ФИЛЬТР

Полезная модель относится к оборудованию для отделения взвешенных твердых частиц от жидкостей, в частности, к бункерам-накопителям, и может быть использована для обезвоживания пульпы.
Известен фильтр для отделения взвешенных твердых частиц от жидкостей, содержащий бункера-накопители, камеры осветленной воды, запорное устройство для выпуска сгущенного шлака и трубопроводы подвода пульпы, в котором каждый бункер-накопитель оборудован водоотводящим дисковым фильтром, установленным в нижней части бункера перпендикулярно наклонной поверхности, и запорным приспособлением. Фильтр может быть оборудован продувочным узлом. (Патент РФ 2014289, Мкл. C02F 11/12, публ. 15.06.1994 г.).
В этом устройстве в отстойных бункерах-накопителях происходит накопление осадка шлаковой пульпы. Шлак, имея большую плотность, оседает на пирамидообразном дне бункера. Вода сливается через верх бункера, а шлаковый осадок заполняет бункер. Когда бункер наполнен осадком, подача пульпы прекращается. Шлак, имея стекловатое строение, легко отдает влагу, поэтому достаточно открыть отверстие в нижней части бункера, которое пропускает только воду, как она под действием силы тяжести выходит из бункера. Только после этого выпускается шлак. Фильтр в ходе работы устройства может забиваться шлаковыми частицами, его после каждого цикла очищают продуванием.
Недостатками данного технического решения являются низкая производительность и периодичность работы, что приводит к необходимости увеличения габаритных размеров устройства, увеличения числа отстойных бункеров-накопителей при заданной производительности, а также ограничивает возможность использования, так как осадок должен иметь стекловатое строение.
Наиболее близким к предложенному техническим решением является фильтр, содержащий бункер-накопитель, в котором на горизонтальном валу установлены с интервалами один за другим с возможностью вращения диски, на которых закреплены фильтрующие полотна, трубопроводы подачи исходного стока и отвода фильтрата, подключенные к различным участкам бункера-накопителя, промывочные форсунки, расположенные на входной стороне фильтрующих элементов, которые смывают нарост на фильтрующем материале. (Патентная заявка США US 20140124461, Мкл. B01D 33/50, B01D 33/804, публ. 08 мая 2014 г.)
Недостатком этого технического решения является возможность попадания осадка в отфильтрованную жидкость, так как слив фильтрата и удаление инфильтрата происходит из одного бункера-накопителя.
Технической задачей, решаемой предложением, является улучшение качества фильтрования.
Технический результат предложения состоит в повышении качества фильтрации жидкости.
Для решения этой технической задачи предлагается фильтр, содержащий бункер-накопитель, в котором на горизонтальном валу установлены с интервалами и возможностью вращения диски, на которых закреплены фильтрующие элементы, промывочные форсунки, расположенные на входной стороне фильтрующих элементов, трубопроводы подачи исходного стока и отвода фильтрата, диски расположены попарно с образованием между ними полостей, фильтрующие элементы расположены на обоих сторонах каждой пары дисков, соотношение размеров отверстий фильтрующих элементов на внешней и внутренней сторонах пар дисков составляет 1:20 - 1:25, горизонтальный вал выполнен полым, в нем выполнены отверстия, открытые в полости между дисками каждой пары и соединен с трубопроводом отвода фильтрата, трубопроводы подачи исходного стока открыты в интервалы между парами дисков.
Предлагаемый фильтр может быть изготовлен на существующем оборудовании из известных материалов. Других технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками при проведении поиска по научно-технической литературе и патентной документации заявителем не обнаружено. Поэтому заявитель считает, что предложение по данной заявке соответствует критериям охраноспособности полезной модели «новизна» и «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется рисунками неисключающего примера выполнения фильтра. На фигурах показаны различные сечения фильтра.
На фигурах обозначены 1 - бункер-накопитель, 2 - горизонтальный вал, 3 - интервалы между дисками 4, образующими полости 11, 5 - фильтрующие элементы, 6 - промывочные форсунки, 7 - входные стороны фильтрующих элементов, 8 - трубопроводы подачи исходного стока, 9 - трубопровод отвода чистого фильтрата, 10 - дополнительные фильтрующие элементы, 11 - полости, 12 - отверстия горизонтального вала, 13 - полость горизонтального вала, 14 - трубопровод подачи промывной воды, 15 - привод, 16 - трубопровод отвода промывной воды, 17 - опоры. Фильтрующие элементы 5 выполнены в виде цельных полотен с отверстиями 5 мкм, закрепленных на входных сторонах 7 дисков 4, дополнительные фильтрующие элементы 10, также выполнены в виде цельных полотен с отверстиями 100 мкм и закреплены на выходных сторонах дисков 4.
Устройство работает следующим образом
Вода для фильтрации направляется через трубопроводы 8 подачи исходного стока в бункер-накопитель 1 в интервалы между парами дисков 4, образующих фильтровальные дисковые камеры 11, проходит через фильтрующие элементы 5, закрепленных на входных сторонах 7 дисков 4, дополнительные фильтрующие элементы 10, которые закреплены на выходных сторонах дисков 4, в фильтровальные дисковые камеры 11. Через отверстия 12 и полость 13 полого горизонтального вала 2 фильтрат отводится по трубопроводу 9 отвода фильтрата самотеком или давлением всасывающего насоса (не показан). Диски 4 при этом остаются неподвижны. Взвешенные вещества скапливаются на внешней поверхности фильтрующих элементов 5. Когда по мере загрязнения фильтрующих элементов 5 уровень воды в резервуаре 1 повышается, включают привод 15 вращения горизонтального вала 2, приводящий в движение горизонтальный вал 2, на котором расположены диски 4, и подают промывную воду под давлением через трубопровод 14 подачи промывной воды в промывочные форсунки 6. Струи воды из форсунок 6 смывают накопленный осадок с входных сторон 7 фильтрующих элементов 5 в трубопроводы 16 отвода промывной воды. Для промывки используют очищенный фильтрат (до 5%) общего расхода при постоянной промывке, подаваемый на форсунки 6 насосом (не показан) под давлением до 7 атм. Так как дополнительные фильтрующие элементы 10 выполнены с отверстиями (порами) 100 мкм, они зарастают во много раз медленнее колониями бактерий, которые осуществляют биологическую очистку воды и практически не создают разницы давлений. Поэтому дополнительные фильтрующие элементы 10 промывают только раз в полгода или год при обслуживании устройства.
Движение воды в устройстве при номинальных режимах происходит самотеком, без насосного оборудования для перекачки очищаемой воды. Однако по мере загрязнения фильтрующих элементов 5 (фильтровального полотна) можно использовать насосное оборудование для перекачки очищаемой воды. В этом случае создают разряжение в трубопроводе 9 отвода чистого фильтрата и в горизонтальном валу 2, что увеличивает скорость фильтрации, налипшая взвесь служит дополнительным фильтрующим слоем и может повышать степень очистки, ниже 5 мкм.
Устройство фильтра позволяет изготовлять его в виде модульной конструкции и использовать флокулянты для снижения содержания фосфора в фильтрате до 50%.
Заявителем изготовлены и испытаны опытные образцы предлагаемого фильтра со следующими техническими характеристиками
Производительность 2500 м3/час, материал фильтровального полотна - полиэстер, отсутствие контакта исходного стока с фильтратом и необходимости подготовки или подводе промывной воды извне, надежное соблюдение качества очистки менее 5 мг/л на выходе, максимальные гидравлические потери менее 30 см, исключение попадания в фильтрат яиц паразитов.
Хотя настоящее предложение продемонстрировано и описано со ссылками на вариант его осуществления, специалистам в данной области техники понятно, что в него могут быть внесены другие различные изменения, касающиеся материалов, формы и деталей, не выходящие за пределы сути и объема настоящего технического решения, определяемого нижеследующей формулой.