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 закрепленный к внутренней поверхности патрона, входящего в состав картриджного гидроциклонного фильтра для очистки жидкостей от твердых взвешенных частиц (Патент на полезную модель RU 113678, МПК B04C 9/00, B01D 29/11, 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 C02F 1/00, 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 C02F 1/00, 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 C02F 1/00, 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 патрона с водопроницаемыми верхним и нижним концами и непроницаемой боковой стенкой, содержащий сетку, расположенную на верхнем конце патрона, и заполненный волокнистым фильтрующим материалом, упакованным в контейнеры, выполненные из трубчатого трикотажа переплетением ластик 1+3 из резиновых нитей (Патент на полезную модель RU 166319, МПК C02F 1/00, B01D 27/02, опубл. 20.11.2016 г.).
Недостатком данного фильтра является «проскакивание» взвешенных веществ и нефтепродуктов в процессе механической очистки.
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 патрона с водопроницаемыми верхним и нижним концами и непроницаемой боковой стенкой, содержащего сетку, расположенную на верхнем конце патрона, и заполненного волокнистым фильтрующим материалом, упакованным в контейнеры, выполненные из трубчатого трикотажа переплетением ластик 1+3, при этом переплетение ластик 1+3 выполнено из резиновой нити и нерастяжимой нити 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, а волокнистый фильтрующий материал, заполняющий фильтр для механической очистки сточной воды, упакован в контейнеры, выполненные из эластичного трубчатого трикотажа, переплетением ластик 1+3 из нерастяжимой и резиновой (эластомерной) нитей. Нерастяжимая нить в трикотаже выполнена из разноусадочных полимерных материалов с разницей в усадке 10-25% (бикомпонентная нить - нить из двух разноусадочных полимерных материалов), в результате чего нерастяжимая нить образует дополнительные извитки, которые в совокупности с действием резиновой нити, дополнительно стягивающей образованные извитки, увеличивают плотность пористой структуры трикотажа и ее объем.
Это позволяет увеличить образование пузырьков воздуха при смачивании фильтра водой при его установке в колодец и запуске в работу, в результате чего увеличивается гидрофобность фильтрующего материала и соответственно его емкость к нефтепродуктам. Кроме этого высокопористая структура и объемная структура трубчатого трикотажа обеспечивает более качественную фильтрацию и удержание мелких частиц взвешенных веществ.
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 комнатной температуре от 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 длине и ширине трикотажа, 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.
Переплетение ластик 1+3 образуется при одновременном провязывании в петли бикомпонентной нерастяжимой нити и эластомерной нити, с образованием упругого каркаса из эластомерной нити (в качестве эластомерной нити, в частности, может использоваться резиновая нить). Извитки бикомпонентной нерастяжимой нити выпрямляются под действием натяжения.
Трубчатый трикотаж переплетением ластик 1+3 из бикомпонентной нерастяжимой и резиновой нитей получают на двухцилиндровом чулочном автомате при натяжении бикомпонентной нерастяжимой нити 2,3-2,6 Н и резиновой нити 2,3-2,8 Н.
По окончании вязки бикомпонентная нерастяжимая нить обратно скручивается в извитки, создавая объемную извитую поверхность трикотажа.
Готовые контейнеры из трубчатого трикотажа переплетением ластик 1+3 заполняются волокнистым фильтрующим материалом и укладываются во внутреннее пространство 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 трубчатого трикотажа переплетением ластик 1+3 из резиновой 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 6 и нижним 7 концами и непроницаемой боковой стенкой 8. На верхнем конце 6 патрона 1 расположена сетка 9. Внутреннее пространство патрона 1 заполнено волокнистым фильтрующим материалом 10, упакованным в контейнеры 11, выполненные из трубчатого трикотажа, переплетением ластик 1+3 из нерастяжимой нити 12 и резиновой нити 13. Нерастяжимая нить 12 выполнена из разноусадочных полимерных материалов (бикомпонентная нить) с разницей в усадке 10-25%.
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 трубчатым трикотажем переплетением ластик 1+3 из бикомпонентной нерастяжимой и резиновой нитей и, расположенным в нем, волокнистым фильтрующим материалом осуществляется задержание мельчайших 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 эффективность работы фильтра. Заявленная конструкция позволяет увеличить образование пузырьков воздуха при смачивании контейнеров водой в колодце в процессе очистки, в результате чего увеличивается гидрофобность контейнеров, заполненных волокнистым фильтрующим материалом, и, соответственно, емкость фильтра к нефтепродуктам.
Кроме этого использование контейнеров из трубчатого трикотажа переплетением ластик 1+3 из бикомпонентной нерастяжимой и резиновой нитей обеспечивает процесс замены использованного волокнистого фильтрующего материала. А благодаря образующимся спиралевидным извиткам увеличивается растяжимость трубчатого трикотажа, что позволяет лучше очистить его в процессе регенерации: трикотаж растягивают в продольном и поперечном направлениях (в результате чего увеличивается размер пор) и промывают обратным потоком жидкости или газа. Это также позволяет повысить эффективность работы фильтра.
Таким образом, использование фильтра для механической очистки сточной воды в форме патрона с водопроницаемыми верхним и нижним концами и непроницаемой боковой стенкой, содержащего сетку, расположенную на верхнем конце патрона, и заполненного волокнистым фильтрующим материалом, упакованным в контейнеры, выполненные из трубчатого трикотажа переплетением ластик 1+3 из резиновой нити и нерастяжимой нити из разноусадочных полимерных материалов с разницей в усадке 10-25%, обеспечивает повышение качества очистки сточной воды.