КОМБИНИРОВАННОЕ ФИЛЬТРОВАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
COMBINED FILTER DEVICE

Комбинированное фильтровальное устройство относится к аппаратам для очистки промышленных сточных вод от взвешенных загрязняющих веществ и может найти применение в машиностроении, приборостроении, строительной индустрии и других отраслях промышленности.
Известны фильтровальные устройства с различными фильтроэлементами. Используют тканевые, насыпные, волокнисто-пористые фильтроэлементы. Основной недостаток всех фильтровальных устройств заключается в закупоривании проходных отверстий в тканевых фильтрах и заиливании насыпных и волокнисто-пористых фильтров, вследствии чего фильтровальные устройства необходимо отключать и подвергать регенерации, или заменять фильтроэлементы, что приводит к снижению производительности процесса очистки.
Например, в кн. «Инженерно-экологический справочник».Т. 2. - Калуга, изд. H. Бочкаревой, 2003 г. 884 с. Приводится фильтр рис. 1.41 (стр. 479) и рис 1. 42 (стр. 481) с насыпным фильтроэлементом.
Известно устройство по а.с. №1701647 (бюл. №48 от 30.12.91 г.) « Устройство для очистки воды», в котором в качестве фильтроэлемента используется волокнистые насадки, выполненные в виде ершей из синтетического материала, например лавсана. Регенерация загрязненных волокон осуществляется за счет подачи сжатого воздуха при остановленном процессе очистки.
Данное устройство принято нами за прототип.
Основные недостатки прототипа следующие.
Во-первых, при продувке сжатым воздухом процесс очистки воды приостанавливается, что снижает производительность очистки.
Во-вторых, при продувке сжатым воздухом, значительная часть задержанных загрязнителей будет подниматься вместе с пузырьками воздуха за счет процесса флотации и в водосборнике 6 будет скапливаться слой пены, образованный флотационным шламом, который потом, в процессе очистки будет попадать в отводной трубопровод 7 и качество очистки будет снижаться. Кроме того, встряхивание волокон ершей пузырьками воздуха может быть настолько слабым, что загрязняющие компоненты не срываются с них и волокнистая насадка будет все больше заиливаться, увеличивая гидравлическое сопротивление фильтроэлемента.
Техническое решение заявленного устройства направлено на устранение отмеченных недостатков с целью повышения производительности процесса очистки и улучшения качества очищаемой воды.
Предложено комбинированное фильтровальное устройство, содержащее цилиндроконический корпус с вертикальной осью, патрубки тангенциального подвода исходной воды, отвода очищенной воды, сброса осадка, фильтрующей загрузки из волокон, в котором фильтрующая загрузка расположена в вибрационном бункере, находящегося внутри цилиндрической части корпуса и связанной штоком с кольцевым днищем бункера и радиальными ребрами с вибратором, а ниже бункера расположено кольцевое барботажное устройство, причем, фильтрующая загрузка из волокон, закрепленных на жестком каркасе, выполнена в виде спирали, а жесткий каркас представляет собой вертикальную фильтровальную сетку с различными размерами, уменьшающихся от наружного диаметра спирали к внутреннему, а в верхней цилиндрической части корпуса имеется пеносборник с пневматическим сдувом пены и патрубком отвода пены, а перед патрубком отвода очищенной воды имеется наклонный отражатель.
Предложенное комбинированное фильтровальное устройство представлено на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6.,
где фиг. 1 - разрез устройства-общий вид,
фиг. 2 - поперечное сечение,
фиг. 3 - спиральный каркас с волокнами,
фиг. 4 - силовой каркас вибробункера,
фиг. 5 - флотационное устройство,
фиг. 6 - гибкий элемент с уплотнителем.
Здесь: 1.-корпус, 2.-вибрационный бункер, 3.-патрубок отвода очищенной воды, 4.-отражатель, 5.-концентратор пены, 6.- воздухораспределитель для передувки, 7.- пеносборник, 8.-вибратор, 9.-силовые кронштейны, 10.-патрубок отвода пены, 11.-шток, 12.-уплотнитель, 13.-фильтрующая зарузка, 14.-гибкий элемент, 15.-патрубок подвода исходной воды, 16.-силовой каркас, 17.- флотацинное устройствао, 18.-нижнее днище, 19.-патрубок отвода шлама, 20.-отражательная юбка, 21.- патрубок подвода воздуха, 22.-гибкий элемент флотатора, 23.-спиральный каркас сетчатый, 24.-фильтровальные волокна.
Комбинированное фильтровальное устройство представляет цилиндрический корпус 1 с концентратором пены 5 и пеносборником 7 в верхней части и нижним днищем 18 в нижней части. Внутри корпуса1 расположен вибрационный бункер 2, внутри которого имеется фильтрующая загрузка 13. Фильтрующая загрузка 13 представляет собой вертикальную фильтровальную сетку в виде сетчатого каркаса 23 с различными размерами пор, на котором закреплены фильтровальные волокна 24 в виде щеток, ершей. Сетчатый каркас 23 выполнен в виде набора спиралей и размеры пор уменьшаются от наружного диаметра спирали к внутреннему. Вся фильтрующая загрузка 13 в виде сетчатого каркаса 23 и фильтровальных волокон 24 крепится к штоку 11, и силовому каркасу 16. Шток 11 закреплен на силовом каркасе 16 и проходит коаксиально через вибрационный бункер 2. Верхний конец штока 11 проходит через концентратор пены 5, через пеносборник 7 и связан с вибратором 8. Все вертикальные стойки спирали сетчатого каркаса 23 соединены со штоком 11. Выше вибрационного бункера 2 расположен патрубок отвода очищенной воды 3, перед которым установлен наклонный отражатель 4. На корпусе 1, в верхней части имеется концентратор пены 5 с наклонными стенками, а на нем расположен пеносборник 7, оборудованный воздухораспределителем с щелевым соплом 6 и патрубок отьвода пены 10. Над пеносборником 7 имеется силовой кронштейн 9, на котором установлен вибратор 8. В нижней части корпуса 1 имеется патрубок подвода исходной загрязненной воды 15,расположенный тангенциально к корпусу 1.Далее, патрубок 15 имеет гибкий элемент 14,который соединяется с бункером 2.
Между корпусом 1 и вибробункером 2 имеется зазор, в котором имеются упругие уплотнители 12. Нижняя часть вибрационного бункера 2 имеет отражательную юбку 20 с наклонными стенками. Внутри юбки 20 расположено флотационное устройство 17, к которой подсоединен патрубок подвода воздуха 21 через гибкий элемент флотатора 22. Силовой каркас 16 и флотационное устройство 17 выполнены так, что не препятствуют прохождению воды и шлама к нижнему днищу 18 и попаданию их к патрубку отвода шлама 19.
Предложенное устройство работает следующим образом. В патрубок 15 начинает подаваться исходная загрязненная вода. Одновременно с этим, подается воздух в флотационное устройство 17 и включается вибратор 8. Сточная вода из патрубка 15 попадает в пространство спирального каркаса 23 и за счет тангенциального подвода и спиральной формы каркаса 23, начинает двигаться по спиральной траектории в верхнюю часть бункера 2. Проходя через фильтровальные волокна 24, выполненные из синтетических материалов (капрон, лавсан и др.), на волокнах наводиться заряд статического электричества, которое приводит к коагуляции и задержанию на волокнах. Часть загрязняющих веществ, не подвергнувшихся коагуляции и не осевших на волокнах 24 наружных слоев каркаса 23, проходит во внутренние слои, подвергаясь фильтрации на фильтровальной сетке каркаса 23 и такой процесс происходит при движении воды в пространстве фильтровальной загрузки 13 по восходящей спирали. Одновременно с этим, все пространство фильтровальной загрузки 13 начинают пронизывать пузырьки воздуха. выделяющиеся из флотационного устройства 13. Поднимающиеся пузырьки захватывают частицы загрязняющих компонентов и увлекают их в верхнюю часть бункера 2. Вибрация бункера 2 от вибратора 8 осуществляется от штока 11 через силовой каркас 16 и передается на сетчатый каркас 23. Механические колебания сетчатого каркаса 23 и находящихся на нем волокнах 24 обеспечивает освобождение коагулированных загрязнителей и вовлечение их в процесс флотации. Колебания бункера 2 обеспечивают эластичные уплотнители 12, а наличие гибких элементов 14 и 22 способствуют надежному контакту магистралей подачи воды и воздуха.
Определенная часть загрязняющих веществ, не подвергнувшихся флотации, отпускается в нижнюю часть бункера и по отражательной юбке 20, по наклонным стенкам нижнего днища 18,удаляется через патрубок 19. Большая часть загрязняющих веществ, за счет процесса флотации поднимается в верхнюю часть корпуса 1 и далее попадает в пространство концентратора пены 5, где за счет сужающихся стенок пена уплотняется и попадает в пеносборник 7,где потоком воздуха из воздухораспределителя 6 передувкой направляется в патрубок отвода пены 10 и удаляется из аппарата. Очищенная вода отводится из фильтровальнного устройства через патрубок отвода очищенной воды 3, который для исключения попадания пеношлама имеет наклонный отражатель 4.
Таким образом, использование предлагаемого комбинированного фильтровального устройства позволяет повысить качество очистки, не останавливая процесс очистки на регенерацию.