УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Полезная модель относится к области водоочистки и может быть использована в системах очистки природных и сточных вод фильтрованием с использованием фильтрующей загрузки плотностью меньше единицы, преимущественно для биологической доочистки сточных вод.
Известны конструкции фильтров с открытой поверхностью воды для удаления примесей из природных и сточных вод с направлением движения воды по убывающей крупности гранул фильтрующей загрузки плотностью меньше единицы, содержащие корпус с плавающей загрузкой и узлами подачи воды на очистку, отвода очищенной воды, подачи воды на промывку и отвода промывной воды. При этом весь слой плавающей загрузки находится в затопленном состоянии. /М.Г.Журба «Пенополистирольные фильтры» Москва, Стройиздат, 1992, с.39-42/.
Недостатками этих фильтров является необходимость в создании сложной, мощной конструкции элемента, выдерживающего выталкивающую силу затопленной загрузки.
Известно устройство для очистки воды, содержащее корпус с фильтрующей загрузкой, состоящей из двух слоев, разделенных между собой перфорированной горизонтальной перегородкой, верхний слой сформирован из плавающих зерен и зафиксирован в заполненном состоянии дополнительной горизонтальной удерживающей перфорированной перегородкой. Устройство оборудовано системами подачи воды, отвода фильтрата, водовоздушной регенерации загрузки, включающими трубопроводы для подачи исходной воды, отвода фильтрата, подачи и отвода промывной воды, подачи воздуха, дренажно-распределительную решетку и желоба для распределения промывной воды./Авторское свидетельство СССР №1119711, В01D 23/10, 1984 г./.
Недостатками этого устройства являются сложность монтажа и обслуживания конструкции, а также ее невысокая надежность из-за необходимости создания сложной прочной перфорированной перегородки, обеспечивающей принудительную фиксацию верхнего слоя загрузочного материала с положительной плавучестью, способной выдержать выталкивающую силу затапливаемой плавающей загрузки, а также из-за наличия двух слоев загрузочного материала, разграниченных дополнительной
перфорированной горизонтальной перегородкой и дренажно-распределительной системы (решетки, желоба), что ведет к неравномерной промывке фильтрующей загрузки и, как следствие, снижает степень очистки воды.
Задача предложенного технического решения заключается в повышении надежности работы устройства очистки воды фильтрованием с использованием зернистой загрузки с положительной плавучестью, упрощении монтажа и обслуживания устройства при одновременном его удешевлении.
Технический результат заключается в повышении степени очистки воды при одновременном удешевлении очистки.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что, в устройстве для очистки воды, представляющем собой корпус с днищем, заполненный слоем зернистой фильтрующей загрузки плотностью меньше единицы и снабженный системой подачи исходной воды на очистку, совмещенной с системой подачи промывной воды, содержащей трубопровод подачи исходной или промывной воды и разбрызгивающие устройства и расположенной в верхней части корпуса, системой отвода очищенной воды из придонной части корпуса, выполненной в виде коленообразного трубопровода, верхний патрубок которого расположен на высоте от днища, составляющей не менее 0,2 высоты слоя фильтрующей загрузки, трубопроводом отвода промывной воды, системой аэрации, расположенной в придонной части корпуса, и защитным элементом, предотвращающим попадание зернистой фильтрующей загрузки в системы аэрации и отвода очищенной воды и трубопровод промывной воды.
А также за счет того, что устройство может быть снабжено переливным трубопроводом, расположенным выше верхнего патрубка коленообразного трубопровода.
А также за счет того, что устройство может быть снабжено узлом подачи раствора обеззараживающего агента.
А также за счет того, что слой зернистой фильтрующей загрузки состоит из гранул различной крупности, при этом защитный элемент выполнен в виде сетки, отверстия которой меньше самых мелких гранул фильтрующей загрузки.
Полезная модель поясняется чертежом.
На чертеже схематично изображен вертикальный разрез устройства для очистки воды.
Устройство для очистки воды содержит корпус 1 с днищем 2, заполненный слоем
зернистой фильтрующей загрузки плотностью меньше единицы из гранул различной крупности 3. В верхней части корпуса 1 расположена система подачи исходной воды на очистку, совмещенная с системой подачи промывной воды и состоящая из трубопровода подачи исходной или промывной воды 4 и разбрызгивающих устройств 5. Корпус 1 в нижней части снабжен системой отвода очищенной воды из придонной части корпуса, выполненной в виде коленообразного трубопровода 6, верхний патрубок 7 которого расположен на высоте от днища 2, составляющей не менее 0,2 высоты слоя фильтрующей загрузки 3, и трубопроводом отвода промывной воды 8. В придонной части корпуса 1 расположены система аэрации 9 и защитное устройство 10 для предотвращения попадания зернистой фильтрующей загрузки в систему аэрации 9, коленообразный трубопровод отвода очищенной воды 6 и трубопровод отвода промывной воды 8. Выше патрубка 7 коленообразного трубопровода отвода очищенной воды 6 расположен переливной трубопровод 11. Устройство содержит узел подачи раствора обеззараживающего агента 12.
Установка для очистки воды работает следующим образом. В режиме фильтрования очищаемую исходную воду подают в корпус 1 по трубопроводу подачи исходной воды на очистку 4 через разбрызгивающие устройства 5, обеспечивающие равномерное распределение обрабатываемой воды по поверхности фильтрующей загрузки, пропускают при нисходящем потоке через гранулы зернистой фильтрующей загрузки 3, которая, имея плотность меньше единицы, т.е. положительную плавучесть, всплывает над сеткой защитного элемента 10, и отводят из придонной части корпуса 1 через верхний патрубок 7 коленообразного трубопровода 6 системы отвода очищенной воды. Слой зернистой фильтрующей загрузки 3 предпочтительно состоит из гранул различной крупности, поэтому при всплытии загрузки одновременно происходит классификация гранул загрузки - в верхнем слое - более крупные гранулы, а по ходу движения очищаемой воды размер гранул уменьшается. Для дополнительной подачи кислорода в слой загрузочного материала включают систему аэрации 9. Трубопровод отвода промывной воды 8 перекрыт.
Уровень жидкости в слое фильтрующей загрузки определяет местоположение патрубка 7 коленообразного трубопровода 6, при этом слой зернистой фильтрующей загрузки разделяется на две части: верхнюю - «сухую» часть загрузки и нижнюю - затопленную.
Очищаемая вода фактически проходит двухслойное фильтрование. В процессе фильтрования зерна верхней «сухой» части фильтрующей загрузки покрываются
биопленкой. Вследствие этого на фильтре происходит задержание взвешенных веществ, окисление растворенных органических загрязняющих веществ (в том числе трудноокисляемых) и аммония солевого, а также денитрификация. Основная часть взвешенных веществ задерживается в верхних слоях фильтрующей загрузки. Окисление органических веществ и денитрификация происходят в средней и нижней части фильтрующей загрузки.
Фильтрование ведут до фиксируемого (аналитическим путем) ухудшения очистки от аммония солевого.
Расположения патрубка 7 коленообразного трубопровода 6 на высоте от днища, составляющей менее 0,2 высоты слоя фильтрующей загрузки, недостаточно, поскольку при меньшей высоте расположения патрубка размер затопленной части сокращается вплоть до отсутствия, что приводит к нарушению принципа двухслойного фильтрования и, как следствие, не позволяет повысить степень очистки воды.
При необходимости в придонную часть корпуса 1 через узел 12 подают раствор обеззараживающего агента. При этом придонная часть корпуса 1 (между днищем 2 и нижней поверхностью всплывшего слоя зернистой фильтрующей загрузки 3) выполняет роль контактного резервуара.
Промывку загрузки ведут в три этапа. В качестве промывной воды используют очищаемую воду, которую подают через распределяющий трубопровод 4. При промывке закрывают вентиль (задвижку) на патрубке 7 трубопровода 6.
(1 этап) Воздух через систему аэрации 9 подают с большей интенсивностью по сравнению с режимом фильтрования в течение 0,5 - 1 мин.
(2 этап) Продолжая подачу воздуха, подают очищаемую воду с большей интенсивностью (по сравнению с режимом фильтрования) для смывания задержанных взвешенных веществ в верхнем слое. При этом ведут контроль подъема нижней границы фильтрующей загрузки, который не должен превышать уровень появления воды в переливном трубопроводе 11.
Во время подачи воздуха и воды обеспечивается перемешивание загрузочного материала и удаление взвешенных веществ из верхнего слоя фильтрующей загрузки без удаления прикрепленной биопленки. Одновременно протекает интенсивная отмывка нижнего слоя фильтрующей загрузки. Нижнюю часть загрузочного материала отмывают в течение не менее 2-5 мин за счет находящейся в устройстве воды и подаваемого воздуха.
(3 этап) Прекращают подачу воздуха, снижают расход исходной воды до уровня режима фильтрования, открывают запорное устройство на трубопроводе отвода промывной воды 8 до момента полного опорожнения устройства. Загрузка 3 опускается на защитный элемент 10.
Защитный элемент 10 предпочтительно выполняют в виде сетки, отверстия которой меньше самых маленьких гранул фильтрующей загрузки.
Задвижку на трубопроводе отвода промывной воды 8 закрывают, вентиль (задвижку) на патрубке 7 трубопровода отвода очищенной воды 6 открывают.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет упростить монтаж и эксплуатацию устройства при одновременном повышении степени очистки воды и снижении стоимости устройства.