Комбинированный водоочистной фильтр

 

Сущность изобретения: комбинированный водоочистной фильтр содержит последовательно расположенные секции для двухступенчатой очистки воды, разделенные поперечной перегородкой, дренажные системы и сборный желоб, расположенный вдоль фильтра в проеме верхней части перегородки и имеющий придонные отверстия, перекрытые сеткой. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к водоочистке, в особенности для подготовки питьевой воды.

Известен комбинированный водоочистной фильтр безнапорного типа, разделенный вертикальной перегородкой на дне последовательно работающие секции с различной зернистой загрузкой, при этом каждая секция оснащена устройствами для распределения и сбора воды. Исходная вода подается в первую секцию по распределительной системе из дырчатых труб, затем через перфорированную систему направляется во вторую секцию, из которой выводится через сборную систему из дырчатых труб. Промывная вода подается в секции через отдельные дренажи и отводится через сборные желоба, установленные в каждой из них (авт. св. СССР N 1080831, кл. B 01 D 23/10 от 23.03.84, бюл. N 11).

Недостатками известного фильтра являются усложненная конструкция из-за наличия двух отдельных систем желобов в каждой секции для сбора и отвода промывной воды, а также повышенные ее потери.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является комбинированный водоочистной фильтр, включающий секции первой и второй ступени фильтрования с промежуточной камерой между ними. Исходная вода подается в первую секцию снизу, перетекает через переливную кромку в промежуточную камеру, из которой через систему желобов поступает во вторую секцию те же желоба служат для отвода промывной вод из этой секции (авт. св. СССР N 1560265, кл. B 01 D 24/00 от 30.04.90 бюл. N 16).

Недостатками известного фильтра являются его большие размеры, обусловленные наличием сборно-распределительной системы, включающей промежуточную камеру на всю высоту фильтра. В частности, на каждый метр ширины фильтра для изготовления данной системы требуется 4 м строительного объема, а степень полезного использования площади по отношению к общей не превышает 85% Недостатком фильтра является также увеличенный расход воды на собственные нужды, поскольку при промывке теряется часть воды, находящейся выше поверхности зернистой загрузки.

Технический результат изобретения сокращение размеров строительных конструкций и коммуникаций фильтра, а также расхода воды на собственные нужды.

Результат достигается тем, что в комбинированном водоочистном фильтре, разделенном поперечной перегородкой на секции I и II ступени с различной зернистой загрузкой для последовательного фильтрования, снабженном подающим и отводными трубопроводами, дренажными системами и желобом для сбора промежуточного фильтрата промывной воды, последней расположен вдоль фильтра в проеме верхней части разделительной перегородки, а также тем, что желоб снабжен придонными отверстиями, перекрытыми сетками, размеры ячеек которых не превышают размеры частиц зернистых загрузок в секциях.

В известных комбинированных водоочистных фильтрах не найдены технические решения с признаками, сходными с теми, которыми представляемый фильтр отличается от принятого за прототип. В связи с этим указанные выше признаки квалифицируются как его существенные отличия.

На фиг. 1 представлен вид водоочистного фильтра сверху; на фиг. 2 - продольный разрез фильтра; на фиг. 3 фильтр в плане по линии А-А на фиг. 2; на фиг. 4 вид фильтра сверху для его варианта с крупными габаритами; на фиг. 5 крупногабаритный фильтр в продольном разрезе.

Комбинированный водоочистной фильтр расположен в корпусе 1 с открытой водной поверхностью, разделенном перегородкой 2 на секцию первой ступени фильтрования 3 с зернистой загрузкой 4, например, песчаной, и секцию второй ступени 5 с зернистой загрузкой 6, например, из активированного угля. К корпусу 1 примыкает подающий трубопровод 7, подключенный к дренажной системе 8, расположенной в секции 3, и отводной трубопровод 9, соединенный с дренажной системой 10 в секции 5. Подающий трубопровод 7 снабжен ответвлением 11, а отводной трубопровод 9 ответвлением 12. Секции 3 и 5 оснащены желобом 13 для сбора промежуточного фильтрата и промывной воды, расположенным вдоль фильтра, проходящим через перегородку 2 и снабженным придонными отверстиями 14, перекрытиями сетками 15, размеры ячеек которых в секциях 3 и 5 не превышают размеры частиц зернистых загрузок 4 и 6, соответственно. В секции 3 желоб 13 имеет переливные кромки 16, а в секции 5 переливные кромки 17, расположенные ниже кромок 16 на расчетную величину.

При крупных габаритах секций 3 и 5 желоб 13 оснащен боковыми лотками 18 в секции 3 и лотками 19 в секции 5, которые имеют переливные кромки 20 и 21 соответственно.

К торцовому сечению желоба 13 в секции 3 примыкает сбросная труба 22, имеющая ответвление 23, а в секции 5 в торцевом сечении желоба 13 расположена выпускная труба 24.

Комбинированный водоочистной фильтр работает следующим образом.

Подлежащая очистке вода поступает по трубопроводу в дренажную систему 8, распределяется по площади секции 3, проходит снизу вверх через слой зернистой загрузки 4, в которой задерживается основная масса взвешенных загрязнений. Образовавшийся промежуточный фильтрат через переливные кромки 16 и (частично) через отверстия 14 переливается в желоб 13 по которому перетекает в секцию 5 и распределяется по ее площади через переливные кромки 17, а также (частично) через отверстия 14; при крупных габаритах секций 3 и 5 и наличии боковых лотков 18 и 19 сбор и распределение промежуточного фильтрата осуществляется дополнительно через их переливные кромки 20 и 21 соответственно.

На второй ступени фильтрования в секции 5 вода подвергается дальнейшей очистке, например сорбционной на активированном угле, проходя через зернистую загрузку 6 сверху вниз, затем собирается дренажный системой 10 и выводится из фильтра через отводной трубопровод 9. При необходимости изменять водную нагрузку на второй ступени фильтрования, например, при колебаниях качества исходной воды, часть промежуточного фильтрата отводится через выпускную трубу 24. При простое секции 5, например, при выгрузке отработанного сорбента, и при допустимой в это время работе секции 3 фильтрат выводится через трубу 24.

По окончании рабочего цикла в секции 3 или в секции 5 производится, соответственно, промывка зернистой загрузки 4 или 6. Для промывки зернистой загрузки 4 прекращается подача исходной воды через трубопровод 7, уровень воды на фильтре снижается до отметки дна желоба 13 за счет ее прохода через отверстия 14, после чего задвижки на отводном трубопроводе 9 и на трубопроводе 24 (если он использовался в рабочем цикле) закрываются, затем подготавливается к работе сбросной трубопровод 2 и включается подача промывной воды в дренажную систему 8 через ответвление 11. Промывная вода, поднимаясь кверху, взрыхляет, расширяет и отмывает зернистую загрузку 4, сливаясь в желоб 13 через переливные кромки 16, а при крупных габаритах фильтра дополнительно через кромки 20 и боковые лотки 18. По желобу 13 промывная вода с отмытыми загрязнениями выводится из фильтра через сбросную трубу 22. Часть промывной воды поступает в желоб 13 через отверстия 14, при этом сетки 15 препятствуют проходу частиц зернистой загрузки 4.

Поскольку рабочий цикл в секции 5, как правило, в несколько раз продолжительней, чем в секции 3, промывка зернистой загрузки 6 приурочивается к одной из очередных промывок зернистой загрузки 4 и проводится вслед за ней без включения фильтра в работу. С этой целью закрывается задвижка на ответвлении 11 и включается подача промывной воды через ответвление 12 в дренажную систему 10, через которую она распределяется по площади секции 5, поднимается, взрыхляет, расширяет и отмывает зернистую загрузку 6 и сливается через переливные кромки 17 или при варианте крупногабаритного фильтра - дополнительно через кромки 21 и лотки 19 в желоб 13, по которому отводится из фильтра через сбросную трубу 22. Промывка зернистых загрузок 4 и 6 может также производиться одновременно.

В случае целесообразности разделения потоков сбросной промывной воды, различной по своему качеству на выходе из секций 3 и 5, например, с целью последующей обработки, эти потоки отводятся, соответственно, через сбросную трубу 22 и ответвление 23.

По окончании промывки зернистой загрузки 4 прекращается подача промывной воды через ответвление 11, открывается задвижка для поступления исходной воды через трубопровод 7 и осуществляется отвод первых порций загрязненного промежуточного фильтрата через сбросную трубу 22 (или через ответвление 23), после чего открывается задвижка на отводном трубопроводе 9 и, при необходимости, на выпускной трубе 24, задвижка на трубе 22 (или 23) закрывается и работа фильтра возобновляется.

После промывки зернистой загрузки 6 заканчивается подача промывной воды через ответвление 12 и отвод сбросной воды через трубу 22 (или через ответвление 23), затем открывается задвижка на отводном трубопроводе 9 или, дополнительно, на выпускной трубе 24, включается подача исходной воды по трубопроводу 7 и начинается новый рабочий цикл фильтра.

Предлагаемый комбинированный водоочистной фильтр обладает преимуществами, которые состоят в следующем: полезная технологическая площадь по отношению к общей строительной увеличена не менее, чем на 10% размеры коммуникаций для сбора промежуточного фильтрата и промывной воды меньше по крайней мере в два раза; расход воды на собственные нужды сокращен на 7 10%

Формула изобретения

1. Комбинированный водоочистной фильтр, разделенный поперечной перегородкой на секции первой и второй ступени с различной зернистой загрузкой для последовательного фильтрования, снабженный подающими и отводными трубопроводами, дренажными системами и желобом для сбора промежуточного фильтрата и промывной воды, отличающийся тем, что сборный желоб расположен вдоль фильтра в проеме верхней части разделительной поперечной перегородки и имеет придонные отверстия.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что придонные отверстия в сборном желобе перекрыты сетками, размеры ячеек которых не превышают размеры частиц зернистых загрузок в секциях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5