Багатошаровий фільтр для очищення води

Реферат: Винахід належить до пристроїв, які призначені для очищення вод різних категорій від завислих речовин, і може бути використаний в системах господарсько-питного та виробничого водопостачання. Багатошаровий фільтр для очищення води включає камери з фільтруючим завантаженням з різною крупністю зерен, в якому забезпечуються послідовне фільтрування в горизонтальному напряму, а промивка фільтра відбувається у вертикальному напряму. Камери з фільтруючим завантаженням розділені каналами, в яких встановлені затвори, що відкриті при роботі фільтра в режимі фільтрування та закриті в режимі промивки. Фільтр поділено перегородкою на дві секції таким чином, що ширина кожної наступної по напряму фільтрування камери збільшується на величину, яка відповідає втратам напору при фільтруванні у попередній камері. Винахід забезпечує однакову швидкість фільтрування в усіх шарах завантаження, окрему промивку кожного фільтруючого шару і попереджає перемішування шарів фільтруючого завантаження при промивці, UA 101111 C2 (12) UA 101111 C2 UA 101111 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до пристроїв, які призначені для очищення вод різних категорій від завислих речовин, і може бути використаний в системах господарсько-питного та виробничого водопостачання. При фільтруванні води крізь багатошарове фільтруюче завантаження, коли крупність зерен в шарах завантаження зменшується по напряму фільтрування, забруднення більш рівномірно розподіляються по товщині фільтруючого завантаження, в результаті підвищується брудоємність фільтра. Але, якщо фільтрування і, відповідно, розташування шарів фільтруючого завантаження, а також промивка фільтра здійснюються у одному напряму (найчастіше у вертикальному), то при промивці зерна завантаження різних шарів перемішуються. Відомі конструкції фільтрів, де це явище усунуто, завдяки тому, що вода послідовно фільтрується в горизонтальному напрямі крізь шари фільтруючого завантаження, крупність зерен яких зменшується по напряму фільтрування, а промивка фільтра відбувається у вертикальному напрямі [1, 2]. При цьому шари фільтруючого завантаження розділені пористими або перфорованими перегородками, що перешкоджає перемішуванню шарів при промивці. Недоліком цих конструкцій є те, що в них збір промивної води передбачається в тій частині фільтра, що безпосередньо межує з однією з перфорованих перегородок. Також недоліком є те, що при промивці неможливо забезпечити рух води тільки у вертикальному напряму та, відповідно, необхідну для кожного шару інтенсивність промивки. Промивна вода буде рухатися не тільки у вертикальному напряму, а по шляху найменшого опору крізь перфоровані перегородки у бік завантаження з більшою крупністю зерен та безпосередньо у ту частину фільтра, де відбувається збір промивної води. Це призводить до незадовільної якості регенерації фільтра в результаті промивки, та підвищеним витратам промивної води. Найбільш близькою до конструкції, що пропонується, є конструкція фільтра, де збір промивної води відбувається у верхній частині фільтра, яке безпосередньо не межує з перфорованими перегородками, що дозволяє при промивці уникнути перетоку промивної води через простір, не заповнений фільтруючим завантаженням [3]. Така конструкція покращує умови промивки фільтра. Але в такій конструкції все одно не можливо забезпечити необхідну інтенсивність промивки для кожного шару фільтруючого завантаження, так як промивна вода має можливість перетікати між шарами крізь перфоровані перегородки, та основна її частина буде рухатися крізь шар з найбільшою крупністю зерен. Також в такому фільтрі одночасно відбувається промивка усіх шарів фільтруючого завантаження: тих, де рівень затриманих забруднень досяг граничної межі і тих, брудоємність яких ще не вичерпано. Це призводить до підвищених витрат промивної води. Крім того, фільтр, представлений в [3], є радіальним, тому швидкість фільтрування в кожному з шарів не буде однаковою. Це може призвести до погіршення якості фільтрування у фільтруючому шарі найбільш близькому до центру в результаті відриву часток зависі від зерен фільтруючого завантаження внаслідок підвищеної швидкості фільтрування. Задачею пристрою, що пропонується, є підвищення ефективності роботи фільтра, в тому числі скорочення витрат промивної води. Результат досягається створенням конструктивних умов, які забезпечують однакову швидкість фільтрування в усіх шарах фільтруючого завантаження, а також окрему промивку кожного фільтруючого шару. Запропонований фільтр складається з двох секцій трапецієвидної форми І та II (Фіг. 1). Кожна з секцій включає три камери 1, 2 та 3, робоча частина яких заповнена зернистим фільтруючим завантаженням. Фільтруюче завантаження кожної наступної по напряму фільтрування камери має крупність зерен меншу ніж завантаження попередньої камери. Камерами 1, 2 та 3 розділені каналами 4 зі стінками з пористих перегородок 5. Також в каналах 4 влаштовано затвори 6. На очищення вода потрапляє в канал 7 по трубопроводу 8, а фільтрат потрапляє в канал 9 і відводиться по трубопроводу 10. По трубопроводу 12 в нижню частину 13 камер 1, 2 та 3 подається промивна вода. Нижня частина 13 камер 1, 2 та З відділена від простору, заповненому фільтруючим завантаженням пористими плитами 14. В верхній частині камер 1, 2 та 3 з врахуванням розширення фільтруючого завантаження при промивці розташовані жолоба 15, куди потрапляє забруднена промивна вода після регенерації шару фільтруючого завантаження. Висота фільтруючого завантаження в кожній наступній по напряму фільтрування камері має менше значення на величину втрат напору. Щоб забезпечити однакову швидкість фільтрування в кожній камері секції фільтра І та II мають трапецієвидну форму. Секції фільтра І та II розділені перегородкою 16, розташування якої забезпечує збільшення ширини кожної наступної по напряму фільтрування камери на величину, яка приблизно дорівнює втратам напору у попередній камері. Це забезпечує приблизно однакову площу та, відповідно, швидкість фільтрування. 1 UA 101111 C2 5 10 15 20 25 Фільтр працює наступним чином. В режимі фільтрування вихідна вода по трубопроводу 8 подається в канал 7. Далі крізь пористу перегородку 5 вода надходить спочатку до камери 1, яка заповнена фільтруючим завантаженням з найбільшою крупністю зерен. Аналогічно вода послідовно проходить крізь камери 2 та 3 з меншою крупністю зерен фільтруючого завантаження та канали 4 з стінками з пористих перегородок 5. Після камери 3 з фільтруючим завантаженням з найменшою крупністю зерен очищена вода крізь останню пористу перегородку 5 потрапляє в канал 9, відкіля відводиться по трубопроводу 10. В режимі промивки промивна вода по трубопроводу 12 подається у нижню частину 13 тільки тієї камери, фільтруюче завантаження якої потребує регенерації. Через пористу плиту 14 промивна вода рівномірно розподіляється по площі фільтруючого завантаження камери, вертикально проходить крізь фільтруюче завантаження, вимиває забруднення з зерен завантаження та відводиться по жолобу 15. В режимі фільтрування затвори 6 відкриті і вільно пропускають воду, що очищується, а в режимі промивки - закриті, що перешкоджає перетіканню промивної води з однієї камери до іншої та дає можливість окремо промивати фільтруюче завантаження тієї камери, де рівень затриманих забруднень досяг граничної межі. Це забезпечує необхідну інтенсивність промивки при мінімальній витраті промивної води та зменшує втрати напору при промивці. Джерела інформації: 1. А. с. 1284581 СССР, МПК В 01 D 23/10, 36/02. Фильтр для очистки воды.-3904537/23-26; Заявл. 31.05.85; Опубл. 23.01.87, Бюл. № 3.-3 с 2. А. с. 1297889 СССР, МПК В 01 D 23/10. Радиальный фильтр.-3750826/23-26; Заявл. 06.06.84; Опубл. 23.03.87, Бюл. № 11.-3 с. 3. А. с. 1722529 СССР, МПК В 01 D 24/08. Радиальный двухслойный фильтр.-4764772/26; Заявл. 04.12.89; Опубл. 30.03.92, Бюл. № 12.-2 с. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 Багатошаровий фільтр для очищення води, що включає камери з фільтруючим завантаженням з різною крупністю зерен, в якому забезпечуються послідовне фільтрування в горизонтальному напряму, а промивка фільтра відбувається у вертикальному напряму, який відрізняється тим, що камери з фільтруючим завантаженням розділені каналами, в яких встановлені затвори, що відкриті при роботі фільтра в режимі фільтрування та закриті в режимі промивки; фільтр розділено перегородкою на дві секції таким чином, що ширина кожної наступної по напряму фільтрування камери збільшується на величину, яка відповідає втратам напору при фільтруванні у попередній камері. 2 UA 101111 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3