УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА

B01D24/46
Устройство для регенерации фильтрующего материала
Полезная модель относится к фильтрованию, а именно к регенерации фильтрующего материала в фильтре, и может быть использовано при промывке зернистой загрузки фильтров.
Известна самопромывающаяся фильтровальная установка (СССР, а.с. № 1554931, 07.04.90., B01D24/00, G05D27/00 ), содержащая напорный фильтр с фильтрующей загрузкой и устройство для регенерации фильтрующего материала с бачком для промывной воды, а также вспомогательные узлы и трубопроводы. Прошедшая фильтр вода в начальный период заполняет бачок для промывной воды, а затем поступает к потребителю. При потере напора в фильтрующей загрузке фильтра выше допустимой поступление воды к потребителю прекращается, срабатывает регенерирующее устройство и промывная вода из бачка поступает в фильтр под загрузку, взвешивая её и вымывая.
Педостаток известного устройства состоит в снижении степени очистки фильтрующего материала, из-за недостаточности напора воды, создаваемого объёмом воды в бачке. Кроме того, устройство не позволяет производить очистку фильтрующего материала от органических загрязнений, поскольку использует для очистки отфильтрованную воду., что объясняется отсутствием автономности регенерирующего устройства.
Паиболее близким к предлагаемому является устройство для регенерации фильтрующего материала, описанное в устройстве самоочищающийся фильтр и содержащее рабочую ёмкость для биологически активной регенерирующей жидкости и трубопроводы, соединяющие рабочую ёмкость соответственно со входом и выходом регенерируемого фильтра с образованием циркуляционного контура ( СССР, ас№1688506, 23.12.91., B01D24/04).
Педостаток регенерирующего устройства состоит в том, что оно не обладает полной автономностью, поскольку управление промывкой фильтрующего материала осуществляется посредством элементов конструкции фильтра. Кроме того, в устройстве не предусмотрена возможность регенерации биологически активной регенерирующей жидкости, что со временем снижает степень очистки фильтрующей загрузки и, кроме того, не позволяет использовать это устройство в автономном режиме.
достижение технического результата, заключающегося в повышении степени очистки фильтрующего материала и в возможности использования их в автономном режиме.
Предлагаемая полезная модель решает задачу создания устройства для регенерации фильтрующего материала, осуществление которого обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повыщении степени очистки и в возможности использования устройства в автономном режиме.
Суть изобретения заключатся в том, что в устройстве для регенерации фильтрующего материала, содержащем рабочую ёмкость для биологически активной регенерирующей жидкости и трубопроводы, соединяющие вход и выход рабочей емкости соответственно с входом и выходом устройства, дополнительно введены фильтр грубой очистки, биореактор, насос для перекачки жидкости и компрессор, при этом первый вход рабочей ёмкости соединён со входом устройства через фильтр грубой очистки, а выход рабочей ёмкости соединён с первым выходом устройства через насос и первый вентиль, кроме того биореактор соединен с рабочей ёмкостью с образованием циркуляционного контура, для чего его вход соединён с чрез второй вентиль с насосом, а выход соединен со вторым входом рабочей ёмкости, компрессор подключен к соответствующим входам биореактора и рабочей ёмкости с возможностью подачи воздуха восходящим потоком и ко второму выходу устройства. Кроме того, ёмкость биореактора содержит гранулированную загрузку и выполнена с возможностью поддержания температурного режима в её внутреннем объёме.
Технический результат достигается следующим образом. Наличие рабочей ёмкости для биологически активной регенерирующей жидкости обеспечивает, во-первых возможность приготовления питательной смеси для бездефицитного питания микробных клеток бактериального препарата, и, во - вторых, возможность приготовления исходной суспензии из бактериального препарата и питательной смеси в требуемых соотношениях, что обеспечивает возможность регенерации промывного раствора, а, следовательно, повышение степени очистки фильтрующего материала, а так же обеспечивает автономность устройства . Введение в устройство биореактора, который соединён с рабочей ёмкостью с образованием циркуляционного контура, для чего вход биореактора через второй вентиль соединён с насосом, а выход - со вторым входом рабочей ёмкости, обеспечивается возможность перекачки приготовленной суспензии в ёмкость биореактора, а следовательно, обеспечивает возможность создания автономных условий для оживления микробных клеток бакпрепарата. Введение компрессора, который подключен с возможностью подачи воздуха восходящим
потоком к соответствующим входам биореактора и рабочей ёмкости и второму выходу устройства, обеспечивает посредством пропускания сжатого воздуха режим аэрации в биореакторе, в рабочей ёмкости и, при необходимости, в очищаемом фильтрующем материале. Возможность аэрации приготовленной смеси и выполнение ёмкости биореактора с возможностью поддержания температурного режима в её внутреннем объёме соответственно формирует кислородную и температурную среды, необходимые для жизнедеятельности микробных клеток препарата, что обеспечивает автономность устройства. Благодаря тому, что подготовку бакпрепарата к работе проводят в ёмкости с гранулированное загрузкой, повышается насыщение питательного раствора кислородом. Это происходит за счёт возможности подачи воздуха при аэрации в ёмкость биореактора восходящим потоком. В результате, пузырьки воздуха, пытаясь подняться в верхний слой раствора, разбиваются о гранулы загрузки. Это способствует увеличению количества пузырьков воздуха, а, следовательно, и более равномерному насыщению раствора кислородом, что способствует увеличению количества оживлённых микробных клеток бак препарата, следовательно повышает степень очистки фильтровального материала. Кроме того, пузырьки воздуха, продвигаясь вверх, зацепляются в результате адгезии за поверхность гранул загрузки. Иначе говоря, загрузка препятствует свободному выходу из раствора пузырьков воздуха. Это также способствует большему насыщению раствора кислородом. Увеличению количества пузырьков воздуха способствует и то, что воздух подают сжатым. Последнее увеличивает силу удара пузырьков о зёрна загрузки. При этом, также благодаря адгезии, поверхности гранул загрузки притягивают к себе из раствора взвешенные частицы питательной смеси. В результате практически в любой пространственной точке раствора выполняются условия, благоприятные для жизнедеятельности микробных клеток препарата, что позволяет максимально использовать питательную среду и увеличивает количество активированных (оживлённых ) клеток. В результате повышается биологическая активность приготовленного промывного раствора, что придает ему повышенные очищающие свойства и позволяет повысить степень очистки фильтрующего материала. Паличие второго вентиля обеспечивает возможность отключения реактора от циркуляционного контура и возможность возврата подготовленного к работе раствора бактериального препарата в рабочую ёмкость, что также обеспечивает автономность устройства. Благодаря тому, что выход рабочей ёмкости соединён с первым выходом устройства через насос и первый вентиль, обеспечивается возможность подачи в очищаемый фильтрующий материал регенерирующей промывной жидкости при открытом вентиле и прекращения её подачи при закрытом вентиле, что
обеспечивает автономность устройства. Благодаря тому, что первый вход рабочей ёмкости соединён со входом устройства через фильтр грубой очистки обеспечивается возможность возврата в рабочую ёмкость промывного раствора с одновременной очисткой его от твердых фракций и густых масляных примесей. Соответствующее соединение первого входа и выхода рабочей ёмкости соответственно со входом и выходом устройства обеспечивает возможность образования циркуляционного контура при подключении регенерируемого фильтрующего материала к устройству и тем самым обеспечивается возможность его циклической промывки регенерирующим раствором. Повышенная биологическая активность промывного раствора в сочетании с возможностью циклической промывки повышает степень очистки регенерируемого фильтрующего материала.
Таким образом, предлагаемое устройство для регенерации фильтрующего материала при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении степени очистки регенерируемого фильтрующего материала и в обеспечении автономности устройства.
Кроме того, осуществление устройства позволяет достичь дополнительные технические результаты, по сравнению с прототипом, а именно: расширение круга объектов, обслуживаемых устройством, мобильность устройства, возможность осуществления промывки загрузки фильтров непосредственно на месте их установки, отсутствие необходимости в размонтировании фильтровальной установки, так как достаточно освободить вход и выход фильтра.
На фигуре изображен устройство для регенерации фильтрующего материала.
Устройство содержит рабочую ёмкость 1 для биологически активной регенерирующей жидкости, биореактор 2, насос 3 для перекачки жидкости, компрессор 4 и фильтр 5 грубой очистки. При этом первый вход 6 рабочей ёмкости 1 соединён со входом устройства через фильтр 5 грубой очистки, а выход рабочей ёмкости 1 соединён с первым выходом 7 устройства через насос 3 и первый вентиль 8. Кроме того биореактор 2 соединен с рабочей ёмкостью 1 с образованием циркуляционного контура. Для этого его вход соединён с чрез второй вентиль 9 с насосом 3, а выход соединен со вторым входом 10 рабочей ёмкости 1. Компрессор 4 подключен к соответствующим входам биореактора 2 и рабочей ёмкости 1 с возможностью подачи воздуха восходящим потоком и ко второму выходу 11 устройства. Кроме того, ёмкость биореактора 2 содержит гранулированную загрузку 12 и выполнена с возможностью поддержания температурного режима в её внутреннем объёме, например, по принципу термостата. Подключение компрессора 4 к биореактору 2, рабочей ёмкости 1 и второму выходу 11
устройства осуществляется через вентили соответственно третий 13, четвёртый 14 и пятый 15. К устройсту подключают регенерируемый фильтр 16с фильтрующим материалом 17.
Устройство работает следующим образом. Прежде всего подготавливают к работе бактериальный препарат. Для этого в рабочей ёмкости 1 готовят питательную среду для микробов бактериального препарата. Затем в питательную среду вносят бактериальный препарат, открывают вентиль 14 и включают компрессор 4. В результате смесь барботируется восходящим потоком воздуха. Питательную среду готовят в соответствии с техническими условиями на бактериальный препарат. Затем открывают вентили 9, 13, а вентиль 14 закрывают. Включают насос 3 и перекачивают подготовленный раствор в ёмкость биореактора 2 с гранулированной загрузкой 12. После чего насос 3 выключают. Воздухом компрессора 4 аэрируют смесь в биореакторе 2. Температуру среды поддерживают в соответствии с техническими условиями на бактериальный препарат. Подготовленный к работе бактериальный препарат сливают самотёком обратно в рабочую ёмкость 1 через второй вход 10 при закрытом вентиле 9 и 13. Для обработки регенерируемого фильтрующего материала 17 устройство подключают входом и выходами 7 и 11 к фильтру 16. При отсутствии в фильтре 16 входа для компрессора 4 можно применить, например, специальный переходник - смеситель, обеспечивающий одновременное прохождение жидкости и воздуха, например, в виде двух патрубков, имеющих общий выход. Затем открывают вентили 8,14 и 15, включают насос 3. При этом через загрузку 17 фильтра 16 обеспечивается циклическое прохождение промывной жидкости с одновременной аэрацией.
Качество очистки определяли по пробам. Для подтверждения работоспособности предлагаемого устройства использовали рабочий раствор щтамма Pseudomonas putida - 36, приготовленный в соответствии с техническими условиями на него. Очищали фильтр диаметром 3,6 м с песчаной загрузкой, загрязнённый нефтепродуктами в количестве 1,74 кГ/м . Контроль степени очистки проводили отбором проб на выходе из фильтра и проб песка загрузки. После 24 часов промывки в пробах песка нефтепродуктов не обнаружено. После 4 суток промывки в пробах песка нефтепродуктов не обнаружено.