RU2048161C1

RU2048161C1 - Filter for cleaning water

Info

Publication number: RU2048161C1
Authority: RU
Inventors: И.С. Бабаев; А.И. Гасанов; Ф.Ю. Абдурахманов; И.Н. Лапидус; Т.К. Пири-заде
Original assignee: Научно-инженерный центр "Сафсу"; Кооператив "Монарем"
Priority date: 1991-12-10
Filing date: 1991-12-10
Publication date: 1995-11-20

Abstract

FIELD: cleaning of water. SUBSTANCE: filter has case, which is separated by vertical partitions to compartments, disposed in sequence. Even compartments are filled with heavy load, and odd compartments are filled with variable. Aid for supplying water to be cleaned and removing washing water are connected to the first compartment. Branch pipe for removing filtrate and for supplying washing water is connected to the last compartment. EFFECT: improved efficiency of cleaning. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки воды от взвешенных и коллоидных частиц, а также для извлечения неприятных запахов, остаточного алюминия и других вредных для организма химических компонентов и примесей, образующихся при обработке воды. The invention relates to a device for purifying water from suspended and colloidal particles, as well as for the extraction of unpleasant odors, residual aluminum and other chemical components and impurities that are harmful to the body and formed during water treatment.

Известен фильтр для очистки воды, содержащий корпус с днищем, центральный водоподводящий и водоотводящий каналы, расположенную над днищем по обе стороны канала дренажно-распределительную систему, размещенную на ней зернистую фильтрующую загрузку и установленные над загрузкой сборно-распределительные желоба. Он снабжен вертикальными перегородками, одни из которых установлены между днищами желобов и днищем корпуса, а другие перпендикулярно первым на равном расстоянии одна от другой между желобами и дренажно-распределительной системой [1]
Известен фильтр с обратной промывкой жидкостей, имеющий фильтрующий элемент в виде цилиндрической оболочки, а также вращающуюся вокруг фильтрующего элемента промывную головку. Соосно по длине фильтрующего элемента, вблизи его поверхности расположены промывные щели, функционирующие попеременно. Фильтр отличается тем, что промывная головка содержит формованное тело с переходными, имеющими переменное сечение от промывных щелей к промывным трубопроводам [2]
Устройство для фильтрации жидкости для подготовки питьевой воды с обратной промывкой содержит корпус с центральным нижним входом для подачи исходной воды. В нижней части корпуса установлен распределитель, с отверстиями, основная часть которых расположена на периферийном участке, а меньшая часть вокруг центра, что обеспечивает равномерность расхода жидкости по всей площади распределителя. Над распределителем установлен нижний фильтрующий элемент, а в центральной части кожуха уложен слой зернистого фильтрующего материала. Над верхним элементом установлен второй распределитель с большим числом отверстий, чем в верхнем распределителе [3]
Недостатки вышеперечисленных решений сложность конструкций и низкая эффективность регенерации фильтрующих устройств от осадков, образующихся в процессе обработки воды.A known filter for water purification, comprising a housing with a bottom, a central water supply and drainage channels located above the bottom on both sides of the channel drainage and distribution system, a granular filter load placed on it and prefabricated distribution channels installed above the load. It is equipped with vertical partitions, some of which are installed between the bottoms of the gutters and the bottom of the body, and the others perpendicular to the first at an equal distance from each other between the gutters and the drainage distribution system [1]
A filter with a backwash of liquids is known having a filter element in the form of a cylindrical shell, as well as a wash head rotating around the filter element. Coaxially along the length of the filter element, near its surface there are washing slots that function alternately. The filter is characterized in that the wash head contains a molded body with transitional, having a cross section from the wash slots to the wash pipelines [2]
A device for filtering liquid for the preparation of drinking water with backwash contains a housing with a central lower inlet for supplying source water. A distributor is installed in the lower part of the casing, with holes, the main part of which is located on the peripheral section, and the smaller part is around the center, which ensures uniform flow of fluid over the entire area of the distributor. A lower filter element is installed above the distributor, and a layer of granular filter material is laid in the central part of the casing. A second distributor with a larger number of holes is installed above the upper element than in the upper distributor [3]
The disadvantages of the above solutions are the complexity of the structures and the low efficiency of the regeneration of filtering devices from precipitation formed during water treatment.

Наиболее близким известным техническим решением предложенному является фильтр для очистки воды, содержащий корпус, разделенный горизонтальной перегородкой на фильтровальную камеру с песчаной загрузкой и камеру для сбора фильтрата, расположенную под загрузкой дренажно-распределительную систему для сбора фильтрата и распределения промывной воды и устройства для автоматического переключения режима работы фильтра. Он снабжен вертикальным цилиндром с поршнем, закрытым по торцам крышками, соединенным посредством подключенных к его боковой поверхности трубопроводов с дренажно-распределительной системой и камерой для сбора фильтрата [4]
Недостатки данного технического решения сложность конструктивного решения, низкая степень очистки и сложность процесса водовоздушной промывки фильтрующей загрузки.The closest known technical solution to the proposed one is a filter for water purification, comprising a housing divided by a horizontal partition into a filter chamber with sand loading and a filtrate collection chamber located under the loading drainage distribution system for collecting the filtrate and distributing the washing water and a device for automatically switching the mode filter work. It is equipped with a vertical cylinder with a piston, caps closed at the ends, connected by means of pipelines connected to its lateral surface with a drainage distribution system and a chamber for collecting the filtrate [4]
The disadvantages of this technical solution is the complexity of the design solution, the low degree of purification and the complexity of the process of water-air washing of the filter load.

Цель изобретения повышение степени очистки воды, упрощение технологического процесса регенерации заиленной загрузки и сокращение расхода воды на промывку. The purpose of the invention is to increase the degree of water purification, simplifying the technological process of regeneration of a silty load and reducing the consumption of water for washing.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для очистки воды, содержащем корпус с крышкой и днищем, вертикальные перегородки для разделения корпуса на четное количество последовательно расположенных секций и для обеспечения зигзагообразного движения очищаемой воды, плавающую и тяжелую загрузки, средство для подачи очищаемой и отвода промывной воды, подключенное к первой по ходу движения очищаемой воды секции и средство для отвода фильтрата и подачи промывной воды, нечетные секции заполнены тяжелой загрузкой, а четные плавающей. Средство для отвода фильтрата и подачи промывной воды выполнено в виде патрубка, подключенного к последней секции. Благодаря такому техническому решению, обеспечивается упрощенный технический процесс оптимального поэтапного удаления примесей из воды по их дисперсно-фазовому составу сначала грубодисперсных частиц в крупнозернистом фильтрующем слое на первой ячейке, далее мелкодисперсных частиц в ячейке плавающей загрузкой в результате восходящего фильтрования по направлению от крупных зерен загрузки к мелким зернам. Достигаются наиболее благоприятные условия, гидродинамические, полного использования объема межзернового пространства и увеличения грязеемкости фильтрующего слоя в последовательно расположенных отсеках, где чередуются фильтрование сверху вниз через тяжелую загрузку и снизу вверх через плавающий фильтрующий слой. Обеспечивается барьерная роль защиты загрузки и полное удаление из воды механических и органических примесей, содержащихся в обрабатываемой воде. Достигается компактность водоочистного аппарата, путем разделения общего фильтрующего слоя на последовательно действующие ячейки с небольшим слоем загрузки (15-20 см). Упрощается процесс регенерации заиленной загрузки: процесс промывки начинается с плавающей загрузки, где слой расширяется при движении потока сверху вниз, т.е. в направлении противоположном движению при фильтровании, далее тот же поток поступает в следующий слой снизу вверх через слой загрузки с плотностью больше плотности воды. При этом происходит взвешивание фильтрующего слоя. Следовательно, одним и тем же потоком происходит промывка фильтрующей загрузки во всех ячейках водоочистного устройства, в результате достигается экономия промывной воды при значительном упрощении технологического процесса. This goal is achieved by the fact that in the device for water purification, comprising a housing with a lid and a bottom, vertical partitions for dividing the housing into an even number of consecutive sections and to provide a zigzag motion of the water being cleaned, floating and heavy loading, means for supplying the cleaned and the drain washing water, connected to the first section in the direction of the purified water and means for draining the filtrate and supplying washing water, the odd sections are filled with a heavy load, and the even ones are floating. Means for drainage of the filtrate and supply of washing water is made in the form of a pipe connected to the last section. Thanks to this technical solution, a simplified technical process is provided for the optimal phased removal of impurities from water by their dispersed-phase composition of first coarse particles in the coarse filter layer on the first cell, then fine particles in the cell with a floating charge as a result of upward filtration in the direction from large loading grains to small grains. The most favorable hydrodynamic conditions are achieved, making full use of the volume of the intergranular space and increasing the dirt capacity of the filter layer in successively arranged compartments, where filtering is alternated from top to bottom through a heavy load and from bottom to top through a floating filter layer. The barrier role of loading protection and the complete removal of mechanical and organic impurities contained in the treated water from the water are ensured. The compactness of the water treatment apparatus is achieved by dividing the common filter layer into successive cells with a small loading layer (15-20 cm). The process of regeneration of a silty load is simplified: the washing process begins with a floating load, where the layer expands as the flow moves from top to bottom, i.e. in the opposite direction to the movement during filtration, then the same stream enters the next layer from the bottom up through the loading layer with a density greater than the density of water. When this happens, the weighing of the filter layer. Consequently, the filter stream is flushed in the same stream in all cells of the water treatment device, and as a result, the washing water is saved while the process is greatly simplified.

Таким образом, совокупность отличительных признаков в предлагаемом новом техническом решении, обеспечивает повышение эффективности очистки, компактность водоочистного аппарата, снижение расхода воды на промывку фильтрующей загрузки за счет максимального использования принципа фильтрования в слоях загрузки для достижения наибольшей грязеемкости. Thus, the set of distinctive features in the proposed new technical solution provides increased cleaning efficiency, compactness of the water treatment apparatus, reduced water consumption for washing the filter load by maximizing the use of the filtering principle in the loading layers to achieve the greatest dirt capacity.

На чертеже представлена схема устройства. The drawing shows a diagram of the device.

Устройство для очистки воды "Саф су" содержит квадратную, прямоугольную или круглую в плане емкость 1 с двумя патрубками: подводящим исходную воду 2 и отводящим исходную воду 3. Емкость 1 разделена на равномерные или неравномерные ячейки 4, 5, 6, 7 посредством разделительных перегородок 8. Число ячеек четное. Ячейки засыпаны фильтрующим материалом 6. Первая и третья ячейки засыпаны фильтрующим материалом 9, плотность которого больше плотности воды цеолит-клиноптилолитосодержащий туф, кварцевый песок и т.д.). Вторая и четвертая ячейки загружены плавающей загрузкой 10, плотность зерен которой меньше чем плотность воды (например фильтрующая загрузка из полипеностирола). Каждая ячейка оборудована дренажно-распределительными системами 11, они располагаются: в ячейках 4 и 6 под фильтрующим слоем 9, а в ячейках 5 и 7 над плавающим фильтрующим слоем. Перегородки 8 имеют щелевые или круглые отверстия 12 для прохода воды из одной ячейки в другую. The Saf Su water purification device comprises a square 1, rectangular or circular in plan capacity 1 with two nozzles: supplying source water 2 and discharge source water 3. Capacity 1 is divided into uniform or uneven cells 4, 5, 6, 7 by means of dividing walls 8. The number of cells is even. The cells are filled with filtering material 6. The first and third cells are filled with filtering material 9, the density of which is higher than the density of water, zeolite-clinoptilolithic tuff, quartz sand, etc.). The second and fourth cells are loaded with a floating charge 10, the density of grains of which is less than the density of water (for example, a filter load from polypenostyrene). Each cell is equipped with drainage and distribution systems 11, they are located: in cells 4 and 6 under the filter layer 9, and in cells 5 and 7 above the floating filter layer. Partitions 8 have slotted or round holes 12 for the passage of water from one cell to another.

В ячейках 4 и 6 над фильтрующим слоем, а в ячейках 5 и 7 под плавающей загрузкой предусматривается свободное пространство 13 для обеспечения взвешивания слоев загрузки при промывке. Высота этих пространств принимается таким образом, чтобы исключить вынос зерен загрузки за пределы ячеек. In cells 4 and 6 above the filter layer, and in cells 5 and 7, a free space 13 is provided under the floating load to provide weighing of the loading layers during washing. The height of these spaces is taken in such a way as to exclude the removal of loading grains outside the cells.

Устройство может использоваться как при реагентной, так и безреагентной схемах обработки воды. Оно может быть использовано также для кондиционирования водопроводной воды в качестве аппарата бытового назначения. The device can be used with both reagent and non-reagent water treatment schemes. It can also be used to condition tap water as a domestic appliance.

Устройство работает следующим образом: после обработки реагентами и флокулянтами или из водопроводного крана вода через патрубок 2 поступает в первую ячейку 4. Здесь происходит фильтрование сверху вниз через слой загрузки 9, плотность зерен которой больше плотности воды. При фильтровании через крупнозернистую загрузку происходит удаление грубодисперсных частиц. Предварительно очищенная в небольшом слое загрузки через дренажную систему 11 и боковое отверстие 12 установленное на раздельной стенке 8 вода поступает в пространство 13 под плавающей загрузкой. На второй ячейке 5 фильтрование происходит снизу вверх и через дренажную систему 11 и отверстие 12 поступает в третью ячейку 6. Во второй ячейке 5 происходит полное удаление из воды грубодисперсных механических примесей (крупность частиц >1 мкм). Очищенная от грубодисперсных частиц вода поступает в третью ячейку 6, где фильтрование происходит так же как и в первой ячейке 4 сверху вниз. Здесь находится мелкозернистая загрузка с весьма развитой удельной поверхностью зерен. The device operates as follows: after treatment with reagents and flocculants or from a faucet, water flows through the pipe 2 to the first cell 4. Here, filtering from top to bottom occurs through the loading layer 9, whose grain density is higher than the density of water. When filtering through a coarse-grained charge, coarse particles are removed. Pre-cleaned in a small layer of the load through the drainage system 11 and the side hole 12 mounted on a separate wall 8, the water enters the space 13 under the floating load. In the second cell 5, filtering occurs from the bottom up and through the drainage system 11 and the hole 12 enters the third cell 6. In the second cell 5, coarse particulate matter is completely removed from the water (particle size> 1 μm). Purified from coarse particles, water enters the third cell 6, where filtering occurs in the same way as in the first cell 4 from top to bottom. Here is a fine-grained load with a highly developed specific grain surface.

В процессе фильтрования через такую загрузку происходит удаление мелкодисперсных и коллоидных частиц крупностью ≅ 1 мкм и извлечение органических примесей. Степень извлечения этих примесей и других элементов зависит от выбранного фильтрующего материала, способа обработки воды и гидравлического режима фильтрования. Завершающий этап очистки воды осуществляется в последней ячейке 7, аналогичной второй ячейке 5, т.е. здесь также происходит фильтрование снизу вверх. Глубокоочищенная вода через патрубок 3 отводится потребителю. In the process of filtering through such a load, fine and colloidal particles with a particle size of ≅ 1 μm are removed and organic impurities are removed. The degree of extraction of these impurities and other elements depends on the selected filter material, the method of water treatment and the hydraulic filtration mode. The final stage of water purification is carried out in the last cell 7, similar to the second cell 5, i.e. filtering from bottom to top also takes place here. Deeply purified water through the pipe 3 is discharged to the consumer.

Периодически, по мере заиления фильтрующих слоев загрузки осуществляется ее промывка. Процесс промывки осуществляется путем подачи воды по схеме обратной процессу фильтрования. Промывная воды через патрубок 3 (указана пунктирной стрелкой) и через распределительную решетку поступает в плавающую загрузку. В результате обратного движения потока происходит расширение слоя загрузки и взвешивание зерен плавающих материалов. Также промывная вода через пространство 13 и отверстие 12 поступает в слой загрузки в ячейке 6, где происходит движение воды снизу вверх, поднимая фильтрующий слой и взвешивание зерен загрузки. Аналогичный процесс происходит во второй 5 и первой 4 ячейках. Промывная вода удаляется через патрубок 2 (указано пунктирной стрелкой). Periodically, as the filter layers of the siltation are silted, it is washed. The washing process is carried out by supplying water according to the scheme of the inverse filtering process. The washing water through the pipe 3 (indicated by the dashed arrow) and through the distribution grid enters the floating load. As a result of the reverse flow movement, the loading layer expands and the grains of floating materials are weighed. Also, the washing water through the space 13 and the hole 12 enters the loading layer in the cell 6, where the water moves from bottom to top, lifting the filter layer and weighing the loading grains. A similar process occurs in the second 5 and first 4 cells. Rinsing water is removed through pipe 2 (indicated by a dashed arrow).

Таким образом, одной и той же промывной водой обратным движением противоположным процессу фильтрования происходит полное удаление загрязнений из толщи разноплотностной фильтрующей загрузки. По такой схеме каждая ячейка промывается не отдельно, а единым потоком. Все слои загрузки освобождаются от загрязнения. Достигается экономия промывной воды в 4 раза, обеспечивается простой технологический режим как в процессе фильтрования так и при промывке. Еще одно достоинство устройства заключается в том, что максимально сокращается система трубопроводов для осуществления процессов промывки и фильтрования. Thus, one and the same washing water with a reverse movement opposite to the filtering process completely removes contaminants from the thickness of the multi-density filtering load. According to this scheme, each cell is not washed separately, but as a single stream. All loading layers are free from contamination. A 4-fold saving of washing water is achieved, a simple technological mode is ensured both during the filtering process and during washing. Another advantage of the device is that the piping system for carrying out washing and filtering processes is minimized.

Результаты испытания показали высокую эффективность и стабильность работы устройства при очистке воды с исходной мутностью 32,45 и 86 мг/дм³ (см. таблицу).The test results showed high efficiency and stability of the device during water treatment with the initial turbidity of 32.45 and 86 mg / DM ³ (see table).

Как вытекает из данных таблицы, расход промывных вод незначительный и он не превышает 2,2% от производительности фильтра. As follows from the table, the flow rate of the wash water is negligible and does not exceed 2.2% of the filter performance.

Эффект очистки воды от взвешенных веществ также высокий: мутность очищенной воды не превышает 0,5-1,2 мг/дм³, а по государственному стандарту допускается до 1,5 мг/дм³.The effect of water purification from suspended solids is also high: the turbidity of the purified water does not exceed 0.5-1.2 mg / dm ³ , and up to 1.5 mg / dm ^{3 is} allowed by the state standard.

Claims

FILTER FOR WATER CLEANING, comprising a housing with a lid and a bottom, vertical partitions for dividing the housing into an even number of sections arranged in series and for ensuring a zigzag movement of the water to be treated, floating and heavy loads, means for supplying the water to be cleaned and drained, connected to the first one the movement of the treated water sections and means for draining the filtrate and supplying washing water, characterized in that the odd sections are filled with a heavy load, and the even ones are floating and the means for draining The filtrate and the wash water supply are made in the form of a pipe connected to the last section.