УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ФИЛЬТРОВАНИЕМ

Полезная модель относится к области водоподготовки и может быть использована в энергетике, химической и других отраслях промышленности для очистки природных и сточных вод от взвешенных и коллоидных примесей.
Известна установка для очистки воды фильтрованием, содержащая напорный фильтр (ФП3-4н) с плавающей зернистой пенополистирольной загрузкой и снабженный верхним и нижним распределительными устройствами. Трубопровод подачи очищаемой и промывной воды подключен к верхнему распределительному устройству. Трубопровод отвода очищаемой воды подключен к среднему дренажному устройству через уловитель пенополистирола (см. Пособие по проектированию сооружений для очистки и подготовки воды к СНиП 2.04.02 - 84 М. ЦИТП, 1989., с 68).
Недостатком данной установки является низкая производительность напорного фильтра, поскольку очистку воды проводят нисходящим потоком через плавающую загрузку. При увеличении нагрузки за счет повышения количества подаваемой на очистку воды зернистая пенополистирольная загрузка разрыхляется, что снижает эффективность очистки воды.
Известна установка очистки речной воды, которая проходит предварительную коагуляцию сульфатом алюминия. Установка включает безнапорный осветлитель и напорный механический фильтр с двухслойной загрузкой. Загрузка состоит из верхнего слоя гидроантрацита высотой 1,0-1,2 м
и с размером гранул 1,5-2,5 мм и нижнего слоя кварцевого песка высотой 0,6-0,8 м и с размером гранул 0,6-1,2 мм (см. И.Л.Шорин и др. Новый взгляд на устаревшее оборудование предочистки ХВО. «Энергосбережение и водоподготовка», №5 (49), 2007 г., с 17).
Недостатком данной установки является низкая надежность работы безнапорного осветлителя по поддержанию взвешенного шламового режима контактной среды, особенно при изменении его производительности.
Для упрощения и удешевления предварительной стадии очистки поверхностных вод вместо осветлителя с взвешенным слоем применяют контактную коагуляцию солями алюминия на механическом фильтре. Однако быстрая загрязненность двухслойной загрузки в этом случае будет приводить к уменьшению производительности установки и увеличению расхода промывной воды.
Наиболее близким техническим решением является установка для очистки жидкостей (патент РФ №2106897, кл. B01D 37/00; B01D 24/18, опубл. 20.03.1998 г.), включающая предварительный безнапорный фильтр с плавающей загрузкой и нижним распределительным устройством. Трубопровод для подачи очищаемой воды, для ввода коагулянта и сброса промывной воды снабжен запорными устройствами и соединен с нижним распределительным устройством фильтра. Предварительный фильтр через промежуточную камеру подключен к безнапорному фильтру с тяжелой загрузкой, состоящей из цеолита. К нижнему распределительному устройству фильтра с тяжелой загрузкой подключен трубопровод для подачи промывной воды и отвода очищенной воды с запорными устройствами.
В качестве плавающей фильтрующей загрузки используют пенополистирол (пенопласт), который задерживает хлопья примесей из очищаемой воды.
Недостатком этой установки являются низкая грязеемкость однослойной тяжелой загрузки, низкая производительность безнапорной системы фильтрования, сложная и ненадежная конструкция устройства по удержанию плавающей загрузки в затопленном состоянии предварительного фильтра, особенно фильтров большой площади, а также неравномерное распределения промывной воды по площади предварительного фильтра с плавающей загрузкой.
Задача предложенной полезной модели заключается в разработке высокопроизводительной установки очистки воды, обеспечивающей высокую степень очистки воды от коллоидных и грубодисперсных загрязнений. При этом установка должна иметь меньшие габариты по сравнению с известными и большую надежность работы при различных режимах.
Для решения поставленной задачи установка включает напорный фильтр с плавающей зернистой загрузкой, верхним и нижним распределительными устройствами, трубопровод для подачи очищаемой воды и сброса промывной воды, снабженный запорными устройствами и подключенный к нижнему распределительному устройству, напорный фильтр с двухслойной тяжелой зернистой загрузкой, нижним распределительным устройством и верхним распределительным устройством, подключенным трубопроводом к верхнему распределительному устройству фильтра с плавающей загрузкой, и трубопровод для подачи промывной воды и отвода очищенной воды, снабженный запорными устройствами и подключенный к нижнему распределительному устройству фильтра с тяжелой двухслойной загрузкой, состоящей из верхнего антрацита высотой 0,8-1,5 м и с размером гранул 1,0-2,5 мм и нижнего слоя кварцевого песка высотой 0,6-1,2 м и с размером гранул 0,6-1,8 мм.
Верхнее распределительное устройство фильтра с плавающей зернистой загрузкой выполнено в виде коллекторно-лучевой системы со щелями
фильтрации и расположено под углом к горизонтальной поверхности фильтра с максимальным приближением к верхней сфере фильтра.
Высота слоя плавающей зернистой загрузки составляет 0,8-2,5 м и гранулы имеют размер 0,8-4,5 мм.
Полезная модель поясняется чертежом.
На фиг. изображена технологическая схема установки для очистки воды фильтрованием.
Напорный фильтр 1 с плавающей зернистой загрузкой 2 высотой 0,8-2,5 м и размером гранул 0,8-4,5 мм снабжен нижним 3 и верхним 4 распределительными устройствами. Верхнее распределительное устройство 4 выполнено в виде коллекторно-лучевой системы со щелями фильтрации 5 и расположено под углом к горизонтальной поверхности фильтра с максимальным приближением к верхней сфере фильтра 1.
Нижнее распределительное устройство 3 фильтра 1 может быть выполнено, например, в виде отбойного листа (как показано на фиг.) или коллекторно-лучевой системы.
Трубопровод 6 для подачи очищаемой воды и сброса промывной воды снабжен запорными устройствами 7 и 8 и подключен к нижнему распределительному устройству 3 фильтра 1.
Напорный фильтр 9 с двухслойной тяжелой загрузкой снабжен нижним 10 и верхним 11 распределительными устройствами. Верхнее распределительное устройство 11 подключено трубопроводом 12 к верхнему распределительному устройству 4 фильтра 1.
Тяжелая зернистая загрузка фильтра 9 состоит из верхнего слоя 13 антрацита высотой 0,8-1,5 м и с размером гранул 1,0-2,5 мм и нижнего слоя 14 кварцевого песка высотой 0,6-1,2 м и с размером гранул 0,6-1,8 мм.
Нижнее распределительное устройство 10 фильтра 9 погружено в слой гравия 15 высотой 0,1-0,3 м и фракционным составом 2-10 мм.
Трубопровод 16 для подачи промывной воды и отвода очищенной воды снабжен запорными устройствами 17 и 18 и подключен к нижнему распределительному устройству 10 фильтра 9.
Установка работает следующим образом.
Очищаемая вода поступает по трубопроводу 6 при открытом запорном устройстве 7 и закрытом запорном устройстве 8 в нижнее распределительное устройство 3 фильтра 1 для очистки воды от коллоидных примесей в трубопровод 6 возможна подача коагулянта, например солей алюминия.
В напорном фильтре 1 на плавающей зернистой загрузке 2 из пенополистирола осуществляют грубую очистку воды от коллоидных и механических примесей. Отвод очищенной воды из напорного фильтра 1 производят через верхнее распределительное устройство 4, которое имеет средства фильтрации со щелями 5 размерами в пределах 0,5-1,0 мм. Форма выполнения верхнего распределительного устройства 4 в виде коллекторно-лучевой системы, расположенной под углом к горизонтальной поверхности фильтра, обеспечивает ему стойкость к механическим нагрузкам при подаче восходящего потока очищаемой воды.
Далее после грубой очистки в фильтре 1 очищаемая вода поступает по трубопроводу 12 в верхнее распределительное устройство 11 напорного фильтра 9 для тонкой очистки. Напорный фильтр 9 имеет двухслойную загрузку, состоящую из нижнего слоя кварцевого песка 14 и более легкого слоя 13 из крупного антрацита. Вода проходит через два слоя загрузки сверху вниз и через нижнее распределительное устройство 10 выводится из фильтра 9. Очищенная вода поступает в трубопровод 16 при открытом запирающем устройстве 18 и закрытом запирающем устройстве 17.
Периодическую взрыхляющую промывку фильтров 1 и 9 осуществляют в обратном направлении. Промывная вода через трубопровод 16 при открытом запирающем устройстве 17 и закрытом запирающем устройстве 18 поступает в нижнее распределительное устройство 10 напорного фильтра 9. Промывная вода очищает двухслойную фильтрующую загрузку от мелких задержанных примесей. Далее отработанная промывная вода через верхнее распределительное устройство 11 и трубопровод 12 поступает в верхнее распределительное устройство 4 напорного фильтра 1 с плавающей загрузкой 2. Вода проходит в направлении сверху вниз и очищает загрузку от крупных задержанных примесей. Загрязненная промывная вода отводится через нижнее распределительное устройство 3 в трубопровод 6 и выводится при открытом запирающем устройстве 8 и закрытом запирающем устройстве 7.
Таким образом, предложенная полезная модель позволяет обеспечить высокую степень очистки воды за счет предварительной грубой ее очистки от крупных и тяжелых загрязнений в фильтре с плавающей загрузкой и тонкую очистку от мелких загрязнений в фильтре с двухслойной загрузкой.
Обратная промывка, осуществляемая последовательно через два фильтра, обеспечивает эффективную очистку фильтрующих материалов при низком расходе промывной воды.