Фільтр – стабілізатор

Фільтр-стабілізатор, який складається із корпусу з фільтруючим завантаженням, трубопроводу подачі води на очистку з розподільною мережею, патрубків відводу очищеної води та відводу промивної води, який відрізняється тим, що фільтрстабілізатор додатково обладнаний системою пошарової подачі води на очистку, котра складається із п'єзорозподільного пристрою, приєднаного до трубопроводу подачі очищуваної води і гідравлічно з'єднаного перетоками із розподільними мережами, яких в корпусі розташовано не менш, ніж дві Винахід відноситься до технології вилучення зважених речовин з рідин шляхом їх фільтрування і може бути використаний для очистки води та інших рідких технологічних середовищ від домішкових включень Відомий фільтр для очистки рідини, конструкція якого складається з корпусу, заповненого плаваючим гранульованим матеріалом, наприклад, дробленим керамзитом, або спіненим полістиролом, трубопроводів підводу води на очистку та відводу очищеної води, пристрою для збору і відведення промивної води, розташованого в нижній частині корпусу [1] Недоліком фільтру є те, що при очищені води від забруднень, при їх осадженні на гранулах фільтруючого завантаження, відбувається зменшення порового простору початкового шару насадки, за рахунок чого суттєво зростає гідравлічний опір фільтруванню рідини Це приводить до падіння швидкості фільтрування і зменшення продуктивності пристрою Найбільш близьким до технічного рішення, що пропонується, є відомий фільтр для очистки рідини, який складається з корпусу, заповненого фільтруючим завантаженням, трубопроводу подачі води на очистку з розподільчою мережею, патрубків відводу очищеної води, та відводу промивної води [2] Очищення води фільтром-прототипом передбачає осадження домішкових включень на гранулах завантаження, а тому поступово зменшується розмір порового простору Це означає, що пористість (со) не є сталою величиною її зміна залежить від КІЛЬКОСТІ осаджених домішкових включень і є найбільш вагомим параметром, що впливає на гідравлічний опір фільтруючого завантаження (Др~1/со42 [3]) А зростання втрат тиску в фільтруючому завантаженні при відкладенні осаду на гранулах є суттєвим негативним фактором, який призводить до зменшення швидкості фільтрування v, що впливає на весь технологічний процес очищення Важливою особливістю є те, що зменшення пористості характеризується нерівномірністю по довжині фільтруючого завантаження Найбільш інтенсивно цей процес відбувається на початкових и шарах і приводить до поступового їх закупорювання, в той час як значний об'єм завантаження залишається незаповнений домішками (до 50%) Саме зростання втрат напору початкового шару фільтруючого завантаження змушує до проведення завчасної регенерації насадки фільтрів [1, 2], за рахунок чого суттєво скорочується час фільтрувального циклу, коли весь об'єм насадки ще не використав свій ресурс по ємкості поглинання В кінцевому підсумку це призводить до зниження ефективності використання пристрою очищення, погіршення економічні показники роботи фільтру від невикористання значного об'єму насадки, збільшення витрат регенераційної води, скорочення часу фільтрування, у тому числі і за рахунок збільшення загальної тривалості регенераційних періодів В основу винаходу поставлена задача в фільтрі-стабілізаторі забезпечити зниження загального гідравлічного опору при фільтруванні, шляхом рівномірного заповнення домішками включеннями по ю 42225 рового простору фільтруючого завантаження під час фільтроциклу Поставлена задача досягається за рахунок того, що фільтр-стабілізатор, який складається із корпусу з фільтруючим завантаженням, трубопроводу подачі води на очистку з розподільчою мережею, патрубків відводу очищеної води, та відводу промивної води, який додатково обладнаний системою пошарової подачі води на очистку, котра складається із п'єзо-розподільчого пристрою, приєднаного до трубопроводу подачі очищаємої води і гідравлічно з'єднаного перетоками із розподільчими мережами, яких в корпусі розташовано не менш ніж дві Завдяки пропонованому обладнанню фільтрастабілізатора системою пошарової подачі води на очистку забезпечується почергове її введення в різні шари (зони) фільтруючого завантаження, завдяки чому забезпечується рівномірне заповнення порового простору всіх шарів фільтруючого завантаження Виконання системи пошарової подачі води на очистку через п'єзо-розподільчий пристрій, приєднаний до трубопроводу подачі очищаемого середовища і гідравлічно з'єднаний перетоками із розподільчими мережами, розташованими в корпусі, дозволяє подавати воду через переливи і розподільчі мережі на очищення в різні шари (зони) фільтруючого завантаження без додаткового стороннього впливу, залежно від процесу осадження частинок на фільтруючому завантаженні Процес відбувається узгоджено із зміною перепаду тиску в завантаженні Др, який і залежить від КІЛЬКОСТІ осаджених домішкових включень На фіг зображена принципова схема фільтрастабілізатора Конструкція фільтра-стабілізатора складається із корпусу 1, в якому розміщене фільтруюче завантаження 2 (наприклад, спінений пінополістирол), патрубка підводу води на очищення 3, п'єзорозподільчого пристрою 4 з перетоками 5 і 6, які з'єднані ВІДПОВІДНО з розподільчими мережами 7 і 8, патрубків відведення очищеної води 9, а також відведення регенераційної води 10 Фільтр-стабілізатор працює наступним чином При включенні фільтра-стабілізатора в роботу вода на очищення подається через патрубок 3 в п'єзо-розподільчий пристрій 4, далі по перетоку 5 і розподільчій мережі 7 потрапляє в корпус 1, заповнюючи його При цьому зернисте фільтруюче завантаження 2 піднімається наверх до утримуючої сітки Загальна товщина фільтруючого завантаження - Нз, яку умовно можна поділити на шар товщиною Н-і, що знаходиться між розподільчими мережами 7 і 8 та шар товщиною ЬЬ - над мережею 8 В початковий період роботи для протоку рідини крізь завантаження з необхідною швидкістю v, вода в п'єзо-розподільчому пристрою 4 встановлюється на рівні V1, що залежить від втрат тиску Др як у всіх магістралях, так і, головним чином, в фільтруючому шарі Вода, з розподільчої мережі 7 проходить крізь завантаження 2, в якому очищається від зважених домішок за рахунок їх осадження на гранулах завантаження і відводиться через патрубок 9 Очистка води від забруднень, осадженні їх на елементах фільтруючого завантаження, супрово джується зменшенням пористості, за рахунок чого зростає гідравлічний опір Др', з поступовим закупорюванням початкового фільтруючого шару Н-і, на який припадає основне сорбційне навантаження Але завдяки запропонованому технічному рішенню, зростання Др' компенсується ВІДПОВІДНИМ узгодженим підняттям рівня води в п'єзо-розподільчому пристрою 4, що стабілізує швидкість фільтрування, а при вичерпані сорбційних можливостей шару Ні піднімається аж до ВІДМІТКИ V2, в зону з'єднання пристрою з перетоком 6, по якому вода починає надходити в розподільчу мережу 8 і далі крізь шар фільтруючого завантаження (ЬЬ), який далі приймає на себе основне "навантаження" по очищенню від забруднень Відводиться вода також по системі патрубків 9 Фільтр-стабілізатор продовжує роботу до часу вичерпання сорбційних можливостей шару ЬЬ, а відтак - всього фільтруючого завантаження, про що може свідчити підняття рівня води до ВІДМІТКИ V3 Далі припиняється подача води через патрубок 3, відкривається вентиль на патрубку 10, що переводить фільтр-стабілізатор в режим регенерації фільтруючого завантаження, яке розріджується, активно перемішується потоком води з верхньої частини корпуса 1, відмиває гранули завантаження від осаджених домішок Промивна вода відводиться по трубопроводу 10 Після промивки цикл фільтрування повторюється Наведена схема фільтра-стабілізатора розкриває принцип реалізації технічного рішення, що пропонується, але реальне виконання, залежно від умов очищення, може включати більшу КІЛЬКІСТЬ розподільчих мереж, які обслуговують фільтруюче завантаження, узгоджують умови надходження води на очищення пропорційно КІЛЬКОСТІ осаджених домішок, а конкретне конструктивне їх виконання та з'єднання перетоками із п'єзо-розподільчим пристроєм, може забезпечувати технологію фільтрування, окрім вказаного, у будь-якому напрямі, як зверху-вниз, так і горизонтальне її пропускання крізь фільтруючий шар Практичне використання пропонованих технічних рішень, що забезпечує рівномірне заповнення порового простору кожного з шарів фільтруючого завантаження (які "обслуговуються" ВІДПОВІДНИМИ мережами), дозволяє створити умови для - стабілізації швидкості фільтрування при накопиченні осаду на гранулах фільтруючого завантаження за рахунок компенсаційного підняття рівня води, що подається на очистку в п'єзо-розподільчому пристрої, - досягти рівномірності розподілу домішкових включень у всьому об'ємі фільтруючого завантаження даже в умовах закупорювання початкових його шарів завдяки реалізації пошарового введення води на очищення, - і, як результат, досягти максимального використання ємкості поглинання всього об'єму фільтруючого завантаження, суттєво продовживши цикл фільтрування Особливістю пропонованого технічного рішення є реалізація зв'язку явища гідростатичного тиску подачі води із технологічними особливостями процесу очищення Тому очищення з пошаровим введенням води провадиться в автоматичному 42225 режимі без додаткового обладнання, обслуговування, стає менш частим та простішим і не потребує збільшення обслуговуючого персоналу Важливою перевагою є і те, що технічні рішення, закладені в пропонованій конструкції фільтрастабілізатора, дають можливість не тільки впровадження нових, але й модернізації вже діючих фільтрів, провівши незначну їх реконструкцію Це дозволить скоротити витрати регенераційної води, використати весь об'єм насадки для захоплення частинок, продовжити як час фільтроциклу, так і загальний час фільтрування за рахунок скорочення загальної тривалості регенераційних періодів, що дозволить відчутно оптимізувати економічні показники використання очистних споруд Джерела інформації 1 А с СРСР № 682246, ВОІД 23/26, 1975 р 2 Журба М Г Пенополистирольные фильтры - М Стройиздат, 1992 3 Сандуляк А В и др Зависимости для рассчета потерь напора в пористых средах // ТОХТ 1988 - Т XXII -С 409 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 _ 2002 р Формат 60x84 1/8 Обсяг обл -вид арк Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22