УСТАНОВКА ОЧИСТКИ ВОДЫ ФИЛЬТРОВАНИЕМ (ВАРИАНТЫ)

Группа полезных моделей относится к области водоподготовки и может быть использована в системах очистки природной воды фильтрованием с использованием зернистой загрузки - осветления воды, обезжелезивания и деманганации, сорбционной очистки для целей хозяйственно-питьевого, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения, а также для очистки сточных вод.
Известны осветлительные и сорбционные фильтры, содержащие корпус, распределительные устройства, зернистую загрузку, патрубки для ввода и вывода рабочих сред и трубную обвязку с гидравлической арматурой для перевода фильтра из режима фильтрования в режим регенерации фильтрующей загрузки и обратно. /«Водоподготовительное оборудование и установки для ТЭС и промышленной энергетики». Отраслевой каталог 43-97. М. ЦНИИТЭИ, 1998, с.7-10, с.13-14/.
Современные установки и станции водоподготовки включают от нескольких единиц до десятков фильтров (осветлительных, сорбционных). При высоком содержании в очищаемой воде загрязняющих веществ, для обеспечения требуемой степени очистки воды фильтры соединяют последовательно, для увеличения производительности - параллельно /Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка. М. Изд-во МГУ, 1996 г., с.278, 392/. При этом для удобства эксплуатации и автоматизации работы фильтров, включая регенерацию фильтрующей загрузки, их объединяют в группы по 3(2)-4 фильтра в каждой.
Наиболее близкой по технической сущности к предложенным является установка очистки воды фильтрованием, содержащая группу напорных фильтров с зернистой загрузкой и трубной обвязкой для подвода (отвода) рабочих потоков и их переключения при переводе фильтров из режима фильтрования в режим регенерации фильтрующей загрузки и обратно, а также трубопроводы исходной и промывной воды и коллекторы подвода исходной воды на очистку, отвода очищенной воды, подвода и отвода промывной воды и отвода первого фильтрата и систему автоматического управления. Трубная обвязка каждого фильтра содержит трубопроводы подачи воды на очистку, отвода очищенной воды, подачи промывной воды в фильтры, отвода промывной воды и первого фильтрата, на которых установлена запорная арматура (гидравлические запорные устройства) с приводом. Коллекторы объединяют
соответствующие трубопроводы трубной обвязки группы фильтров. /Живилова Л.М., Максимов В.В. Автоматизация водоподготовительных установок и управления водно-химическим режимом ТЭС. Справочное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1986, с.57-63/.
Недостатком этой установки является то, что для осуществления вывода фильтров на регенерацию (переключения рабочих потоков) требуется большое количество гидравлической запорной арматуры с приводом (клапанов, задвижек или заслонок) - по числу подводимых к каждому фильтру и отводимых рабочих потоков, что усложняет монтаж установки и систему ее автоматического управления, а также обуславливает высокую стоимость установки.
Задача предложенных технических решений заключается в удешевлении установки очистки воды фильтрованием и упрощении системы ее автоматического управления, монтажа и обслуживания установки.
Поставленная задача решается за счет того, что, согласно первому варианту исполнения, в установке очистки воды фильтрованием, содержащей группу напорных фильтров с зернистой загрузкой и трубной обвязкой с трубопроводами подачи воды на очистку, отвода очищенной воды, подачи промывной воды в фильтры с запорной арматурой с приводом и отвода промывной воды и первого фильтрата, трубопровод исходной воды, трубопровод промывной воды с запорной арматурой с приводом, коллекторы подачи воды на очистку, отвода очищенной воды и подачи промывной воды, коллектор отвода промывной воды и первого фильтрата и систему автоматического управления напорные фильтры выполнены с восходящим фильтрованием, трубопроводы подачи воды на очистку и подачи промывной воды в фильтры совмещены, коллекторы подачи воды на очистку и подачи воды на промывку совмещены, трубопроводы отвода очищенной воды снабжены обратными клапанами, а трубопровод исходной воды и коллекторы отвода очищенной воды и отвода промывной воды и первого фильтрата снабжены запорной арматурой с приводом.
Согласно второму варианту исполнения, в установке очистки воды фильтрованием, содержащей группу напорных фильтров с зернистой загрузкой и трубной обвязкой с трубопроводами подачи воды на очистку, отвода очищенной воды, подачи промывной воды в фильтры с запорной арматурой с приводом и отвода промывной воды и первого фильтрата, трубопроводы исходной и промывной воды, коллекторы подачи воды на очистку, отвода очищенной воды и подачи промывной воды, коллектор отвода промывной воды и первого фильтрата и систему
автоматического управления напорные фильтры выполнены с восходящим фильтрованием, трубопроводы подачи воды на очистку и трубопроводы отвода очищенной воды снабжены обратными клапанами, а трубопровод исходной воды и коллекторы отвода очищенной воды и отвода промывной воды и первого фильтрата снабжены запорной арматурой с приводом.
Группа полезных моделей поясняется чертежами.
На Фиг.1 изображена технологическая схема установки для очистки воды фильтрованием через группу напорных фильтров с восходящим фильтрованием и совмещенными трубопроводами подачи воды на очистку и подачи промывной воды в фильтры и совмещенными коллекторами подачи воды на очистку и промывку; на Фиг.2 - то же с трубопроводами подачи воды на очистку и подачи промывной воды в фильтры и коллекторами подачи воды на очистку и подачи воды на промывку, выполненными раздельно.
Установка очистки воды фильтрованием (Фиг.1) содержит группу из трех параллельно установленных идентичных напорных (закрытых) фильтров 1 (а, б, в) с восходящим потоком воды, содержащих тяжелую зернистую загрузку (кварцевый или керамзитовый песок, сорбционный фильтрующий материал, др.) 2 (а, б, в), верхние
3 (а, б, в) и нижние 4 (а, б, в) распределительные устройства и трубную обвязку, включающую трубопроводы 5 (а, б, в) подачи воды на очистку, совмещенные с трубопроводами подачи промывной воды в фильтры с запорной арматурой с приводом 6 (а, б, в); трубопроводы 7 (а, б, в) отвода очищенной воды (фильтрата), снабженные обратными клапанами 8 (а, б, в) и трубопроводы отвода промывной воды и первого фильтрата 9 (а, б, в).
Коллектор подачи воды на очистку 10, совмещенный с коллектором подачи воды на промывку, соединен с трубопроводами подачи исходной воды 11 и промывной воды 12, снабженными входными (регулирующими) задвижками 13 и 15 и запорными задвижками с приводом 14 и 16 соответственно. К коллектору 10 присоединены трубопроводы подачи воды на очистку 5 (а, б, в), совмещенными с трубопроводами подачи промывной воды в фильтры..
Трубопроводы отвода очищенной воды (фильтрата) 7 (а, б, в) снабжены обратными клапанами 8 (а, б, в) и соединены с коллектором отвода очищенной воды 17, снабженным задвижкой с приводом 18, а трубопроводы 9 (а, б, в) отвода промывной воды и первого фильтрата соединены с коллектором 19 отвода промывной
воды и первого фильтрата, снабженным задвижкой с приводом 20.
Система автоматического управления (на чертеже не показана) содержит программное устройство для перевода установки из режима фильтрования в режим регенерации (промывки) фильтрующей загрузки и автоматического управления всеми стадиями регенерации.
Установка очистки воды фильтрованием (Фиг.1) работает следующим образом. В режиме фильтрования очищаемую исходную воду, при необходимости предварительно обработанную - аэрированную (при обезжелезивании) или с добавлением реагентов (при деманганации, обесцвечивании и пр.) подают в фильтры 1 (а, б, в) по трубопроводу исходной воды 11 с входной задвижкой 13 и задвижкой с приводом 14, коллектору 10 и трубопроводам подачи воды на очистку 5 (а, б, в), через нижние распределительные устройства 4 (а, б, в), пропускают при восходящем фильтровании через зернистую загрузку 2 (а, б, в), отводят через верхние распределительные устройства 3 (а, б, в) по трубопроводам отвода очищенной воды 7 (а, б, в) с обратными клапанами 8 (а, б, в) в коллектор очищенной воды 17 и через задвижку с приводом 18 подают потребителю (отводят в резервуар очищенной воды). Все остальные задвижки с приводом при этом закрыты.
Перевод установки в режим регенерации производят с помощью дистанционного или автоматического управления по заданной программе.
Для перевода установки в режим регенерации фильтрующей загрузки закрывают задвижку с приводом 14 на трубопроводе исходной воды 11 и задвижку с приводом 18 на коллекторе отвода очищенной воды 17. Первую стадию регенерации -взрыхляющую промывку проводят последовательно на каждом фильтре: промывную воду подают по трубопроводу промывной воды 12, через задвижку 15 и задвижку с приводом 16 (открытую на период взрыхляющей промывки), открывая поочередно на время взрыхления задвижки с приводом 6 (а, б, в) на трубопроводах 5 (а, б, в) подачи промывной воды в соответствующий фильтр. При этом промывную воду подают на фильтры 1 (а, б, в) через нижнее распределительное устройство 4 (а, б, в) в направлении снизу вверх и отводят через верхнее распределительное устройство 3 (а, б, в) по трубопроводам отвода промывной воды 9 (а, б, в) в коллектор отвода промывной воды 19 через открытую задвижку с приводом 20 на сброс (в канализацию, резервуар промывной воды, пр.).
При этом обратные клапаны 8 (а, б, в) предотвращают попадание воды из промываемого фильтра по трубопроводам обвязки и коллекторам в остальные
фильтры, находящиеся в режиме ожидания, и через них на сброс, что нарушило бы режим промывки.
По завершению взрыхляющей промывки последнего фильтра проводят отмывку загрузки (сброс первого фильтрата) всех фильтров одновременно, подавая исходную воду по схеме фильтрования: через задвижку с приводом 14, по коллектору 10 и трубопроводам 5 (а, б, в), при закрытой задвижке с приводом 16 подачи промывной воды. При этом задвижка с приводом 18 на коллекторе отвода очищенной воды (фильтрата) 17 остается в закрытом состоянии, а фильтрат направляют на сброс (в канализацию, резервуар) по трубопроводам 9 (а, б, в), и коллектору 19 через открытую задвижку с приводом 20.
После окончания стадии отмывки установку переводят в режим фильтрования, открыв задвижку с приводом 18 отводы фильтрата и закрыв задвижку 20 сброса промывной воды.
Установка очистки воды фильтрованием (Фиг.2) содержит группу из трех параллельно установленных идентичных напорных (закрытых) фильтров 1 (а, б, в) с восходящим потоком воды, содержащих тяжелую зернистую загрузку (кварцевый или керамзитовый песок, сорбционный фильтрующий материал, др.) 2 (а, б, в), верхние 3 (а, б, в) и нижние 4 (а, б, в) распределительные устройства и трубную обвязку, включающую трубопроводы 5 (а, б, в) подачи воды на очистку с обратными клапанами 21 (а, б, в), трубопроводами подачи промывной воды в фильтры 22 (а, б, в) с запорной арматурой с приводом 23 (а, б, в); трубопроводы 7 (а, б, в) отвода очищенной воды (фильтрата), снабженные обратными клапанами 8 (а, б, в) и трубопроводы отвода промывной воды и первого фильтрата 9 (а, б, в).
Коллектор подачи воды на очистку 10 соединен с трубопроводом подачи исходной воды 11, снабженным входной (регулирующей) задвижкой 13 и запорной задвижкой с приводом 14, а также с трубопроводами подачи воды на очистку 5 (а, б, в) с обратными клапанами 21 (а, б, в), коллектор подачи воды на промывку 24 соединен с трубопроводом промывной воды 12, снабженным входной (регулирующей) задвижкой 15 и с трубопроводами подачи промывной воды в фильтры 22 (а, б, в), с запорной арматурой с приводом 23 (а, б, в).
Трубопроводы отвода очищенной воды (фильтрата) 7 (а, б, в) снабжены обратными клапанами 8 (а, б, в) и соединены с коллектором отвода очищенной воды 17, снабженным задвижкой с приводом 18, а трубопроводы 9 (а, б, в) отвода промывной воды и первого фильтрата соединены с коллектором 19 отвода промывной
воды и первого фильтрата, снабженным задвижкой с приводом 20.
Система автоматического управления (на чертеже не показана) содержит программное устройство для перевода установки из режима фильтрования в режим регенерации (промывки) фильтрующей загрузки и автоматического управления всеми стадиями регенерации.
Установка очистки воды фильтрованием (Фиг.2) работает следующим образом.
В режиме фильтрования очищаемую исходную воду, при необходимости предварительно обработанную - аэрированную или с добавлением реагентов, подают в фильтры 1 (а, б, в) по трубопроводу исходной воды 11 с входной задвижкой 13 и задвижкой с приводом 14, коллектору 10 и трубопроводам подачи воды на очистку 5 (а, б, в) с установленными на них обратными клапанами 21 (а, б, в), через нижние распределительные устройства 4 (а, б, в), пропускают при восходящем фильтровании через зернистую загрузку 2 (а, б, в), отводят через верхние распределительные устройства 3 (а, б, в) по трубопроводам отвода очищенной воды 7 (а, б, в) с обратными клапанами 8 (а, б, в) в коллектор очищенной воды 17 и через задвижку с приводом 18 подают потребителю (отводят в резервуар очищенной воды). Все остальные задвижки с приводом при этом закрыты.
Перевод установки в режим регенерации производят с помощью дистанционного или автоматического управления по заданной программе.
Для перевода установки в режим регенерации фильтрующей загрузки закрывают задвижку с приводом 14 на трубопроводе исходной воды 11 и задвижку с приводом 18 на коллекторе отвода очищенной воды 17. Первую стадию регенерации -взрыхляющую промывку проводят последовательно на каждом фильтре: промывную воду подают по трубопроводу промывной воды 12, через задвижку 15 и задвижку с приводом 16 (открытую на период взрыхляющей промывки) по коллектору 24 открывая поочередно на время взрыхления задвижки с приводом 23 (а, б, в) на трубопроводах 22 (а, б, в) подачи промывной воды в соответствующий фильтр. При этом промывную воду подают в фильтры 1 (а, б, в) через нижнее распределительное устройство 4 (а, б, в) в направлении снизу вверх и отводят через верхнее распределительное устройство 3 (а, б, в) по трубопроводам отвода промывной воды 9 (а, б, в), коллектору отвода промывной воды 19 через открытую задвижку с приводом 20 на сброс (в канализацию, резервуар промывной воды, пр.).
При этом обратные клапаны 8 (а, б, в) и обратные клапаны 21 (а, б, в) предотвращают попадание воды из промываемого фильтра по трубопроводам трубной
обвязки и коллекторам в остальные фильтры, находящиеся в режиме ожидания, и через них на сброс, что нарушило бы режим промывки.
По завершению взрыхляющей промывки последнего фильтра проводят отмывку загрузки (сброс первого фильтрата) всех фильтров одновременно, подавая исходную воду по схеме фильтрования: через задвижку с приводом 14 по коллектору 10 подачи воды на очистку и трубопроводам подачи воды на очистку 5 (а, б, в) с обратными клапанами 21 (а, б, в), при закрытых задвижках с приводом 23 (а, б, в) подачи промывной воды в фильтры. При этом задвижка с приводом 18 на коллекторе отвода очищенной воды (фильтрата) 17 остается в закрытом состоянии, а фильтрат направляют на сброс (в канализацию, резервуар) по трубопроводам 9 (а, б, в), и коллектору 19 через открытую задвижку с приводом 20. После окончания стадии отмывки установку переводят в режим фильтрования, открыв задвижку с приводом 18 отвода фильтрата и закрыв задвижку 20 сброса промывной воды.
Схема установки фильтрования по данному варианту позволяет при определенном качестве исходной воды применить комбинированную промывку с использованием исходной воды, подаваемой через задвижку 13 и задвижку с приводом 14 и промывной (очищенной воды), подаваемой как описано выше. Это позволяет уменьшить расход очищенной воды на промывку и соответственно производительность насосов промывки (объем баков промывной воды).
Таким образом, предлагаемые технические решения позволяют за счет снижения количества запорной арматуры с приводом упростить монтаж, эксплуатацию и систему автоматического управления установками при одновременном снижении их стоимости.