Стільниковий біофільтр-фільтр

Стільниковий бюфільтр-фільтр для очистки води від органічних і мінеральних домішок, який складається із основного корпусу з фільтруючим завантаженням, трубопроводу подачі води на очистку, патрубків відводу промивної води і чистого фільтрату, який відрізняється тим, що додатково обладнаний трубками-полицями, встановленими паралельно по відношенню одна до одної і з ухилом відносно горизонтальної площини, при цьому трубки-полиці розміщені частково в фільтруючому завантаженні і частково під фільтруючим завантаженням, герметичною камерою-кесоном, яка з'єднана із простором, розміщеним під фільтруючим завантаженням, трубопроводом для подачі стиснутого повггря і вертикально встановленою U-подібною трубкою, один кінець якої з'єднаний із камерою-кесоном, а другий кінець сполучений із атмосферним повітрям, крім того, трубопровід подачі води на очистку розміщений під фільтруючим завантаженням і нижче трубок-полиць, а трубопровід для подачі стиснутого повітря додатково з'єднаний із системою барботажу, розміщеною в фільтруючому завантаженні над трубками-полицями, а також додатковим корпусом із додатковим фільтруючим завантаженням, при цьому додатковий корпус з'єднаний з основним корпусом через патрубок відводу чистого фільтрату і обладнаний трубопроводом відведення очищеної води Винахід призначений для очистки води від зважених та розчинених речовин шляхом їх комплексного фільтрування крізь фільтруюче завантаження і може бути використаний для видалення домішкових включень з інших рідких середовищ Відомий фільтр для очистки рідини, конструкція якого складається з корпусу, заповненого гранульованим фільтруючим матеріалом, трубопроводів підводу води на очистку та відводу очищеної води, патрубку для збору і відведення промивної води [1] Недоліком фільтру є низька ефективність очистки і нестабільність продуктивності пристрою за рахунок зменшення пористості під час осадження домішок Цей процес найбільш інтенсивно проходить в початкових шарах насадки, за рахунок чого суттєво зростає гідравлічний опір фільтруванню рідини і зменшується як швидкість, так і продуктивність фільтрування Найбільш близьким до технічного рішення, що пропонується, є відомий фільтр для очистки рідини, який складається з корпусу, з фільтруючим за вантаженням, трубопроводу подачі води на очистку, патрубків відводу промивної води і чистого фільтрату [2] (прототип) В фільтрі-прототипі осадження зважених домішкових включень на гранулах завантаження призводить до зменшення об'єму порового простору (пористості) насадки Інтенсивність зменшення пропорційна КІЛЬКОСТІ осаджених домішок Найбільш інтенсивно цей процес проходить на початкових шарах фільтруючого завантаження наслідком чого є їх суцільне закупорювання, в той час як значно більший об'єм завантаження залишається незаповненим домішками тільки тому, що вони не можуть пройти в незаповнений об'єм Швидкість фільтрування в пристроі-прототипі є змінною, з амплггудою від номінального її значення до 0, а періодом зміни є фільтроцикл в результаті зростання втрат напору початкового шару фільтруючого завантаження Це змушує проводити передчасну регенерацію насадки фільтру, що суттєво скорочує час фільтрувального циклу, коли весь об'єм насадки ще не використав ресурс ємкості погли ю 45122 нання Суттєвим недоліком, притаманним фільтруаерації верхнього шару фільтруючого завантаженпрототипу є неможливість вилучення з його допоня, завдяки чому створюються умови для нарощумогою розчинених та органічних домішкових сповання біоплівки на гранулах насадки і за допомолук Для цього необхідно створення умов для пегою неї вилучати розчинені домішки органічного реведення їх у зважений стан походження, створити умови для коагуляції і переведення у зважений стан розчинених домішок, В основу винаходу поставлено задачу в стільзменшити інтенсивність запаху води Але пневмониковому бюфільтрі-фільтрі для очистки води від комунікаційне з'єднання системи барботажу із каорганічних і мінеральних домішок, шляхом його мерою-кесоном за допомогою трубопроводу подадодаткового обладнання паралельними трубкамичі стиснутого повітря, дозволяє локалізувати пульполицями, розташованими з ухилом відносно горисації швидкості в нижній зоні насадки і трубок-позонтальної площини під фільтруючим завантаженлиць (де необхідні пульсації), регулювати самі паням і частково в ньому, герметичною камерою-кераметри пульсацій, використовуючи клапан-регусоном, яка гідравлічно з'єднана з корпусом в зоні, лятор, а також за рахунок зміни характеристик Uпід фільтруючим завантаженням, трубопроводом подібної трубки (діаметру, висоти прямих участків, для подачі стиснутого повітря і U-подібною трубякі можуть бути не пропорційними) кою, отвори якої з'єднують середовище камери-кесону із зовнішньою атмосферою, окрім того, трубоЗавдяки обладнанню додатковим корпусом із провід подачі стиснутого повітря з'єднаний також із фільтруючим завантаженням, який гідравлічне системою барботажу, котра розміщена в фільтруз'єднаний з основним корпусом за допомогою труючому завантаженні над трубками-полицями, а табопроводу, досягається вилучення із води дисперкож додатковим корпусом із фільтруючим завантаспергованих частинок, котрі стали такими на бюженням, який гідравлічно з'єднаний з основним коПЛІВЦІ і за рахунок інтенсивного барботажу фільтрпусом за допомогою трубопроводу, забезпечити руючого завантаження основного корпусу збільшення амплггуди коливань швидкості фільтНа фіг зображена схема стільникового бюфірування води в фільтруючому завантаженні основльтра-фільтра ного фільтра Конструкція стільникового бюфільтра-фільтра складається із основного корпусу 1, в якому розміПоставлена задача досягається за рахунок тощене фільтруюче завантаження 2 (наприклад, граго, що стільниковий бюфільтр-фільтр для очистки нульована насадка), трубопроводу подачі води на води від органічних і мінеральних домішок, який очистку 3, патрубка відводу промивної води 4, розскладається із основного корпусу з фільтруючим ташованого в нижній частині корпусу 1, паралельзавантаженням, трубопроводу подачі води на очиних трубок-полиць 5, розташованих з ухилом відстку, патрубків відводу промивної води і чистого носно горизонтальної площини в корпусі 1 під фіфільтрату додатково обладнаний паралельними льтруючим завантаженням 2 і частково в ньому, трубками-полицями, розташованими з ухилом відтрубопроводу 6, котрий з'єднує основний корпус з носно горизонтальної площини під фільтруючим додатковим, камери-кесону 7 з трубопроводом 8, завантаженням і частково в ньому, герметичною що зв'язує його з основним корпусом та U-подібкамерою-кесоном, яка гідравлічно з'єднана з корною трубкою 9, отвори якої з'єднують середовище пусом в зоні, під фільтруючим завантаженням, трукамери-кесону із зовнішньою атмосферою, трубобопроводом для подачі стиснутого повгтря і ІІ-попроводу для подачі стиснутого повгтря 10 до камедібною трубкою, отвори якої з'єднують середовири-кесону через клапан-регулятор 11 та системи ще камери-кесону із зовнішньою атмосферою, барботажу 12 через клапан-регулятор 13, додаткоокрім того, трубопровід подачі стиснутого повгтря вого корпусу 14, в якому розміщене завантаження з'єднаний також із системою барботажу, котра роз15, системи трубопроводів відводу чистого фільтміщена в фільтруючому завантаженні над трубкарату 16 і промивної води 17, які розміщуються в ми-полицями, а також додатковим корпусом із фідодатковому корпусі 14 льтруючим завантаженням, який гідравлічно з'єднаний з основним корпусом за допомогою трубоСтільниковий бюфільтр-фільтр працює слідупроводу ючим чином Паралельні трубки-полиці, котрі розташовані з Відкриванням запірно-регулюючої арматури на ухилом відносно горизонтальної площини під фітрубопроводі подачі води на очистку 3, вода запольтруючим завантаженням і частково в ньому, якивнює основний корпус 1 і через трубопровід 8 надми обладнаний фільтр є стільниками, на яких осаходить в камеру-кесон 7 Вода проходить крізь паджуються домішки із найбільш високою гідравлічралельні трубки полиці 5, на яких осаджуються ною крупністю, а у співсполучені із камерою-кесонайбільш важкі дисперсні частинки і далі надхоном, яка гідравлічне з'єднана з основним корпудить в фільтруюче завантаження 2 Одночасно із сом, в зоні під фільтруючим завантаженням, трунадходженням води в корпус включається подача бопроводом для подачі стиснутого повгтря і ІІ-попо трубопроводу 10 стиснутого повгтря через кладібною трубкою, отвори якої з'єднують середовипан-регулятор 13 в систему барботажу, а через ще камери-кесону із зовнішньою атмосферою клапан- регулятор 11 в камеру-кесон 7 Система створюють режим пульсацій швидкості фільтрубарботажу забезпечує активну аерацію води в зоні вання із оптимальною амплггудою коливань, дои проходження крізь фільтруюче завантаження 2 зволяє провадити зривання осівших домішок на За рахунок цього створюються оптимальні умови стільниках трубок-полиць і осадження їх в зоні патдля розвитку біоплівки на гранулах завантаження, рубка відводу промивної води а також активізуються флотаційні та коагуляційні процеси Тому в насадці 2 (корпусу 1) осаджуютьСистема барботажу, якою обладнаний основся дисперсні домішки, котрі не осіли на стільниках ний корпус фільтру, призначена для інтенсивної із трубок-полиць, провадиться біологічне очищення води з інтенсивними процесами переведення розчинених домішкових включень в дисперсну фазу Завдяки стиснутому повітрю, що надходить по трубопроводу 10 через клапан-регулятор 11 дозволяє встановити рівень води в камері-кесоні 7 нижче отвору U-подібноі трубки 9, а тому повітря з 7 дроселюється на зовні Процес осадження домішок на стільнику трубок-полиць 5 і гранулах фільтруючого завантаження 2 проходить із утворенням шару, котрий складається із частинок забруднення Самі частинки коагулюють між собою, утворюючи конгломерати, які є додатковим фільтруючим агентом, але знаходячись в поровому просторі насадки, такі утворення приводять до зменшення розміру пор аж до їх закупорювання, наслідком чого є зростання гідравлічного опору фільтруванню води Це спричиняє підняття рівня води в камерікесоні 7 до заповнення водою U-подібноі трубки 9, утворюючи в ній гідравлічний клапан, що перешкоджає вільному виходу надлишкового повітря Тиск повітря, що підводиться по трубопроводу 10, в камері-кесоні зростає і завдяки різниці із атмосферним, вода з U-подібноі трубки виштовхується плавно до нижньої и частини, пройшовши який імпульсне викидається Відбувається миттєве з'єднання атмосфери камери-кесону 7 із ЗОВНІШНІМ оточуючим середовищем Тиск в камері-кесоні різко знижується до атмосферного Виникає гідравлічний імпульс, який передається по трубопроводу 8 в корпус 1 Такий імпульсний поштовх має зворотнє спрямування фільтруванню рідини і діє на конгломерати частинок, зриває осад забруднення з стільника, що утворюють трубки-полиці, нижнього шару фільтруючого завантаження 2 в напрямі вільного простору під ним Гідростатичний тиск в корпусі 1 і камері-кесоні 7 вирівнюється і процес очищення води продовжується, а флокули частинок, що були зірвані і вийшли з насадки також осаджуються в нижній частині корпусу Найбільш важкі осаджуються в нижній частині корпусу 1, в зоні розташування патрубку відводу промивної води 4, а більш легкі (являють собою мілкопористе середовище) проходять до завантаження, утворюючи додатковий фільтруючий шар, котрий здатен затримувати високодисперсні частинки забруднення Процес фільтрування стає більш ефективним Імпульсний рух води найбільш інтенсивний саме в нижній зоні корпусу 1, де необхідний такий режим протікання, за рахунок одночасної подачі стиснутого повітря з трубопроводу 10 в камеру-кесон 7 і систему барботажу 12, повітряний прошарок з якої відіграє роль пневматичного демфера, а завдяки узгодженості роботи клапанів-регуляторів 11 і 13 досягається регулювання параметрів імпульсного руху води По трубопроводу 6 вода з основного корпусу 45122 через патрубок 3, стиснутого повітря через трубопровід 10 в камеру-кесон 7 і систему барботажу 12, відкриваються вентилі на патрубках відводу промивної води 4 і 17 Потоком води з верхньої частини корпусів 1 і 15 фільтруючі завантаження 2 і 15 розріджуються, активно перемішуються потоком води, відмиваються гранули завантаження та стільник 5 (що утворений з трубок-полиць) від осаджених домішок, які відводиться разом із промивною водою та осадом, що утворився в нижній частині корпусу 1 по трубопроводах 6 і 17 Після промивки цикл фільтрування повторюється ВІДМІННОСТІ запропонованого технічного рішення від існуючих конструкцій фільтрувальних пристроїв полягає утому, що провадиться комплексна очистка в імпульсно-швидкісному режимі При цьому конструктивні елементи, такі як трубки-полиці, камера-кесон та система барботажу з системою пневмокомунікацій створюють єдиний комплекс, за рахунок якого одночасно досягається ефект біологічного очищення та створюється імпульсний режим протікання із можливістю регулювання частоти та амплггуди коливань у широкому діапазоні значень ВІДМІННІСТЮ Є І те, що імпульсний режим протікання води найбільш інтенсивний в нижній частині основного корпусу (де це найбільш необхідно) за рахунок газоповггряного демпфера, що створюється системою барботажу, котра виконує також функцію газонасичення 1 надходить в додатковий корпус 14, проходить в стаціонарному режимі фільтрування крізь завантаження 15, на якому осаджуються високодисперсні домішки і відводиться по трубопроводу чистого фільтрату16 Після вичерпання ємності поглинання насадок, коли повністю заповнені фільтруючі завантаження 2 і 15 стільниковий бюфільтр-фільтр виводиться в режим регенерації насадок Перекриванням відповідної арматури припиняється надходження води Поєднання цих елементів, а також узгодження параметрів їх роботи за допомогою клапанів-регуляторів дозволяє підбирати імпульсний вплив безпосередньо на конгломерати частинок, що осаджені на стільнику трубок-полиць та нижньому шарі фільтруючого завантаження основного корпусу, використати резонансні явища (коли частота імпульсів співпадає з власною частотою коливань осаду) для інтенсифікації процесу коагулювання частинок, при цьому елементи фільтруючого завантаження основного корпусу можуть залишатися в стабільному стані Важливою ВІДМІННІСТЮ Є І те, що імпульсний процес відбувається в автоматичному режимі, а регулювання дозволяє провадити настроювання установки на очистку води від різноманггних дисперсних домішок, а додатковий корпус із фільтруючим завантаженням забезпечує очищення в стабільному гідравлічному режимі, який необхідний для вилучення високодисперсних включень органічного походження Практичне використання запропонованих технічних рішень дозволяє підвищити ефективність вилучення домішок, зменшити інтенсивність запаху води за рахунок зонального комплексного впливу на середовище, що очищується, значно збільшити брудомісткість очисного пристрою в результаті рівномірного розподілу домішкових включень в окремих зонах очищення фільтру, виключити можливість закупорювання порового простору фільтруючих завантажень Суттєвою ВІДМІННІСТЮ стільникового бюфільтру-фільтру є можливість вилучення широкого спектру домішкових включень як неорганічного, так і органічного походження при максимальному використанні ємності поглинання домішок сорбційним об'ємом СТІЛЬНИКІВ з трубок-полиць так і фільтрую 45122 8 чих фільтрів, при цьому їх реконструкція не вимачими завантаженнями корпусів, що суттєво продогатиме значних капггаловкладень, а впровадження вжує час фільтрування суттєво покращить як технологічні параметри очиОчищення в режимі пульсульсацій швидкості в стки стічних вод, так і економічні показники експлуосновному корпусі стільникового бюфільтра-фільтатації очисної споруди ра відбувається автоматично, тому його експлуатація не потребує додаткового обслуговуючого пеВикористана інформація рсоналу, або складних електронних систем керу1 Авторське свідоцтво СРСР № 682246, ВОІД вання після пуско-налагоджувальних робіт 23/26, 1975р Технічні рішення, що закладені в запропонова2 Журба М Г Пенополистирольные фильтры ній конструкції стільникового бюфільтра-фільтра - М Стройиздат, 1992 можуть бути використані для модернізації вже дію • '••4*i*ii:-Vb" ' ! vJSBW???к7і*д* ."-".і ' • ":\J'. ."' ••-" : ." і;.ї.•••.I.?!"••'(••';:£ • ш "АУ':'і•>"•"• 4 ' •"•'•і.іХЧ;'"! І • • • ftttlll Miffi. jff, ФІГ. ДП "Український інститут промислової власності "(Укрпатент) Україна, 04119, Киів-119, вул сім'ї Хохлових, 15 (044) 456-20-90