RU162748U1

RU162748U1 - WASTE FILTER

Info

Publication number: RU162748U1
Application number: RU2015143506/05U
Authority: RU
Inventors: Алексей Викторович Чечевичкин
Original assignee: Алексей Викторович Чечевичкин
Priority date: 2015-10-12
Filing date: 2015-10-12
Publication date: 2016-06-27

Abstract

1. Фильтрующий патрон для очистки сточной воды, состоящий из непроницаемого для воды корпуса и проницаемых верхнего и нижнего днищ, снабжённый опорным фланцем и строповочными проушинами, содержащий поглощающую загрузку, отличающийся тем, что поглощающая загрузка представляет собой зернистый материал на основе карбоната металла.2. Фильтрующий патрон по п. 1, отличающийся тем, что перед поглощающей загрузкой, по ходу движения воды, находится слой волокнистого фильтрующего материала.3. Фильтрующий патрон по п. 2, отличающийся тем, что волокнистый фильтрующий материал в нём химически модифицирован с обеспечением увеличения гидрофильности или гидрофобности поверхности этого материала.1. A filter cartridge for wastewater treatment, consisting of a water-tight housing and permeable upper and lower bottoms, equipped with a support flange and lifting eyes, containing an absorbent charge, characterized in that the absorbent charge is a granular material based on metal carbonate. 2. A filter cartridge according to claim 1, characterized in that before the absorbent loading, in the direction of movement of the water, there is a layer of fibrous filter material. The filter cartridge according to claim 2, characterized in that the fibrous filter material in it is chemically modified to provide an increase in hydrophilicity or hydrophobicity of the surface of this material.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к области очистки сточных вод от избытка ионов водорода, обеспечивающих ее кислотные свойства, а именно к устройствам для их очистки при окончании канализационной сети перед контрольным колодцем.The utility model relates to the field of wastewater treatment from excess hydrogen ions, providing its acidic properties, and in particular to devices for their treatment at the end of the sewer network in front of the control well.

Уровень техникиState of the art

Известен фильтрующий патрон для очистки воды, содержащий загрузку, включающую волокнистый механический фильтрующий материал и гидрофобный зернистый материал, отличающийся тем, что в качестве волокнистого материала фильтрующая загрузка содержит лавсан и синтепон или минеральное стекловолокно, а в качестве зернистого материала модифицированный азотсодержащий уголь, а над фильтрующей загрузкой установлена решетка для предварительной механической очистки воды (Патент РФ на полезную модель №59996, B01D 27/00, опубликован 10.01.2007 г.).Known filter cartridge for water treatment, containing a load comprising a fibrous mechanical filter material and a hydrophobic granular material, characterized in that the filter load contains lavsan and synthetic winterizer or mineral fiberglass as a fibrous material, and modified nitrogen-containing carbon as a granular material, and above the filter material a grill was installed by loading for preliminary mechanical purification of water (RF Patent for Utility Model No. 59996, B01D 27/00, published January 10, 2007).

Известен фильтрующий патрон для очистки воды, состоящий из непроницаемого для воды корпуса и проницаемых верхней и нижней решеток, содержащий сорбционную загрузку из природного цеолита, отличающийся тем, что природный цеолит имеет содержание монтмориллонита не более 20 весовых % и содержание клиноптилолита не менее 50 весовых %. (Патент РФ на полезную модель №151523, B01D 27/02, C02F 1/28, опубликован 10.04.2015 г.).Known filter cartridge for water purification, consisting of a water-tight casing and permeable upper and lower gratings, containing a sorption charge of natural zeolite, characterized in that the natural zeolite has a montmorillonite content of not more than 20 weight% and clinoptilolite content of not less than 50 weight%. (RF patent for utility model No. 151523, B01D 27/02, C02F 1/28, published April 10, 2015).

Недостатком данных устройств является отсутствие способности очищать сточные воды от избытка ионов водорода, обеспечивающих ее кислотные свойства, то есть нейтрализовывать их. Данный факт вызван тем, что очищающие материалы, применяемые в известных устройствах, не предназначены для поглощения из сточной воды избытка ионов водорода, обеспечивающих ее кислотные свойства, а предназначены для поглощения из сточной воды других компонентов (нефтепродуктов, СПАВ, ионов тяжелых металлов и другое).The disadvantage of these devices is the lack of ability to purify waste water from an excess of hydrogen ions, providing its acidic properties, that is, to neutralize them. This fact is caused by the fact that the cleaning materials used in the known devices are not designed to absorb excess hydrogen ions from wastewater, providing its acidic properties, but are designed to absorb other components from wastewater (oil products, surfactants, heavy metal ions, and others) .

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Задачей заявляемой полезной модели является обеспечение наилучшей, среди известных, очистки сточных вод от избытка ионов водорода, обеспечивающих ее кислотные свойства.The objective of the claimed utility model is to provide the best, among known, wastewater treatment from excess hydrogen ions, providing its acidic properties.

Технический результат полезной модели заключается в приобретении полезной моделью способности очищать сточные воды от избытка ионов водорода, обеспечивающих ее кислотные свойства, нейтрализовывая их, с выделением безвредных компонентов.The technical result of the utility model is the acquisition by the utility model of the ability to purify waste water from an excess of hydrogen ions, providing its acidic properties, neutralizing them, with the release of harmless components.

В предшествующем уровне техники не выявлены решения близкие по совокупности существенных признаков заявленному решению полезной модели, направленные на достижение вышеуказанного технического результата.In the prior art, no solutions are found that are close in the aggregate of essential features to the claimed solution of the utility model, aimed at achieving the above technical result.

Заявляемый технический результат достигается тем, что фильтрующий патрон для очистки сточной воды, состоящий из непроницаемого для воды корпуса и проницаемых верхнего и нижнего днищ, снабженный опорным фланцем и строповочными проушинами, содержит поглощающую загрузку, которая представляет зернистый материал на основе карбоната металла.The claimed technical result is achieved in that the filter cartridge for wastewater treatment, consisting of a water-tight casing and permeable upper and lower bottoms, equipped with a support flange and lifting eyes, contains an absorbing charge, which is a granular material based on metal carbonate.

В одном из вариантов осуществления полезной модели фильтрующий патрон имеет перед поглощающей загрузкой, по ходу движения воды, слой волокнистого фильтрующего материала. В еще одном из вариантов осуществления полезной модели волокнистый фильтрующий материал химически модифицирован с обеспечением увеличения гидрофильности или гидрофобности поверхности этого материала.In one embodiment of the utility model, the filter cartridge has a layer of fibrous filter material in front of the absorbent charge in the direction of water movement. In yet another embodiment of the utility model, the fibrous filter material is chemically modified to provide an increase in hydrophilicity or hydrophobicity of the surface of this material.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Для лучшего понимания сущности полезной модели рассматривается ее описание с привлечением сопровождающего чертежа.For a better understanding of the essence of the utility model, its description is considered with the use of the accompanying drawing.

Фиг. 1. Общий вид в разрезе фильтрующего патрона, установленного в бетонный колодец ливневой канализации.FIG. 1. General view in section of a filter cartridge installed in a concrete well of storm sewers.

Предлагаемый чертеж иллюстрирует только один предпочтительный вариант выполнения полезной модели и поэтому не может рассматриваться в качестве ограничения содержания полезной модели, которое не включает другие варианты ее исполнения.The proposed drawing illustrates only one preferred embodiment of the utility model and therefore cannot be considered as limiting the content of the utility model, which does not include other options for its execution.

Следует отметить, что на предлагаемом чертеже показано движение воды сверху вниз в фильтрующем патроне, что однако не исключает возможность подачи воды в обратном направлении, то есть снизу вверх. Способ подачи воды не изменяет сущность полезной модели, а лишь создает варианты для ее применения.It should be noted that the proposed drawing shows the movement of water from top to bottom in the filter cartridge, which however does not exclude the possibility of supplying water in the opposite direction, that is, from bottom to top. The method of water supply does not change the essence of the utility model, but only creates options for its use.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

На фиг. 1 представлено схематическое изображение фильтрующего патрона, установленного в железобетонный колодец системы очистки ливневых канализационных вод, где обозначены: 1 - железобетонный колодец; 2 - опорное кольцо; 3 - плита перекрытия железобетонного колодца; 4 - крышка люка; 5 - входной трубопровод неочищенной воды; 6 - фильтрующий патрон; 7 - зернистый материал на основе карбоната металла; 8 - нижняя решетка; 9 - сливной трубопровод очищенной воды; 10 - верхняя решетка.In FIG. 1 is a schematic illustration of a filter cartridge installed in a reinforced concrete well of a storm sewage water treatment system, where are indicated: 1 - reinforced concrete well; 2 - a basic ring; 3 - floor slab reinforced concrete well; 4 - manhole cover; 5 - input pipeline of untreated water; 6 - filter cartridge; 7 - granular material based on metal carbonate; 8 - lower grill; 9 - drain pipe of purified water; 10 - upper grille.

Неочищенная вода поступает через входной трубопровод 5 внутрь колодца 1 и далее через верхнюю решетку 10 внутрь фильтрующего патрона 6, расположенного на опорном кольце 2 внутри колодца 1. Внутри фильтрующего патрона 6 неочищенная вода проходит через слой зернистого материала на основе карбоната металла 7 и через нижнюю решетку 8 выходит в нижнюю часть колодца 1, откуда сливается через сливной трубопровод 9.The raw water enters through the inlet pipe 5 into the well 1 and then through the upper grill 10 into the filter cartridge 6 located on the support ring 2 inside the well 1. Inside the filter cartridge 6, the raw water passes through a layer of granular material based on metal carbonate 7 and through the lower grill 8 goes to the bottom of the well 1, from where it merges through the drain pipe 9.

Решетка 8 служит для поддержания слоя поглощающей загрузки в фильтрующем патроне 6, а решетка 10 - для предотвращения высыпания поглощающей загрузки из фильтрующего патрона 6 при его транспортировке, монтаже и демонтаже внутри колодца 1, а также для удаления из воды крупных частиц (листья, грунт, мусор и т.д.).The grill 8 serves to maintain the layer of absorbent charge in the filter cartridge 6, and the grill 10 serves to prevent the absorbent load from spilling out of the filter cartridge 6 during its transportation, installation and dismantling inside the well 1, as well as to remove large particles from the water (leaves, soil, garbage, etc.).

Очистка воды от избытка ионов водорода, обеспечивающих ее кислотные свойства, внутри фильтрующего патрона проходит на зернистом материале на основе карбоната металла. При взаимодействии карбонатов металлов с кислотой из сточной воды происходит реакция нейтрализации, в результате которой происходит выделение углекислого газа и ионов металлов.Water purification from excess hydrogen ions, providing its acidic properties, inside the filter cartridge takes place on a granular material based on metal carbonate. During the interaction of metal carbonates with acid from waste water, a neutralization reaction occurs, which results in the release of carbon dioxide and metal ions.

Предпочтительными карбонатами металлов для использования в полезной модели являются карбонаты магния и/или кальция, так как при реакции таких карбонатов с кислотой выделяются безвредные для человека ионы кальция и магния. Однако обеспечение технического результата (а именно, поглощение ионов водорода) возможно и на любых других карбонатах, ввиду того, что любые карбонаты реагируют с кислотой с образованием углекислого газа и нейтрализацией ионов водорода (то есть кислоты). Таким образом получение технического результата обеспечивается общими характеристиками указанных частных форм материалов.Preferred metal carbonates for use in the utility model are magnesium and / or calcium carbonates, since calcium and magnesium ions that are harmless to humans are released during the reaction of such carbonates with an acid. However, the provision of a technical result (namely, the absorption of hydrogen ions) is possible on any other carbonates, due to the fact that any carbonates react with acid to form carbon dioxide and neutralize hydrogen ions (i.e. acid). Thus, obtaining a technical result is ensured by the general characteristics of these particular forms of materials.

В качестве таких карбонатов используются известные в настоящее время материалы, выпускаемые серийно и использующиеся для очистки жидких сред от избытка ионов водорода, обеспечивающих кислотные свойства среды: мел, мрамор, известняк, кальцит, доломит (в том числе полуобожженный доломит), арагонит, ракушечник и другие. Эти материалы обычно представляют собой мелкие куски (зерна) правильной или неправильной формы.As such carbonates, currently known materials are used, which are commercially available and are used to clean liquid media from excess hydrogen ions that provide acidic properties of the medium: chalk, marble, limestone, calcite, dolomite (including semi-calcined dolomite), aragonite, shell rock and others. These materials are usually small pieces (grains) of regular or irregular shape.

Важным аспектом является использование в фильтрующем патроне именно зернистого материала на основе карбоната металла. Использование больших кусков карбоната металла не позволит очистить воду от ионов водорода, так как такой материал будет иметь очень малую поверхность и реакция нейтрализации пройти не успеет. Использование же наоборот мелко дисперсного (порошкообразного) материала на основе карбоната металла приведет к чрезмерному гидродинамическому сопротивлению слоя этого материала потоку воды, что, в конечном итоге, приведет с невозможности проведения самого процесса очистки.An important aspect is the use in the filter cartridge of a particulate material based on metal carbonate. The use of large pieces of metal carbonate will not allow water to be purified from hydrogen ions, since such a material will have a very small surface and the neutralization reaction will not be able to pass. On the contrary, the use of finely dispersed (powdered) material based on metal carbonate will lead to excessive hydrodynamic resistance of the layer of this material to water flow, which, ultimately, will lead to the impossibility of carrying out the cleaning process itself.

Следует отметить, что в сточных водах, проходящих по канализационным коллекторам, всегда имеется большое количество взвешенных частиц. Такие частицы могут образовываться как на дорогах (в случае очистки ливневых сточных вод), так и в технологических процессах (например, очистка сточных вод после коагуляции), а также мигрировать из самих коллекторов, в случае их частичного разрушения или попадания в них мусора и пыли через люки.It should be noted that in wastewater passing through sewer collectors, there is always a large number of suspended particles. Such particles can be formed both on the roads (in the case of stormwater treatment) and in technological processes (for example, wastewater treatment after coagulation), and also migrate from the collectors themselves, in case of partial destruction or debris and dust through the hatches.

Наличие в заявляемом фильтрующем патроне под слоем поглощающей загрузки слоя волокнистого фильтрующего материала также способствует достижению технического результата. При нахождении слоя волокнистого фильтрующего материала перед ним по ходу движения воды через фильтрующий патрон на фильтрующем материале задерживается часть взвешенных частиц, всегда присутствующих в исходной неочищенной воде. Чем больше таких частиц осядет на волокнистом фильтрующем материале, тем меньше их попадет на поглощающую загрузку, в которой они вследствие адгезии и просто механического контакта блокируют значительную часть поверхности и делают ее недоступной для ионов водорода, что, в свою очередь, ухудшает качество очистки и тем самым противодействуют достижению заявленного технического результата.The presence in the inventive filter cartridge under a layer of absorbent loading of a layer of fibrous filter material also contributes to the achievement of the technical result. When a layer of fibrous filter material is located in front of it, as part of the flow of water through the filter cartridge, part of the suspended particles that are always present in the raw untreated water is retained on the filter material. The more such particles settle on the fibrous filter material, the less they will get on the absorbing charge, in which, due to adhesion and simply mechanical contact, they block a significant part of the surface and make it inaccessible to hydrogen ions, which, in turn, affects the quality of cleaning and most oppose the achievement of the claimed technical result.

В качестве волокнистого фильтрующего материала используются известные в настоящее время, выпускаемые серийно и использующиеся для фильтрации жидких сред тканые и нетканые материалы: геотекстиль (дорнит), синтепон, пористые полипропиленовые материалы (поливом и фильтропласт), ткани для фильтрации жидких сред (хлопчатобумажные, полипропиленовые, капроновые, угольные), стеклоткани и другое. Эти материалы, изготавливаемые из волокон в виде листа, имеют тканую или нетканую структуру и обладают способностью к просачиванию (фильтрации) через них жидких сред, что позволяет им задерживать взвешенные вещества по ситовому, адгезионному и электростатическому механизмам. Особенности частных форм листовых фильтрующих материалов не влияют на достижение заявляемого технического результата. Получение технического результата обеспечивается общими характеристиками указанных частных форм материалов, поскольку любой волокнистый фильтрующий материал имеет поры разного (в том числе и малого) размера, образованные волокнами, а следовательно способен задерживать частицы взвешенных веществ. Кроме того, частицы взвешенных веществ могут задерживаться волокнами фильтрующего материала не только за счет чисто ситового эффекта, но и вследствие «прилипания» этих частиц к волокнам по механизму адгезии (в том числе электростатической адгезии). Таким образом, получение технического результата обеспечивается общими свойствами частных форм волокнистого фильтрующего материала.Woven and non-woven materials: geotextiles (dornite), synthetic winterizer, porous polypropylene materials (by irrigation and filter plastic), fabrics for filtering liquid media (cotton, polypropylene, nylon, coal), fiberglass and more. These materials, made of fiber in the form of a sheet, have a woven or non-woven structure and have the ability to leak (filter) liquid media through them, which allows them to retain suspended solids by sieve, adhesive and electrostatic mechanisms. Features of private forms of sheet filtering materials do not affect the achievement of the claimed technical result. Obtaining a technical result is ensured by the general characteristics of these particular forms of materials, since any fibrous filter material has pores of different (including small) sizes formed by fibers, and therefore is capable of retaining particles of suspended solids. In addition, particles of suspended solids can be retained by the fibers of the filter material, not only due to the pure sieve effect, but also due to the “sticking” of these particles to the fibers by the adhesion mechanism (including electrostatic adhesion). Thus, obtaining a technical result is ensured by the general properties of particular forms of fibrous filter material.

Наличие в составе фильтрующего патрона химически модифицированного волокнистого фильтрующего материала с обеспечением увеличения гидрофильности или гидрофобности поверхности этого материала, приводит к увеличению поглощения им взвешенных частиц за счет явлений адгезии и электростатического притяжения. При увеличении гидрофильности поверхности волокнистого фильтрующего материала увеличивается адгезия и электростатическое притяжение к нему заряженных частиц, получивших заряд, например, в следствии образования на их поверхности окисленных групп и радикалов. При увеличении же гидрофобности поверхности волокнистого фильтрующего материала увеличивается адгезия и притяжение к нему не заряженных взвешенных частиц, которые могут образовываться, например, при адсорбции на взвешенных частицах поверхностно активных веществ, в том числе гумусовой природы. А, как было сказано выше, очистка от взвешенных веществ способствует увеличению качества очистки сточной воды от избытка ионов водорода, обеспечивающих ее кислотные свойства, то есть способствует достижению технического результата.The presence of a chemically modified fibrous filter material in the filter cartridge with an increase in hydrophilicity or hydrophobicity of the surface of this material leads to an increase in its absorption of suspended particles due to the phenomena of adhesion and electrostatic attraction. With an increase in the hydrophilicity of the surface of the fibrous filter material, adhesion and electrostatic attraction to it of charged particles that receive a charge increase, for example, due to the formation of oxidized groups and radicals on their surface. With an increase in the hydrophobicity of the surface of the fibrous filter material, adhesion and attraction of uncharged suspended particles to it, which can form, for example, upon adsorption of surface-active substances, including humic ones, on suspended particles, increase. And, as mentioned above, purification from suspended solids helps to improve the quality of wastewater treatment from excess hydrogen ions, providing its acidic properties, that is, it helps to achieve a technical result.

Claims

1. A filter cartridge for wastewater treatment, consisting of a water-tight casing and permeable upper and lower bottoms, equipped with a support flange and lifting eyes, containing an absorbent charge, characterized in that the absorbent charge is a granular material based on metal carbonate.

2. The filter cartridge according to claim 1, characterized in that before the absorbent loading, in the direction of movement of the water, there is a layer of fibrous filter material.

3. The filter cartridge according to claim 2, characterized in that the fibrous filter material in it is chemically modified to provide increased hydrophilicity or hydrophobicity of the surface of this material.