БЕЗНАПОРНЫЙ ФИЛЬТР

Полезная модель относится к области водоочистных и водоподготовительных технологий в коммунальном хозяйстве, а именно к безнапорным фильтрующим устройствам для тонкой очистки жидкости, например воды, от механических и химических загрязнений.
Известно устройство для биохимической очистки сточных вод, содержащее корпус, внутренняя полость которого разделена вертикальной перегородкой смонтированной на напорном трубопроводе воздуходувки пульсатором, а также клапанно-поплавковыми регуляторами, соединенными с узлами ввода и вывода обрабатываемой воды (см. авторское свидетельство СССР N 865843, кл. C02F 3/04, 23.09.81 г.)
Основными недостатками описанного устройства является сложность конструкции и имеет агрегаты принудительной подачи воды, воздуха, клапанно-поплавковые регуляторы, трубопроводы и т.д. требуются энергозатраты для подачи очищаемой воды и воздуха, не механизирована выгрузка отработанной фильтрующей загрузки.
Известен безнапорный фильтр, содержащий контейнер внутрь которого устанавливают фильтр, представляющий собой прямоугольный металлический корпус в форме параллелепипеда с вертикальной перегородкой, укрепленной по всей высоте корпуса и разделяющей его на две секции, а днище корпуса выполнено решетчатым из металлических прутьев, откидным, закреплено на двух шарнирах и имеет возможность поворачиваться (открываться) на этих шарнирах, а также фиксироваться при помощи двух петель и одного фиксатора. Корпус фильтра с загрузкой (сорбентом) устанавливают в контейнер, контейнер имеет патрубки подвода сточной воды и отвода очищенной воды с фланцами, а в корпусе фильтра соосно с осями патрубков изготовлены отверстия. Для герметичного соединения отверстий патрубков контейнера с отверстиями в корпусе фильтра применяют резиновые кольцевые камеры, надувают их воздухом и таким образом достигают эффективного уплотнения между стенками контейнера и стенками корпуса фильтра, исключающего протекание сточной воды, минуя фильтрующую загрузку.(см патент RU №2118948 по кл. МПК C01F 3/04, B01D 24/18).
Недостатком этого вида фильтров является то, что они громоздкие из-за больших габаритных размеров, и неэффективного использования фильтрующего элемента из-за локального прохода потока жидкости по внутренней полости фильтра, что снижает качество очистки.
Целью предлагаемого технического решения является повышение качества очистки воды.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем.
Безнапорный фильтр для очистки воды, содержащий корпус с фильтрующим элементом, подводящий и сливной патрубки и приемную воронку, корпус выполнен  герметичным, внутренняя полость которого состоит из нескольких отсеков, разделенных друг от друга перегородками со сквозными каналами, приемная воронка выполнена в форме усеченного параллелепипеда и соединена с нижнем отсеком корпуса, а верхний торец воронки выполнен выше верхнего торца корпуса, фильтрующий элемент расположен в среднем отсеке корпуса между верхним и нижнем отсеками, а выход сливного патрубка расположен в верхнем отсеке,дополнительно снабжен успокоителем, выполненным  П-образной формы, в поперечном сечении, с разделителем в средней его части, заполненный фильтрующим материалом, корпус дополнительно содержит узел очистки фильтрующего элемента, а фильтрующий материал расположен послойно по высоте среднего отсека корпуса.
На фиг. 1 - изображено продольное сечение безнапорного фильтра предлагаемой конструкции
На фиг. 2 - вид А фиг. 1
Как показано на графической части предлагаемый фильтр содержит герметичный корпус 1, внутри которого расположен фильтрующий элемент 2, подводящий 3 и сливной 4 патрубки, приемную воронку 5. Внутренняя полость 6 корпуса 1 разделена на отсеки жесткими перегородками 7 со сквозными каналами 8. Фильтрующий элемент 2 расположен в среднем отсеке 9 между верхним отсеком 10 и нижнем отсеком 11. Сливной патрубок 4 верхнего отсека 10 снабжен успокоителем 13. Верхний торец 14  подводящего патрубка 3 приемной воронки 5 расположен выше торца 16 корпуса 1. Успокоитель 13 выполнен П-образной формы, в средней части которого закреплен разделитель 17 по всей его длине. В успокоителе 13 по обе стороны разделителя 17 насыпан дополнительно фильтрующий элемент 12 и 18. Верхний 10 и нижний 11 отсеки корпуса 1 снабжены каналами 19 и 20, выполняющие роль обратной промывке фильтрующего элемента 2 в отсеке 9. Корпус 1 закрыт крышкой 21 и воронка закрыта крышкой 15.
Работа предлагаемого фильтра осуществляется следующим образом. Через канал подводящего патрубка 3 грязная смесь подается в воронку 5. Из воронки 5 смесь подается в нижней отсек 11 корпуса 1 и заполняет весь его объем. После заполнения отсека 11 смесь проходит через сквозные каналы 8 перегородки  7 и поступает в средний отсек 9 с фильтрующим элементом 2, заполняет всю полость среднего отсека между гранулами фильтрующего элемента 2. Заполнив весь объем среднего отсека  9 смесь подвергается очистке, за счет того, что происходит контакт смеси с фильтрующим элементом 2. Очищенная жидкость через каналы 8 перегородки 7 поступает в верхний отсек 10 корпуса 1. После заполнения отсека 10 жидкость через сливной патрубок 4 поступает в успокоитель 13. За счет разделителя 17 жидкость меняет направление движения, дополнительно очищается от твердых загрязнителей, прошедших вместе с жидкостью через материал 12 и 18 фильтрующего материала. После длительной работы фильтра фильтрующий элемент 2 забивается удаленными загрязнителями и требуется его замена или промывка. Промывка осуществляется через каналы 19 и 20 путем подачи чистой жидкости в противоположном направлении потоку смеси при очистке.
Предлагаемый фильтр состоит из корпуса 1, в виде прямоугольной емкости имеющего с габаритными размерами, например, 400×650 мм в плане и высотой 500 мм. Торец 14 подающего патрубка 3 воронки 5 расположен выше по уровню торца 16 корпуса 1 на 300 мм. Внутренняя полость 6 корпуса 1 разбита на три отсека, в среднем 9 из которых расположен фильтрующий элемент 2 в виде гранул различной крупности. Материал фильтрующего элемента 2 может быть как однородным так неоднородным в виде гранул различного размера (3-7 мм). В случае, когда фильтрующий элемент 2 выполнен неоднородным, его компоненты в отсеке 9 располагаются слоями по высоте отсека. На противоположных сторонах корпуса 1 выполнены подводящий патрубок 3 для подвода в фильтр сточной воды и сливной 4 патрубок для отвода очищенной воды, при этом сливной патрубок 4 выполнен ниже подводящего  патрубка 3, что обеспечивает переток воды через фильтр и равномерное истечение очищенной воды при небольшом перепаде уровней воды. В средний отсек 9 фильтра укладывают загрузку (сорбент) 2, например, кокс, керамзит, может быть использована смесь кокса с древесной стружкой, и т.д.
По мере накопления осадка взвешенных частиц в нижней секции 11 корпуса его сливают через вентиль канала 20 установленного в нижней полости корпуса. Для замены использованного (отработавшего) сорбента достаточно перекрыть поступление сточных вод в фильтр поднять решетку и произвести замену сорбента. Периодичность замены сорбента зависит от степени загрязненности сточной воды.
Предлагаемая конструкция фильтра обеспечивает прохождение очищаемых стоков через фильтр, систематическое удаление осадка взвешенных частиц, эффективное улавливание нефтепродуктов и других загрязнителей загрузкой (сорбентом). Позволяет устанавливать любое количество фильтров, соединяя их последовательно или параллельно, создавать очистную станцию из отдельных модулей на заданную потребителем производительность. Предлагаемый фильтр прост в изготовлении, занимает сравнительно небольшую площадь.
Построен опытный образец предлагаемого фильтра, опробован и дает хороший результат при очистке загрязненных жидкостей и сточных вод до соответствующих требованиям экологических служб по предельно допустимым концентрациям нефтепродуктов, взвешенных частиц, металлов и других загрязнителей.