ФИЛЬТРУЮЩИЙ ПАТРОН ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к области очистки сточных вод, а именно к устройствам очистки вод от нефтепродуктов, взвешенных веществ, ионов металлов.
Известен фильтрующий патрон для очистки сточных вод, корпус которого выполнен в виде стакана, имеющего вход в верхней его части, непроницаемую боковую стенку и дно с выходными отверстиями, при этом над дном расположен слой гидрофобной зернистой загрузки, над которым расположен слой волокнистого материала, а на входе в корпус патрона установлена мусорособирающая решетка (см. патент RU №59996 U1, опуб., 10.01.2007).
Недостатком известного фильтрующего патрона является ограниченный срок службы за счет неэффективности использования фильтрующей загрузки. Поскольку при очистке дождевых сточных вод состав воды изменяется, первая порция приходит загрязненная, а последующая вода - условно чистая, соответствующая нормативам.
Технической проблемой является устранение отмеченных недостатков
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении эффективности очистки при длительном ресурсе работы фильтрующего патрона (количества очищенной им воды), при очистке вод от взвешенных веществ, эмульгированных нефтепродуктов, что позволит использовать патрон в качестве полноценного очистного устройства для дождевых и талых вод, размещаемого в стандартном дождеприемном колодце.
Проблема решается, а технический результат достигается тем, что в фильтрующем патроне для очистки сточных вод корпус выполнен в виде стакана, имеющего вход в верхней его части, непроницаемую боковую стенку и дно с выходными отверстиями, при этом над дном расположен слой гидрофобной зернистой загрузки, над которым расположен слой волокнистого материала, а на входе в корпус патрона установлена мусорособирающая решетка, при этом, согласно полезной модели в боковой стенке над уровнем слоя волокнистого материала выполнены отверстия байпасного перелива сточных вод за пределы корпуса патрона при их сверхнормативной подаче, мусорособирающая решетка снабжена ограничителем байпасного перетока, выполненным в виде кольцевого буртика, расположенного по внешнему периметру решетки в полости корпуса патрона с диаметральным зазором относительно него, при этом верхний край буртика расположен ниже уровня верхнего края корпуса патрона, между слоем волокнистого материала и слоем гидрофобной зернистой загрузки расположен слой гидрофильной зернистой загрузки из сыпучего пористого материала, а между дном и слоем гидрофобной зернистой загрузки расположены сетка и поддерживающий слой волокнистого материала.
На чертеже представлено схематическое изображение фильтрующего патрона, где:
1 - корпус фильтрующего патрона;
2 - вход в корпус патрона;
3 - непроницаемая боковая стенка корпуса 1;
4 - дно корпуса 1;
5 - выходные отверстия дна 4;
6 - опорные фланцы корпуса 1;
7 - сетка;
8 - поддерживающий слой волокнистого материала;
9 - слой гидрофобной зернистой загрузки;
10 - слой гидрофильной зернистой загрузки;
11 - слой волокнистого механического материала;
12 - мусорособирающая решетка;
13 - ограничитель байпасного перетока;
14 -отверстия байпасного перелива (байпасные отверстия).
Корпус 1 фильтрующего патрона выполнен в виде стакана, имеющего вход 2 в верхней его части, непроницаемую боковую стенку 3 и дно 4 с выходными отверстиями 5. Корпус 1 имеет опорные фланцы 6. На дне 4 установлена сетка 7, на которой расположен поддерживающий слой 8 волокнистого материала. Над слоем 8 расположен слой 9 гидрофобной зернистой загрузки, над которым расположен слой 10 гидрофильной зернистой загрузки, над которым расположен слой 11 волокнистого материала. На входе в корпус 1 установлена мусорособирающая решетка 12, снабженная ограничителем байпасного перетока, выполненным в виде кольцевого буртика 13, расположенного по внешнему периметру решетки 12 в полости корпуса 1 с диаметральным зазором относительно него. При этом верхний край буртика 13 расположен ниже уровня верхнего края корпуса 1. В боковой стенке 3 над уровнем слоя 11 волокнистого материала выполнены отверстия 14 байпасного перелива сточных вод за пределы корпуса 1 при их сверхнормативной подаче.
Фильтрующий патрон для очистки сточных вод работает следующим образом. Сточная дождевая или талая вода поступает сверху вниз на мусорособирающую решетку 12 фильтрующего патрона, предназначенную для:
отделения крупного мусора и возможности выемки его из патрона без извлечения патрона на поверхность;
создания организованного байпасного перелива в случае чрезмерной, сверхнормативной подачи воды, а также при очистке дождевых стоков и создания отводной линии, разделяющей воду, поступающую на очистку (первые 20 минут) и условно чистую воду, идущую через байпасные отверстия 14.
Вода, условно чистая, (согласно Временным рекомендациям) при сверхнормативном расходе переливается через ограничитель байпасного перетка - бортик 13 мусорособирающей решетки 12 и переливается в байпасные отверстия 14. При этом верхний край стенки 3 корпуса 1 расположен на 100 - 200 мм выше бортика 13 ограничителя байпасного перетока. Первые загрязненные порции воды проходят через фильтрующий патрон и очищаются, при этом возрастает гидравлическое сопротивление слоя фильтрующей загрузки. Уровень очищаемой воды поднимается и через 20 мин., когда приходит условно чистая, избыток потока воды может обходить фильтрующую загрузку по байпасу. Таким образом, на очистку поступают только загрязненная вода и вода с расходом, не превышающим нормативной.
Вода, прошедшая на очистку сквозь мусорособирающую решетку 12, проходит через слой волокнистого механического материала 11 для задержания взвешенных веществ, песка и т.п., после чего поступает в слой 10 гидрофильной зернистой загрузки, состоящей из цеолита или ионообменной смолы, шунтита, туфа или другого зернистого сыпучего гидрофильного пористого материала для очистки от ионов металлов, в т.ч. и «тяжелых», а также аммония.
Вода, прошедшая через слой 10 гидрофильной зернистой загрузки, поступает далее в слой 9 гидрофобной зернистой загрузки, состоящей из слоя активированного угля (МАУ-2А, МАУ-200, МАУ-3ПТ и т. п. или другого активированнного угля), или другого гидрофобного зернистого материала для очистки от органических веществ: нефтепродуктов, СПАВ, жиров, масел, фенолов и др.
Слой 9 гидрофобной зернистой загрузки находится на поддерживающем слое волокнистого материала 8 и на поддерживающей полимерной или металлической сетке 7 для предотвращения просыпания фильтрующих материалов сквозь патрон. Дно 4 патрона выполнено с отверстиями 5 для прохождения сквозь него очищенной воды. Вода, очищенная на фильтрующем патроне, который установливается на опорные фланцы 6, может сливаться в городской коллектор, в водоем или использоваться в водообороте.
Результаты:
Вода исходная, до очистки:
Нефтепродукты - 50 мг/л
Взвешенные вещества - 100 мг/л
Железо - 1,5 мг/л
Марганец - 1,2 мг/л
Аммоний - 0,7 мг/л
Вода очищенная, после фильтрующего патрона:
Нефтепродукты - 0,05 мг/л
Взвешенные вещества - 3 мг/л
Железо - 0,05 мг/л
Марганец - 0,1 мг/л
Аммоний - 0,2 мг/л
Вода исходная через 25 мин:
Нефтепродукты - 0,05 мг/л
Взвешенные вещества - 5 мг/л
Железо - 0,1 мг/л
Марганец - 0,1 мг/л
Аммоний - 0,2 мг/л
Такая вода может переливаться через байпасные отверстия и сливаться в сеть городской ливневой канализации или в водоем рыбохозяйственного значения после обеззараживания.
Таким образом, использование описываемого фильтрующего патрона позволяет повысить эффективность очистки сточных вод при длительном ресурсе его работы при очистке вод от взвешенных веществ, эмульгированных нефтепродуктов, что позволит использовать патрон в качестве полноценного очистного устройства для дождевых и талых вод, размещаемого в стандартном дождеприемном колодце.