RU2154616C1

RU2154616C1 - Microfilter for water treatment

Info

Publication number: RU2154616C1
Application number: RU98122772A
Authority: RU
Inventors: В.И. Тумченок
Original assignee: Тумченок Виктор Игнатьевич
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2000-08-20

Abstract

FIELD: multi-stage cleaning of water including biological cleaning. SUBSTANCE: microfilter has housing with drive shaft mounted inside it and provided with upper and lower disks, non-rigid filtering baffle secured between disks and mechanical ultrasonic vibrator connected to lower disk and made in form of perforated ring engageable with compressed air supply chamber whose perforated cover adjoins ring of lower disk. Upper disk of microfilter is provided with delivery cavity having blades; it is communicated with inner cavity of filtering baffle by means of perforated tubes and with biofilter and disintegrator by means of water supply branch pipe; filtering baffle is connected with electric current supply source by means of collector. EFFECT: enhanced quality of treatment at low cost. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике фильтрования при микробной безреагентной подготовке воды для питьевых нужд из водоемов. The invention relates to a filtering technique for microbial reagent-free preparation of water for drinking needs from water bodies.

Известен микрофильтр водоподготовки, содержащий корпус с патрубками подвода воды, отвода очищенной воды и взвесей, установленный в корпусе приводной вал с верхним и нижним дисками, закрепленную между ними нежесткую фильтровальную перегородку, причем нижний диск снабжен механическим излучателем ультразвука в виде перфорированного кольца, взаимодействующего с камерой подвода сжатого воздуха, крышка которой, прилегающая к кольцу нижнего диска, выполнена перфорированной из антифрикционного материала /патент РФ N 2064448, кл. C 02 F 3/00, 1992/, недостатком которого является низкая степень насыщения распыливаемой воды кислородом воздуха, что снижает эффективность его работы при водоподготовке. Known microfilter for water treatment, comprising a housing with nozzles for supplying water, drainage of purified water and suspensions, a drive shaft with upper and lower disks installed in the housing, a non-rigid filter partition fixed between them, the lower disk being equipped with a mechanical ultrasound emitter in the form of a perforated ring interacting with the camera compressed air supply, the cover of which adjacent to the ring of the lower disk is made of perforated antifriction material / RF patent N 2064448, class. C 02 F 3/00, 1992 /, the disadvantage of which is the low degree of saturation of the sprayed water with atmospheric oxygen, which reduces its efficiency in water treatment.

Цель изобретения - повышение эффективности достигается тем, что напорная полость верхнего диска выполнена с лопастями, сообщена с патрубком подвода воды, снабжена перфорированными трубками, установленными перпендикулярно верхнему диску, сообщающими напорную полость с внутренней полостью нежесткой фильтровальной перегородки, которая коллектором сообщена с источником подвода к ее поверхности электрического тока, а патрубок подвода воды в напорную полость верхнего диска сообщен через дезинтегратор с биофильтром, содержащим корпус с технологическими патрубками, выполненный с провальными перфорированными перегородками, образующими секции, с размещенной на ППП абразивной зернистой иммобилизационной насадкой /АЗИН/, а под перфорированными провальными перегородками размещены тангенциальные патрубки подвода воздуха от нагнетателей. The purpose of the invention is the increase in efficiency is achieved by the fact that the pressure cavity of the upper disk is made with blades, communicated with the water supply pipe, provided with perforated tubes installed perpendicular to the upper disk, communicating the pressure cavity with the internal cavity of the nonrigid filter partition, which is connected to the supply source to the collector by the collector electric current surface, and a pipe for supplying water to the pressure cavity of the upper disk is communicated through a disintegrator with a biofilter containing a housing with hnologicheskimi nozzles configured failures perforated partitions forming section, with published on RFP abrasive grain immobilization attachment / azino / and a failure under the perforated partitions placed tangential air inlet pipes of blowers.

Перфорированные трубки напорной полости верхнего диска обеспечивают насыщение воды кислородом воздуха при распыле во внутренней полости нежесткой фильтровальной перегородки /НФП/, а распыл воды, проваливающей через ППП биофильтра, во вращающийся поток воздуха, обеспечивает предварительное насыщение, т.е. обеспечивается единство и достижение цели изобретения. The perforated tubes of the pressure cavity of the upper disk provide saturation of water with atmospheric oxygen when sprayed in the internal cavity of a non-rigid filter baffle / NFP /, and the spray of water flowing through the biofilter SPP into a rotating air stream provides preliminary saturation, i.e. provides unity and achievement of the purpose of the invention.

На фиг. 1 схематически показан микрофильтр, продольный разрез; на фиг. 2 - схема установки водоподготовки с применением микрофильтра. In FIG. 1 schematically shows a microfilter, a longitudinal section; in FIG. 2 is a diagram of a water treatment plant using a microfilter.

Микрофильтр водоподготовки содержит корпус 1 с патрубками: 2 - подвода воды, 3 - отвода очищенной воды, 4 - отвода взвесей, установленный в корпусе 1 приводной вал 5 с верхним 6 и нижним 7 дисками, закрепленную между ними нежесткую фильтровальную перегородку 8, причем нижний диск 7 снабжен механическим излучателем ультразвука в виде перфорированного кольца 9, взаимодействующего с камерой подвода сжатого воздуха 10, крышка 11 которой, прилегающая к кольцу 9 нижнего диска 7, выполнена перфорированной с отверстиями, оси которых совпадают с осями отверстий кольца 9. Напорная полость 12 верхнего диска 6 выполнена с лопастями сообщена с патрубком 2 подвода воды, снабжена перфорированными трубками 13, установленными перпендикулярно верхнему диску 6, сообщающими напорную полость 12 с внутренней полостью 14 нежесткой фильтровальной перегородки 8, которая коллектором 15 сообщена с источником /на чертеже не показан/ подвода электрического тока к ее поверхности, а патрубок подвода 2 в напорную полость 12 сообщен через дезинтегратор 16 с биофильтром 17, содержащим корпус с технологическими патрубками 18 и 19, выполненный с ППП 20, образующими секции 21, с размещенной на ППП 20 АЗИН 22, а под ППП 20 размещены тангенциальные патрубки 23 подвода воздуха от нагнетателя 24. Дезинтегратор 16 сообщен через фильтры 25 и 26, выполненные с перфорированными перегородками 27 и 28, с размещенной между ними зернистой засыпкой 29, технологическими патрубками 30 - 37. Микрофильтр 38 патрубком 3 сообщен со сборником 39 питьевой воды, а патрубком 4 с теплообменником 40, пресс-фильтром 41 и сборником 42 белково-витаминной добавки /БВД/. The microfilter for water treatment contains a housing 1 with nozzles: 2 - water supply, 3 - drainage of purified water, 4 - suspension of suspensions, drive shaft 5 installed in housing 1 with upper 6 and lower 7 disks, a non-rigid filter partition 8 fixed between them, and the lower disk 7 is equipped with a mechanical ultrasound emitter in the form of a perforated ring 9, interacting with the compressed air supply chamber 10, the cover 11 of which adjacent to the ring 9 of the lower disk 7 is made perforated with holes whose axes coincide with the axes of the opening rings 9. The pressure cavity 12 of the upper disk 6 is made with blades in communication with the water supply pipe 2, is provided with perforated tubes 13 mounted perpendicular to the upper disk 6, communicating the pressure cavity 12 with the internal cavity 14 of the non-rigid filter partition 8, which is connected to the source by the collector 15 / the drawing does not show / the supply of electric current to its surface, and the supply pipe 2 into the pressure cavity 12 is communicated through a disintegrator 16 with a biofilter 17 containing a housing with technological pipes 18 and 1 9, made with the PPP 20, forming sections 21, with the AZIN 22 located on the PPP 20, and under the PPP 20 there are tangential pipes 23 for supplying air from the supercharger 24. The disintegrator 16 is communicated through filters 25 and 26, made with perforated partitions 27 and 28, with a granular filling 29 placed between them, technological nozzles 30 to 37. A microfilter 38 with a nozzle 3 is connected to a drinking water collector 39, and a nozzle 4 with a heat exchanger 40, a press filter 41 and a protein-vitamin supplement / BVD 42 collector.

Микрофильтр в установке водоподготовки работает следующим образом. The microfilter in the water treatment plant operates as follows.

Вода из водоема периодически поступает в фильтр 25, в это время в фильтре 26 происходит освобождение засыпки 29 от взвесей. Вода поступает через патрубок 31 и подвешивает зернистую засыпку 19 под перегородкой 27. При закупорке живого сечения засыпки 29 гидравлическое сопротивление возрастает и подачу воды в фильтре 25 прекращают и засыпка опадает на перегородку 28 как этот показано на фильтре 26 и засыпку 29 промывают с подачей воды через патрубок 35 и отводят шлам через патрубок 37 в сборник шлама /на чертеже не показан/. В качестве зернистой засыпки используют кокс, активированный уголь, вспученный перлит, керамзит, модифицированный цеолит, пемзы, туфы. Размер зерен насадки 29 порядка 10 - 20 мм. Периодичность включения фильтров 25 и 26 регулируется запорной арматурой /на чертеже не показана/. Осветленная вода, освобожденная от взвесей по патрубку 33 поступает в дезинтегратор 16, в котором осуществляют вторую стадию водоподготовки - освобождение воды от микрофлоры, разрушением оболочек микроорганизмов бесконтактным способом - разрушение оболочек гидравлическими ударами кавитационных явлений, протекающих в корпусе. Обогащенная биологически активными компонентами дезинтеграта /микроэлементы, витамины, ферменты, аминокислоты и т.д./ вода поступает в биофильтр 17, в котором осуществляется третья стадия водоподготовки - освобождение воды от растворенных примесей, в том числе от компонентов дезинтеграта. На ППП 20 в слое АЗИН 22 образуется биопленка, микроорганизмы которой используют в качестве источника питания растворенные примеси воды. Количество примесей убывает по высоте биофильтра 17, а отсюда возникает АВТОСЕЛЕКЦИЯ в АЗИН 22, выживают приспособленные популяции микроорганизмов, а "дикие" отмирают и выносятся из биофильтров 17 потоком воды, перетекающей из вышележащих секций 21 на нижележащие. Water from the reservoir periodically enters the filter 25, at which time in the filter 26 the filling 29 is released from the suspensions. Water enters through the nozzle 31 and suspends the granular filling 19 under the partition 27. When the living cross section of the filling 29 is blocked, the hydraulic resistance increases and the water supply in the filter 25 is stopped and the filling falls on the partition 28 as shown in the filter 26 and the filling 29 is washed with water supply through pipe 35 and discharge the sludge through the pipe 37 into the sludge collector / not shown /. Coke, activated carbon, expanded perlite, expanded clay, modified zeolite, pumice, tuff are used as granular backfill. The grain size of the nozzle 29 is about 10 - 20 mm. The frequency of inclusion of the filters 25 and 26 is regulated by valves / not shown /. The clarified water released from suspensions through the pipe 33 enters the disintegrator 16, in which the second stage of water treatment is carried out - the water is released from the microflora, the destruction of the shells of microorganisms in a non-contact way - the destruction of the shells by hydraulic shock of cavitation phenomena occurring in the body. Enriched with biologically active components of the disintegrate / trace elements, vitamins, enzymes, amino acids, etc. / water enters the biofilter 17, in which the third stage of water treatment is carried out - the release of water from dissolved impurities, including from the components of the disintegrate. At PPP 20, a biofilm is formed in the AZIN 22 layer, the microorganisms of which use dissolved water impurities as a power source. The amount of impurities decreases along the height of the biofilter 17, and from here AUTOSELECTION arises in AZIN 22, adapted populations of microorganisms survive, and the wild ones die off and are removed from the biofilters 17 by a stream of water flowing from the overlying sections 21 to the underlying ones.

Подготовка воды на АЗИН 22 сопровождается СУКЦЕССИЕЙ, т.е. продукты жизнедеятельности микроорганизмов, т.е. их метаболиты используются в качества источников питания на нижележащих секциях 21. Аэрация в вихревом потоке воздуха из нагнетателей 24 через тангенциальные патрубки 24 повышает эффективность жизнедеятельности микрофлоры биопленки АЗИН 22. Иммобилизация /прилипание/ обеспечивает стабильность очистки воды от растворенных примесей. Вода из патрубка 19 поступает в патрубок 2 микрофильтра 38. Вода из напорной полости 12 в смеси с воздухом, нагнетаемой лопастями "А" из перфорированных трубок 13 распыливается во внутренней полости 14 нежесткой фильтровальной перегородки 8, которая находится под напряжением электрического тока, подводимого через коллекторы 15. Вода электронейтральная и проходит через поры многослойной нежесткой фильтровальной перегородки 8, а фрагменты биопленки - отрицательные и задерживаются перегородкой 8. Под действием тангенциальной составляющей центробежной силы и вибрирования упругого нижнего диска 7 биомасса сползает вниз и распыливается через зазор между нижним диском 7 и перегородкой 8. Во внутренней полости 14 распространяются ультразвуковые воздействия, генерируемые сжатым воздухом, подводимым от источника /на чертеже не показан/ и при перекрытий отверстий в крышке 11, перемычками отверстий в пластине 9 нижнего диска 7. Вода питьевых кондиций, насыщенная кислородом воздуха из патрубка 3 поступает в сборник 39 для использования. Фрагменты биопленки, отделяемые на перегородке 8 выводятся через патрубок 4 в теплообменник 40, подвергаются нагреву при температуре 90 - 95^oC, отжимаются на пресс-фильтре 41 и сборника 43 поступают в качестве белково-витаминной добавки в корм скоту и птицы на предприятия АПК.Water treatment at AZIN 22 is followed by SUCCESSION, i.e. vital products of microorganisms, i.e. their metabolites are used as power sources in the underlying sections 21. Aeration in a vortex air stream from blowers 24 through tangential nozzles 24 increases the life efficiency of the microflora of the AZIN 22 biofilm. Immobilization / adhesion / ensures stability of water purification from dissolved impurities. Water from the nozzle 19 enters the nozzle 2 of the microfilter 38. Water from the pressure cavity 12 mixed with air pumped by the blades "A" from the perforated tubes 13 is sprayed into the inner cavity 14 of the non-rigid filter partition 8, which is energized by electric current supplied through the collectors 15. The water is electrically neutral and passes through the pores of the multilayer non-rigid filter septum 8, and the biofilm fragments are negative and are retained by the septum 8. Under the influence of the tangential component of the center pressure and vibrations of the elastic lower disk 7, the biomass slides down and is sprayed through the gap between the lower disk 7 and the partition 8. Ultrasonic waves generated by compressed air supplied from the source propagate from the source (not shown) in the inner cavity 14 and when the openings in the cover overlap 11, jumpers holes in the plate 9 of the lower disk 7. Water drinking condition, saturated with oxygen from the pipe 3 enters the collection 39 for use. Fragments of the biofilm separated on the partition 8 are discharged through the pipe 4 to the heat exchanger 40, are heated at a temperature of 90 - 95 ^o C, squeezed on a press filter 41 and collector 43 are fed as protein-vitamin supplements to livestock and poultry feed at agricultural enterprises.

Установка исключает использование глинозема, применение хлорирования, т. е. снижается себестоимость и повышается качество. The installation excludes the use of alumina, the use of chlorination, i.e., the cost is reduced and the quality is increased.

Claims

A microfilter for water treatment, comprising a housing with nozzles for supplying purified water, discharging purified water and suspensions, a drive shaft with upper and lower disks installed in the housing, a non-rigid filter partition and a mechanical ultrasound transducer fixed between them, which is equipped with a lower disk made in the form of a perforated ring interacting with a compressed air supply chamber, the cover of which adjacent to the ring of the lower disk is perforated, characterized in that the upper disk is made with pressure head a region having blades and a pressure cavity is communicated by means of perforated tubes perpendicular to the upper disk to the internal cavity of the filter partition, and by means of a pipe for supplying water, with a biofilter and a disintegrator, while the filter partition is connected by a collector to an electric current supply source.