RU157322U1 - Фильтрующий патрон - Google Patents

Abstract

1. Фильтрующий патрон для очистки сточной воды, состоящий из цилиндрического корпуса с непроницаемой для воды боковой поверхностью и проницаемыми верхним и нижним концами, содержащий решетку для предварительной механической очистки воды, а также фильтрующую и сорбционную загрузки, расположенные последовательно по ходу движения воды, отличающийся тем, что часть слоя сорбционной загрузки на выходе воды из фильтрующего патрона состоит из материала на основе диоксида марганца.2. Фильтрующий патрон по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала на основе диоксида марганца используют дробленые природные материалы (кварц, природный цеолит, доломит, горелые породы) и/или промышленные сорбенты (активированные угли, синтетические цеолиты, ионообменные смолы, активный оксид алюминия), с нанесенным на их поверхность диоксидом марганца.3. Фильтрующий патрон по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала на основе диоксида марганца используют волокнистые материалы с нанесенным на их поверхность диоксидом марганца.4. Фильтрующий патрон по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала на основе диоксида марганца используют формованные в виде гранул материалы, включающие мелкодисперсный диоксид марганца и связующее органической или неорганической природы.5. Фильтрующий патрон по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала на основе диоксида марганца используют дробленый природный минерал пиролюзит.

Description

Область техники

Полезная модель относится к области очистки ливневых и талых сточных вод в коммунальном хозяйстве, а конкретно к оборудованию для их очистки.

Уровень техники

Проблема очистки ливневого и талого стока непосредственно в дождеприемных колодцах систем ливневой и общесплавной канализации сопряжена не только с очисткой поверхностных вод от загрязнителей, находящихся в воде, но и с предотвращением попадания летучих и газообразных сернистых соединений (сероводорода и меркаптанов) из этих систем канализации в атмосферу через люки (дождеприемные решетки) колодцев в сухую погоду.

Известен фильтрующий патрон для очистки ливневых стоков, состоящий из двух отсеков, в одном из которых находится волокнистый фильтрующий материал и гидрофобный зернистый материал, а другой отсек служит для сбора взвешенных частиц и мусора (Патент РФ №150862, B01D 27/02, опубл. 27.02.2015).

Известен фильтрующий патрон для очистки воды, содержащей загрузку, включающую фильтрующий материал и гидрофобный зернистый материал, причем в качестве зернистого материала используют лавсан и синтепон или минеральное стекловолокно, а в качестве зернистого материала модифицированный азотсодержащий активированный уголь (Патент РФ №59996, B01D 27/00, опубл. 10.01.2007).

Известен фильтрующий патрон для очистки воды, состоящий из фильтрующей загрузки, состоящей из слоев листового волокнистого материала, а также из сорбционной загрузки, состоящей из слоя малозольного и высокозольного активированного угля, расположенных один за другим по ходу движения воды через фильтрующий патрон (Патент РФ №139065, B01D 27/00, опубл. 10.04.2014). Данное техническое решение является наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленной полезной модели и принято за прототип.

Недостатком данных устройств является невозможность поглощения сернистых летучих и газообразных соединений (сероводород, меркаптаны), выделяющихся из канализационной сети в атмосферу, в сухую погоду (при отсутствии прохождения ливневых стоков через фильтрующий патрон).

Раскрытие полезной модели

Задачей заявляемой полезной модели является разработка конструкции фильтрующего патрона для очистки сточных ливневых и талых вод, обеспечивающей дополнительно очистку выделяющегося из канализационных сетей воздуха.

Технический результат полезной модели заключается в поглощении летучих и газообразных сернистых соединений, выделяющихся из коллектора канализационной сети, и предотвращении попадания их в атмосферу через дождеприемную решетку водосборных колодцев канализационной сети.

Заявляемый технический результат достигается тем, что фильтрующий патрон для очистки сточной воды, состоящий из цилиндрического корпуса с непроницаемой для воды боковой поверхностью и проницаемыми верхним и нижним концами, содержащий решетку для предварительной механической очистки воды, а также фильтрующую и сорбционную загрузки, расположенных последовательно по ходу движения воды, имеет часть слоя сорбционной загрузки на выходе воды из фильтрующего патрона, состоящей из материала на основе диоксида марганца.

В одном из вариантов осуществления полезной модели в качестве материала на основе диоксида марганца используют природные дробленые минералы (кварц, природный цеолит, горелые породы) или промышленные сорбенты (синтетические цеолиты, активированные угли, ионообменные смолы, активный оксид алюминия), с нанесенным на их поверхность диоксидом марганца.

В еще одном из вариантов осуществления полезной модели в качестве материала на основе диоксида марганца используют волокнистые материалы с нанесенным на их поверхность диоксидом марганца.

В еще одном из вариантов осуществления полезной модели в качестве материала на основе диоксида марганца используют формованные в виде гранул материалы, включающие мелкодисперсный диоксид марганца и связующее органической или неорганической природы.

В еще одном из вариантов осуществления полезной модели в качестве материала на основе диоксида марганца используют дробленый природный минерал пиролюзит.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания сущности полезной модели рассматривается ее описание с привлечением сопровождающего чертежа.

Фиг. 1 Общий вид в разрезе фильтрующего патрона, установленного в бетонный водосборный колодец сети общесплавной канализации.

Предложенный чертеж иллюстрирует только один из предпочтительных вариантов исполнения полезной модели и поэтому не может рассматриваться в качестве ограничения содержания полезной модели, которое не включает другие варианты ее исполнения.

Осуществление полезной модели

Заявляемый фильтрующий патрон используется для очистки поверхностных (ливневых и талых) сточных вод при поступлении их в канализационную сеть во время дождя или снеготаяния и для очистки от сернистых летучих и газообразных соединений воздуха, выходящего из канализационной сети в атмосферу в сухую погоду, при отсутствии дождя или снеготаяния.

На фиг. 1 предоставлено изображение фильтрующего патрона, установленного в бетонный водосборный колодец сети общесплавной канализации, где обозначены: 1 - поверхность стока, 2 - водопропускная решетка колодца, 3 - водосборный колодец, 4 - фильтрующий патрон, 5 - опорное кольцо, 6 - решетка фильтрующего патрона, 7 - фильтрующая загрузка, 8 - сорбционная загрузка, 9 - материал на основе диоксида марганца, 10 - канализационная сеть.

Неочищенная вода поступает с поверхности стока 1 через водопропускную решету 2 внутрь канализационного водосборного колодца 3 канализационной сети. Внутри колодца 3 находится фильтрующий патрон для очистки сточных вод, герметично установленный на опорном кольце 5, которое, в свою очередь, смонтировано на стенках колодца 3.

Неочищенная вода поступает в верхнюю часть фильтрующего патрона 4, где очищается от крупного мусора на решетке 6, затем очищается от взвешенных частиц и эмульгированно-пленочных нефтепродуктов на фильтрующей загрузке 7 и от растворенных веществ на сорбционной загрузке 8.

Далее очищенная вода проходит через последнюю по ходу движения воды часть сорбционной загрузки 9, состоящей из материала на основе диоксида марганца и сливается на дно колодца 3, где объединяется с водами, протекающими в канализационной сети 10.

Особенности частных форм фильтрующей и сорбционной загрузок не влияют на достижение технического результата, поскольку они обеспечивают очистку ливневых и талых вод от различных загрязнителей и выбираются исходя из состава этих вод и требований к их очистке.

При отсутствии осадков (отсутствии воды, протекающей через фильтрующий патрон) фильтрующая и сорбционная загрузка освобождаются от основной массы воды в поровом межзерновом пространстве фильтрующего патрона, что способствует свободному прохождению воздуха через загрузку фильтрующего патрона. При этом сероводород и меркаптаны, содержащиеся в водах, протекающих по канализационной сети (вследствие загрязнения и микробиологических процессов деградации белковых соединений), выходят вместе с воздухом в атмосферу, минуя колодец и расположенный в нем фильтрующий патрон. Движение воздуха из канализационной сети в атмосферу происходит вследствие нескольких причин: подъемной силы нагретого в сети воздуха в холодное время, компрессионно-гидравлических воздействий при движении значительных объемов сброшенных вод через сеть, а также вентилирования канализационных сетей.

Большинство сорбционно-фильтрующих материалов не задерживают газообразный сероводород и меркаптаны, так как не обладают способностью окислять их до элементарной серы или других более глубоких степеней ее окисления.

Материалы на основе диоксида марганца широко применяются для очистки воды от сероводорода (Патент РФ №2447922, B01D 39/02, B01J 20/06, опубл. 20.04.2012; Патент РФ №2229336, B01J 20/12, B01J 20/06, опубл. 27.05.2004, Патент США №4260487, опубл. 07.04.1981).

Механизм удаления сероводорода и меркаптанов основан на окислении их до элементарной серы или других более глубоких степеней ее окисления кислородом, входящим в состав диоксида марганца. Известно также (Физико-химические свойства окислов. Справочник под ред. Г.В. Самсонова - М.: Издательство «Металлургия», 1978 г. - 472 с), что диоксид марганца на воздухе окисляет сероводород до тиосульфата.

В заявляемой полезной модели газообразные сероводород и меркаптаны, выделяющиеся из сточной воды со дна колодца и скапливающиеся в его объеме под фильтрующим патроном, движутся под действием избыточного давления в колодце через нижний открытый конец фильтрующего патрона и через слой материала на основе диоксида марганца. Поскольку поверхность частиц этого материала всегда смочена водой (ввиду 100% влажности в колодце), то газообразные сероводород и меркаптаны растворяются в пленке воды на поверхности частиц материала на основе диоксида марганца, где и окисляются, что предотвращает их дальнейший проход через фильтрующий патрон и выход в атмосферу из колодца.

В качестве материала на основе диоксида марганца используются известные в настоящее время материалы, в состав которых входит диоксид марганца. Эти материалы представляют собой гранулы, или куски, или волокна, причем диоксид марганца может быть как распределен по объему гранулы или волокна, так и находиться на поверхности этой гранулы или волокна. Особенности частных форм материалов на основе диоксида марганца не влияют на достижение заявляемого технического результата. Получение технического результата обеспечивается общими характеристиками указанных частных форм материалов, поскольку любой материал на основе диоксида марганца способен окислять сероводород и меркаптаны из жидкой фазы на поверхности гранулы или волокна.

Использование в заявляемой полезной модели в качестве материала на основе диоксида марганца дробленых природных материалов (кварц, природный цеолит, доломит, горелые породы) и/или промышленных гранулированных сорбентов (активированные угли, синтетические цеолиты, ионообменные смолы, активный оксид алюминия) с нанесенным на их поверхность диоксидом марганца способствует достижению технического результата полезной модели поскольку эти материалы имеют достаточную прочность, не позволяющую материалам разрушаться в процессе их эксплуатации, тем самым поддерживая на протяжении продолжительного периода времени возможность окислять сероводород и меркаптаны.

Использование в заявляемой полезной модели волокнистых материалов с нанесенными на их поверхность диоксидом марганца также способствует достижению технического результата полезной модели, поскольку эти материалы имеют большую поверхность, а также являются гидрофильными и проницаемыми для воды и воздуха, а следовательно будут интенсивно окислять на своей поверхности сероводород и меркаптаны.

Использование в заявляемой полезной модели в качестве материала на основе диоксида марганца формованных в виде гранул материалов, включающих мелкодисперсный диоксид марганца и связующее органической или неорганической природы, также способствует достижению технического результата полезной модели, поскольку такие материалы являются гидрофильными, обладают высокой механической прочностью и высоким содержанием диоксида марганца, что также способствует эффективному окислению сероводорода и меркаптанов из воздуха.

Использование в заявляемой полезной модели дробленого природного минерала пиролюзита также способствует достижению технического результата полезной модели, поскольку этот материал состоит на 90-98% из диоксида марганца, механически прочен, что и предполагает его использование в качестве поглотителя сероводорода и меркаптанов из воздуха.

Claims (5)

1. Фильтрующий патрон для очистки сточной воды, состоящий из цилиндрического корпуса с непроницаемой для воды боковой поверхностью и проницаемыми верхним и нижним концами, содержащий решетку для предварительной механической очистки воды, а также фильтрующую и сорбционную загрузки, расположенные последовательно по ходу движения воды, отличающийся тем, что часть слоя сорбционной загрузки на выходе воды из фильтрующего патрона состоит из материала на основе диоксида марганца.

2. Фильтрующий патрон по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала на основе диоксида марганца используют дробленые природные материалы (кварц, природный цеолит, доломит, горелые породы) и/или промышленные сорбенты (активированные угли, синтетические цеолиты, ионообменные смолы, активный оксид алюминия), с нанесенным на их поверхность диоксидом марганца.

3. Фильтрующий патрон по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала на основе диоксида марганца используют волокнистые материалы с нанесенным на их поверхность диоксидом марганца.

4. Фильтрующий патрон по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала на основе диоксида марганца используют формованные в виде гранул материалы, включающие мелкодисперсный диоксид марганца и связующее органической или неорганической природы.

5. Фильтрующий патрон по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала на основе диоксида марганца используют дробленый природный минерал пиролюзит.

Images