СКОРЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Скорый фильтр предназначен для очистки природных и сточных вод от взвешенных веществ, в частности, в системах водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий, в системах водоотведения промышленных предприятий.
Известен фильтр для очистки воды, содержащий корпус, распределительную и сборную систему, фильтрующий материал в виде последовательно расположенных слоев марганцевой руды, горелой породы и активированного угля. (Патент РФ 2139255, МПК CO2F 1/64, опуб. 10.10.1999). Недостатком устройства является сложность обратной промывки фильтра, недостаточно высокий эффект очистки природных и сточных вод.
Наиболее близким по технической сущности является скорый фильтр (Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений. Под ред. Журбы М.Г. Том 2. Вологда - М., 2001. - с.125). Скорый фильтр включает корпус, патрубок подвода и отвода воды, патрубки подвода и отвода промывной воды, нижнюю дренажную систему, желоб для сбора промывной воды, фильтрующую загрузку, поддерживающий слой. Недостатком устройства является недостаточно высокий эффект очистки природных и сточных вод.
Задачей полезной модели является увеличение эффекта очистки природных и сточных вод, увеличение фильтроцикла.
Поставленная задача решается тем, что скорый фильтр для очистки воды, включающий корпус, патрубки подвода и отвода промывной воды, нижнюю дренажную систему, желоб для сбора промывной воды, фильтрующую загрузку, поддерживающий слой, согласно полезной модели в фильтрующей загрузке содержит вертикальные стержневые электроды из электроотрицательных и электроположительных материалов в виде чередующихся рядов, причем электроды размещены в шахматном порядке. В качестве фильтрующей загрузки использован силицированный кальцит фракции 2-5 мм. Расстояние между разнополярными электродами находится в интервале 187-241 мм. В качестве электроотрицательного материала использован алюминий, а в качестве электроположительного материала использован графит.
На фигуре 1 представлен эскиз скорого фильтра, на фигуре 2 - схема размещения электродов разной полярности. Скорый фильтр содержит корпус 1, имеющий патрубок подвода 2 и отвода воды 3, патрубок подвода 4 и отвода 5 промывной воды. В корпусе фильтра размещена нижняя дренажная система 6, расположенная в поддерживающем слое 7, выполненном из гравия. В верхней части корпуса расположен желоб для сбора промывной воды 8. В корпусе фильтра размещена фильтрующая загрузка 9, выполненная из активного минерального зернистого материала - силицированного кальцита (Патент РФ 2086510, МПК CO2F 1/64, опуб. 08.10.1997), фракции 2-5 мм. В фильтрующей загрузке расположены стержневые разнополярные электроды в виде чередующихся рядов из электроотрицательных материалов 10 и электроположительных материалов 11, причем электроды расположены в шахматном порядке.
3
Скорый фильтр работает следующим образом. Очищаемая вода подается в фильтр через патрубок подачи воды 2, фильтруется в зернистой загрузке 9 в направлении сверху вниз. Осветленная вода отводится через патрубок 3. Между разнополярными электродами возникает разность потенциалов, за счет чего создается электрическое поле. Вектор напряженности электрического поля, как показано на фигуре 2, направлен в плоскости, перпендикулярной направлению движения воды. Под действием электрического поля происходит поляризация зерен фильтрующей загрузки, поэтому частицы загрязняющих веществ закрепляются в теле фильтра не только за счет молекулярных сил, действующих в случае прототипа, но и за счет электростатических сил. Кроме того, стержневые электроды разной полярности образуют электрохимические источники тока. Под действием этого тока происходит растворение электроотрицательного материала. В качестве электроотрицательного материала использован алюминий, в качестве электроположительного - графит. При растворении алюминия в воду переходят ионы алюминия, которые гидролизуются с образованием Аl(ОН), являющегося коагулятором, повышающем эффект очистки воды (Назаров М.В. Очистка природных и сточных вод с применением электрохимических методов. Автореферат диссертации … кандидата технических наук - Уфа. 2008. - с.13-17). Оптимальное расстояние между анодами и катодами находится в интервале 187-241 мм (Назаров М.В. Очистка природных и сточных вод с применением электрохимических методов. Автореферат диссертации … кандидата технических наук - Уфа. 2008. - c.l5).
Пример. Проводили опыты по очистке речной воды на скорых фильтрах, загруженным кварцевым песком фракции 0,8-1,2 мм (прототип) и скорых фильтрах, загруженных силицированным кальцитом фракции 2-5 мм (полезная модель). Результаты опытов приведены в таблице. Скорость фильтрования равна 10 м/ч.
Таблица
Загрязняющее вещество, параметры фильтра
Прототип
Полезная модель
Исходное значение
Конечное значение
Эффект, %
Исходное значение
Конечное значение
Эффект, %
1
2
3
4
5
6
7
Цветность, град
85
18
78,8
85
4,5
94,7
Мутность, мг/л
36
2
94,4
36
0,6
98,3
Фильтроцикл, ч
8
-
-
18
-
-
Из полученных результатов следует, что полезная модель позволяет получить воду более высокого качества по показателям цветности и мутности, при этом за счет применения более крупной загрузки в полезной модели существенно увеличилась грязеемкость фильтра, что отразилось на увеличение фильтроцикла в 2,25 раза по сравнению с прототипом.