ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Полезная модель относится к устройствам для очистки воды фильтрованием и может найти преимущественное применение в процессах очистки природных вод для хозяйственно-питьевых целей, а также для более глубокой очистки водопроводной воды, в том числе и в процессах подготовки ее к бутылированию.
Широко известны фильтры для очистки воды, включающие корпус с зернистой загрузкой, в нижней части которой распложены дренажно-распределительные элементы, выполняемые, как правил, из перфорированных труб. Корпус снабжен подводящими и отводящими трубопроводами.
В зависимости от технологической схемы процесс очистки воды в известных фильтрах может осуществляться в восходящем, либо в нисходящем направлении [1].
Недостатком известных фильтров является то обстоятельство, что их применение связано с необходимостью предварительного коагулирования воды, что существенно удорожает процесс ее очистки.
Кроме того, при регенерации зернистой загрузки задержанные ею ранее скоагулированные загрязнения переходят в промывную воду, что вызывает необходимость в свою очередь ее очистки перед сбросом в водоем.
Наиболее близким к предлагаемому является фильтр для очистки воды, включающий корпус, разделенный по высоте горизонтально установленной перфорированной перегородкой со встроенными в перфорацию дренажно-распределительными элементами на два отсека, из которых верхний снабжен трубопроводами отвода осветленной воды и подачи воды на регенерацию загрузки, выполненной из порошкообразного материала и размещенной в нижнем отсеке, снабженным трубопроводами подачи воды на очистку и отвода промывной воды.
При этом дренажно-распределительные элементы выполнены в виде патрубков из пористого материала, заглушенных с торца, и расположены в верхней части нижнего отсека. В качестве загрузки используют частицы с отрицательной плавучестью (например, диатомиты или фильтрперлиты) размером фракций от 20 до 60 мк [2].
Данный фильтр, в отличие от широко известных, позволяет очищать воду без ее предварительного коагулирования.
Вместе с тем, недостатком фильтра является весьма ограниченная область его возможного использования, так как он позволяет с большой
полнотой извлекать из воды преимущественно только взвешенные вещества. Кроме того, перед непосредственно процессом очистки воды необходимо на поверхности дренажно-распределительных элементов предварительно создать достаточный для задержаний загрязнений слой загрузки, что способствует увеличению расхода воды на собственные нужды.
Дополнительным недостатком является и то обстоятельство, что при промывке нисходящим потоком воды вместе с задержанными загрязнениями удаляется весь слой фильтрующего порошкообразного материала, что, естественно, удорожает процесс очистки.
Целью изобретения является повышение качества очистки воды при одновременном снижении ее себестоимости.
Поставленная цель достигается тем, что в фильтре для очистки воды, включающем корпус, разделенный по высоте горизонтально установленной перфорированной перегородкой со встроенными в перфорацию дренажно-распределительными элементами на два отсека, из которых верхний снабжен трубопроводами отвода осветленной воды и подачи воды на регенерацию загрузки, выполненной из порошкообразного материала и размещенной в нижнем отсеке, снабженным трубопроводами подачи воды на очистку и отвода промывной воды, загрузка выполнена из сорбционного материала с положительной плавучестью, а суммарная площадь боковой поверхности дренажно-распределительных элементов не превышает площади поперечного сечения загрузки.
На чертеже рис.1 представлен фильтр, общий вид.
Фильтр для очистки воды включает корпус 1, разделенный по высоте горизонтально установленной перегородкой 2 со встроенными в перфорацию дренажно-распределительными элементами 3 на два отсека. Верхний отсек 4 снабжен трубопроводами отвода осветленной воды 5 и подачи воды на регенерацию 6. Нижний отсек 7, в котором расположены дренажно-распределительные элементы 3 снабжен трубопроводами подачи воды на очистку 8 и отвода промывной воды 9, содержит слой загрузки 10.
Дренажно-распределительные элементы 3 представляют собой патрубки из пористого материала, заглушенные с торца. Загрузка 10 выполнена из углеродной смеси высокой реакционной способности (УСВР), характеризующейся положительной плавучестью и обладающей сорбционными свойствами.
Фильтр работает следующим образом.
Очищаемую воду по трубопроводу 8 подают в нижний отсек 7, где она, проходя через слой загрузки 10, осветляется и далее через дренажно-распределительные элементы 3 попадает в верхний отсек 4, откуда по трубопроводу 5 отводится. Когда за счет задержания загрязнений в загрузке 10 возрастут на 1,8-0 ат закрывают задвижки на трубопроводах 5 и 8, открывают на трубопроводах 6 и 9. Очищенная ранее вода, по трубопроводу 6 направляется в отсек 4 и через дренажно-распределительные элементы 3 поступает в отсек 7, где расширяет слой загрузки 10, от которой отделяются
задержанные ею взвешенные вещества, которые с потоком промывной воды удаляются по трубопроводу 9.
После промывки закрывают задвижки на трубопроводах 6 и 9 и открывают на трубопроводах 5 и 8, то есть возобновляется процесс очистки.
Слой загрузки 10 удаляют из отсека 7 только после того, как сорбциионная емкость материала будет предельно исчерпана.
Пример.
2
Воду поверхностного источника со следующими показателями качества: цветность 42-48 град., мутность 4-5,5 мг/л, окисляемость 6,4-6,7 мгО/л очищают с помощью предложенного фильтра и известного (рассмотренного в к5ачестве прототипа).
Испытания проводят в сопоставимых условиях, то есть при одинаковых: размерах фильтров, крупности загрузки и скорости фильтрования.
2
Критериями оценки эффективности работы испытуемых фильтров явились: степень очистки воды (снижение мутности до 1,5 мг/л, цветности до 20 град., окисляемости до 5 мгO/л), а также время, необходимое для создания фильтрующего слоя, а также продолжительности фильтроцикла до момента, связанного с необходимостью замены слоя загрузки.
В таблице представлены основные показатели работы фильтров.
Способ очистки воды
Показатели качества очистки воды
Время, необходимое для создания фильтрующего слоя, ч
Время работы фильтрующего слоя до его полной замены, ч
мутность,мг/л
цветность, град
окисляемость,МГ02/Л
известный
0,1-1,4
28-36
5,5-6,1
3
18-24
предложенный
0,1-0,8
2-11
2,6-4,8
-
540<sup>х</sup>
Х - за указанное время загрузка в фильтре промывалась 38 раз, время одной промывки 5-6 мин, то есть из 540 ч работы фильтра 3,5 ч ушли на регенерацию загрузки от задержанных в ней взвешенных веществ.
Как следует из представленных в таблице данных, предложенный способ по сравнению с известным характеризуется как лучшими показателями качества очистки воды, так и существенно большей продолжительностью работы фильтрующего слоя до его полной замены.
Данная эффективность предложенного способа объясняется следующими причинами.
Порошкообразная загрузка выполнена из сорбционного (по отношению к гуминовым и фулиевым кислотам, обусловливающих цветность и окисляемость воды) материала с положительной плавучестью, что позволяет, с одной стороны, улучшить качество очистки по отношению к указанным ·выше показателям ее загрязненности (которые при известном способе снижаются в незначительном количестве), а, с другой , существенно удлинить продолжительность работы материала до его замены в фильтре. Последнее обстоятельство дополнительно обусловлено тем, что при засорении плавающего порошкообразного материала взвешенными веществами, последние легко удаляются из корпуса фильтра во время регенерации загрузки.
Кроме того, в предложенном фильтре удлинение продолжительности цикла обеспечивается и за счет того, что фильтрование осуществляют восходящим потоком воды с возрастающей в слое загрузки по ходу потока скоростью, в результате чего, взвешенные вещества, содержащиеся в очищаемой воде, проникают на большую глубину слоя, увеличивая, тем самым, его грязеемкость. Такое решение достигается тем, что суммарная площадь боковой поверхности фильтрующих элементов не превышает площади поперечного сечения слоя загрузки.
Источником информации, использованные при анализе новизны и полезности заявленного технического решения:
1. А.А.Кастальский, Д.М.Минц. Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения. Госуд. Изд-во «Высшая школа». М., 1962, с. 207-210; 302-303.
2. В.А.Клячко, И.Э.Апельцин. Очистка природных вод. Изд-во литературы по строительству. М., 1971, с. 265-268 (прототип).