Фільтр activator-filter.03f

Реферат: Фільтр включає корпус, перфоровану перегородку, під якою розташоване фільтруюче завантаження, додаткову гранульовану насадку, яка здатна до іонізації під дією води і розміщена над перфорованою перегородкою, а також аератори, трубопроводи подачі води на очистку і відводу чистого фільтрату, патрубок відведення промивної води. Додаткова гранульована насадка виконана комплексною і включає інертні до іонізації під дією води сипучі гранули кварциту і/або антрацитового вугілля, і/або шунгіту, і/або кремнію і здатні до іонізації під дією води гранули бруситу, і/або цеоліту, і/або кліноптилоліту, активованих розчином католіту з прикатодної зони перетинкового електролізера. Трубопровід відводу чистого фільтрату обладнаний ∩-подібною сифонною системою і/або вакуум-насосом. UA 89323 U (12) UA 89323 U UA 89323 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель призначена для фільтраційного очищення води від забруднень шляхом комплексної фільтрації і може бути використана для комунального та промислового призначення, створення мобільних очисних станцій при надзвичайних ситуаціях, а також тренінгово-дослідницьких водоочисних центрів, при ремонті і модернізації очисних споруд природних і стічних вод, кондиціювання води для рибних ферм і зрошення. Відомий фільтр [1] для очищення води, конструкція якого складається з корпусу, заповненого гранульованим фільтруючим матеріалом, наприклад дробленим керамзитом, або спіненим полістиролом, трубопроводів підводу води на очищення та відводу очищеного фільтрату, пристрою для збору і відведення промивної води з осадом, розташованого в нижній частині корпусу. До недоліків відомого фільтра слід віднести низький градієнт редокс-потенціалу води до і після очищення фільтруванням і, як результат, невисоку ефективність очищення води від високодисперсних і розчинених забруднень органічного і мінерального походження, біогенних сполук азоту і фосфору, ПАР, СПАР, нафтопродуктів, залишків у воді ліків, пестицидів, гормонів, антибіотиків і присадок до пального. Для того, щоб забезпечити видалення широкого спектра забруднень із води, фільтр такого відомого типу вимагає проведення попередньої обробки води реагентами, окислювачами і флокулянтами, що потребує додаткових споруд і значних експлуатаційних затрат, виробничих будівель, обслуговування і перевитрат електроенергії. Найбільш близьким аналог до корисної моделі є відомий пристрій для очищення води, який складається з корпусу, розміщеної в корпусі перфорованої перегородки, під якою розташоване плаваюче фільтруюче завантаження, трубопроводу подачі води на очистку, трубопроводу відводу очищеної води, аераторів і системи промивки фільтра з патрубком видалення промивної води [2]. Недоліком аналога є низький градієнт редокс-потенціалу води до і після очищення фільтруванням і неможливість проведення ефективного вилучення біогенних сполук азоту і фосфору, ПАР, СПАР, нафтопродуктів, залишків у воді ліків, пестицидів, гормонів, антибіотиків і присадок до пального, котрі є в природних і стічних водах у вигляді органічного азоту, сполук амонію, нітритів і нітратів і є важливим показником забруднення води і ступеня її очищення. По наявності біогенних фосфор-і азотвмісних забруднень також можна робити висновки й про характер забруднення води і складність їх вилучення фільтруванням. В основу корисної моделі поставлена задача в фільтрі ACTIVATOR-FILTER.03F, що включає корпус, перфоровану перегородку, під якою розташоване фільтруюче завантаження, додаткову гранульовану насадку, яка здатна до іонізації під дією води і розміщена над перфорованою перегородкою, а також аератори, трубопроводи подачі води на очистку і відводу чистого фільтрату, патрубок відведення промивної води, в якому додаткова гранульована насадка виконана комплексною і включає інертні до іонізації під дією води сипучі гранули кварциту і/або антрацитового вугілля, і/або шунгіту, і/або кремнію і здатні до іонізації під дією води гранули бруситу і/або цеоліту, і/або кліноптилоліту, активованих розчином католіту з прикатодної зони перетинкового електролізера, крім того, трубопровід відводу чистого фільтрату обладнаний ∩подібною сифонною системою і/або вакуум-насосом і зблокований з фільтраційними касетами, покритими фільтраційними мембранами типу БЕЛЬТИНГ і/або ХЛОРИН, і/або ТМ СІНАП (SINAP), і/або типу ТМ НЕРОКС (NEROX), які розміщені над аераторами і додатковою гранульованою насадкою, яка здатна до іонізації під дією води, забезпечити збільшення градієнта редокс-потенціалу води до і після очищення фільтруванням. Поставлена задача вирішується тим, що у фільтрі ACTIVATOR-FILTER.03F, який включає корпус, перфоровану перегородку, під якою розташоване фільтруюче завантаження, додаткову гранульовану насадку, яка здатна до іонізації під дією води і розміщена над перфорованою перегородкою, а також аератори, трубопроводи подачі води на очистку і відводу чистого фільтрату, патрубок відведення промивної води, згідно з корисною моделлю, додаткова гранульована насадка виконана комплексною і включає інертні до іонізації під дією води сипучі гранули кварциту і/або антрацитового вугілля, і/або шунгіту, і/або кремнію і здатні до іонізації під дією води гранули бруситу і/або цеоліту, і/або кліноптилоліту, активованих розчином католіту з прикатодної зони перетинкового електролізера, крім того, трубопровід відводу чистого фільтрату обладнаний ∩-подібною сифонною системою і/або вакуум-насосом. Поставлена задача теж досягається в фільтрі ACTIVATOR-FILTER.03F за рахунок того, що трубопровід відводу чистого фільтрату, який обладнаний ∩-подібною сифонною системою і/або вакуум-насосом, виконують зблокованим з фільтраційними касетами, покритими фільтраційними мембранами типу БЕЛЬТИНГ, і/або ХЛОРИН, і/або ТМ СІНАП (SINAP), і/або 1 UA 89323 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 типу ТМ НЕРОКС (NEROX), які розміщені над аераторами і додатковою гранульованою насадкою, яка здатна до іонізації під дією води. Завдяки запропонованому технічному рішенню в фільтрі ACTIVATOR-FILTER.03F фільтруюче завантаження набуває активних (відносно до частинок забруднення, молекул і іонів) електрокінетичних властивостей за рахунок матеріалу іонізації додаткової гранульованої насадки, який здатен до іонізації під дією води. Іонізований матеріал, активований католітом, отриманим із прикатодної зони перетинкового електролізера, в розчиненому і дисперсному стані надходить в фільтруюче завантаження, частково адсорбується, частково коагулює, покриває фільтруючу поверхню додатковим намивним сорбційно-фільтруючим пластом, утворюючи на додатковій гранульованій насадці, яка виконана комплексною і включає інертні до іонізації під дією води сипучі гранули кварциту, і/або антрацитового вугілля, і/або шунгіту, і/або кремнію, додаткову активну електрокінетично-фільтруючу плівку-пласт, що здатна не відштовхувати, а притягувати домішкові включення і видалятися при вичерпанні своїх фільтруючих властивостей при регенерації фільтра. При цьому такий додатковий намивний сорбційно-фільтруючий пласт формується і на фільтраційних касетах, покритих фільтраційними мембранами типу БЕЛЬТИНГ і/або ХЛОРИН, і/або ТМ СІНАП (SINAP), і/або типу ТМ НЕРОКС (NEROX), які з'єднані з трубопроводом відводу чистого фільтрату і розміщені над аераторами і додатковою гранульованою насадкою, яка здатна до іонізації під дією води. Таким матеріалом, здатним до іонізації під дією води, є природні не "хімічного" походження гранули бруситу, і/або цеоліту, і/або кліноптилоліту, попередньо активованих розчином католіту з прикатодної зони перетинкового електролізера, що значно покращує сорбційно-фільтраційні властивості фільтраційного завантаження, особливо при видаленні з води біогенних сполук азоту і фосфору, ПАР, СПАР, нафтопродуктів, залишків у воді ліків, пестицидів, гормонів, антибіотиків і присадок до пального і для регулювання градієнта редокс-потенціалу води при фільтраційному очищенні. При виконанні трубопроводу відводу чистого фільтрату обладнаним ∩-подібною сифонною системою і/або вакуум-насосом і зблокованим з фільтраційними касетами, покритими фільтраційними мембранами типу БЕЛЬТИНГ і/або ХЛОРИН, і/або ТМ СІНАП (SINAP), і/або типу ТМ НЕРОКС (NEROX), покращується режим фільтрації не залежно від початку, чи завершення циклу фільтрування, зростає і стабілізується постійна різниця тисків води до фільтрування і після фільтрування, чим забезпечується надійне доочищення води від біогенних сполук азоту і фосфору, ПАР, СПАР, нафтопродуктів, залишків у воді ліків, пестицидів, гормонів, антибіотиків і присадок до пального, а також забезпечується збільшення градієнту редокс-потенціалу води до і після очищення фільтруванням. Корисна модель пояснюється кресленням, де зображений фільтр ACTIVATOR-FILTER.03F. Фільтр ACTIVATOR-FILTER.03F складається з корпусу 1, перфорованої перегородки 5 під якою розташоване плаваюче фільтруюче завантаження 3 (наприклад, спінений пінополістирол), розміщеної на перфорованій перегородці 5 комплексної гранульованої насадки, яка включає шар, здатний до іонізації під дією води гранул бруситу і/або цеоліту, і/або кліноптилоліту, активованих розчином католіту з прикатодної зони перетинкового електролізера 7, над яким розташований шар додаткової гранульованої насадки, яка виконана комплексною і включає інертні до іонізації під дією води сипучі гранули кварциту, і/або антрацитового вугілля, і/або шунгіту, і/або кремнію 6, і аератори 4, трубопроводу підводу води на очищення 8 з розподільним перфорованим трубопроводом, збірним дренажем, приєднаним до трубопроводу відводу чистого фільтрату 2, а також дренажем-збірником 10 із патрубком відводу промивної води, трубопроводу відводу чистого фільтрату 2, який обладнаний ∩-подібною сифонною системою 9 і/або вакуум-насосом 11 і зблокованим з фільтраційними касетами покритими фільтраційними мембранами типу БЕЛЬТИНГ і/або ХЛОРИН, і/або ТМ СІНАП (SINAP), і/або типу ТМ НЕРОКС (NEROX) 12. Фільтр ACTIVATOR-FILTER.03F працює таким чином. Вода на очищення подається по трубопроводу 8 через розподільний перфорований трубопроводід, розміщений в нижній частині в корпусу 1, заповнюючи його знизу доверху. Плаваюче фільтруюче завантаження 3 піднімається до перфорованої перегородки 5, що утримує його. При фільтруванні крізь плаваюче фільтруюче завантаження 3 вода очищається від зважених домішок, які осаджуються на поверхні гранул плаваючого фільтруючого завантаження. Пройшовши крізь утримуючу перегородку 5, вода потрапляє у фільтруючий шар, здатний до іонізації під дією води гранули бруситу, і/або цеоліту, і/або кліноптилоліту 7, активованих розчином католіту з прикатодної зони перетинкового електролізера. Завдяки іоноактивним властивостям поверхні гранул шару 7 провадиться ефективний процес вилучення забруднень, особливо біогенних сполук азоту і фосфору, ПАР, СПАР, нафтопродуктів, залишків у воді ліків, пестицидів, гормонів, антибіотиків і присадок до пального, що знаходяться в іонній 2 UA 89323 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 формі, а також процеси коагулювання та флокуляції (залежно від виду домішок). Пройшовши процес вилучення забруднень та інтенсифікації інших видів домішок, вода надходить в шар інертного завантаження, виконаний з гранул кварциту і/або антрацитового вугілля, і/або шунгіту, і/або кремнію, на поверхні яких утримуються залишки забруднень, а очищена вода доочищається і рівномірно збирається збірним дренажем 2, який обладнаний ∩-подібною сифонною системою 9 і/або вакуум-насосом 11 і зблокованим з фільтраційними касетами, покритими фільтраційними мембранами типу БЕЛЬТИНГ і/або ХЛОРИН, і/або ТМ СІНАП (SINAP), і/або типу ТМ НЕРОКС (NEROX) 12 і по трубопроводу відводу чистого фільтрату надходить для подальшого використання. При виконанні трубопроводу відводу чистого фільтрату 2 обладнаним ∩-подібною сифонною системою 9 і/або вакуум-насосом 11 і зблокованим з фільтраційними касетами, покритими фільтраційними мембранами типу БЕЛЬТИНГ і/або ХЛОРИН, і/або ТМ СІНАП (SINAP), і/або типу ТМ НЕРОКС (NEROX) 12, значно покращується режим фільтрації не залежно від типу забруднень і початку, чи завершення циклу фільтрування, зростає і стабілізується в розрахункових межах постійна різниця тисків води до фільтрування і після фільтрування, чим забезпечується надійне доочищення води від колоїдів, біогенних сполук азоту і фосфору, ПАР, СПАР, нафтопродуктів, залишків у воді ліків, пестицидів, гормонів, антибіотиків і присадок до пального, а також забезпечується збільшення градієнту редокс-потенціалу води до і після очищення фільтруванням. Після вичерпання фільтраційно-сорбційних можливостей комплексного фільтруючого завантаження, плаваючих фільтраційних гранул 3, додаткової гранульованої насадки, яка виконана комплексною і включає інертні до іонізації під дією води сипучі гранули кварциту і/або антрацитового вугілля, і/або шунгіту, і/або кремнію 6 і здатні до іонізації під дією води гранули бруситу, і/або цеоліту, і/або кліноптилоліту 7, активованих розчином католіту з прикатодної зони перетинкового електролізера, фільтраційних касет, покритих фільтраційними мембранами типу БЕЛЬТИНГ і/або типу ТМ СІНАП (SINAP), і/або типу ТМ НЕРОКС (NEROX), які розміщені над аераторами і додатковою гранульованою насадкою, яка здатна до іонізації під дією води 12, пристрій виводиться в режим регенерації. Для цього припиняється подача води по трубопроводу 8, відкривається водозапірна арматура на трубопроводі 10, подається повітря в аератори 4 і очищена вода, що знаходиться над шарами фільтруючих завантажень 3, 7, 6 і 12 у зворотному відносно до фільтрування напрямі (з активною аерацією поверхні фільтраційних касет 12, гранульованого завантаження 6 і підвищеною швидкістю), промиває поверхню всіх фільтруючих шарів, при цьому розріджується найбільш об'ємний шар плаваючого фільтруючого завантаження 3, яке активно перемішується направленим до низу потоком промивної води. Промивна вода забирається дренажем-збірником 10 та відводиться на утилізацію-прояснення. Після промивки цикл фільтрування повторюється, при цьому найбільш чиста вода залишається в порах плаваючого фільтруючого завантаження, що примикає до перфорованої перегородки і в порах додаткової гранульованої насадки, яка виконана комплексною і включає інертні до іонізації під дією води сипучі гранули кварциту і/або антрацитового вугілля, і/або шунгіту, і/або кремнію і здатні до іонізації під дією води гранули бруситу, і/або цеоліту, і/або кліноптилоліту, активованих розчином католіту з прикатодної зони перетинкового електролізера, а також фільтраційними касетами, покритими фільтраційними мембранами типу БЕЛЬТИНГ і/або типу ТМ СІНАП (SINAP), і/або типу ТМ НЕРОКС (NEROX), які розміщені над додатковою гранульованою насадкою, яка здатна до іонізації під дією води. Наведена схема роботи фільтра ACTIVATOR-FILTER.03F розкриває загальну схему технічного рішення, але в варіантах виконання додаткова гранульована насадка може бути виконана комплексною і включати в суміші із інертних до іонізації під дією води сипучих гранули кварциту, і/або антрацитового вугілля, і/або шунгіту, і/або кремнію і здатних до іонізації під дією води гранул бруситу, і/або цеоліту, і/або кліноптилоліту, активованих розчином католіту з прикатодної зони перетинкового електролізера. Запропоновані конструктивні рішення фільтра ACTIVATOR-FILTER.03F дозволяють на додаток до відомої взаємодії між частинкою забруднення і насадкою використовувати сорбційно-електрокінетичну взаємодію між ними. При цьому ці дві силові взаємодії діють однонаправлено, що створює умови для більш ефективного вилучення домішкових включень і доочищення води від біогенних сполук азоту і фосфору, ПАР, СПАР, нафтопродуктів, залишків у воді ліків, пестицидів, гормонів, антибіотиків і присадок до пального, а також забезпечується збільшення градієнта редокс-потенціалу води до і після очищення фільтруванням, підвищити сорбційні можливості гранульованої насадки, збільшити ефективність та ємкість поглинання фільтруючою насадкою домішкових включень як за рахунок нейтралізації їх заряду, і, відповідно, сил відштовхування між одноіменно зарядженими частинками, а навпаки - набуття електрокінетичних характеристик, які сприяють саме "притягуванню" і злипанню домішкових 3 UA 89323 U 5 10 15 20 25 колоїдних включень, а відтак, суттєво продовжити цикл фільтрування і збільшити брудомісткість пристрою, забезпечивши при цьому збільшення градієнта редокс-потенціалу води при фільтруванні. На відміну від відомих конструкцій фільтр ACTIVATOR-FILTER.03F не потребує додаткової апаратури, адже процес провадиться безпосередньо на гранулах фільтруючого завантаження, а іонізовані частки і колоїдні флокули, що утворюються, слугують додатковим фільтруючим матеріалом, який здатен значно посилювати ефект очищення, забезпечивши при цьому збільшення градієнту редокс-потенціалу води при фільтруванні. Ці фактори дозволяють зробити використання фільтра ACTIVATOR-FILTER.03F більш ефективним (у порівнянні з відомими конструкціями) як в плані очистки води, так і в економічному аспекті, адже фільтр ACTIVATOR-FILTER.03F не вимагає розгортання досить складного реагентного господарства і обладнання, а основні технологічні операції по експлуатації запропонованого пристрою можуть бути максимально автоматизовані. Врешті, слід відзначити, що запропоноване технічне рішення створює достатні оптимальні умови і базується на використанні природного явища іонізації матеріалів і електростатичних властивостей частинок, забезпечивши при цьому збільшення градієнту редокс-потенціалу води при фільтруванні. Завдяки використанню природних матеріалів і природних явищ економічний ефект від впровадження пристрою фільтр ACTIVATOR-FILTER.03F може складати більше 1 900,0 тис. грн. на рік для водоочисних споруд природних вод продуктивністю 8 500,0 м. куб на добу в порівнянні з прототипом. Пристрій є енергоекономним, надійним при використанні, універсальним і простим в експлуатації. Джерело інформації: 1. А.с. СРСР № 682246, ВОІД 23/26; 1975 р 2. Патент на винахід № 42224 А, бюл. № 9, 2001 р. (аналог). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 1. Фільтр, що включає корпус, перфоровану перегородку, під якою розташоване фільтруюче завантаження, додаткову гранульовану насадку, яка здатна до іонізації під дією води і розміщена над перфорованою перегородкою, а також аератори, трубопроводи подачі води на очистку і відводу чистого фільтрату, патрубок відведення промивної води, який відрізняється тим, що додаткова гранульована насадка виконана комплексною і включає інертні до іонізації під дією води сипучі гранули кварциту і/або антрацитового вугілля, і/або шунгіту, і/або кремнію і здатні до іонізації під дією води гранули бруситу і/або цеоліту, і/або кліноптилоліту, активованих розчином католіту з прикатодної зони перетинкового електролізера, крім того, трубопровід відводу чистого фільтрату обладнаний ∩-подібною сифонною системою і/або вакуум-насосом. 2. Фільтр за п. 1, який відрізняється тим, що трубопровід відводу чистого фільтрату додатково зблокований з фільтраційними касетами, покритими фільтраційними мембранами типу БЕЛЬТИНГ і/або ХЛОРИН, і/або ТМ СІНАП (SINAP), і/або типу ТМ НЕРОКС (NEROX), які розміщені над аераторами і додатковою гранульованою насадкою, яка здатна до іонізації під дією води. 4 UA 89323 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 5