ФИЛЬТР-ОЗОНАТОР

Настоящее техническое решение относится к области доочистки и обеззараживания бытовых и производственных сточных вод, может быть использовано на канализационных сооружениях любой производительности после биологической или физико-химической очистки.
8
На существующем этапе развития техники известна очистная установка для сточных вод (RU 125187 МКП, C02F1/32, C02F1/36, C02F1/78 (2006.01), опубл. 27.02.2013), располагающаяся в отдельно стоящих зданиях. Установка состоит из устройства для обеззараживания воды, механического фильтра, деструкционно-коагуляционного устройства, сгустителя, зоны обеззараживания обводненной смеси, ВЧ-генератора, устройства для сжигания осадка.
Недостатками данного технического решения являются то, что устройства установки занимают значительную площадь и большое количество соединительных коммуникаций, что негативно влияет на обслуживание и ее эксплуатацию.
8
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является установка для очистки воды (RU 94968 МПК C02F1/78, опубл. 10.06.2010). Установка состоит из трубопроводов подвода воды и отвода воды, трубопроводов подачи озона от генератора озона, средств для отвода отработанного озоносодержащего газа, отводящего промывного трубопровода, запорных устройств, гидрозатворов, насосов, блока управления, фильтра глубой очистки, обводного трубопровода с обратным клапаном, контактно-фильтровальной емкости, насыпного угольного фильтра, дренажной системы, размещенную под насыпным угольным
фильтром, и датчиков уровня. Фактически установка выполняет функцию фильтра-озонатора.
Недостатками данного технического решения являются то, что установка имеет фильтр глубокой очистки и контактно-фильтровальную емкость в разных корпусах. К тому же фильтрующий материал угольного фильтра, находящийся в емкости работает как катализатор, а не как адсорбент и не задерживает загрязняющих веществ. В совокупности выше указанные причины снижают эффект доочистки и имеют значительные габариты установки.
Задачей является совершенствование конструкции аналога установки для очистки воды.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое техническое решение, является совершенствование очистной установки для сточных вод, снижение себестоимости очистки сточных вод при получении эффекта доочистки и обеззараживания до требований спуска их в водоемы и/или на поверхность грунта.
Поставленная задача, а вместе с ней и технический результат, достигаются за счет того, что фильтр-озонатор содержит корпус, насос, генератор озона, деструктор избыточного озона, запорную арматуру, датчики уровня, трубопровод подачи исходной воды, распределительную систему подачи исходной воды, трубопровод подачи озоно-воздушной смеси, контактную камеру, трубопровод подачи промывочной воды, трубопровод удаления избыточного озона в деструктор, трубопровод удаления загрязненной промывочной воды в канализацию, трубопровод выпуска очищенных и обеззараженных сточных вод, трубопровод подачи очищенной воды к генератору озона, резервуар исходной воды, расположенный в верхней части корпуса, бак фильтрата очищенной сточной воды, причем корпус выполнен из двух отделений (верхнего и нижнего) фильтрующей загрузки и контактной камеры смешения озоно-воздушной смеси с фильтратом верхнего отделения.
На фиг. Фильтр-озонатор представлена функциональная схема установки для доочистки воды.
Фильтр-озонатор содержит корпус 1, состоящий из двух отделений (верхнего 2 и нижнего 3) фильтрующей загрузки и контактной камеры, расположенной между ними, насос 4, запорную арматуру 6, датчики уровня 7, расположенные в верхней части корпуса фильтра-озонатора, трубопровод подачи исходной воды 8, распределительную систему подачи исходной воды 9, расположенной над поверхностью верхнего отделения фильтра 2 и являющуюся продолжением трубопровода 8, трубопровод подачи озоно-воздушной смеси 10, который выходит из генератора озона 5 и подключается к контактной камере 11, находящейся между верхним 2 и нижним 3 отделениями фильтра, трубопровод подачи промывочной воды 12, выходящий из бака фильтрата очищенной сточной воды 13 в корпус фильтра, трубопровод удаления избыточного озона 14, подсоединяющий к деструктору 15, трубопровод удаления загрязненной промывочной воды 16 в канализацию, трубопровод выпуска очищенных и обеззараженных сточных вод 17, трубопровод подачи очищенной воды 18, подсоединенный к генератору озона, резервуар исходной воды 19, расположенный в верхней части корпуса фильтра-озонатора.
Работает фильтр-озонатор следующим образом. Включает в себя корпус 1 с двумя отделениями (верхний 2 и нижний 3) фильтрующей загрузки и контактной камеры 11 смешения озоно-воздушной смеси с фильтратом верхнего отделения. Подачу исходной воды осуществляют по трубопроводу 8 с помощью насоса 4 в регулирующий резервуар очищаемой воды 19. Распределительная система подачи исходной воды 9 является продолжение трубопровода 8. По трубопроводу 10 из генератора озона 5 подают озоно-воздушную смесь в нижнюю часть контактной камеры 11. Удаление избыточного озона из фильтра-озонатора происходит по трубопроводу 14 в деструктор 15. По трубопроводу 17 из нижней части корпуса 1 осуществляют выпуск очищенных и обеззараженных сточных вод в бак фильтрата очищенной сточной воды 13, из которого с помощью насоса 4 по трубопроводу 12 производят подачу промывочной воды для верхнего 2 и нижнего 3 отделения фильтра, а также по трубопроводу 18 подачу очищенной воды к генератору озона 5. Удаления загрязненных промывочных вод осуществляют по трубопроводу 16 в канализацию. На трубопроводах установлена арматура 6, обеспечивающая стабильную эксплуатацию установки. Датчики уровня 7 установлены верхней части корпуса 1 фильтра-озонатора.
Так как процесс фильтрования происходит всего лишь в 40% объема фильтра, то в центральной части корпуса фильтра расположена контактная камера. Основная доза озона расходуется в контактной камере путем его взаимодействия с органическими веществами и патогенной микрофлорой. Непрореагированная часть озона перемещается в верхнее отделение фильтра навстречу движущемуся потоку свежепоступающей исходной воды. Такое конструктивное решение способствует увеличению времени контакта озона со сточной водой и повышает эффективность его использования, а также уменьшение массогабаритные характеристики установки, сокращает длину трубопроводов и количество запорно-регулировочной арматуры. Диаметр корпуса увеличивается незначительно на 5-7%.
Биологически или физико-химически очищенную сточную воду подают с помощью насоса 4 в регулирующий резервуар исходной воды 19, в котором установлены датчики уровня воды 7, служащие для обеспечения стабильной работы при заданной производительности. С помощью распределительной системы 9 вода самотеком под действием сил гравитации проходит верхнее отделение фильтрующей загрузки 2, где происходит задержание нерастворимых веществ. Затем вода поступает в контактную камеру 11, куда так же поступает по трубопроводу подачи 10 озоно-воздушная смесь. Контакт воды с озоно-воздушной смесью обеспечивает массообмен всех частиц с озоном, что приводит к окислению всех органических веществ и патогенной микрофлоры. Реакция взаимодействия сопровождается дополнительной минерализацией веществ, удаление которых предусмотрено при прохождении воды из контактной камеры в нижнее отделение фильтра-озонатора 3.
Воду, прошедшую нижнее отделение загрузки, собирают дренажной системой по трубопроводу 17 и подают в бак очищенной воды 13. Вода может быть выпущена в открытые водоемы и/или на поверхность грунта. Часть этой воды (не более 1%) используют для охлаждения генератора-озона 5, для чего задействованы трубопровод 18 и насос 4. Отработанный озоносодержащий газ отводят с помощью трубопровода 14 в деструктор избыточного озона 15.
Промывку фильтра-озонатора осуществляют методом «противотока» для чего используют трубопроводы 12 для промывки верхнего и нижнего отделений с помощью насоса 4. Загрязненную промывочную воду с помощью трубопроводов 16 сбрасывают в канализацию.
Таким образом, благодаря усовершенствованию конструкции достигнут технический результат:
- увеличивается время контакта озона со сточной водой на 20-30%;
- повышается эффективность использования озона на 7-12%;
- снижается массогабаритность установки на 15-20%;
- сокращается длина трубопроводов, обслуживающих установку, на 20-30%;
- снижается количество запорно-регулировочной арматуры на 15-25%.
Предложенное техническое решение позволило, согласно опытно-промышленному образцу фильтра-озонатора, получить следующие результаты, представленные в таблице.
6