CS207109B1 - Device for cleaning and treatment of water - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKÁSOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 )

POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ 207 109 (11) (Bl)

(61) (23) Výstavní priorita(22) Přihlášeno 12 12 79(21) PV 8675 - 79 (51) Int. Cl.3 C 02 F 1/00

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (40) Zveřejněno 15 09 80(45) Vydáno 01 11 83 (75)

Autor vynálezu BARTÁK LADISLAV a BARTÁK LADISLAV ml., BRNO (54)

Zařízení pro čištění a úpravu vody

Vynález 3e týká zařízeni pro čistění a úpravu vody čiřením či flokulaci. Zařízeni pra-cuje na principu chemické úpravy vody, tj. koagulace koloidnich a suspendovaných nečistotza použiti běžných chemických činidel s následnou dvoustupňovou filtraci jednak ve vznášenéfiltrační vrstvě, tzv. vločkovém mraku, jednak přes sypkou filtrační-hmotu, jejíž hmotnostje nižší než hmotnost vody a jež je označována jako plovoucí filtračni vrstva. Zařízení jeurčeno pro zpracováni surových vod v širokém rozmezí jejich kvality, od relativně máloznečistěných vod až po vody s velkým obsahem suspendovaných nečistot, na vodu pitnou neboužitkovou.

Dosud známá zařízeni, jež pracují na shora popsaném principu jsou provedena tak, žezákladní část zařízeni tvoří svislá válcová nádoba konstantního průřezu, jež je v horníčásti otevřená, zatímco ve spodní části jsou nad sebou vytvořeny prostory flokulačnl a filt-rační, přičemž ve filtračním prostoru je umístěna plovoucí filtračni vrstva, která je vpracovní poloze udržována vodopropustnou vodorovnou přepážkou. V nejvyšši části nádoby jevytvořena jímka pro shromaždováni vyčištěné vody, zatímco dno nádoby je upraveno pro vyklí-zeni oddělených, usazených nečistot bud mechanickým způsobem anebo na principu gravitace.

Zařízeni pracuje tak, že surová voda, smíchaná s chemickými činidly, se přivádí doflokulačniho prostoru nádoby, kde se rozpuštěné, koloidni nebo suspendované látky působením 207 109 207109 činidel vysrážl v· formě-vloček, z nichž část vytváří tzv, vločkový mrak. Vločkový mrak mu-al být vytvořen v bezpečné hloubce pod plovoucí filtrační Vrstvou, aby se vločky strženéspolu se vzestupně proudíc! kapalinou nedostaly až do plovoucí filtrační vrstvy a předčasněji nezanáěely. Vyčištěná, přefiltrovaná voda, které proěle plovoucí filtrační vrstvou, seshromažďuje v jímce vyčištěné vody v nejvyěěl části nádoby, odkud se odvádí na místo spotře-by. Propiránl zanesené filtrační vrstvy se provádí tak, že se'otevře-uzávěr výpusti ^vedenéz flokulačniho prostoru, takže vyčištěná voda proudí ve směru shora dolů přes plovoucí filt-rační vrstvu a propirá ji. Rychlost prouděni vypiraci vody při pracím cyklu je několikaná-sobně vyšší než při cyklu filtrace.

Nevýhodou popsaného zařízeni je skutečnost, že při cyklu propiránl plovoucí filtračnívrstvy dochází vlivem vysoké rychlosti vypiraci vody k nekontrolovatelnému porušeni režimuve flokulačnlm prostoru, kde setrvalý stav je naopak podmínkou zdárného průběhu flokulačni-ho procesu a stabilizace vločkového mraku. Trvá pak obvykle značně dlouho, než se režim veflokulačnlm prostoru znovu ustáli. Tento zjev má za následek zvýšené zanášeni plovoucí filt-rační vrstvy, zkracuje období mezi její regeneraci a tím vyvolává i zvýšenou spotřebu pro-piraci vody a chemických činidel, nadto zhoršuje i kvalitu vyčištěné vody. Další nevýhodouje značná výška zařízeni, která znemožňuje provést menši jednotky jako jednotky mobilní,umístěné na běžně vyráběných podvozcích. Hlavni nevýhodou popsaného uspořádáni Je však zej-ména nemožnost přímé; visuálnl kontroly režimu ve flokulačnlm prostoru e kontroly polohyvločkového mraku v tomto prostoru.

Shora uvedené nedostatky jsou naproti tomu odstraněny u zařízeni pro čištěni a úpravuvody podle vynálezu, které pracuje na principu čiřeni, resp. flokulace a následné filtracevyčiřené vody a které sestává rovněž z prostoru flokulačniho, prostoru filtračního s filt-rační vrstvou o hmotnosti nižší než voda a z jímky vyčištěné vody vytvořené nad prostoremfiltračním, je však charakterizováno tím, že filtrační prostor spolu s jímkou vyčištěné vo-dy jsou umístěny v nejméně jedné samostatné nádobě, která alespoň zčásti obklopuje nádobu,v niž je umístěn flokulačni prostor, přičemž nejméně jedna ze svislých stěn nádoby filtrač-ního prostoru je tvořena.vnější stěnou nádoby flokulačniho prostoru a přičemž ve flokulač-nim prostoru jp vytvořena alespoň jedna sběrná kapsa pro vyčiřanou vodu, propojená se spod-ní částí nádoby filtračního prostoru. , Výhody konstrukčního uspořádání čisticího zařízeni podle vynálezu spočívají předevšímv tom; že prostor flokulačni je oddělen od prostoru filtračního a jímky vyčištěné vody a jeupraven tak, že^flokulačni proces.nemůže být rušen jakoukoliv činnosti probíhající ve filt-račním -prostoru. Navíc;umožňuje'toto uspořádáni přímou visuálnl kontrolu režimu ve flokulač-nlm prostoru a zlepšuje tak podmínky pro řízeni flokulačniho procesu. Dalším technologickýmpřinosemje okolnost..žepodplovouci filtrační vrstvou se ve filtračním prostoru vytvářísekundární vločkový,mrak* Tím. se zvyšuje využitelnost přidávaných chemikálii a snižuje sezatiženita zanášamlAplovouolxflltračnl vrstvy. Důsledkem posledně jmenované okolnosti jepak prodlouženi délky pracovního cyklu mezi jednotlivými cykly regeneraee a propiránl filt-rační vrstvy a současně i sníženi spotřeby vody. Kompaktnost zařízeni a skutečnost, že Je- 207 109 ho celková výška se snlžl až o 1/3 oproti zařízením klasickým, vytváří dále předpokladyproti, aby menši Jednotky mohly být provedeny jako mobilní.

Konetrůkčni i výrobně nejjednodušší je provedeni, kdy nádobě filtračního prostoru vy-kazuje mezikruhový půdorys, zatímco nádoba flokulačnlho prostoru kruhový půdorys. Vnitřnístána filtračního prostoru je v tomto uspořádání tvořena vnější stěnou nádoby flokulačnlhoprostoru. Nádoba filtračního prostoru může být přitom dále ještě rozdělena nejméně dvěmasvislými dělicími přepážkami v nejméně dva samostatné filtrační oddíly s vlastni filtračnívrstvou, jímkou vyčištěné vody, přepadem vyčištěné vody a výpustným potrubím pro kal. Tytofiltrační prostory mohou pracovat bud souběžně, anebo jsou zapojený některé z nich. Rozdě-lením filtračního prostoru ve vlče samostatných celků se zvýši spolehlivost zařízeni a umož-ni se v případě potřeby, např. při poruše režimu či havárii ve flokulačnlm prostoru, dočas-ně zvýšit zatíženi filtru nad normální pracovní mez aniž by došlo ke zhoršení jakosti od-váděné vyčištěné vody.

Sběrnou kapsu nebo kapsy tvoři v popsaném uspořádáni s výhodou vnitřní stěna nádobyflokulačnlho prostoru spolu se stěnou separační vestavby ve tvaru válcové plochy, vloženésouose do nádoby flokulačnlho prostoru a.spodním koncem připevněné k její vnitřní stěně,které je nad úrovni spoje se spodním okrajem separační vestavby a pod úrovní plovoucí filt-rační vrstvy opatřena přestupnými otvory. Příkladné provedeni zařízeni pro čistění vody podle vynálezu je dále schematicky zná-zorněno na připojeném výkrese, kde obr. 1 představuje svislý nárysový řez zařízením, u ně-hož je flokulačnl prostor kruhového půdorysu obklopen filtračním prostorem mezikruhovéhopůdorysu, rozděleným dvěma svislými dělicími přepážkami ve dva samostatné oddíly a obr. 2příslušný půdorysný pohled na zařízení podle obr. i.

Zařízeni ve znázorněném provedeni sestává ze dvou soustředně uspořádaných hlavníchfunkčních části : flokulačnlho prostoru 3. a filtračního prostoru 2 s plovoucí filtračnívrstvou 9 a jímkou vyčištěné vody 11. Surová voda s přísadou chemikálii se přivádí potru-bím £ do flokulačnlho prostoru 1, kde se znečisíujici látky vyloučí ve formě pevných vlo-ček, jež se postupně usazuji, čištěná voda proudí flokulačnlm prostorem 1. ve směru zdolanahoru a přepadá přes horní přepadovou hranu separační vestavby 4 do sběrné kapsy 6, vy-mezené mezi vnitřní stěnou pláště 5 flokulačnlho prostoru 3. a separační vestavbou 4. Spod-ní část sběrné kapsy 6 Je prostřednictvím přestupných otvorů 7 provedených v plášti 5 spo-jena se spodní části 8 filtračního prostoru 2. Účelem separační vestavby 4 a sběrné kapsy6 je zabezpečit rovnoměrný přetlak nutný k překonání odporů při pochodech probíhajícíchve filtračním prostoru 2, dále zabezpečit konstatní výšku hladiny ve flokulačnlm prostoru 1. a posléze zabránit vzájemnému ovlivňováni pochodů probíhajících v prostoru filtračním 2i prostoru flokulačnlm JL, což je podmínkou rovnoměrnosti režimů v obou prostorech.

Zpracovávaná voda stoupá spodní části 8 prostoru filtračního 2, kde se uskutečni se-kundární flokulačnl proces, směrem k plovoucí filtrační vrstvě 9, která je v pracovní po-loze udržována vodorovnou vodopropustnou přepážkou 10, oddělující vlastni filtrační pros-tor od jímky vyčištěné vody 13.. Vyčištěná voda, shromažšujici se v jímce 11, je ze záři-

Claims (6)

1. 4 207 109 zeni odváděna přepadem 12. Filtrační prostor 2 Je dvěma svislými dělicími přepážkami 13rozdělen ve dva samostatné prostory, jež mohou pracovat bud společně anebo samostatně. Regenerace a propiráni filtrační vrstvy 9 probíhají tak, že otevřením uzávěru 14 vevýpustním potrubí 15, zaústěném do spodní části 8 filtračního prostoru, se obrátí tok vo-dy, takže vyčištěná voda z jímky 11 proudí filtrační vrstvou 9 ve směru shora dolů a tlmji proplrá. Současně se vypouětějl i usazená podíly ze spodní části prostoru 8 a sběrnékapsy 6. Ve flokulačnim prostoru 1_ je pod úrovní přepadová hrany separační vestavby 4 dáleumístěn jimaci žlab 16. který je opatřen odvodným potrubím 17 · uzávěrem 113. Účelem jíma-cího žlabu 16 js odvod vyčiřené vody z flokulačniho prostoru ,1 v případě, kdy k dosaženižádané kvality vody postačí zcela proces flokulační anebo kdy je nutno v důsledku havárieve filtrační části zařízeni zajistit nouzový odvod vody. Usazené podíly se shromažďuji vespodní části flokulačniho prostoru l_ v kalové jímce 19, odkud jsou odváděny výpustnímpotrubím 20. Konstrukční uspořádáni zařízeni pro čistění a úpravu vody podle vynálezu není ověemomezeno pouze na provedeni znázorněné na výkrese. Filtrační prostor může např, sestávatz několika samostatně vytvořených oddílů, obklopujících středový prostor flokulační, kte-rý může mit obecně i jiný půdorys než kruhový, kupř. čtyřúhelnlkový. Dednotlivé filtračníoddíly mají přitom vždy nejméně jednu stěnu společnou se stěnou flokulačniho prostoru.Podobně se také nabízí řada alternativ v provedeni sběrné kapsy či kapes. Místo jednésouvislé sběrné kapsy mezikruhového půdorysu může být na vnitřním obvodu flokulačnihoprostoru umístěn větěi počet samostatných, oddělených sběrných kapes. Rovněž hloubkasběrných kapes může být obecně rozdílná. Při zkráceném provedeni kapes slouží k jejichpropojeni se spodní části filtračního prostoru pak kupř. převodně potrubí. V krajním pří-padě může být sběrná kapsa provedena i jako sběrný žlab, umístěný v horní části flokulač-niho prostoru a spojený se spodní části filtračního prostoru opět jedním nebo několikapřevodnými potrubími. V případě vytvořeni většího počtu samostatných filtračních oddílů se nabízí dálemožnost nahradit v některém z nich plovoucí vrstvu vrstvou jiného klasického filtračníhomateriálu o hmotnosti větěl než hmotnost vody, kupř. vrstvou pisku uloženou na nosnémvodopropustném roštu. Filtrace i regenerace filtrační vrstvy mohou být přitom vedeny vestejném směru jako u plovoucí filtrační vrstvy. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zařízeni pro čistění a úpravu vody čiřením, resp. flokulacl a následnou filtraci vy-čiřené vody, sestávajíc! z prostoru flokulačniho, prostoru filtračního s filtračnívrstvou o hmotnosti nižěi než voda a z jímky vyčištěné vody vytvořené na prostoremfiltračním, vyznačené tlm, že filtrační prostor (2) spolu s jímkou vyčištěné vody (11) 207 109 jsou umístěny v nejméně jedné samostatné nádobě, která alespoň zčásti obklopuje nádobu,v niž je umístěn flokulačni prostor (1), přičemž nejméně jedna ze svislých stěn nádobyfiltračního prostoru (2) je tvořena vnější stěnou nádoby flokulačního prostoru (1) apřičemž ve flokulačnim prostoru (1) je vytvořena alespoň jedna sběrná kapsa (6) provyčiřenou vodu, propojená se spodní části (8) nádoby filtračního prostoru (2).
2. 2. Zařízeni podle bodu 1, vyznačené tira, že nádoba filtračního prostoru (2) má půdorysmezikruhový, zatímco nádoba flokulačního prostoru (1) půdorys kruhový, přičemž vnitřnístěna nádoby flokulačniho prostoru (1) je tvořena vnější stěnou nádoby flokulačníhoprostoru (1) a přičemž nádoba filtračního prostoru (2) je popřípadě ještě dále nejménědvěma dělicími přepážkami (13) rozdělena v nejméně dva samostatné filtrační oddíly s vlastní filtrační vrstvou (9), jímkou vyčištěné vody (11), přepadem vyčištěné vo-dy (12) a výpustným potrubím pro kal (14).
3. 3. Zařízení padle bodů 1 a 2, vyznačené tim, že sběrnou kapsu nebo kapsy (6) tvoři ales-poň část vnitřní stěny nádoby flokulačniho prostoru (1) spolu s nejméně jednou svislouseparačni vestavbou (4) vloženou do flokulačniho prostoru (1) a připevněnou k jehovnitřní stěně spodním okrajem, popřípadě i boSnimi hranami.
4. 4. Zařízeni podle bodu 3, vyznačené tim, že sběrnou kapsu nebo kapsy (6) tvoři vnitřnístěna nádoby flokulačniho prostoru (1) spolu se stěnou separačni vestavby (4) ve tvaruválcové plochy vložené souose do nádoby flokulačniho prostoru (1) a spodním koncempřipevněné k vnitřní stěně této nádoby, jež je nad úrovni spoje se spodním okrajemseparačni vestavby (4) a pod úrovni plovoucí filtrační vrstvy (9) opatřena dále pře-stupnými otvory (7).
5. 5. Zařízeni podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že sběrnou kapsu (6) tvoří samostatný sběrnýžlab umístěný v horní části nádoby flokulačního prostoru (1) a převodným potrubím spo-jený se spodní části (8) nádoby filtračního prostoru (2).
6. 6. Zařízeni podle bodů 1 až 5, vyznačené tim, že v horní části nádoby flokulačního prostoru (1) je vytvořen jímací žlab (16), který je opatřen potrubím (17) s uzávěrem (18)pro odvod vyčištěné vody, přičemž přepadová hrana jímacího žlabu (16) se nachází podúrovní přepadové hrany sběrné kapsy nebo kapes (6). 2 výkresy