FI63523C - Filter foer rening av naturligt och avloppsvatten - Google Patents

Description

ESFH M (11)KUULUTUSJULKAISU

JBa lJ '' UTLÄGGNINGSSKRIFT ÖJJt $ ^'(‘ö) Patentti myönnetty 11 07 1903 yfS Patent meddelat ^ τ ^ (51) K«.ik?yint.a.3 B 01 D 23/10, 23/20 SUOMI —FINLAND (21) P«**nttlh»k*mu* —P«*»K»n*öknini 7713Ö0 (22) Hekemlipllvl—AwöWne*g 29.0U.77 ' ' (23) AlkupVvt—GIM|h«t*d*c 29.0U.77 (41) Tullut |ulklMlul — Mlvlt offentHf q_q 76

Patentti-Je raklatarlhallltuf /44) NthUvUuIptnon |t kuuLJullutaun pvm. — Λ_ Q_

Patent» och raglctarttyralaan Amek» uttegtf och uti.»kr*fwn puMtcond 31.03.03 (32)(33)(31) fyy4«t)r «tuolkou· —Bojtrd prioritot (71) Leningradsky Nauchno-Issledovatelsky Institut Akademii Kommunalnogo Khozyaistva Imeni K.D. Pamfilova, Ulitsa Khrustalnaya 18, Leningrad, USSR(SU) (72) Yakov Berievich Lazovsky, Leningrad, Mark Grigorievich Novikov,

Leningrad, USSR(SU) .(7U) Qy Kolster Ab (5U) Suodatin luonnon- ja jätevesien puhdistamiseksi -Filter för rening av naturligt och avloppsvatten

Keksintö liittyy luonnon- ja jäteveden käsittelyyn.

On laajalti tunnettuja suodattimia veden käsittelyä varten, jotka sisältävät kotelon, jossa on rakeisen suodattavan aineen massa, jossa on hiekan muodostama yläkerros ja soran muodostama alakerros, jolloin suodatusmassan raekoko asteittain pienenee ylöspäin. Suoda-tusmassan alin kerros sisältää tyhjennys-jakelujärjestelmän, joka on yhteydessä täyttö- tai syöttöjohdon kanssa, ja suodatusmassan yllä on kotelossa kourujärjestelmä, joka on yhteydessä keräys-jakelujohdon kanssa.

Mainittujen, tunnettujen suodattimien suodatustoiminnassa veden käsittely saadaan aikaan viemällä vesi suodatusmassan läpi. Riippuen käsiteltävän veden todellisesta virtaussuunnasta suodatus tapahtuu joko suunnassa ylöspäin (so. nouseva suodatus) tai alaspäin (laskeva suodatus).

Huolimatta käsiteltävän veden virtaussuunnasta suodatustoi-minnan aikana saadaan suodatusmassan pesu tai huuhtelu aikaan sus-pendoimalla täyttörakeet veden ylöspäin tapahtuvaan virtaukseen, 63523 2 jolloin vesi suunnataan suodatusmassaan tyhjennys-jakelujärjestelmästä, kun taas pois huuhdotun lian ja epäpuhtaudet kerää kourujärjestelmä keräys-jakelujohtoon, josta ne suunnataan viemärijärjestelmään .

Mainitut tunnetut suodattimet poikkeavat toisistaan niiden rakenneominaisuuksien osalta, jotka liittyvät huuhteluveden syöttöön suodatusmassaan, ja syöttö- tai täyttöjohto voi olla sijoitettuna suodattimen keskiosaan tai sen pohjan alle tai kokonaan suodattimen ulkopuolelle.

Tähän asti tunnetut suodattimet tunnetaan kuitenkin siitä, että huuhteluveden jakelu suodatusmassan pinta-alalla ei ole tarpeeksi tasainen, jolloin alemmilla sorakerroksilla on taipumus siirtyä ja sekoittua suodattimen kestoiän aikana. Näin ollen muodostuu suodatusmassassa alueita, joita ei voida huuhdella, joka tietenkin vaikuttaa suodattimen suoritukseen ja sen taloudellisiin ominaisuuksiin .

Aikaisempien suodattimien joukossa on esim. sellainen, jolla käsitellään vettä ja joka sisältää kotelon, jossa on rakeinen suoda-tusmassa ja tässä alempia sorakerroksia ja jonka raeokoko asteittain pienenee ylöspäin. Päätyhjennys-jakelujärjestelmä on sijoitettu suodatusmassan alle ja se sisältää ylöspäin laajentuvan putken, jonka poikki on pingotettu siivilä. Tämän tyhjennys-jakelujärjestelmän tarkoituksena on kerätä suodatusmassan käsittelemä vesi ja jakaa vesi, joka syötetään suodatusmassan huuhtelua varten. Suodattimen pesutehon lisäämiseksi on ylimääräinen jakelujärjestelmä sijoitettu suodatusmassan ylle ja tämän käytännöllisesti ainoana tehtävänä on löysätä massan yläkerrosta huuhtelun aikana. Ylimääräisen jakelujärjestelmän yllä on kourujärjestelmä, joka on yhteydessä keräys-jakelujohdon kanssa ja joka on tarkoitettu ottamaan talteen käsitellyn veden suodatustoiminnan aikana ja koota pesuvesi pesun aikana.

Tämän tunnetun suodattimen eräänä haittana on se, että pesuvesi ei tule jaetuksi tarpeeksi tasaisesti suodatusmassan koko pinta-alalle päätyhjennys-jakelu- tai purkausjärjestelmän avulla, puhumattakaan koko suodattimen melko monimutkaisesta rakenteesta, joka on seuraus ylimääräisen jakelujärjestelmän käytöstä. Epätasaisen pesun seurauksena tahtoo suodatusmassaan jäädä likaa ja epäpuhtauksia, jotka kerääntyvät pesujaksosta toiseen.

3 63523

Lisäksi tunnetaan sellainen veden käsittelysuodatin, jossa edellisestä suodattimesta poiketen tyhjennys-jakelujärjestelmä on arina- tai siivilämuodossa ja on yhteydessä alle sijoitetun täyttö-johdon kanssa.

Verrattuna aikaisempien suodattimien mainittuihin rakenteisiin tässä puheena oleva suodatin tekee mahdolliseksi pesutoiminnan tehokkuuden lisäämisen tietyssä määrin johtuen pesuveden tasaisemmasta jakelusta; lisäksi siinä ei tarvita ylimääräistä jakelujärjestelmää .

Tämänkään suodattimen rakenne ei kuitenkaan estä sellaisten alueiden muodostumista suodatusmassassa, joita ei voi pestä; eikä siinä ole varmuutta siitä, että osa suodatusaineesta putoaisi arina-tai siivilämäisen tyhjennys-jakelujärjestelmän läpi täyttöjohtoon pesun aikana.

On vielä toinen vedenkäsittelysuodattimen tunnettu rakenne, joka poikkeaa kuvatuista siinä, että sen tyhjennys-jakelujärjestelmä koostuu revitetyistä putkista ja on yhteydessä täyttöjohdon kanssa, joka on sijoitettu suodattimen kotelon rajojen ulkopuolelle. Suodatinkotelon pohjassa on tehty pitkittäisonteloja, joilla on kaareva poikkileikkausmuoto, ja jokainen tällainen ontelo sisältää tyhjennys-jakelujärjestelmän vastaavan rei'itetyn putken. Jotta rei*itettyihin putkiin ei pääsisi suodatusmassan irronneita rakeita, on putkien reikiä lisäksi suojattu varmuusverkolla, joka on tehty syöpymättömästä aineesta. Tämän varmuusverkon avulla voidaan suodattimesta poistaa suodatusmassan sorakerrokset ja tyhjennys-jakelujärjestelmän sijoitus kotelon pohjan onteloihin lisää suodatusmassan pesun tehokkuutta saastuttavan aineen poistamiseksi massasta.

Tämän viimeksi mainitun suodattimen rakenteeseen sisältyy kuitenkin kotelon pohjan monimutkainen valmistusprosessi; rakenne ei estäisi varmuudella sellaisten alueiden muodostumista suodatus-massaan, joita ei voi pestä, johtuen pesuveden liian epätasaisesta jakelusta täyttöjohdosta tyhjennys-jakelujärjestelmän putkiin.

Aikaisemmin tunnettu suodatin, joka eniten muistuttaa po. selityksessä esiteltävää suodatinta, on vedenkäsittelysuodatin, jossa kuvatuista suodattimista poiketen pesuvesi syötetään täyttöjohtoon aukon läpi, joka on johdon seinämässä, ja pesuveden syöttö täyttö-johtoon tapahtuu joko rinnakkain tai kohtisuorasta suhteessa tyh- 4 63523 jennys-jakelujärjestelmän putkiin, riippuen näiden sijoituksesta suhteessa pesuvesijohtoon.

Koska viimeksi mainitun suodattimen pohja on vaakasuora ja tasainen, on suodattimen rakenne yksinkertaisempi, kun taas putkimaisen tyhjennysjakelujärjestelmän käyttö, jolla on suuri virtausvastus, takaa suhteellisen tehokkaan suodatusmassan puhdistuksen saasteesta, koska suodatusmassa on upotettuna pesuveden nousevaan virtaukseen.

Tämän viimeksi mainitun suodattimen eräs haitta on kuitenkin se, että pesuvesi pääsee epätasaisesti tyhjennys-jakelujärjestelmän putkiin johtuen pienpainealueen muodostumisesta täyttöjohdon tulo-osassa (kun tämä sijaitsee suodattimen kotelossa), tai muuten johtuen suuremman paineen alueen muodostumisesta täyttöjohdon tulo-osassa (kun tämä on sijoitettu suodattimen kotelon ulkopuolelle).

Näiden ilmiöiden eräänä seurauksena on pesuveden syötön epätasaisuus tyhjennys-jakelujärjestelmän kauimpana oleviin putkiin, joka epätasaisuus on jopa 30...50 %.

Tästä haitasta seuraa sorakerrosten siirtyminen pesun aikana sekä suodatusmassan kerrosten yleinen sekoittuminen, mikä vaikuttaa suodattimen tehoon ja huonontaa käsittelyn laatua.

Käytännössä on viimeksi mainittu suodatintyyppi otettava pois käytöstä 5...6 vuoden välein sen suodatusmassan vaihtamiseksi. Tämä on suuritöistä ja vaatii paljon puhtaasti ruumiillista työtä.

Esillä olevan keksinnön eräänä tavoitteena on suodattimen kehittäminen luonnon- ja jäteveden käsittelyä varten, jossa oleellisesti estettäisiin rakeisen suodatusmassan kerrosten siirtyminen ja sekoittuminen sekä alueiden muodostuminen, joita ei voi pestä, suodattimen luotettavan suorituksen parantamiseksi.

Tähän tavoitteeseen päästään luonnon- ja jäteveden puhdistamiseen tarkoitetulla suodattimena, joka käsittää kotelon, joka sisältää rakeistetun suodatusmassan, tyhjennysjakelujärjestelmän, joka muodostuu putkista, jotka on rei'itetty alaosastaan ja sovitettu suodatusmassan alimpaan kerrokseen, syöttöjohdon, joka sijaitsee ulkopuolella yhden sivuseinän vieressä ulottuen koko sen pituudelle ja on yhteydessä tyhjennys-jakelujärjestelmän putkiin, kourujärjes-telmän, joka sijaitsee kotelossa suodatusmassan yläpuolella ja on yhteydessä syöttöjohdon yläpuolelle sovitettuun kokoavaan jakelu-johtoon, jossa suodattimessa syöttöjohto on keksinnön mukaisesti 63523 varustettu yläosastaan reititetyllä putkijohdolla, joka sijaitsee syöttöjohdossa sen koko pituuden yli ulottuen symmetrisesti sen sivuseinien suhteen tyhjennys-jakelujärjestelmän putkien yläpuolella.

Reiät parantavat pesuveden syötön tasaisuutta putkesta syöttö johtoon tämän koko pituudella. Syöttöjohdossa muodostuva vesityy-ny estää tämän veden syötön tyhjennys-jakelujärjestelmän putkiin erillisinä suihkuina.

Kun lisäksi reiällinen putki sijoitetaan tyhjennys-jakelujärjestelmän yläpuolelle, veden suihkumainen syöttökään reiällisestä putkesta syöttöjohtoon ei merkittävässä määrin heikennä veden syötön tasaisuutta tyhjennys-jakelujärjestelmään.

Keksinnön mukaisella järjestelyllä on voitu tasoittaa veden paine täyttöjohdon pituussuunnassa ja varmistaa siten veden tasainen syöttö tyhjennys-jakelujärjestelmän putkiin ja siten suodatus-massan koko pinta-alalle. Koska vesi tulee jaetuksi tasaisesti suo-datusmassan koko pinta-alalle, estetään sorakerrosten siirtyminen ja sekoittuminen ja sellaisten alueiden muodostuminen suodatusmas-sassa, joita ei voi pestä, tulee oleellisesti estetyksi.

Myös on voitu parantaa suodattimen toiminnallisia sekä sani-tääris-hygieenisiä ominaisuuksia. Koska suodatusnopeutta voi nyt lisätä 10...12 %:lla, huonontamatta käsitellyn veden laatua, ja koska voidaan lyhentää kokonaispesuaikaa ja vähentää pesuveden kulutusta, on suodattimen käyttö huomattavasti taloudellisempi.

Esillä olevaa keksintöä kuvataan seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: kuvio 1 esittää läpileikkauskuvantoa keksinnön mukaisesta suodattimesta, jossa veden varman jakelun aikaansaava laite on reiällinen putki; kuvio 2 esittää poikkileikkauskuvantoa pitkin kuvion 1 viivaa II-II; kuvio 3 esittää läpileikkauskuvantoa suodattimesta, jossa veden varman jakelun aikaansaava laite on putki, joka ulottuu täyt-töjohdon ulkopuolella sen pituussuunnassa keksinnön erään toteutus-muodon mukaisesti; kuvio 4 esittää poikkileikkauskuvantoa pitkin kuvion 1 viivaa IV-IV; kuvio 5 esittää läpileikkauskuvantoa suodattimesta, jossa veden varman jakelun aikaansaava laite on täyttöjohtoon liittyvä kammio keksinnön toisen toteutusmuodon mukaisesti.

63523

Piirustusten mukaisesti luonnon- ja jäteveden käsittelevä suodatin käsittää kotelon 1 (kuvio 1), jonka sisällä on rakeinen suodatusmassa, joka sisältää raekerroksen 2, jossa raeokoko on verraten pieni, ja alemman sorakerroksen 3, jossa raekoko asteittain pienenee ylöspäin. Tyhjennys-jakelujärjestelmä on suodatusmassan alakerroksessa 3 ja sisältää putket 4, joiden päissä ovat tulpat S. Jokaisessa putkessa 4 on reikiä 6.

Suodatin sisältää lisäksi keräys-jakelujohdon 7, joka on yhteydessä kourujärjestelmän 8 kanssa, joka on sijoitettu vesiker-rokseen 9, joka käytössä muodostuu suodatusmassan päällä. Lisäksi käytetään täyttö- tai syöttöjohtoa 10, joka keksinnön po. toteutus-muodossa on tehty suorakulmaisella poikkileikkauksella ja on yhteydessä tyhjennys-jakelujärjestelmän putkien 4 kanssa. Täyttöjohdon 10 sisälle on sijoitettu laite pesuveden varmaa jakelua varten, joka sisältää putken 11, jossa on reikiä 12. Putki 11 on sijoitettu tyhjennys-jakelujärjestelmän putkien 4 ylle.

Laite, joka saa aikaan pesuveden varman jakelun, on yhteydessä pesuveden syöttöverkon 13 kanssa (kuvio 2), johon kuuluu venttiili 14, ja putkijohdon 15 kanssa, johon on asennettu venttiili 16.

Tiivisteitä 17 (kuviot 1 ja 2) käytetään niillä alueilla, joissa tyhjennys-jakelujärjestelmän putket 4 ja putki 11 ulottuvat kotelon 1 seinien läpi, kotelon vedenpitävyyden aikaansaamiseksi.

Laite, joka saa aikaan pesuveden varman jakelun, sisältää putken 18 (kuviot 3,4), joka ulottuu täyttöjohtoa 19 pitkin, joka on myös putki. Putki 18 on täyttöjohdon 19 ulkopuolella yhteydessä tämän kanssa useiden yhdyssuuttimien 20 kautta, jotka on erotettu tasaisin välein johdon 19 pituussuunnassa.

Piirustusten kuvio 5 näyttää vielä toisenlaisen toteutusmuodon laitteesta, joka jakaa pesuveden varmasti, ja tämä sisältää kammion 21, joka on täyttöjohdon 22 vieressä ja jolla voi olla suorakulmainen poikkileikkaus, koko tätä täyttöjohtoa 22 pitkin ja yhteydessä sen kanssa reikien 23 kautta, jotka on tehty yhteisen seinän 24 läpi.

Tässä kuvattu suodatin toimii seuraavalla tavalla.

Suodatustoiminnan aikana käsiteltävä vesi syötetään keräys-jakelujohtoon 7, josta se ohjataan kourujärjestelmän 8 kautta 1 raekerrokseen 2, jossa raekoko on pienempi, suodatusmassassa ja sit- 7 63523 ten alakerrokseen 3. Veden kulkiessa suodatusmassan läpi se kirkastuu ja se löytää tiensä reikien 6 kautta tyhjennys-jakelujärjestelmän putkiin 4, joista se virtaa täyttö- tai syöttöjohdon 10 kautta (kuvio 1) ja putken 11 kautta, joka kuuluu laitteeseen, joka jakaa veden varmasti, tai sitten täyttöjohdon 19 (kuvio 3) ja putken 18 kautta tai täyttöjohdon 22 (kuvio 5) ja kammion 21 kautta putkijohtoon 15, jossa venttiili 16 on avoin, josta vesi ohjataan kirkas-vesisäiliöön tai -altaaseen (ei näytetty). Suodatustoiminnan aikana pesuveden syöttöjohdossa 13 oleva venttiili 14 on suljettuna.

Pesutoiminnan aikana pesuvesi syötetään pesuvesijohdosta 13, jossa venttiili 14 on nyt avoin, putkeen 11 (kuvio 1) ja tästä täyttö johtoon 10 tai sitten putkeen 18 (kuvio 3) ja tästä täyttöjoh-toon 19, tai sitten kammioon 21 (kuvio 5) ja tästä täyttöjohtoon 22.

Sen ansiosta, että pesuvesi jaetaan varmasti täyttöjohdon koko pituudella, tulee veden paine johdossa tasoitetuksi johdon koko pituudella, jolloin pesuvesi tulee syötetyksi tasaisesti tyhjennys-jakelujärjestelmän putkiin 4. Tällä tavalla estetään oleellisesti suodatusmassan kerrosten siirtyminen ja sekoittuminen, suodattimen luotettavaa toimintaa parannetaan ja suodattimen toiminnalliset ja taloudelliset ominaisuudet paranevat.

Tyhjennys-jakelujärjestelmän putkien 4 rei'istä 6 pesuvesi virtaa suodatusmassan alempaan kerrokseen 3 ja etenee tämän läpi tasaisesti kerrokseen 2, jossa rakeet ovat hienompia. Tämän kerroksen hienommat hiukkaset ovat suspendoituina nousevassa vesivirrassa ja suodatusmassan rakeiden pinnalle jäänyt lika sekä epäpuhtaudet tulevat huuhdotuiksi pois.

Pesuveden ja sen kantamat epäpuhtaudet kerää kourujärjestelmä 8, josta vesi virtaa keräys-jakelujohtoon 7 ja tulee sitten ohjatuksi viemärijärjestelmään.

Pesutoiminnan aikana putkessa 15 oleva venttiili 16 on kiinni.