RU2064322C1

RU2064322C1 - Combined water-cleaning filter

Info

Publication number: RU2064322C1
Application number: RU95102975A
Authority: RU
Inventors: И.М. Миркис; В.И. Миркис; А.И. Архипов
Original assignee: Московский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт "МосводоканалНИИпроект"
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1996-07-27

Abstract

FIELD: water-cleaning filters. SUBSTANCE: filter has sections for two-stage cleaning of water which are located in succession and are divided by transverse partition, drain systems and collecting chute located along filter in opening of upper portion of partition. Chute is provided with near-bottom holes covered with screen. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к водоочистке, в особенности для подготовки питьевой воды. The invention relates to water treatment, in particular for the preparation of drinking water.

Известен комбинированный водоочистной фильтр безнапорного типа, разделенный вертикальной перегородкой на дне последовательно работающие секции с различной зернистой загрузкой, при этом каждая секция оснащена устройствами для распределения и сбора воды. Исходная вода подается в первую секцию по распределительной системе из дырчатых труб, затем через перфорированную систему направляется во вторую секцию, из которой выводится через сборную систему из дырчатых труб. Промывная вода подается в секции через отдельные дренажи и отводится через сборные желоба, установленные в каждой из них (авт. св. СССР N 1080831, кл. B 01 D 23/10 от 23.03.84, бюл. N 11). Known combined water-purifying filter of non-pressure type, divided by a vertical partition at the bottom of the sequentially working sections with different granular loading, with each section is equipped with devices for distribution and collection of water. The source water is supplied to the first section through the distribution system from the hole pipes, then through the perforated system it is directed to the second section, from which it is discharged from the hole pipes through the collection system. Wash water is supplied to the sections through separate drains and discharged through the prefabricated troughs installed in each of them (ed. St. USSR N 1080831, class B 01 D 23/10 of 03.23.84, bull. N 11).

Недостатками известного фильтра являются усложненная конструкция из-за наличия двух отдельных систем желобов в каждой секции для сбора и отвода промывной воды, а также повышенные ее потери. The disadvantages of the known filter are the complicated design due to the presence of two separate gutter systems in each section for collecting and draining the wash water, as well as its increased losses.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является комбинированный водоочистной фильтр, включающий секции первой и второй ступени фильтрования с промежуточной камерой между ними. Исходная вода подается в первую секцию снизу, перетекает через переливную кромку в промежуточную камеру, из которой через систему желобов поступает во вторую секцию те же желоба служат для отвода промывной вод из этой секции (авт. св. СССР N 1560265, кл. B 01 D 24/00 от 30.04.90 бюл. N 16). The closest in technical essence and the achieved result is a combined water treatment filter, including sections of the first and second filtering stages with an intermediate chamber between them. The source water is supplied to the first section from below, flows through the overflow edge into the intermediate chamber, from which through the gutter system the second gutters enter the second section to drain the wash water from this section (ed. St. USSR N 1560265, class B 01 D 24/00 from 30.04.90 bull. N 16).

Недостатками известного фильтра являются его большие размеры, обусловленные наличием сборно-распределительной системы, включающей промежуточную камеру на всю высоту фильтра. В частности, на каждый метр ширины фильтра для изготовления данной системы требуется 4 м строительного объема, а степень полезного использования площади по отношению к общей не превышает 85%
Недостатком фильтра является также увеличенный расход воды на собственные нужды, поскольку при промывке теряется часть воды, находящейся выше поверхности зернистой загрузки.The disadvantages of the known filter are its large sizes, due to the presence of a prefabricated distribution system, including an intermediate chamber for the entire height of the filter. In particular, for each meter of filter width for the manufacture of this system 4 m of construction volume is required, and the degree of useful use of the area in relation to the total does not exceed 85%
A disadvantage of the filter is also an increased water consumption for own needs, since when washing, part of the water above the surface of the granular charge is lost.

Технический результат изобретения сокращение размеров строительных конструкций и коммуникаций фильтра, а также расхода воды на собственные нужды. The technical result of the invention is the reduction in the size of building structures and communications of the filter, as well as water consumption for own needs.

Результат достигается тем, что в комбинированном водоочистном фильтре, разделенном поперечной перегородкой на секции I и II ступени с различной зернистой загрузкой для последовательного фильтрования, снабженном подающим и отводными трубопроводами, дренажными системами и желобом для сбора промежуточного фильтрата промывной воды, последней расположен вдоль фильтра в проеме верхней части разделительной перегородки, а также тем, что желоб снабжен придонными отверстиями, перекрытыми сетками, размеры ячеек которых не превышают размеры частиц зернистых загрузок в секциях. The result is achieved in that in the combined water treatment filter, divided by a transverse partition into sections I and II of the stage with different granular loading for sequential filtering, equipped with supply and discharge pipelines, drainage systems and a chute for collecting intermediate filtrate of washing water, the latter is located along the filter in the opening the upper part of the dividing wall, as well as the fact that the gutter is equipped with bottom holes, overlapped by grids, the cell sizes of which do not exceed the hour itz granular downloads sections.

В известных комбинированных водоочистных фильтрах не найдены технические решения с признаками, сходными с теми, которыми представляемый фильтр отличается от принятого за прототип. В связи с этим указанные выше признаки квалифицируются как его существенные отличия. In the known combined water purification filters, no technical solutions were found with features similar to those in which the filter presented differs from that adopted for the prototype. In this regard, the above signs qualify as its significant differences.

На фиг. 1 представлен вид водоочистного фильтра сверху; на фиг. 2 - продольный разрез фильтра; на фиг. 3 фильтр в плане по линии А-А на фиг. 2; на фиг. 4 вид фильтра сверху для его варианта с крупными габаритами; на фиг. 5 крупногабаритный фильтр в продольном разрезе. In FIG. 1 is a top view of a water treatment filter; in FIG. 2 - longitudinal section of the filter; in FIG. 3 the filter in plan along line AA in FIG. 2; in FIG. 4 view of the filter from above for its version with large dimensions; in FIG. 5 oversized filter in longitudinal section.

Комбинированный водоочистной фильтр расположен в корпусе 1 с открытой водной поверхностью, разделенном перегородкой 2 на секцию первой ступени фильтрования 3 с зернистой загрузкой 4, например, песчаной, и секцию второй ступени 5 с зернистой загрузкой 6, например, из активированного угля. К корпусу 1 примыкает подающий трубопровод 7, подключенный к дренажной системе 8, расположенной в секции 3, и отводной трубопровод 9, соединенный с дренажной системой 10 в секции 5. Подающий трубопровод 7 снабжен ответвлением 11, а отводной трубопровод 9 ответвлением 12. Секции 3 и 5 оснащены желобом 13 для сбора промежуточного фильтрата и промывной воды, расположенным вдоль фильтра, проходящим через перегородку 2 и снабженным придонными отверстиями 14, перекрытиями сетками 15, размеры ячеек которых в секциях 3 и 5 не превышают размеры частиц зернистых загрузок 4 и 6, соответственно. В секции 3 желоб 13 имеет переливные кромки 16, а в секции 5 переливные кромки 17, расположенные ниже кромок 16 на расчетную величину. The combined water treatment filter is located in the housing 1 with an open water surface divided by a partition 2 into a section of the first filtration stage 3 with a granular charge 4, for example, sand, and a second stage section 5 with a granular charge 6, for example, from activated carbon. Adjacent to the housing 1 is a supply pipe 7 connected to a drainage system 8 located in section 3, and a drain pipe 9 connected to a drainage system 10 in section 5. The feed pipe 7 is provided with a branch 11, and the drain pipe 9 with a branch 12. Sections 3 and 5 are equipped with a chute 13 for collecting intermediate filtrate and wash water, located along the filter, passing through the baffle 2 and provided with bottom holes 14, overlapping meshes 15, the cell sizes of which in sections 3 and 5 do not exceed the particle sizes of granular downloads 4 and 6, respectively. In section 3, the groove 13 has overflow edges 16, and in section 5 overflow edges 17 located below the edges 16 by the calculated value.

При крупных габаритах секций 3 и 5 желоб 13 оснащен боковыми лотками 18 в секции 3 и лотками 19 в секции 5, которые имеют переливные кромки 20 и 21 соответственно. With large dimensions of sections 3 and 5, the chute 13 is equipped with side trays 18 in section 3 and trays 19 in section 5, which have overflow edges 20 and 21, respectively.

К торцовому сечению желоба 13 в секции 3 примыкает сбросная труба 22, имеющая ответвление 23, а в секции 5 в торцевом сечении желоба 13 расположена выпускная труба 24. An exhaust pipe 22 having a branch 23 is adjacent to the end section of the groove 13 in section 3, and an exhaust pipe 24 is located in section 5 in the end section of the groove 13.

Комбинированный водоочистной фильтр работает следующим образом. Combined water treatment filter operates as follows.

Подлежащая очистке вода поступает по трубопроводу в дренажную систему 8, распределяется по площади секции 3, проходит снизу вверх через слой зернистой загрузки 4, в которой задерживается основная масса взвешенных загрязнений. Образовавшийся промежуточный фильтрат через переливные кромки 16 и (частично) через отверстия 14 переливается в желоб 13 по которому перетекает в секцию 5 и распределяется по ее площади через переливные кромки 17, а также (частично) через отверстия 14; при крупных габаритах секций 3 и 5 и наличии боковых лотков 18 и 19 сбор и распределение промежуточного фильтрата осуществляется дополнительно через их переливные кромки 20 и 21 соответственно. The water to be cleaned flows through the pipeline into the drainage system 8, is distributed over the area of section 3, passes from bottom to top through a layer of granular load 4, in which the bulk of suspended contaminants is retained. The resulting intermediate filtrate through overflow edges 16 and (partially) through holes 14 is poured into a groove 13 through which flows into section 5 and distributed over its area through overflow edges 17, and also (partially) through holes 14; with large dimensions of sections 3 and 5 and the presence of side trays 18 and 19, the collection and distribution of the intermediate filtrate is additionally carried out through their overflow edges 20 and 21, respectively.

На второй ступени фильтрования в секции 5 вода подвергается дальнейшей очистке, например сорбционной на активированном угле, проходя через зернистую загрузку 6 сверху вниз, затем собирается дренажный системой 10 и выводится из фильтра через отводной трубопровод 9. При необходимости изменять водную нагрузку на второй ступени фильтрования, например, при колебаниях качества исходной воды, часть промежуточного фильтрата отводится через выпускную трубу 24. При простое секции 5, например, при выгрузке отработанного сорбента, и при допустимой в это время работе секции 3 фильтрат выводится через трубу 24. In the second filtering stage in section 5, the water is subjected to further purification, for example, sorption on activated carbon, passing through the granular charge 6 from top to bottom, then it is collected by the drainage system 10 and removed from the filter through the bypass pipe 9. If necessary, change the water load in the second filtering stage, for example, with fluctuations in the quality of the source water, part of the intermediate filtrate is discharged through the exhaust pipe 24. With a simple section 5, for example, when unloading the spent sorbent, and with a permissible of the time section 3, the filtrate discharged through pipe 24.

По окончании рабочего цикла в секции 3 или в секции 5 производится, соответственно, промывка зернистой загрузки 4 или 6. Для промывки зернистой загрузки 4 прекращается подача исходной воды через трубопровод 7, уровень воды на фильтре снижается до отметки дна желоба 13 за счет ее прохода через отверстия 14, после чего задвижки на отводном трубопроводе 9 и на трубопроводе 24 (если он использовался в рабочем цикле) закрываются, затем подготавливается к работе сбросной трубопровод 2 и включается подача промывной воды в дренажную систему 8 через ответвление 11. Промывная вода, поднимаясь кверху, взрыхляет, расширяет и отмывает зернистую загрузку 4, сливаясь в желоб 13 через переливные кромки 16, а при крупных габаритах фильтра дополнительно через кромки 20 и боковые лотки 18. По желобу 13 промывная вода с отмытыми загрязнениями выводится из фильтра через сбросную трубу 22. Часть промывной воды поступает в желоб 13 через отверстия 14, при этом сетки 15 препятствуют проходу частиц зернистой загрузки 4. At the end of the work cycle, in section 3 or in section 5, respectively, washing of the granular load 4 or 6 is performed. For washing the granular load 4, the supply of raw water through the pipeline 7 is stopped, the water level on the filter decreases to the bottom of the groove 13 due to its passage through holes 14, after which the valves on the discharge pipe 9 and on the pipe 24 (if it was used in the work cycle) are closed, then the waste pipe 2 is prepared for operation and the supply of washing water to the drainage system 8 is turned on through the branch leaking 11. Rinsing water, rising upward, loosens, expands and launders the granular load 4, merging into the groove 13 through the overflow edges 16, and with large dimensions of the filter through the edges 20 and side trays 18. Through the groove 13, the washing water with washed dirt is discharged from the filter through the waste pipe 22. A portion of the wash water enters the groove 13 through the openings 14, while the mesh 15 impede the passage of particles of the granular charge 4.

Поскольку рабочий цикл в секции 5, как правило, в несколько раз продолжительней, чем в секции 3, промывка зернистой загрузки 6 приурочивается к одной из очередных промывок зернистой загрузки 4 и проводится вслед за ней без включения фильтра в работу. С этой целью закрывается задвижка на ответвлении 11 и включается подача промывной воды через ответвление 12 в дренажную систему 10, через которую она распределяется по площади секции 5, поднимается, взрыхляет, расширяет и отмывает зернистую загрузку 6 и сливается через переливные кромки 17 или при варианте крупногабаритного фильтра - дополнительно через кромки 21 и лотки 19 в желоб 13, по которому отводится из фильтра через сбросную трубу 22. Промывка зернистых загрузок 4 и 6 может также производиться одновременно. Since the duty cycle in section 5, as a rule, is several times longer than in section 3, the washing of the granular load 6 is confined to one of the next washing of the granular load 4 and is carried out after it without turning on the filter. For this purpose, the valve on the branch 11 is closed and the supply of washing water through the branch 12 to the drainage system 10 is turned on, through which it is distributed over the area of section 5, it rises, loosens, expands and launders the granular load 6 and merges through overflow edges 17 or with the option of large filter - additionally through the edges 21 and trays 19 into the groove 13, which is discharged from the filter through the waste pipe 22. Washing granular loads 4 and 6 can also be performed simultaneously.

В случае целесообразности разделения потоков сбросной промывной воды, различной по своему качеству на выходе из секций 3 и 5, например, с целью последующей обработки, эти потоки отводятся, соответственно, через сбросную трубу 22 и ответвление 23. If it is advisable to separate the flows of waste wash water, of different quality at the outlet of sections 3 and 5, for example, for the purpose of subsequent processing, these flows are diverted, respectively, through the waste pipe 22 and branch 23.

По окончании промывки зернистой загрузки 4 прекращается подача промывной воды через ответвление 11, открывается задвижка для поступления исходной воды через трубопровод 7 и осуществляется отвод первых порций загрязненного промежуточного фильтрата через сбросную трубу 22 (или через ответвление 23), после чего открывается задвижка на отводном трубопроводе 9 и, при необходимости, на выпускной трубе 24, задвижка на трубе 22 (или 23) закрывается и работа фильтра возобновляется. At the end of the washing of the granular load 4, the supply of washing water through the branch 11 is stopped, the valve for the input of source water through the pipe 7 is opened and the first portions of the contaminated intermediate filtrate are discharged through the waste pipe 22 (or through the branch 23), after which the valve on the discharge pipe 9 and, if necessary, on the exhaust pipe 24, the valve on the pipe 22 (or 23) closes and the filter resumes operation.

После промывки зернистой загрузки 6 заканчивается подача промывной воды через ответвление 12 и отвод сбросной воды через трубу 22 (или через ответвление 23), затем открывается задвижка на отводном трубопроводе 9 или, дополнительно, на выпускной трубе 24, включается подача исходной воды по трубопроводу 7 и начинается новый рабочий цикл фильтра. After washing the granular load 6, the supply of washing water through the branch 12 and the discharge of waste water through the pipe 22 (or through the branch 23) ends, then the valve opens on the drain pipe 9 or, optionally, on the exhaust pipe 24, the feed water supply through the pipe 7 is turned on and a new filter duty cycle begins.

Предлагаемый комбинированный водоочистной фильтр обладает преимуществами, которые состоят в следующем:
полезная технологическая площадь по отношению к общей строительной увеличена не менее, чем на 10%
размеры коммуникаций для сбора промежуточного фильтрата и промывной воды меньше по крайней мере в два раза;
расход воды на собственные нужды сокращен на 7 10%The proposed combined water purification filter has the following advantages:
useful technological area in relation to the total construction increased by not less than 10%
the size of the pipelines for collecting the intermediate filtrate and wash water is at least two times smaller;
water consumption for own needs reduced by 7 10%

Claims

1. The combined water treatment filter, divided by a transverse partition into sections of the first and second stages with different granular loading for sequential filtering, equipped with supply and drain pipelines, drainage systems and a chute for collecting the intermediate filtrate and washing water, characterized in that the collecting chute is located along the filter in the opening of the upper part of the dividing transverse septum and has bottom holes.

2. The filter according to claim 1, characterized in that the bottom holes in the collection chute are covered with grids, the cell sizes of which do not exceed the particle sizes of the granular loads in the sections.