Фільтр з газовим шаром

1 Фільтр з газовим шаром, який включає корпус з перфорованою перегородкою, під якою розташоване фільтруюче зернисте завантаження, що утворює зону фільтрування в центральній частині корпусу та зони подачі води на очистку і відводу фільтрату, заповнені водою, до яких підведені ВІДПОВІДНІ трубопроводи подачі води на очистку і відводу фільтрату, а також патрубок відведення промивної води, розташований в нижній частині корпусу, який відрізняється тим, що додатково обладнаний системою газонасичення, яка складається з аератора і гранульованої фільтруючої діафрагми, причому аератор за допомогою пдрокомунікацій з'єднаний з зоною подачі води на очистку 2 Фільтр з газовим шаром по п 1, який відрізняється тим, що гранульована фільтруюча діафрагма являє собою пласт додаткового плаваючого завантаження, котре покриває поверхневий шар води в зоні подачі и на очистку і розташована перед зоною фільтрування, а аератор розташований в корпусі або за його межами 3 Фільтр з газовим шаром по п 1, який відрізняється тим, що зона подачі води на очистку знаходиться під зоною фільтрування, аератор розташований за межами корпусу фільтра, причому пдрокомунікацм, які з'єднують аератор з зоною подачі води на очистку, об'єднані з трубопроводом подачі води на очистку Винахід призначений для очистки води від зважених і розчинених органічних і мінеральних домішкових речовин шляхом фільтрування води крізь фільтруюче завантаження і може бути використаний для видалення домішкових включень з інших рідких середовищ Відомий фільтр для очистки рідини [1], конструкція якого складається з корпусу, заповненого гранульованим фільтруючим матеріалом, трубопроводів підводу води на очистку та відводу фільтрату, патрубка для збору і відведення промивної води, розташованого в нижній частині корпусу Недоліком фільтру є його невисока ефективність очищення, особливо це стосується вилучення високодисперсних домішкових включень фільтр також не призначений для видалення розчинених забруднень Для їх вилучення фільтри такого типу вимагають додаткового обладнання для проведення попередньої реагентної обробки води, щоб забезпечити процес коагуляції частинок Найбільш близьким до технічного рішення, що пропонується, є відомий фільтр [2] (прототип), який включає корпус з перфорованою перегородкою, під якою розташоване зернисте завантаження, що утворює зону фільтрування в центральній частині корпусу та зони подачі води на очистку і відводу фільтрату, заповнені водою, до яких підведені ВІДПОВІДНІ трубопроводи подачі води на очистку і відводу фільтрату, а також патрубок відведення промивної води, розташований в нижній частині корпусу Недоліком фільтру-прототипу є недостатньо висока ефективність очищення води від високодисперсних, розчинених і емульгованих забруднень в результаті того, що елементи фільтруючого завантаження, які призначені для осадження на них домішок нейтральні по відношенню до електростатичних, флотаційних, коагуляційних властивостей забруднень Механізм осадження базується на механічній взаємодії поверхні гранул фільтруючого завантаження з частинками домішок, а сама конструкція не передбачає використання активних елементів, які здатні переводити розчинені та емульговані домішки в дисперсну форму (О ю (О 46516 Це стосується і вилучення нітратних забруднень (одних із найбільш розповсюджених в системах стоків населених пунктів) Для їх вилучення до фільтраційних пристроїв необхідно додаткове спеціальне обладнання Це пристрої флотації, реагентної або електричної обробки, використання поверхнево-активних речовин, системи біологічної очистки Цей шлях ускладнює процес вилучення забруднень із води, адже він потребує додаткового обладнання і експлуатаційного персоналу, що робить його дорогим для широкого використання Задача винаходу - створити фільтр з газовим шаром, у якому шляхом додаткового обладнання системою газонасичення досягають вилучення домішок широкого спектру забруднення Поставлена задача досягається в конструкції фільтра з газовим шаром, який включає корпус з перфорованою перегородкою, під якою розташоване фільтруюче зернисте завантаження, що утворює зону фільтрування в центральній частині корпусу та зони подачі води на очистку і відводу фільтрату, заповнені водою, до яких підведені ВІДПОВІДНІ трубопроводи подачі води на очистку і відводу фільтрату, а також патрубок відведення промивної води, розташований в нижній частині корпусу, згідно винаходу фільтр з газовим шаром додатково обладнаний системою газонасичення, яка складається з аератора і гранульованої фільтруючої діафрагми, причому аератор за допомогою пдрокомунікацій з'єднаний з зоною подачі води на очистку Поставлена задача досягається за допомогою того, що гранульована фільтруюча діафрагма являє собою пласт додаткового плаваючого завантаження, котре покриває поверхневий шар води в зоні подачі її на очистку і розташована перед зоною фільтрування, а аератор розташований в корпусі або за його межами Поставлена задача може бути досягнута за допомогою того, що зона подачі води на очистку знаходиться під зоною фільтрування, аератор розташований за межами корпусу фільтру, причому пдрокомунікацм, які з'єднують його з зоною подачі води на очистку об'єднані з трубопроводом подачі води на очистку Завдяки запропонованому технічному рішенню в зоні подачі води на очистку корпуса створюється аеронасичений фільтруючий шар, котрий складається із бульбашок газу, які утримуються від швидкого спливання гранульованою фільтруючою діафрагмою Розчинене в воді повітря активізує процеси окислення іонних форм забруднень, а бульбашки, що утримуються фільтруючою діафрагмою створюють додатковий фільтруючий шар з активними електрокінетичними властивостями, на якому інтенсифікується процес флотації і створюються умови для розвитку мікроорганізмів, необхідних для створення плівки біологічної очистки на гранульованій фільтруючій діафрагмі в зоні надходження води в фільтр Цим створюються умови комплексної очистки Важливим є і те, що аеронасичений шар є динамічною структурою, що дозволяє інтенсифікувати вже вказані процеси На фіг 1 зображена схема фільтра з газовим шаром із розташуванням аератора в корпусі і фільтруванням води зверху-вниз На фіг 2 показана схема фільтра з газовим шаром, в якому аератор розташований за межами корпусу при фільтруванні води зверху-вниз На фіг 3 наведена схема фільтра з газовим шаром, в якому аератор об'єднаний з трубопроводом подачі води на очистку при схемі фільтрування води знизу-вверх Конструкція фільтра з газовим шаром складається із корпусу 1, перфорованої перегородки 2, під якою розташоване фільтруюче завантаження З (наприклад, спінений пінополістирол), трубопроводів підводу води на очищення 4, та відводу фільтрату 5, а також патрубка відводу промивної води 6, системи газонасичення, яка включає гранульовану фільтруючу діафрагму 7, аератора 8, який за допомогою пдрокомунікацій 9 і 10 з'єднаний з зоною подачі води на очистку, що знаходиться в корпусі 1 Фільтр з газовим шаром працює слідуючим чином При включенні фільтра з газовим шаром в роботу вода на очищення подається по патрубку 4 в корпус 1, заповнюючи його При цьому зернисте фільтруюче завантаження 3 піднімається наверх до перфорованої перегородки 2, що утримує його і піднімається до рівня ^ Н Гранульована фільтруюча діафрагма 7 (для схеми фільтрування зверхувниз, фіг 1, 2) являє собою пласт додаткового фільтруючого завантаження, що покриває поверхню води в корпусі 1 Враховуючи те, що питома вага гранул, з якої складається фільтруюча діафрагма, значно менша аналогічного показника води, тому діафрагма тільки частково занурена, а між нею і перфорованою перегородкою 2 утворюється об'єм, заповнений водою, котрий і є зоною подачі води на очистку в фільтруюче зернисте завантаження 3 Включенням аератора 8 (ним може бути насос-аератор), який знаходиться в корпусі (фіг 1) або за його межами (фіг 2), провадиться циркуляція по пдрокомунікаціях 9 і 10 води із інтенсивним газонасиченням води саме в зоні подачі води на очищення При цьому газонасичення провадиться не тільки шляхом розчинення газу (повітря) в воді, а, в першу чергу, утворюється аероемульсійний шар у вигляді бульбашок Завдяки однойменному заряду між бульбашками і поверхнею фільтруючої діафрагми, вони (бульбашки) утворюють стабільний аераційний фільтруючий шар із впорядкованою структурою ВІДПОВІДНО їх питомій вазі, яка зростає із зменшенням розмірів бульбашок Від спливання на поверхню вони утримуються гранульованою фільтруючою діафрагмою 7 Наявність аераційного шару забезпечує умови для інтенсивної коагуляції високодисперсних частинок, процесу флотації розчинених забруднень і створює оптимальні умови розвитку біоплівки на гранулах фільтруючої діафрагми 7 Тому вода, що надходить в корпус 1 по трубопроводу 4 проходить процес багатостадійного очищення На гранульованій фільтруючій діафрагмі проходить процес біологічного очищення, в якій особливо активно вилучаються азотомісткі сполуки забруднень, проходячи крізь аероемульсійний шар вода піддається процесам флотаційної обробки і коагуляції домішок, інтенсивності цьому процесу сприяє динамічний характер аероемульсійного шару за рахунок коливань буль 46516 башок, їх руйнування і утворенню нових Завдяки бюплівка цьому розчинені забруднення переходять в дисЗапропоновані конструктивні рішення дозвоперговану фазу із збільшенням їх розмірів, а далі ляють на додаток до відомої взаємодії між частинвода проходить крізь зону фільтрування, в якій кою забруднення і насадкою використовувати сисзнаходиться фільтруюче зернисте завантаження тему комплексної очистки Це забезпечує З, на елементах якого осаджуються частинки завилучення домішок широкого спектру забруднень бруднень По трубопроводу 5 фільтрат відводитьза рахунок створення необхідних умов для процеся з корпусу 1 сів переведення різних за природою домішкових включень в дисперсну форму із подальшим їх виПісля вичерпання сорбційних можливостей лученням, в тому числі і осадженням на фільтруюфільтруючого зернистого завантаження фільтр з чому зернистому завантаженні газовим шаром виводиться в режим регенерації Для цього припиняється надходження води через Об'єднання процесів біологічної обробки, флопатрубок 4, тимчасово припиняється робота аератації та коагуляції в одній зоні за рахунок створентора 8, відкривається вентиль на патрубку 6, що ня газоемульсійного шару призводить до більш переводить фільтр з газовим шаром в режим відінтенсивного протікання цих процесів ніж при анамивки фільтруючого завантаження 3, яке розрілогічній обробці в окремих зонах обробки джується, активно перемішується потоком води з Запропонована конструкція дозволяє створити зони подачі води на очистку, відмиває гранули не тільки повітряний аероемульсійний шар, але й фільтруючої діафрагми 7 і фільтруючого завантавикористовувати ІНШІ газові середовища для проження 3 від осаджених домішкових включень ведення обробки води, наприклад, використовуваПромивна вода відводиться по трубопроводу 6 ти димові гази, із яких одночасно можна також виЗавдяки наявності аеронасиченого шару промивка лучати забруднення фільтру не супроводжується руйнуванням мікроорЕфективне очищення від забруднень в фільтрі ганізмів, що утворюють бюплівку, а сприяють збез газовим шаром не потребує розгортання досить реженню їх ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ і швидкому відновленскладного реагентного господарства і обладнання, ню їх активності після короткотривалої промивки а основні технологічні операції по експлуатації запропонованого апарата можуть бути автоматиПісля промивки корпус 1 знову заповнюється зовані Тому експлуатація фільтра з газовим шаводою і цикл фільтрування повторюється ром більш економічна, а його переваги можуть Аналогічним чином працює фільтр з газовим бути використані на вже діючих спорудах, для чого шаром, в якому аератор об'єднаний з трубопровонеобхідно провести не складну модернізацію, котдом подачі води на очистку при схемі фільтруванра не вимагає значних капіталовкладень ня води знизу-вверх (фіг 3) ВІДМІННІСТЬ ЙОГО В тому, що зона подачі води на очистку, в якій утвоВикористана інформація рюється аероемульсійний шар знаходиться в ниж1 Авторське свідоцтво СРСР № 682246, ВОЮ ній частині корпусу 1, а функцію гранульованої 23/26, 1975р фільтруючої діафрагми виконує нижній шар фільт2 Журба М Г Пенополистирольные фильтры руючого завантаження 3, на якому і утворюється - М Стройиздат, 1992 (прототип) „„ж,.; Авроемз-льсІйний шар Аероемуль гійний шар ********************************** і**********************?* ********* AV/^VVA:yyVVVVV/VyVV ********************************** *¥**&***********