Фильтр для механической очистки сточной воды

Полезная модель относится к области очистки сточных вод, а именно к устройствам для очистки сточных вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов при окончании канализационной сети перед контрольным колодцем.
Известен сменный фильтрующий элемент, герметично закрепленного к внутренней поверхности патрона, входящего в состав картриджного гидроциклонного фильтра для очистки жидкостей от твердых взвешенных частиц (Патент на полезную модель RU 113678, МПК B04C9/00, B01D29/11, опубл. 27.02.2012 г.).
Недостатком данного фильтра является сложность конструкции фильтра, низкая эффективность очистки воды от нефтепродуктов, быстрое засорение и невозможность регенерации фильтра.
Известен фильтр механической очистки с загрузкой из волокнистого материала в виде капрона, входящий в состав устройства для очистки ливневых сточных вод (Патент на полезную модель RU 140160, МПК C02F1/00, опубл. 27.04.2014 г.).
Недостатком данного фильтра является низкая эффективность очистки воды от взвешенных веществ и нефтепродуктов.
Известен фильтр механической очистки воды, расположенный в подземном пространстве в бетонном колодце, с загрузкой из минеральных или синтетических волокон, с возможностью подачи воды на очистку в нижней части механического фильтра (Патент на полезную модель RU 38751, МПК C02F1/00, опубл. 10.07.2004 г.).
Недостатком данного фильтра является низкая эффективность очистки воды от взвешенных веществ и нефтепродуктов и скапливание взвешенных веществ в нижней части механического фильтра.
Известен фильтр для механической очистки сточной воды в форме патрона с водопроницаемыми верхним и нижним концами и непроницаемой боковой стенкой, расположенный в подземном пространстве в бетонном колодце. Фильтр содержит сетку, расположенную на верхнем конце патрона, и заполнен волокнистым фильтрующим материалом (Патент на полезную модель RU 150518, МПК C02F1/00, опубл. 20.02.2015 г.).
Недостатком данного фильтра является низкая эффективность очистки воды от взвешенных веществ и нефтепродуктов, нефтепродуктов, их оседание на фильтре и скапливание в кольцевом кармане между стенкой колодца и стенкой корпуса фильтра, а также затрудненная регенерация фильтра.
Наиболее близким является фильтр для механической очистки сточной воды в форме заполненного волокнистым фильтрующим материалом патрона с водопроницаемыми верхним и нижним концами и непроницаемой боковой стенкой, содержащий расположенную на верхнем конце патрона сетку, выполненную в виде трубчатого эластичного трикотажа, заполненного резиновой крошкой (Патент на полезную модель RU 167224, МПК C02F1/00, B01D27/02, опубл. 27.12.2016 г.).
Недостатком фильтра является увеличение проницаемости сетки - снижение плотности поровой структуры при увеличении объема резиновой крошки вследствие ее набухания в процессе работы фильтра.
Задачей полезной модели является разработка конструкции механического фильтра для технических и технологических целей в водообороте.
Технический результат заключается в повышении качества очистки сточной воды.
Технический результат достигается при использовании фильтра для механической очистки сточной воды в форме заполненного волокнистым фильтрующим материалом патрона с водопроницаемыми верхним и нижним концами и непроницаемой боковой стенкой, содержащего расположенную на верхнем конце патрона сетку, выполненную в виде трубчатого эластичного трикотажа из нерастяжимой и эластомерной нитей, заполненного резиновой крошкой, при этом нерастяжимая нить выполнена из разноусадочных полимерных материалов с разницей в усадке 10-25%.
Фильтр для механической очистки сточной воды входит в систему фильтров для очистки воды состоящих из фильтров механической и сорбционной очистки, расположенных в подземном пространстве в отдельных колодцах, соединенных трубопроводами с возможностью подачи сточной воды на очистку в верхнюю часть фильтра механической очистки и отвода от нижней части фильтра по ходу движения воды.
На верхнем конце фильтра для механической очистки сточной воды в форме патрона расположена сетка в виде трубчатого эластичного трикотажа, заполненная резиновой крошкой.
Выполнение сетки в виде трубчатого эластичного трикотажа из нерастяжимой и эластомерной нитей, при котором нерастяжимая нить выполнена из разноусадочных полимерных материалов с разницей в усадке 10-25%, позволяет получить сетку с переменной поровой структурой, обеспечивающей качественную фильтрацию взвешенных частиц не только при предельно плотной структуре, но и при частично растянутом состоянии (при увеличении объема резиновой крошки вследствие ее набухания в процессе работы фильтра), а при сильно растянутой структуре быструю и качественную регенерацию, а также обеспечивает удержание резиновой крошки в растянутом виде (увеличение вследствие набухания суммарного объема резиновой крошки приводит к растяжению трубчатого эластичного трикотажа, через увеличенные ячейки которого может происходить потеря мелкой резиновой крошки и как следствие снижение качества очистки).
Выполнение нерастяжимой нити из разноусадочных полимерных материалов с разницей в усадке 10-25% благодаря сохранению высокой плотности трикотажа в процессе работы фильтра обеспечивает более качественное задержание мелких частиц взвешенных веществ и микрокапель эмульгированных нефтепродуктов, а высокая растяжимость трикотажа по длине и ширине способствует регенерации сетки.
Использование резиновой крошки обеспечивает качественную очистку сточных вод от нефтепродуктов за счет взаимодействия поверхности резиновой крошки с органической пленкой, которая всегда остается в поверхностных слоях сточных вод. Кроме этого, резиновая крошка служит дополнительной механической преградой для взвешенных частиц в сточных водах.
Нерастяжимую нить из разноусадочных полимерных материалов помещают в термошкаф и нагревают выше температуры стеклования обоих компонентов на 10-20°С, но ниже температуры текучести обоих компонентов. В результате разной термоусадки компонентов нерастяжимой нити, образующиеся извитки скручиваются в спираль, создавая объемную извитую поверхность нити. Время термообработки составляет 45-70 мин в зависимости от толщины бикомпонентной нити. Охлаждение бикомпонентной нерастяжимой нити осуществляется при температуре 22°C в течение 12-24 ч.
Разница в усадке двух разноусадочных полимерных материалов нерастяжимой нити в 10-25% с одной стороны обеспечивает достаточное количество и размер извитков для формирования объемной и плотной структуры трикотажа, с другой стороны, позволяет сохранить растяжимость трикотажа по его длине и ширине, для возможности регенерации и многократного использования. Понижение разницы в усадке снижает эффективность материала, а повышение - приводит к запутыванию извитков и разрыву нити в процессе вязки.
Трубчатый эластичный трикотаж получают путем одновременного провязывания нерастяжимой и эластомерной нитей на одноцилиндровой кругловязальной трикотажной машине 22 класса при натяжении бикомпонентной нерастяжимой нити 2,3-2,6 Н и эластомерной нити 2,3-2,8 Н. Извитки бикомпонентной нерастяжимой нити выпрямляются под действием натяжения.
По окончании вязки бикомпонентная нерастяжимая нить обратно скручивается в извитки, создавая объемную извитую поверхность трикотажа.
Готовые сетки из трубчатого эластичного трикотажа заполняют резиновой крошкой и устанавливают на верхнем конце патрона.
На фиг. 1 показан общий вид фильтра для механической очистки в системе фильтров, помещенных в подземные бетонные колодцы, на фиг. 2 показана графическая запись переплетения трубчатого эластичного трикотажа из эластомерной нити и нерастяжимой нити, выполненной из разноусадочных полимерных материалов.
Фильтр для механической очистки сточной воды 1 входит в систему фильтров для очистки воды состоящих из накопительной емкости (колодца) 2, фильтра механической 1 очистки, фильтра сорбционной 3 очистки и контрольного колодца 4, расположенных в подземном пространстве в отдельных колодцах, соединенных трубопроводами 5.
Фильтр для механической очистки сточной воды 1 выполнен в форме патрона с водопроницаемыми верхним концом 6 и нижним концом 7 и непроницаемой боковой стенкой 8. На верхнем конце 6 патрона 1, расположена сетка 9, выполненная в виде трубчатого эластичного трикотажа и заполненная резиновой крошкой 10. Внутреннее пространство патрона 1 заполнено волокнистым фильтрующим материалом 11.
Трубчатый эластичный трикотаж выполнен из нерастяжимой 12 и эластомерной 13 нитей. Нерастяжимая нить 12 выполнена из разноусадочных полимерных материалов с разницей в усадке 10-25% (бикомпонентная нить - нить из двух разноусадочных полимерных материалов), в результате чего нерастяжимая нить 12 образует дополнительные извитки, которые в совокупности с действием эластомерной нити 13, дополнительно стягивающей образованные извитки, увеличивают предельную плотность пористой структуры трубчатого эластичного трикотажа и ее объем.
Полезная модель работает следующим образом.
Вода из канализационной сети стекает в накопительную емкость 2, откуда по трубопроводу 5 поступает (за счет разницы гидростатических высот) в соседний колодец с механическим фильтром 1. При этом уровни воды в обоих колодцах уравновешиваются по закону сообщающихся сосудов. Далее, проходя сверху вниз через механический фильтр 1, вода поступает в нижнюю часть колодца с механическим фильтром 1, после чего по трубопроводу 5 в нижнюю часть колодца, где расположен сорбционный фильтр 3. Пройдя фильтр сорбционной очистки 3 снизу вверх и, выходя из фильтра 3, сливается по трубопроводу 5 в контрольный колодец 4, после чего поступает на сброс в канализационную сеть или водоем.
При подаче неочищенной сточной воды сверху вниз через фильтр механической очистки, происходит задержание мелких частиц взвешенных веществ и микрокапель эмульгированных нефтепродуктов. За счет увеличенной плотности трубчатого трикотажа и благодаря его объемной структуре, удержание мелких частиц взвешенных веществ и микрокапель эмульгированных нефтепродуктов происходит лучше, что позволяет повысить качество очистки. При этом, предельно плотная структура трубчатого эластичного трикотажа и, расположенная в нем, резиновая крошка выполняют роль предфильтра осуществляя дополнительную механическую очистку сточных вод от взвешенных частиц. В то же время, резиновая крошка осуществляет очистку сточных вод от частично всплывающих нефтепродуктов, предотвращая их оседание на фильтре и скапливание в кольцевом кармане между стенкой колодца и стенкой корпуса фильтра.
Сетка с резиновой крошкой легко регенерируются: эластичный трикотаж растягивают в продольном и поперечном направлениях (в результате чего увеличивается размер пор) и промывают обратным потоком жидкости или газа, а резиновую крошку регенерируют путем ее отжатия на прессах. При выработке ресурса резиновую крошку сжигают.
Заявленная конструкция позволяет увеличить образование пузырьков воздуха при смачивании сетки 9 водой в колодце в процессе очистки, в результате чего увеличивается гидрофобность сетки 9 заполненной резиновой крошкой 10 и соответственно емкость сетки 9 с крошкой 10 к нефтепродуктам. Кроме этого высокопористая структура и объемная структура трубчатого трикотажа обеспечивает более качественную фильтрацию и удержание мелких частиц взвешенных веществ не только при предельно плотной структуре, но и при частично растянутом состоянии (при увеличении объема резиновой крошки вследствие ее набухания в процессе работы фильтра) благодаря извиткам, дополнительно стянутым эластомерной нитью.
Таким образом, использование фильтра для механической очистки сточной воды в форме заполненного волокнистым фильтрующим материалом патрона с водопроницаемыми верхним и нижним концами и непроницаемой боковой стенкой, содержащего расположенную на верхнем конце патрона сетку, выполненную в виде трубчатого эластичного трикотажа из нерастяжимой и эластомерной нитей, заполненного резиновой крошкой, в котором нерастяжимая нить выполнена из разноусадочных полимерных материалов с разницей в усадке 10-25%, обеспечивает повышение качества очистки сточной воды.