Фільтр- денітрифікатор

1 Фільтр-денітрифікатор, який включає корпус, в якому розташовані шари фільтруючого завантаження, патрубки підводу води на очистку і відводу фільтрату, який відрізняється тим, що фільтруюче завантаження розташоване в окремих касетах із пористими перегородками, які розміщені між собою в корпусі неконтактно із утворенням між ними проміжків, а також простору в верхній та нижній частинах корпусу, які є ВІДПОВІДНО зонами подачі води та збору фільтрату, при цьому сама подача води на очистку провадиться за допомогою додаткового пристрою аерозольного розпилення, який розташований в зоні подачі води в корпус і до якого приєднаний патрубок підводу води 2 Фільтр-денітрифікатор по п 1, який відрізняється тим, що кожна із касет в її нижній частині обладнана пористою перегородкою для утримання фільтруючого завантаження, а також діафрагмою-розсіювачем, яка розташована із зазором по відношенню до утримуючої перегородки 3 Фільтр-денітрифікатор по п 1, який відрізняється тим, що додатково обладнаний системою підготовки та подачі газового середовища в корпус за допомогою спеціальних газових комунікацій, які включають трубопроводи та форсунки 4 Фільтр-денітрифікатор по пп 1, 3, який відрізняється тим, що підготовка газового середовища включає іонізацію газу, що подається в корпус за допомогою пристрою, який розташований за межами корпусу, до якого приєднані газові комунікації 5 Фільтр-денітрифікатор по пп 1 , 3 який відрізняється тим, що підготовлене газове середовище подається в пристрій аерозольного розпилення за допомогою додаткових газових комунікацій СО сч Винахід відноситься до пристроїв, які призначені для очищення рідин шляхом їх фільтрування крізь спеціальні фільтруючі завантаження і може бути використаний для видалення домішкових включень з води та інших рідких технологічних середовищ в багатьох галузях промисловості Відомий напірний фільтр для очищення рідини, що містить корпус із кришкою, дренажно-розподільну систему, розташовану на ній зернисте завантаження і фільтруючий елемент для попереднього очищення, котрий виконаний у виді стаканів із ЗОВНІШНІМИ сіткам, при цьому стакани прикріплені до кришки, частково занурені в зернисте завантаження і мають отвори над завантаженням і в дні, а сггки розміщені над завантаженням [1] Фільтр має низьку ефективність видалення азотмістких домішкових включень, тому що в ньому не створюється комбінований фільтрувальний шар із заданими параметрами при ЗМІНІ складу рідини, що очищається, і видалення при необхідності цього шару Відомий фільтр із зернистим завантаженням, який містить корпус, в якому розташоване фільтруюче завантаження, патрубки для подачі води на очистку і відводу фільтрату, фільтр обладнаний кільцями, які встановлені в корпусі одне над іншим, а шари фільтруючого завантаження розміщені між ними [2] (прототип) Окрім незручності в експлуатації даний фільтр має недостатню ефективність очищення води, особливо це стосується вилучення нггратів, нггритів, а також інших забруднень в розчиненій 45123 формі Це зумовлено тим, що в результаті суцільного заповнення корпусу фільтра не забезпечується необхідна площа контакту з газовим середовищем, котре сприяє процесу окислення і переведення в стан зважених домішок із подальшим їх видаленням в фільтруючому завантаженні Аерація повітрям пристрою Із пошаровим розташуванням фільтруючого завантаження і який повністю заповнений водою не призводить до бажаного ефекту не тільки від недостатньої площі контакту між середовищами, що сприяє масообмінним та окислювальним процесам, але й від руйнування спливаючими бульбашками газу стабільності завантаження В основу винаходу поставлена задача, в фільтрі-денітрифікаторі для очистки води, за рахунок того, що фільтруюче завантаження розташоване в окремих касетах із пористими перегородками, котрі розміщені між собою в корпусі неконтактно із утворенням між ними проміжків, а також простору в верхній та нижній частинах корпусу, які є ВІДПОВІДНО зонами подачі води та збору фільтрату, при чому сама подача води на очистку провадиться за допомогою додаткового пристрою аерозольного розпилення, який розташований в зоні подачі корпусу і до якого приєднаний патрубок підводу води забезпечити збільшення площі контакту води з повітрям у внутрішньому просторі фільтра та площі контакту із фільтруючим завантаженням Поставлена задача досягається в конструкції фільтра-денггрифікатора, який включає корпус, в якому розташовані шари фільтруючого завантаження, патрубки підводу води на очистку і відводу фільтрату, за рахунок того, що фільтруюче завантаження розташоване в окремих касетах із пористими перегородками, котрі розміщені між собою в корпусі неконтактно із утворенням між ними проміжків, а також простору в верхній та нижній частинах корпусу, які є ВІДПОВІДНО зонами подачі води та збору фільтрату, при чому сама подача води на очистку провадиться за допомогою додаткового пристрою аерозольного розпилення, який розташований в зоні подачі корпусу і до якого приєднаний патрубок підводу води Поставлена задача може бути досягнута за допомогою того, що в фільтрі-денітрифікаторі кожна із касет в її нижній частині обладнана пористою перегородкою для утримання фільтруючого завантаження, а також гнучкою діафрагмою-розсіювачем, яка розташована із зазором по відношенню до утримуючої перегородки Поставлена задача досягається за рахунок того, що фільтр-денггрифікатор додатково обладнаний системою підготовки та подачі газового середовища в корпус за допомогою спеціальних газових комунікацій, які включають трубопроводи та форсунки Поставлена задача може бути досягнута за допомогою того, що в фільтрі денггрифікаторі підготовка газового середовища включає іонізацію газу, що подається в корпус за допомогою пристрою, який розташований за межами корпусу, до якого приєднані газові комунікації Поставлена задача може бути досягнута за допомогою того, що в фільтрі-денггрифікаторі під готовлене газове середовище подається в пристрій аерозольного розпилення за допомогою додаткових газових комунікацій Завдяки технічному рішенню, що пропонується, зокрема розташуванню фільтруючого завантаження в окремих касетах, котрі розміщені між собою з утворенням проміжків та простору у верхній та нижній частинах і які мають пористі перегородки, досягається створення необхідного газового середовища між шарами фільтруючого завантаження, а у поєднанні з подачею води на очищення у вигляді аерозолю, за допомогою додаткового пристрою аерозольного розпилення, що розташований в зоні подачі води в корпус, забезпечується необхідна площа контакту води з газовим середовищем, котре знаходиться в корпусі Із зменшенням розміру краплинок аерозолю збільшується їх питома (у відношенні до маси) площа поверхні, а відтак - площа контакту з газовим середовищем внутрішнього об'єму фільтра-денітрифікатора Це призводить до більш активного окислення розчинених азотмісних забруднень (нітрати, нітрити), а також домішок сірководню, з'єднань заліза, марганцю тощо У поєднанні з фільтруванням крізь шари завантаження, яке розташоване в касетах при контакті з газовим середовищем в проміжках між касетами, а також і при фільтруванні вода піддається багатостадійному окислювально-фільтрувальному процесу Конструкція касет, яка передбачає наявність утримуючої (фільтруюче завантаження) перегородки, а також діафрагми-розсіювача, яка розташована із зазором відносно утримуючої перегородки, забезпечує витікання води з кожної касети у краплеподібному вигляді, що також сприяє збільшенню площі контакту води з газовим середовищем у між касетному просторі Для інтенсифікації процесів окислення, подовження часу контакту і ефективності контакту води з газовим середовищем призначена система підготовки та подачі газового середовища в корпус фільтра за допомогою газових комунікацій та форсунок Це дозволяє не тільки створювати рух газу в середині корпусу, що впливає на подрібнення крапель води, але й створити умови для інтенсифікації процесу окислення із переведенням розчинених домішок в дисперсну форму Ця система дозволяє регулювати КІЛЬКІСТЬ подачі газу, його температуру та, що не менш важливо, склад За допомогою системи підготовки газового середовища в корпус можна подавати очищене іонізоване повітря, яке попередньо пройшло процес іонізації в окремому пристрої за межами корпусу, створити циркуляцію спеціального газового (не повітря) середовища (озон, фтор, хлор та ш ) За допомогою системи підготовки газового середовища та додаткових газових комунікацій, які приєднані до пристрою аерозольного розпилення може забезпечуватись робота самого пристрою, що також сприяє покращенню контакту між водою та газовим середовищем в зоні подачі води на очистку На фіг 1 зображена принципова схема фільтра-денггрифікатора, на фіг 2 - схема фільтра денггрифікатора із системою підготовки та подачі газового середовища в корпус, на фіг 3 - схема 45123 фільтра денггрифікатора із подачею газового середовища в корпус і пристрій аерозольного розпилення Фільтр-денітрифікатор включає корпус 1, із зафіксованими в ньому касетами 2, в яких розташоване фільтруюче завантаження 3, котре утримується в касеті перегородкою 4, під якою розташована діафрагма-розсіювач 5, при цьому касети розташовані неконтактно між собою із утворенням проміжків, а також простору в верхній та нижній частинах корпусу, які є ВІДПОВІДНО зонами подачі води та збору фільтрату, де у верхній частині корпусу 1 розміщений пристрій аерозольного розпилення 6, до якого приєднаний патрубок підводу води на очистку 7, а до нижньої частини корпусу приєднаний патрубок відводу фільтрату 8, у верхній частиш корпусу розміщений газодренажний патрубок 9 Фільтр-денггрифікатор може комплектуватись системою підготовки газового середовища 10, яке подається по газових комунікаціях 11 і вводиться в корпус за допомогою форсунок 12, рециркуляційного трубопроводу води 13 з підкачуючим насосом 14, а також додаткових газових комунікацій 15, які забезпечують подачу підготовленого газового середовища в пристрій аерозольного розпилення води 6 ном Фільтр-денітрифікатор працює слідуючим чи При включенні фільтра-денітрифікатора в роботу вода на очищення подається по трубопроводу 7 в пристрій аерозольного розпилення 6, за допомогою якого струмінь води розпилюється у вигляді аерозолю в зоні подачі води на очистку корпусу 1, при цьому поверхня кожної із крапель контактує із газовим середовищем, за рахунок чого провадиться окислення розчинених домішок із утворенням частинок дисперсної фази Далі частинки аерозолю потрапляють в першу касету 2, осаджуючись в насадку 3, яка утримується в касеті за допомогою пористої перегородки 4 При цьому аерозоль води при осадженні на насадку покриває останню тонким шаром, що супроводжується як ефективним вилученням дисперсних домішок, так і постійним контактом із газовим середовищем простору фільтра Просочуючись крізь насадку першої касети, частково очищена вода спадає на діафрагму-розсіювач, при спаданні на яку подрібнюється на крапельки і потрапляє в газовий міжкасетний проміжок, в якому провадиться додаткове окислення, осаджується на насадку 3 наступної касети 2 При проходженні багатостадійних процесів окислення і фільтрування в газових проміжках корпусу 1 і завантажені З, ДОМІШКОВІ включення затримуються в фільтруючому завантаженні, а очищена вода збирається в нижній частині корпусу, в зоні збору фільтрату і відводиться по трубопроводу 8 Для інтенсифікації процесів окислення передбачена додаткова система підготовки та подачі газового середовища в корпус 10, яка призначена для створення необхідної якості газу, що контактує із аерозолем в середині корпусу 1 (очищення, ІОНІЗІЦІЯ повітря, температурна корекція, підготовка спеціальних газів або їх суміші) 3 пристрою 10 по комунікаціях 11 газ подається до корпусу 1 і вдувається в нього через форсунки 12, котрі створюють циркуляцію газу в проміжках між касетами 2, а надлишок повітря може виходити через газодренажний патрубок 9 в атмосферу, або відводитись знову в пристрій підготовки газового середовища 10 Фільтр може бути обладнаний системою рециркуляції, яка включає трубопровід 13 і підкачуючий насос 14 Підготовлене газове середовище може подаватись додаткових газових комунікаціях 15 в пристрій аерозольного розпилення 6, що підвищує ефективність розпилення води Після вичерпання сорбційних можливостей фільтруючого завантаження 3 фільтр -денітрифікатор виводиться в режим регенерації Для цього корпус 1 може бути повністю заповнений водою із подальшим швидкісним її витіканням із нього, за рахунок чого вода захоплює домішки з насадки і відводиться в дренаж на відстоювання Конструкція фільтра передбачає також можливість демонтажу касет із фільтруючим завантаженням із подальшим його очищенням від домішкових включень за межами корпусу Після регенерації насадки фільтр-денітрифікатор знову включається в роботу фільтрування повторюється Запропоноване технічне рішення має суттєві ВІДМІННОСТІ від існуючих конструкцій очисних пристроїв Це полягає у тому, що він забезпечений додатковим пристроєм аерозольного розпилення, за допомогою якого само у такому вигляді вода надходить на очистку, тобто сам фільтр не є повністю заповненим водою Саме подача води у вигляді аерозолю підвищує питому площу контакту між водою і газовим середовищем, адже відношення площі поверхні F до об'єму V аерозольної частинки F/V = З/d, де d - діаметр частинки аерозолю Окрім того, зменшення їх (аерозолю) розміру сприяє та динаміка входження дозволяє подовжити час контакту між рідкою та газовою фазою Результатом є значне збільшення абсорбційних процесів на межі вода-газ, що сприяє прискореному окисленню розчинених домішок, переведенню їх в зважений стан із подальшим осадженням на фільтруючому завантаженні Саме розташування завантаження в касетах, котрі розміщені між собою в корпусі неконтактно із утворенням між ними проміжків, а також простору в верхній та нижній частинах корпусу подовжують час контакту із газовим середовищем, створюють чергування процесів окислення-фільтрування Сам процес фільтрування проходить із розтіканням води по поверхні завантаження із утворенням на ньому плівки, що може бути тільки при аерозольній подачі води Важливо й те, що очистку можна проводити із врахуванням специфіки забруднень шляхом оптимального підбору фільтруючого завантаження в кожній із касет, в яких очищається вода Після проходження фільтрування в кожному завантаженні вода також розсіюється в просторі між касетами за допомогою діафрагми-розсіювача Все це прискорює абсорбційноадсорбційні процеси очищення, що сприяє більш глибокому вилученню домішкових включень із води Інтенсифікувати процес окислення та очистки 45123 води від домішок призначена система підготовки газового середовища та подачі його в корпус за допомогою спеціальних газових комунікацій, які включають трубопроводи та форсунки Підготовка може полягати в очистці газу, іонізації, піддаватися температурній корекції тощо Форсунки, через які вдувається газ в корпус фільтра, створюють необхідну циркуляцію газу в проміжках між касетами, що сприяє більш активному та тривалому контакту із аерозолем води, подрібненню крапель та прискоренню абсорбції газу водою, а також просочування газу крізь насадку забезпечує утворенню плівки на елементах завантажен 8 ня і підвищенню адсорбції домішок на ньому Підготовлене газове середовище може використовуватись в роботі пристрою аерозольного розпилення для інтенсифікації процесу розпилення, а також у випадку, коли пристрій виконує функцію ежектора Комбінація запропонованих рішень дозволяє одержати більш ефективне очищення води, а прискорення процесу призводить до зменшення розмірів самої конструкції, що робить м більш дешевою 1 А с №434959, кл В 01 D 27/12, 1974 2 А с №1315002, кл В 01 D 37/00, 1985 ФІГ. 1 Фіг. 2 45123 10 Фіг. З ДП "Український інститут промислової власності "(Укрпатент) Україна, 04119, Киів-119, вул сім'ї Хохлових, 15 (044) 456-20-90