Фільтр-індуктор для очистки засолених вод

1 Фільтр-індуктор для очистки засолених вод, який включає корпус з фільтруючим завантаженням, трубопроводи подачі води на очистку, відводу фільтрату і відведення промивної води, який відрізняється тим, що додатково обладнаний системою магнітного корегування властивостей води, активна зона якої може бути розташована в корпусі перед фільтруючим завантаженням 2 Фільтр-індуктор для очистки засолених вод за п 1, який відрізняється тим, що система магнітного корегування властивостей води розташована за межами корпусу таким чином, що трубопровід подачі води на очистку проходить крізь активну зону системи Винахід відноситься до технології очищення води від домішкових включень шляхом їх осадження на фільтруючому завантаженні і може бути використаний для вилучення забруднюючих речовин з комунальної води та інших рідких технологічних середовищ, солевих розчинів, ропи Відомий фільтр [1] для очистки рідини, конструкція якого складається з корпусу, заповненого гранульованим фільтруючим матеріалом, наприклад, дробленим керамзитом, або спіненим полістиролом, трубопроводів підводу очищаємої води та відводу фільтрату, пристрою для збору і відведення промивної води Недоліком фільтру є низька ефективність очищення, в особливості при вилученні високодисперсних домішкових включень і таких, що знаходяться в ІОННІЙ формі Для їх видалення фільтр такого типу вимагає проведення попередньої реагентної обробки води, щоб забезпечити процес коагулювання (кристалізації) частинок Найбільш близьким до технічного рішення, що пропонується, є відомий фільтр для очистки води, який включає корпус, з перфорованою перегородкою, під якою розташоване фільтруюче завантаження, трубопроводи подачі води на очистку, відводу фільтрату і відведення промивної води [2] (прототип) Недоліком також є низька ефективність вилучення забруднень, які знаходяться в ІОННІЙ формі, а осадження на фільтруючому завантаженні високодисперсних частинок домішкових включень може провадитись тільки при відносно низьких швидкостях фільтрування (6 - 8м/год), що суттєво впливає на продуктивність пристрою, веде до зростання габаритних розмірів і в підсумку - вимагає значних капітальних витрат на його впровадження Причиною тому є те, що елементи фільтруючого завантаження, які призначені для осадження на них домішок, не відповідають електростатичним властивостям домішковим включенням, особливо це стосується стічних вод, котрі характеризуються широкою гамою домішок Так, шар фільтруючого завантаження може не відповідати окислювальновідновлювальній потужності забрудненої води, наприклад, якщо по цьому параметру елементи завантаження є нейтральними, то осадження на них може провадитись тільки за рахунок механічної взаємодії між поверхнею елементів (частіше всього - гранул) фільтруючого завантаження і частинкою Таким чином, розчинені домішки, які знаходяться в ІОННІЙ формі будуть проходити транзитом крізь фільтруючий шар Особливо це актуально, коли завантаження і домішки характеризуються однойменним електрокінетичним поте о ю 50222 нціалом (анюногенним, або катюногенним) Останньому сприяє те, що дисперсна фаза, що вилучається, хараісгеризується наявністю електрокінетичного потенціалу і частинки, що вже осіли на гранулах фільтруючого завантаження здатні утворювати тонкий шар своєрідного «покриття» і на домішки, що надходять в завантаження, діють сили відштовхування від однойменно заряджених частинок, що зайняли вже місце на завантаженні Саме тому, частинки, що знаходяться у воді, прагнуть зайняти рівновіддалену від гранул позицію в поровому просторі насадки і здатні проходити крізь неї не затримуючись, хоча саме завантаження є інертним по відношенню до електрокінетичних взаємодій Також невисокою залишається ємність поглинання домішкових включень завантаженням Саме тому експлуатація пристрою-прототипу вимагає підготовки і використання рідких або газоподібних реагентів Цей шлях ускладнює процес вилучення забруднень із води, потребує додаткового обслуговуючого персоналу, і призводить до зростання експлуатаційних витрат В основу винаходу поставлена задача, в фільтр-індукторі, який включає корпус, з фільтруючим завантаженням, трубопроводи подачі води на очистку, відводу фільтрату і відведення промивної води, за рахунок додаткового обладнання системою магнітного коригування властивостей води, збільшити окислювально-відновлювальну потужність води Поставлена задача досягається в конструкції фільтра-індуктора для очистки засолених вод, який включає корпус, з фільтруючим завантаженням, трубопроводи подачі води на очистку, відводу фільтрату і відведення промивної води, за рахунок додаткового обладнання системою магнітного коригування властивостей води, активна зона якої може бути розташована в корпусі перед фільтруючим завантаженням Поставлена задача досягається за допомогою того, що система магнітного коригування властивостей води, розташована за межами корпусу таким чином, що трубопровід подачі води на очистку проходить крізь активну зону системи Завдяки запропонованому технічному рішенню, прийнятому в фільтрі-індукторі, вода, проходячи крізь активну зону системи магнітного коригування властивостей води, піддається інтенсивному впливу електромагнітного поля, яке характеризується одночасною дією магнітної і електричної складової, призводить до впливу на ІОННІ форми забруднень і саму воду - як носій, підвищуючи окислювально-відновлювальну потужність водного комплексу Саме параметр окислювально - відновлювальної потужності води характеризує здатність включень до коагуляційних процесів у водному середовищі, а також до зміни своїх електричних властивостей (електропотенціалу, поверхневого заряду) У ВІДПОВІДНОСТІ ДО початкових характеристик фільтруючого завантаження і в процесі фільтрування води, проводиться коригування саме окислювально-відновлювальної потужності води за допомогою запропонованої електромагнітної системи таким чином, що активізує сорбційні властивості завантаження, наприклад, надаючи забрудненням анюногенних, або катюно генних властивостей, ВІДПОВІДНО ДО катюногенної або аніоногенної характеристики поверхні елементів завантаження Одночасно активізуються процеси, що сприяють активному окисленню розчинених домішок, переведенню їх у зважений стан, а також коагуляції в грубодисперсні флокули, що також суттєво впливає на інтенсивність їх сорбування поверхнею елементів фільтруючого завантаження На фіг 1 зображена схема фільтра-індуктора для очистки засолених вод із системою магнітного коригування, розташованою в корпусі пристрою На фіг 2 наведений фільтр-індуктор для очистки засолених вод із системою магнітного коригування, розташованою за межами корпусу Конструкція фільтра-індуктора для очистки засолених вод складається з корпусу 1, до якого під'єднаний трубопровід подачі води на очищення 2, в корпусі розташоване фільтруюче завантаження 3 (наприклад, спінений пінополістирол), системи магнітного коригування, котра включає індуктори 4 і активну зону 5 і може розташовуватись в корпусі перед подачею води в фільтруюче завантаження (фіг 1), а також за межами корпусу (фіг 2) із блоком регулювання 5, трубопроводів відводу фільтрату 6, та відводу промивної води 7 Фільтр-індуктор для очистки засолених вод працює слідуючим чином Вода на очищення в корпус 1 фільтраіндуктора подається по трубопроводу 2, проходить крізь активну зону системи магнітного коригування властивостей води 5, в якій за допомогою індукторів 4 генерується змінне електромагнітне поле, яке характеризується як магнітне, так і електричною складовою поля, а також наводить мікрополя в об'ємі води (струми Фуко) Таким чином вода проходить інтенсивну обробку в схрещених магнітному та електричному полях, котрі впливають на електрокінетичні властивості домішкових включень і на структуру самої води, що дозволяє змінювати окислювально-відновлювальну потужність води Зміна цього параметру від початкового його значення інтенсифікує процеси окислення та коагуляції домішкових включень, генерування оптимального електрокінетичного потенціалу забруднень Параметри магнітної обробки задаються за допомогою блока регулювання 5 При цьому, сама система магнітного коригування може бути розташована в корпусі фільтра (фиг 1), або за межами корпусу (фіг 2) із розташуванням індукторів 4 на трубопроводі подачі води на очищення 2, частина якого виконує роль активної зони систем Далі вода потрапляє в фільтруюче завантаження 3, яке сорбує на своїй поверхні ДОМІШКОВІ включення, а вода, що пройшла крізь насадку очищена від забруднень далі відводиться по трубопроводу відводу фільтрату 7 Після вичерпання сорбційних можливостей фільтруючого завантаження 3 фільтр-індуктор виводиться в режим регенерації Для цього припиняється надходження води через патрубок 2, відкривається вентиль на патрубку 8, що переводить фільтр-індуктор в режим відмивки фільтруючого завантаження 3, яке промивається потоком води з верхньої частини корпусу 1, від осаджених домішкових включень Промивна вода відводиться по 50222 трубопроводу 8 Після промивки цикл фільтрування повторюється Запропоноване технічне рішення має суттєві ВІДМІННОСТІ від пристроїв аналогічного призначення Використання системи магнітного коригування властивостей води, яка не призначена для безпосередньої участі в очищенні, але підвищує окислювально-відновлювальну потужність водного середовища до рівня, що є оптимальним для забезпечення ефективного очищення води від широкого спектру забруднень яке надходить для вилучення домішкових включень Відоме використання магнітної обробки води в системах водоочищення [3, 4], яке орієнтовано на безпосереднє вилучення домішкових включень, або коригування вмісту солей у воді Принциповою ВІДМІННІСТЮ запропонованого технічного рішення є те, що конструкція розрахована на зміну саме окислювально-відновлювальної потужності водної системи ВІДПОВІДНО із характером домішкових включень у співполученні із сорбційними власивостями фільтруючого завантаження Система коригування для створення оптимального балансу між електрокінетичними властивостями домішкових включень та поверхні елементів завантаження Коригування окислювально-відновлювальної потужності води із забрудненнями є найбільш оптимальним по енергетичних витратах, адже електромагнітний вплив на водне середовище у порівнянні із процесом електролізу потребує менших витрат електроенергії Пристрій дозволяє одержати якісно новий результат практично використовуючи властивості водного середовища із забрудненнями, шляхом «зсуву» встановленого балансу електрокінетичних властивостей між носієм (водою) та забруднення ФІГ.1 ми таким чином, що окрім створення оптимальних умов для сорбування домішок поверхнею завантаження, перед проведенням фільтрування, активізуються процеси окислення розчинених домішок, їх коагуляції, що також призводить до суттєвого підвищення ефективності очищення Необхідно зазначити, що індуктори системи магнітного коригування властивостей води призначені не для надання водному середовищу конкретних властивостей, а саме для, для коригування, «зсуву», його природних характеристик (редокс потенціалу, окислювально-відновлювальної потужності), що сприяє до «саморегулювання» водної системи, знаходження нового балансу із співполученням із сорбційними властивостями поверхні елементів фільтруючого завантаження таким чином, що здатно до більш ефективного вилучення домішкових включень Використання фільтра-індуктора для очистки засолених вод є більш ефективним у порівнянні із відомими конструкціями, не вимагає розгортання досить складного реагентного господарства і обладнання, а основні технологічні операції по експлуатації запропонованого апарата можуть бути автоматизовані Практичне застосування пристрою можливе і на діючих об'єктах, адже система магнітного коригування є простою, як при виготовленні, так і при її експлуатації Використана інформація 1 А с СРСР № 682246, ВОІД 23/26, 1975р 2 Журба М Г Пенополистирольные фильтры М , Стройиздат, 1992, (прототип) 3 А с СРСР №664330, ВОІД 23/26, 1985р 4 Душкин С С , Беляев В И Исследование магнитной активации ионитов при корректировке сточных вод химкомбината // Изв вузов Стр-во и архитектура 1982 ФІГ. 2 50222 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71