ОТКРЫТЫЙ СКОРЫЙ ФИЛЬТР
OPEN FAST-CLEANING FILTER

Изобретение относится к области очистки природных и сточных вод и может быть использовано для очистки воды от взвешенных веществ.
Известен фильтр для осветления природных и сточных вод, включающий корпус с фильтрующей загрузкой, вибраторы и систему подводящих и отводящих трубопроводов, установленных непосредственно в первых по движению фильтруемой воды слоях фильтрующей загрузки. (А.С. СССР 376104).
Известный фильтр имеет значительный объем фильтрующей загрузки, благодаря чему замедляется процесс осветления воды и его промывка даже с наличием вибраторов.
Известно устройство для обработки сточных вод, содержащее корпус с карманами аэрации и осветления, узел аэрации и технологические трубопроводы, причем выше уровня воды в корпусе друг над другом расположены водораспределитель и решетка, выполненная из отдельных съемных блоков. (А.С. СССР 835971).
Известное устройство не имеет фильтровальной загрузки, а потому степень осветления исходной воды производится недостаточно.
Наиболее близким к заявленному решению по технической сущности является открытый скорый фильтр, содержащий железобетонный корпус с боковым карманом, трубчатую распределительную систему большого сопротивления, установленную в нижней части корпуса, поддерживающий слой гравия, над которым размещены фильтрующая загрузка и желоба, связывающие через окно корпуса с боковым карманом. Воздушник, установленный вертикально в корпусе фильтра, сообщает трубчатую распределительную систему с атмосферой. Система трубопроводов с запорными устройствами обеспечивает подачу исходной и отвод фильтрованной воды, а также подачу и отвод промывной воды (Б.Н.Фрог. Водоподготовка. М. 2001; стр.232-233, рис.12.2).
Недостатки фильтра - невысокая производительность по фильтрованной воде, частая промывка фильтра и продолжительное время ее проведения, отсутствие перемешивания и насыщения исходной воды кислородом воздуха.
Технический результат, заключающийся в увеличении производительности, уменьшении количества промывок фильтра и снижении их продолжительности, насыщении исходной воды кислородом воздуха, достигается за счет того, что согласно изобретению вертикальный трубопровод открытого скорого фильтра для очистки природных и сточных вод (включающего корпус с фильтрующей загрузкой и боковой карман, сообщенные между собой окном, желоба, вибраторы и систему подводящих и отводящих трубопроводов с задвижками) через задвижку снизу сообщен с трубопроводом исходной воды и сверху с трубчатым коллектором, установленным горизонтально сверху, вдоль корпуса, к нижней части которого перпендикулярно прикреплены трубчатые водораспределители с нижними отверстиями, размещенные над дырчатым противнем с фильтрующей загрузкой, установленным подвижно на направляющих, прикрепленные стержнями к стенкам корпуса. В фильтрующей загрузке, размещенной в нижней части корпуса, вертикально установлены вибраторы, непосредственно на всю ее высоту и длину.
На фиг.1 изображен открытый скорый фильтр, разрез; на фиг.2 - противень с загрузкой, в аксонометрии.
Фильтр содержит корпус 1, заполненный исходной водой с фильтрующей загрузкой 2 и поддерживающим слоем гравия 3, размещенные над трубчатой распределительной системой 4 в нижней части корпуса. Желоба 5 связывают гидравлический корпус 1 через окно 6 с боковым карманом 7, который сообщен с трубопроводом исходной воды 8, с задвижками 9 и 10 и с трубопроводом отвода промывной воды 11 с задвижкой 12. Трубчатая распределительная система 4 имеет воздушник 13 и гидравлически сообщена с трубопроводами отвода фильтра 14 с задвижкой 15 и трубопроводом промывной воды 16 с задвижкой 17. Вертикальный трубопровод 18 гидравлически через задвижку 19 сообщен с трубопроводом 8 исходной воды и трубчатым коллектором 20, установленным горизонтально сверху корпуса, к нижней части которого перпендикулярно прикреплены трубчатые водораспределители 21 (не менее 2 штук) с нижними отверстиями, размещенные над дырчатым противнем 22 с загрузкой 23, установленным подвижно на направляющих 24, прикрепленные стержнями 25 к стенкам корпуса 1.
В фильтрующей загрузке 2 установлены вибраторы 26, непосредственно на всю ее длину и высоту. Корпус 1 фильтра установлен на основании 27, имеющем канализационный приямок 28. Трубопровод 18 с коллектором и водораспределителями 21 через стойку 29 прикреплен к стенке кармана 7. Между трубопроводами 8 и 16 установлена перемычка 30 с задвижкой 31. Открытый скорый фильтр работает следующим образом.
Коагулированная и прошедшая предочистку вода поступает по трубопроводу 8 с открытыми задвижками 9 и 10 в боковой карман 7, а из него через окно 6 в корпус 1 фильтра при закрытых задвижках 17, 31 и 12.
Одновременно исходная вода через задвижку 19 поступает в вертикальный трубопровод 18, коллектор 20 и водораспределители 21 на противень 22. В процессе фильтрования вода через загрузку 23, находящуюся в противне 22, насыщенная кислородом воздуха и частично очищенная, через отверстия в противне струйками попадает на поверхность неочищенной воды 32, находящейся в корпусе 1. Высота слоя воды в корпусе 1 над поверхностью загрузки 2 должна быть не менее 2 м и регулироваться путем ее поступления в фильтр и отвода в трубопровод 14 с помощью задвижек 19, 9 и 15. Объем воды в фильтре при постоянном его пополнении проходит слой гравия 3 и далее вода поступает в резервуар чистой воды (не показан).
Промывка фильтра производится следующим образом. Закрывают на трубопроводах задвижки 9, 10 и 15, остальные открывают. Промывная вода из трубопровода 16 через задвижку 17 попадает в распределительную систему 4 и далее снизу вверх в слой гравия 3, затем фильтрующую загрузку 2 при включенных вибраторах 26. Вибрация способствует разрушению и измельчению осадка, задерживаемого в фильтрующей загрузке 2. Дойдя до верхней кромки промывных желобов 5, промывная вода вместе с вымытыми ею из фильтрующей загрузки 2 загрязнениями переливается в желоба 5, а из них в боковой карман 7 и через задвижку 12 трубопровода 11 сливается в канализационный приямок 28. Одновременно промывная вода через задвижки 31 и 19 по трубопроводу 18, коллектор 20 и водоразделители 21 струями под давлением поступает на поверхность загрузки 23, находящейся в противне 22. При недостаточном количестве выходящей из отверстий противня 22 загрязненной воды закрывают временно задвижку 17 и весь напор воды направляют в водораспределители 21. Противень 22 вместе с загрязненной загрузкой может быть вынут из направляющих 24 и промыт на промывочном стенде. Вибраторы 26 по окончании промывки фильтра отключают, а загрязненная вода из приямка 28 отводится на сооружения оборота промывной воды.
Частота промывки фильтра зависит от качества исходной воды и обычно не превышает 1-2 раза в сутки. Промывку фильтров проводят со скоростью в 7-10 раз большей скорости фильтрования. Продолжительность промывки 5-8 мин.
Предлагаемый открытый скорый фильтр позволяет увеличить производительность по фильтрованной воде на 10-15%, уменьшить промежуток между промывкой фильтра до 1 раза в сутки и сократить время ее проведения за счет установки вибраторов в корпусе фильтра, а также производить частичное насыщение исходной воды кислородом воздуха.
Фильтр может найти широкое применение в очистке природных и сточных вод в различных отраслях народного хозяйства.