очищаємої та відводу фільтрату, пристрою для збору і відведення промивної води, розташованого в нижній частині корпусу Недоліком фільтру його невисока ефективність очищення, особливо це стосується вилучення високодисперсних домішкових включень Для їх видалення фільтр такого типу вимагають проведення попередньої реагентної обробки води, щоб забезпечити процес коагуляції частинок Найбільш близьким до технічного рішення, що пропонується, є відомий фільтр [2] (прототип) для очистки рідини, який включає корпус, з перфорованою перегородкою, під якою розташоване фільтруюче завантаження, трубопровід подачі води на очистку і відводу фільтрату, патрубка відведення промивної води Недоліком самого фільтру є те, що елементи фільтруючого завантаження, які призначені для осадження на них домішок нейтральні по відношенню до електростатичних властивостей дисперсних включень Механізм осадження на них частинок базується на механічній взаємодії з поверх нею елементів (частіше всього - гранул) фільтруючого завантаження Дисперсна фаза, що вилучається, характеризується наявністю електрокінетичного потенціалу (С, - потенціал) Частинки, що вже осіли на гранулах фільтруючого завантаження (з характерним для них (С, - потенціалом) здатні утворювати тонкий шар покриття, із ВІДПОВІДНИМ ДЛЯ частинок зарядом Таким чином, в подальшому на домішки, котрі надходять в завантаження, діють сили відштовхування від одноіменно заряджених частинок, що зайняли вже місце на завантаженні Саме тому, частинки, що знаходяться у воді, прагнуть зайняти рівновіддалену від гранул позицію в паровому просторі насадки і здатні проходити крізь неї не затримуючись, хоча саме завантаження є інертним по відношенню до електрокінетичних взаємодій Цей процес пояснює невисоку ефективність очищення, обмежену захопленням єдиного шару домішкових включень Окрім того, ємкість поглинання домішкових включень завантаженням залишається невисокою Саме тому, в технології очищення із використанням в фільтрах електронейтральних фільтруючих завантажень, наявність електрокінетичних властивостей частинок є негативним явищем, з яким необхідно боротися До основного обладнання вимушені додавати окремі пристрої для нейтрацізацм поверхневого заряду домішкових включень їх експлуатація вимагає підготовки і використання рідких або газоподібні реагентів Цей шлях ускладнює процес вилучення забруднень із води, потребує додаткового експлуатаційного персоналу, і робить його дорогим у широкому використай 42224 ні, особливо для об'єктів невеликої продуктивності В основу винаходу поставлена задача створення конструкції фільтра, в якому поверхня фільтруючого завантаження набуває активних електростатичних властивостей Поставлена задача досягається в конструкції фільтра-активатора, який включає корпус, з перфорованою перегородкою, під якою розташоване фільтруюче завантаження, трубопровід подачі води на очистку і відводу фільтрату, патрубка відведення промивної води, за рахунок того, що фільтрактиватор обладнаний додатковою гранульованою насадкою, здатною до іонізації під дією води і розташованою в зоні перед подачею води в фільтруюче завантаження Поставлена задача досягається за допомогою того, що в якості гранульованої насадки, яка здатна до іонізації під дією води, використані алюміНІЙМІСТКІ гранули, наприклад, металічний алюміній, або солі алюмінію Завдяки пропонованому технічному рішенню фільтруюче завантаження набуває активних (по відношенню до частинок забруднення) електрокінетичних властивостей за рахунок матеріалу додаткової гранульованої насадки, який здатен до іонізації під дією води Він в дисперсному стані надходить в фільтруюче завантаження, покриває його поверхню, утворюючи активну електрокінетичну плівку, таку, що здатна не відштовхувати, а притягувати ДОМІШКОВІ включення Таким матеріалом є металічний алюміній, солі алюмінію На фіг зображений поперечний розріз фільтра-активатора (принципова схема) Конструкція фільтра-активатора складається із корпусу 1, в якому розміщене фільтруюче завантаження 2 (наприклад, спінений пінополістирол), перфорованої перегородки 3, що ВІДДІЛЯЄ фільтруюче завантаження від касети з додатковою насадкою 4, яка заповнена матеріалом, здатним до іонізації під дією води, трубопроводів підводу води на очищення 5, та відводу фільтрату 6, а також патрубка відводу промивної води 7 Фільтр-активатор працює наступним чином При включенні фільтра-активатора в роботу вода на очищення подається по патрубку 5 в корпус 1, заповнюючи його При цьому зернисте фільтруюче завантаження 2 піднімається наверх до перфорованої перегородки 3, що утримує його Але перед тим як потрапити в навантаження, вода проходить через зону, в якій розташована додаткова гранульована насадка 4, наприклад, з матеріалу, що містить солі алюмінію, (матеріал, який іонізується під дією води) Часточки матеріалу насадки 4, яка знаходиться в касеті разом із водою потрапляють за перфоровану перегородку 3 і потрапляють на фільтруюче завантаження 2, осаджуються на елементах завантаження, завдяки чому їх поверхня набуває електрокінетичного потенціалу із протилежною полярністю тому, що притаманний частинкам забруднень За рахунок цього осадження на фільтруючому завантаженні відбувається більш інтенсивно Таким чином, вода, що пройшла крізь насадку 2 очищається від забруднень і далі відводиться по патрубку 6 Після вичерпання сорбційних можливостей фільтруючого завантаження фільтр-активатор виводиться в режим регенерації Для цього припиняється надходження води через патрубок 5, відкривається вентиль на патрубку 7, що переводить фільтр-активатор в режим відмивки фільтруючого завантаження, яке розріджується, активно перемішується потоком води з верхньої частини корпусу 1, відмиває гранули завантаження від осаджених домішкових включень Промивна вода відводиться по трубопроводу 7 Після промивки цикл фільтрування повторюється Наведена схема роботи фільтра-активатора розкриває загальну схему технічного рішення, але в конкретному виконанні додаткова насадка, що здатна до іонізації, може бути і більш віддалена від фільтруючого завантаження, наприклад, знаходитись в подаючому трубопроводі Пропоновані конструктивні рішення дозволяють на додаток до відомої взаємодії між частинкою забруднення і насадкою використовувати електрокінетичну взаємодію між ними При цьому ці дві силові взаємодії діють однонаправлено, що створює умови для більш ефективного вилучення домішкових включень, підвищити сорбційні можливості насадки, збільшити ефективність та ємкість поглинання фільтруючою насадкою домішкових включень як за рахунок нейтралізації їх заряду, і, ВІДПОВІДНО, сил відштовхування між одноіменно зарадженими частинками, а навпаки - набуття електрокінетичних характеристик, які сприяють саме притягуванню домішкових включень, а відтак, суттєво продовжити цикл фільтрування Коагуляція частинок відбувається і в фільтріактиваторі, але на відміну від відомих конструкцій це не потребує додаткової апаратури, адже процес провадиться безпосередньо на гранулах фільтруючого завантаження, а флокули, що утворюються слугують додатковим фільтруючим матеріалом, який здатен до певної міри посилювати ефект очищення насадки Ці фактори дозволяють зробити використання фільтра-активатора більш ефективним (у порівнянні із відомими конструкціями) як в плані очистки води, так і в економічному аспекті, адже він не вимагає розгортання досить складного реагентного господарства і обладнання, а основні технологічні операції по експлуатації пропонованого апарата можуть бути автоматизовані Врешті, слід відзначити, що пропоноване технічне рішення створює умови і базується на використанні природного явища (електростатичних властивостей частинок), яке раніше вважалося за таке, що негативно впливає на процес очищення і яке необхідно було нейтралізувати (при використанні відомих конструкцій фільтрів) Джерела інформації 1 А с СРСР № 682246, ВОІД 23/26, 1975 р 2 Журба М Г Пенополистирольные фильтры - М Стройиздат, 1992 (прототип) 42224 юоооооооооооо 4 оо о о ямнин З О Q О OQOOQOOOOQQO ФІГ. ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг с)бл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вугі Горького, 180 (044) 268-25-22