RU2440170C2 - Sand filter - Google Patents

Sand filter Download PDF

Info

Publication number
RU2440170C2
RU2440170C2 RU2009119481/05A RU2009119481A RU2440170C2 RU 2440170 C2 RU2440170 C2 RU 2440170C2 RU 2009119481/05 A RU2009119481/05 A RU 2009119481/05A RU 2009119481 A RU2009119481 A RU 2009119481A RU 2440170 C2 RU2440170 C2 RU 2440170C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
air
backwash
sand
filter
Prior art date
Application number
RU2009119481/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009119481A (en
Inventor
Джованни ВЕНУТИ (IT)
Джованни Венути
Паоло ИУРИ (IT)
Паоло ИУРИ
Original Assignee
Даньели Энд К. Оффичине Мекканике С.П.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Даньели Энд К. Оффичине Мекканике С.П.А. filed Critical Даньели Энд К. Оффичине Мекканике С.П.А.
Publication of RU2009119481A publication Critical patent/RU2009119481A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2440170C2 publication Critical patent/RU2440170C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/02Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
    • B01D24/10Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being held in a closed container
    • B01D24/14Downward filtration, the container having distribution or collection headers or pervious conduits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/38Feed or discharge devices
    • B01D24/42Feed or discharge devices for discharging filtrate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/46Regenerating the filtering material in the filter
    • B01D24/4626Construction of spray heads specially adapted for regeneration of the filter material or for filtrate discharging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/46Regenerating the filtering material in the filter
    • B01D24/4631Counter-current flushing, e.g. by air

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to sand filter for water treatment. Said filter comprises cylindrical container housing the plate to divide it into top and bottom zones. Top zone contains filtration medium comprising single layer of sand with height H defined by formula H=a·eb-v, where a varies from 500 to 800, b varies from 0.020 to 0.045 and filtration rate v makes 40-70 m/h. Back flushing of sand filter consists in draining filtered water contained in container top section to the level of filtration medium top surface. Air back flow is forced therein to break the crown and create air bubbles in filtration medium. Said back air-water flow is forced therein to remove dirt released in water change in sand volume and force water backflow to precipitate filtration medium. Now final flushing is performed in parallel flow to prepare said medium for filtration and eliminate dirt not removed in back flushing.
EFFECT: higher efficiency of filtration, longer life.
12 cl, 5 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к песочному фильтровальному устройству, используемому на установках очистки воды или WTP-установках, а конкретно на установках первичной, вторичной очистки воды и очистки охлаждающей воды.The present invention relates to a sand filter device used in water treatment plants or WTP installations, and in particular, primary, secondary water treatment plants and cooling water treatment plants.

Уровень техникиState of the art

Известны различные песочные фильтровальные устройства, используемые в системах очистки воды.Various sand filtering devices used in water treatment systems are known.

Однако такие устройства демонстрируют различные недостатки, такие как:However, such devices exhibit various disadvantages, such as:

- образование поверхностных корок с частыми явлениями засорения фильтра и последующими частыми операциями обратной промывки;- formation of surface crusts with frequent filter clogging phenomena and subsequent frequent backwashing operations;

- они не позволяют достигать высоких скоростей фильтрования, и, следовательно, системы требуют большого количества фильтров;- they do not allow to achieve high filtration rates, and, therefore, systems require a large number of filters;

- они требуют слоя антрацита над слоем песка для того, чтобы задерживать масла и смазки, содержащиеся в загрязненной воде;- they require a layer of anthracite over a layer of sand in order to retain oils and greases contained in contaminated water;

- они подразумевают высокие капитальные затраты и эксплуатационные расходы.- they imply high capital costs and operating costs.

Таким образом, ощущается потребность в создании системы песочного фильтровального устройства, которая позволяет преодолеть вышеупомянутые недостатки.Thus, there is a need for a sand filter system that overcomes the aforementioned disadvantages.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Основная задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать песочное фильтровальное устройство для установок первичной, вторичной очистки воды и очистки охлаждающей воды, содержащее однослойную фильтрующую среду или просто фильтр, которое позволяет получать совершенно чистую воду и большой эксплуатационный срок службы при высоких скоростях фильтрования.The main objective of the present invention is to create a sand filter device for primary, secondary water treatment and cooling water treatment plants, containing a single-layer filter medium or just a filter that allows you to get completely clean water and a long service life at high filtration rates.

Другая задача устройства по изобретению заключается в том, чтобы получить весьма эффективную операцию обратной промывки фильтра, способную своевременно обеспечивать пропускную способность фильтра.Another objective of the device according to the invention is to obtain a very effective backwash operation of the filter, able to timely ensure the throughput of the filter.

Соответственно, настоящее изобретение предлагает решить вышеупомянутые задачи путем создания песочного фильтровального устройства очистки воды, которое в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения содержит по существу цилиндрический резервуар, определяющий продольную ось, снабженный пластиной, расположенной внутри него таким образом, чтобы разделять сам этот резервуар на верхнюю зону и нижнюю зону, в котором верхняя зона содержит фильтрующую среду, содержащую единственный слой песка, имеющий высоту Н, определенную по формуле:Accordingly, the present invention proposes to solve the above problems by creating a sand filtering device for water purification, which in accordance with paragraph 1 of the claims contains a substantially cylindrical tank defining a longitudinal axis, equipped with a plate located inside it so as to separate this tank itself to the upper the zone and the lower zone, in which the upper zone contains a filter medium containing a single layer of sand having a height H, determined by the formula:

H=a·eb-v,H = a · e bv ,

где параметр "а" имеет значение от 500 до 800, параметр "b" имеет значение от 0,020 до 0, 045 и скорость "v" фильтрования имеет значение в диапазоне 40-70 м/час.where the parameter "a" has a value from 500 to 800, the parameter "b" has a value from 0.020 to 0, 045, and the filtering speed "v" has a value in the range of 40-70 m / h.

Другой аспект изобретения относится к способу обратной промывки вышеупомянутого фильтровального устройства, который в соответствии с пунктом 10 формулы изобретения содержит нижеследующие этапы, на которых:Another aspect of the invention relates to a backwash method of the aforementioned filter device, which, in accordance with paragraph 10 of the claims, contains the following steps, in which:

- сливают фильтруемую воду, содержащуюся в верхней зоне резервуара, до тех пор, пока уровень воды не установится около верхней поверхности фильтрующей среды;- drain the filtered water contained in the upper zone of the tank until the water level is established near the upper surface of the filter medium;

- вводят обратный поток воздуха для того, чтобы разрушить верхушку и образовать воздушные пузырьки в фильтрующей среде, в течение промежутка времени, составляющего приблизительно 1 минуту;- introduce a reverse air flow in order to destroy the tip and form air bubbles in the filter medium, for a period of time of approximately 1 minute;

- вводят обратный поток воздуха - воды для того, чтобы удалить выделившуюся грязь, в течение промежутка времени, требующегося для того, чтобы сменить воду, содержащуюся в объеме песка, по меньшей мере, 10 раз,- introducing a reverse flow of air - water in order to remove the released dirt, during the period of time required to change the water contained in the volume of sand at least 10 times,

- вводят обратный поток одной лишь воды в течение промежутка времени, составляющего от 2 до 5 минут, для того чтобы произвести осаждение фильтрующей среды однородным, равномерным образом;- a reverse flow of water alone is introduced over a period of time ranging from 2 to 5 minutes in order to precipitate the filter medium in a uniform, uniform manner;

- осуществляют окончательную промывку в параллельном потоке, для того чтобы подготовить фильтрующую среду к операции фильтрования и устранить грязь, не удаленную на этапе обратной промывки.- carry out the final washing in parallel flow, in order to prepare the filter medium for the filtering operation and eliminate dirt that is not removed at the stage of backwashing.

Полезно, что упомянутое соотношение между высотой фильтрующего слоя, размером зерна используемого песка и скоростью фильтрования позволяет задавать размеры фильтрующей среды таким образом, чтобы гарантировать оптимальные условия фильтрования при высоких скоростях.It is useful that the aforementioned relationship between the height of the filter layer, the grain size of the sand used and the filtering speed allows you to set the size of the filtering medium in such a way as to guarantee optimal filtering conditions at high speeds.

Предмет настоящего изобретения, представляющий собой фильтровальное устройство, будучи пригодным для эффективной работы при скоростях фильтрования, которые могут также достигать 70 м/час, позволяет получать следующие преимущества:The subject of the present invention, which is a filter device, being suitable for efficient operation at filtering speeds, which can also reach 70 m / h, provides the following advantages:

- он позволяет предложить фильтровальные системы, которые используют приблизительно половину традиционных фильтров;- it allows you to offer filter systems that use approximately half of the traditional filters;

- он позволяет создавать более компактные и более рациональные компоновки с существенным снижением капитальных затрат и эксплуатационных расходов.- It allows you to create more compact and more rational layouts with a significant reduction in capital costs and operating costs.

Полезно, что в устройстве по изобретению используется большая высота единственного слоя фильтрующей среды, что увеличивает путь фильтрования, и относительно крупный размер зерна песка, что позволяет использовать больший объем фильтрования и распределять грязь, содержащуюся в очищаемой воде, по упомянутому объему во избежание образования поверхностных корок и, следовательно, частых засорений фильтра.It is useful that the device according to the invention uses a large height of a single layer of filter medium, which increases the filtration path, and a relatively large grain size of sand, which allows you to use a larger filtration volume and distribute the dirt contained in the water to be purified over said volume to avoid the formation of surface crusts and therefore frequent filter plugging.

Благодаря такому признаку устройство по изобретению не требует слоя антрацита над слоем песка, как это имеет место в известных фильтрах для того, чтобы задерживать масла и смазки, содержащиеся в загрязненной воде, со значительной экономией капитальных затрат и эксплуатационных расходов.Due to this feature, the device according to the invention does not require a layer of anthracite over a layer of sand, as is the case with known filters in order to trap oils and greases contained in contaminated water, with significant savings in capital costs and operating costs.

Зависимые пункты формулы изобретения описывают предпочтительные варианты реализации изобретения.The dependent claims describe preferred embodiments of the invention.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Дополнительные признаки и преимущества изобретения будут более понятны из подробного описания предпочтительного, но не исключительного, варианта реализации фильтровального устройства, проиллюстрированного в качестве неограничивающего примера при помощи прилагаемых чертежей.Additional features and advantages of the invention will be more apparent from a detailed description of a preferred, but not exclusive, embodiment of a filter device, illustrated as a non-limiting example using the accompanying drawings.

На фиг.1 показан схематический вид в разрезе фильтровального устройства согласно изобретению;Figure 1 shows a schematic sectional view of a filter device according to the invention;

на фиг.2а и 2b показаны виды в разрезе по взаимно перпендикулярным плоскостям компонента устройства, показанного на фиг.1;on figa and 2b shows views in section along mutually perpendicular planes of a component of the device shown in figure 1;

на фиг.3 показан вид сверху части второго компонента устройства по изобретению;figure 3 shows a top view of part of the second component of the device according to the invention;

на фиг.4 показан вид сбоку варианта третьего компонента устройства по изобретению;figure 4 shows a side view of a variant of the third component of the device according to the invention;

на фиг.5 показано увеличенное изображение элемента, показанного на фиг.1.figure 5 shows an enlarged image of the element shown in figure 1.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На чертежах показано фильтровальное устройство, обозначенное в целом ссылочной позицией 1, содержащееся в по существу цилиндрической стальной цистерне или резервуаре (2), снабженном вертикальными стенками (3), днищем (4) и крышкой (5). Цистерна (2) разделена внутри на две зоны пластиной (7). Верхняя зона снабжена фильтрующей средой (6), содержащей единственный слой выбранного соответствующим образом песка. Обычно фильтрующая среда (6) покоится на тонком слое довольно крупного гравия (30), не оказывающего фильтрующего действия, в свою очередь покоящегося на пластине (7).The drawings show a filter device, indicated generally by reference numeral 1, contained in a substantially cylindrical steel tank or tank (2) provided with vertical walls (3), a bottom (4) and a cover (5). The tank (2) is divided internally into two zones by a plate (7). The upper zone is equipped with a filter medium (6) containing a single layer of appropriately selected sand. Typically, the filter medium (6) rests on a thin layer of rather large gravel (30), which does not have a filtering effect, which in turn rests on the plate (7).

Очищаемая вода подается к фильтрующей среде (6) через центральную трубу (8), расположенную вдоль продольной оси цистерны (2). Такая труба (8) снабжена секцией (10) впуска фильтруемой воды около днища (4) цистерны и секцией выпуска упомянутой воды около крышки (5).The purified water is supplied to the filter medium (6) through a central pipe (8) located along the longitudinal axis of the tank (2). Such a pipe (8) is equipped with a filtered water inlet section (10) near the bottom of the tank (4) and a said water outlet section near the lid (5).

Тот факт, что предусматривается единственный слой фильтрующего песка, позволяет более однородное использование фильтрующей среды. Размер зерна песка, относительно крупный и однородный, позволяет достигать высоких скоростей фильтрования, эксплуатировать фильтрующий слой на всю глубину и, таким образом, распределять грязь по всему слою, избегая образования поверхностных корок и, таким образом, явления раннего засорения фильтра.The fact that a single layer of filter sand is provided allows a more uniform use of the filter medium. The grain size of the sand, relatively large and uniform, allows to achieve high filtration rates, operate the filter layer to the full depth and, thus, distribute the dirt throughout the layer, avoiding the formation of surface crusts and, thus, the phenomenon of early clogging of the filter.

Дополнительное преимущество представлено тем фактом, что фильтрующая среда (6) имеет такую заданную высоту, чтобы определять больший объем фильтрования и путь фильтрования, более длинный по отношению к этому пути в традиционных фильтрах; это также позволяет продлить время использования фильтра до того, как нужно выполнять обратную промывку, поскольку фильтр не засоряется.An additional advantage is represented by the fact that the filter medium (6) has a predetermined height so as to determine a larger filtration volume and a filtration path longer in relation to this path in conventional filters; it also allows you to extend the time you use the filter before you need to perform a backwash, since the filter does not clog.

Для правильного определения размеров фильтрующей среды или единственного слоя фильтра (6) с учетом используемого размера зерна, было определено нижеследующее предпочтительное математическое соотношение, которое дает оптимальную высоту слоя:To correctly determine the dimensions of the filter medium or a single filter layer (6), taking into account the grain size used, the following preferred mathematical ratio was determined, which gives the optimal layer height:

Н OPTIMAL=а·eb-v,H OPTIMAL = a · e bv ,

где "a" и "b" представляют собой параметры, которые зависят от размера зерна песка, а "v" представляет собой скорость фильтрования. Такое уравнение показывает логарифмическую зависимость высоты слоя от скорости фильтрования. Параметр "а" имеет значение от 500 до 800, а параметр "b" имеет значение от 0,020 до 0,045.where "a" and "b" are parameters that depend on the grain size of the sand, and "v" is the filtration rate. Such an equation shows the logarithmic dependence of the layer height on the filtration rate. Parameter a has a value from 500 to 800, and parameter b has a value from 0.020 to 0.045.

Выявлен наилучший по своим рабочим характеристикам размер зерна, находящийся в диапазоне 1,0-2,0 мм, которому соответствует значение "а", равное приблизительно 580, и значение "b", равное приблизительно 0,029, который позволяет получить скорость фильтрования, составляющую, по меньшей мере, 50 м/час, при высоте фильтрующей среды (6), равной приблизительно 2,5 метра. В таких условиях, начав с концентрации частиц, взвешенных в подаваемом отстое, равной 80 частей на миллион, можно, таким образом, получить максимальную концентрацию на выходе, составляющую лишь 10 частей на миллион.The grain size was found to be the best in terms of performance, ranging from 1.0-2.0 mm, which corresponds to an “a” value of approximately 580, and a “b” value of approximately 0.029, which allows one to obtain a filtration rate of at least 50 m / h, with a height of the filter medium (6) of approximately 2.5 meters. Under such conditions, starting with a concentration of particles suspended in the feed sludge equal to 80 parts per million, it is thus possible to obtain a maximum concentration at the output of only 10 parts per million.

Было обнаружено, что меньший размер зерна, равный 0,7-1,0 мм, требует более тонкий фильтрующий слой, но является слишком мелким для того, чтобы позволить грязи осаждаться по всей фильтрующей среде, предпочтительное условие для обеспечения продолжительных сроков эксплуатации перед тем, как необходимо выполнять обратную промывку.It was found that a smaller grain size of 0.7-1.0 mm requires a thinner filter layer, but is too small to allow dirt to precipitate throughout the filter medium, a preferred condition for ensuring long service life before how to flush back.

Кроме того, было обнаружено, что более крупные размеры зерна, превышающие 2 мм, потребовали бы вместо этого фильтрующих слоев, слишком толстых для того, чтобы быть примененными в фильтрах допустимых размеров при более высоких скоростях фильтрования, равных или выше чем 50 м/час.In addition, it was found that larger grain sizes greater than 2 mm would instead require filter layers that are too thick to be used in filters of acceptable sizes at higher filtration speeds equal to or higher than 50 m / h.

Фильтрующая среда (6) поддерживается пластиной (7), по которой равномерно распределены сопла (9), относящиеся к типу, описанному, например, в патентной заявке DE 202004006883. Упомянутые сопла, в предпочтительном варианте изготовленные из полипропилена или полипропилена, армированного стекловолокном, вставлены в отверстия, выполненные в пластине (7), и прикреплены к ней посредством стопорной гайки. Головки (13) сопел погружены в малый слой крупного гравия (3), который образует основание для фильтрующей среды (6). Функция сопел (9) заключается как в том, чтобы обеспечивать слив воды во время этапа фильтрования, так и в том, чтобы распределять обратный поток воздуха и/или воды во время этапа обратной промывки.The filter medium (6) is supported by a plate (7) over which nozzles (9) are uniformly distributed, of the type described, for example, in patent application DE 202004006883. The mentioned nozzles, preferably made of polypropylene or fiberglass reinforced polypropylene, are inserted in the holes made in the plate (7), and attached to it by means of a lock nut. The nozzle heads (13) are immersed in a small layer of coarse gravel (3), which forms the base for the filter medium (6). The function of the nozzles (9) is both to drain the water during the filtration step and to distribute the backflow of air and / or water during the backwash step.

Во время операции фильтрования каждое сопло (9) позволяет отфильтрованной воде входить через очень узкие прорези (12), полученные на поверхности его головки (13), и затем сливает ее из донной части через трубчатый стебель (14), имеющий сечение в форме круглого обода, в нижнюю зону цистерны (2). Прорези (12) сопел (9) сконструированы таким образом, чтобы минимизировать риск загрязнения головки. Нижняя зона цистерны (2), пригодная для того, чтобы собирать выводимую отфильтрованную воду из трубчатых стеблей (14), снабжена на днище (4) патрубком или трубой (8'), которые используются для того, чтобы откачивать отфильтрованную воду, но также и для того, чтобы осуществлять дренаж фильтра и вводить воду обратной промывки.During the filtering operation, each nozzle (9) allows filtered water to enter through very narrow slots (12) obtained on the surface of its head (13), and then drains it from the bottom through a tubular stem (14) having a cross-section in the shape of a round rim , to the lower zone of the tank (2). The slots (12) of the nozzles (9) are designed so as to minimize the risk of contamination of the head. The lower zone of the tank (2), suitable for collecting filtered filtered water from tubular stems (14), is equipped on the bottom (4) with a pipe or pipe (8 '), which are used to pump out the filtered water, but also in order to drain the filter and introduce backwash water.

Предпочтительно, чтобы в нижней части каждого из стеблей (14) были предусмотрены две вертикальные прорези (15), (15'), точная функция которых заключается в том, чтобы пропускать воздух во время этапа обратной промывки фильтра; предпочтительно, чтобы вход воды обратной промывки в сопла происходил через отверстие на нижнем конце стебля (14).Preferably, two vertical slots (15), (15 ') are provided at the bottom of each of the stems (14), the exact function of which is to let air through during the backwash phase of the filter; it is preferred that the backwash water enters the nozzles through an opening at the lower end of the stem (14).

Воздух и вода уже перемешаны внутри стебля и затем будут перемешаны более тесно при прохождении через прорези (12) головки (13). Предпочтительно, чтобы поверхность раздела "воздух - вода", также именуемая 'мениском', в нижней зоне цистерны (2) поддерживалась на высоте, содержащейся в отрезке между прорезями (15), (15') и нижним концом стебля (14), для того, чтобы всегда оставлять промежуток для ввода воздуха через, по меньшей мере, одну из упомянутых прорезей.Air and water are already mixed inside the stem and then will be mixed more closely when passing through the slots (12) of the head (13). Preferably, the air-water interface, also called the meniscus, in the lower zone of the tank (2) is maintained at the height contained in the interval between the slots (15), (15 ') and the lower end of the stem (14), for in order to always leave a gap for introducing air through at least one of said slots.

Предпочтительно, чтобы мениск был плоским и стабильным в течение всего этапа обратной промывки, тем самым обеспечивая отсутствие скачков скорости потока воздуха и воды к соплам и, следовательно, равномерность обратной промывки.Preferably, the meniscus is flat and stable throughout the entire backwash phase, thereby ensuring that there are no jumps in the air and water flow rates to the nozzles and, therefore, the uniformity of the backwash.

Введение воздуха обратной промывки производится посредством рубашки (16), внешней и соосной по отношению к центральной трубе (8) ввода воды. Воздух попадает в рубашку (16) через трубу (22). Упомянутая рубашка (16) соединена с множеством воздухораспределителей (17), расположенных в предпочтительном варианте в виде циферблата, предпочтительно в количестве шесть, под пластиной (7) так, как показано на фиг.3. Предпочтительно, чтобы сопла (9) были распределены по упомянутой пластине в круговых секторах, определенных циферблатом распределителей (17).The backwash air is introduced by means of a jacket (16), external and coaxial with respect to the central water inlet pipe (8). Air enters the shirt (16) through the pipe (22). Said shirt (16) is connected to a plurality of air diffusers (17) arranged preferably in the form of a dial, preferably in the amount of six, under the plate (7) as shown in FIG. 3. Preferably, the nozzles (9) are distributed over said plate in circular sectors defined by the dial of the valves (17).

Предпочтительно, чтобы каждый распределитель (17) имел прямоугольное сечение и был снабжен прорезями (18) с вертикальной продольной осью, находящимися на двух боковых сторонах и расположенными ближе друг к другу на внешней, по отношению к продольной оси цистерны, части распределителя, потому что покрываемая поверхность здесь больше. Воздух равномерно распределяется под пластиной - держателем (7) сопел, образуя, таким образом, воздушный карман. Эта конфигурация распределения воздуха обратной промывки является особенно удобной, повышая эффективность самόй обратной промывки.It is preferable that each distributor (17) has a rectangular section and is equipped with slots (18) with a vertical longitudinal axis located on two lateral sides and located closer to each other on the outside, with respect to the longitudinal axis of the tank, of the distributor, because the surface here is larger. The air is evenly distributed under the nozzle plate (holder) (7), thus forming an air pocket. This backwash air distribution configuration is particularly convenient, increasing the efficiency of the backwash itself.

В отличие от этого введение воды обратной промывки производится посредством трубы, присоединенной к патрубку (8') цистерны.In contrast, the backwash water is introduced by means of a pipe connected to the tank nozzle (8 ').

Вода обратной промывки, которая во время своего прохождения через гранулы песка утянула с собой вещества, задержанные фильтрующей средой (6), затем передается для слива в центральную трубу (8), перед этим использовавшуюся для введения очищаемой воды в фильтр. С этой целью на концевой части упомянутой трубы (8) предусматривается направленная вверх раструбная воронка (11), которая имеет тот признак, что она является относительно большой и расплющенной. Особая форма воронки (11), снабженной краем (31), имеющим по существу коническую форму и расширяющимся по направлению вниз, делает возможным оптимальный перелив и способствует необходимому отделению воздуха от воды обратной промывки: такому эффекту способствует происходящее одновременно с этим снижение скорости и образование тонкой пленки в воронке, что способствует освобождению менее плотного воздуха. Воздух, который освободился от воды, выпускается через соответствующий предохранительный клапан (20), расположенный на верхней части цистерны (2).The backwash water, which during its passage through the sand granules pulled with it substances that were retained by the filter medium (6), is then transferred for discharge to the central pipe (8), which was previously used to introduce the water to be cleaned into the filter. To this end, an upwardly funnel-shaped funnel (11) is provided at the end of said pipe (8), which has the sign that it is relatively large and flattened. The special shape of the funnel (11), equipped with an edge (31), which has a substantially conical shape and expands in the downward direction, makes possible an optimal overflow and promotes the necessary separation of air from the backwash water: this effect is facilitated by a decrease in speed and the formation of a thin films in the funnel, which contributes to the release of less dense air. Air that has been freed of water is discharged through an appropriate safety valve (20) located on the top of the tank (2).

Воронка (11) также позволяет надлежащим образом подавать воду во время введения ее для фильтрования.The funnel (11) also allows you to properly supply water during the introduction of it for filtering.

Ниже описываются процесс фильтрования и следующие за ним процессы обратной промывки, периодически необходимые для очистки фильтрующей среды.The filtering process and the subsequent backwash processes that are periodically necessary to clean the filter medium are described below.

Процесс фильтрования позволяет удалить из очищаемой воды все взвешенные вещества, которые вызывают мутность самой воды, и просто позволяет прохождение очищаемой воды или просто отстоя через единственный фильтрующий слой выбранного песка. Вода проходит через фильтрующую среду (6) от верхней части вниз и фильтрования происходят вслед за постепенным замедлением твердых частиц вследствие потери кинетической энергии при их отскоках/столкновениях с частицами песка. Предпочтительно, чтобы скорость фильтрования находилась в диапазоне 40-70 м/час.The filtering process allows you to remove from the purified water all suspended substances that cause turbidity of the water itself, and simply allows the passage of the purified water or simply sludge through a single filter layer of the selected sand. Water passes through the filter medium (6) from the top to the bottom and filtering occurs after the gradual deceleration of solid particles due to the loss of kinetic energy during their bounce / collisions with sand particles. Preferably, the filtration rate is in the range of 40-70 m / h.

После некоторого рабочего цикла фильтра фильтрующая среда нуждается в очистке или восстановлении. Восстановление выполняется посредством операции обратной промывки, которая состоит в протекании воды и/или воздуха в направлении, противоположном направлению фильтрования, то есть от днища вверх, так чтобы выполнять обратную промывку, которая позволяет удалить грязь, накопленную в фильтрующей среде, затем сливе грязной воды в вышеупомянутую центральную трубу.After some working cycle of the filter, the filter medium needs to be cleaned or restored. The recovery is carried out by means of a backwash operation, which consists in the flow of water and / or air in the opposite direction to the filtration direction, i.e. from the bottom upwards, so as to perform backwash, which allows you to remove the dirt accumulated in the filter medium, then drain the dirty water the aforementioned central pipe.

Такая операция должна быть весьма эффективной, потому что фильтрующая среда (6), имея большую толщину, предпочтительно от 2 до 4 м, и размер зерна предпочтительно от 1 до 2 мм, подразумевает, что грязь осаждается в этой фильтрующей среде очень глубоко.Such an operation should be very effective because the filter medium (6), having a large thickness, preferably from 2 to 4 m, and grain size preferably from 1 to 2 mm, implies that the dirt settles very deep in this filter medium.

Предпочтительно, чтобы операция обратной промывки предусматривала нижеследующие этапы:Preferably, the backwash operation comprises the following steps:

- слив;- drain;

- введение одного лишь воздуха обратной промывки для того, чтобы разрушить верхушку;- the introduction of air backwash alone in order to destroy the tip;

- введение воздуха - воды обратной промывки для эффективной обратной промывки;- the introduction of air - water backwash for effective backwash;

- введение одной лишь воды обратной промывки;- the introduction of only backwash water;

- окончательную промывку в параллельном потоке.- final flushing in parallel flow.

Во время операции слива вода, содержавшая в цистерне (2), сливается через патрубок (8') для того, чтобы уменьшить вес водяного столба, который давит на пластину (7). Слив выполняется для того, чтобы приблизить уровень воды к верхней поверхности фильтрующей среды, приблизительно в нескольких сантиметрах от нее. Эта операция выполняется для того, чтобы сделать возможным более быстрый и, помимо прочего, более плавный запуск последующего барботирования воздуха в фильтрующей среде.During the draining operation, the water contained in the tank (2) is drained through the pipe (8 ') in order to reduce the weight of the water column that presses on the plate (7). Draining is performed in order to bring the water level closer to the upper surface of the filter medium, approximately a few centimeters from it. This operation is performed in order to make possible a faster and, among other things, smoother start of the subsequent bubbling of air in the filter medium.

Этап введения одного лишь воздуха обратной промывки приводит к образованию воздушных пузырей в слое песка и к последующему барботированию воздуха в фильтрующей среде, которая поднимается и расширяется. Эта операция длится приблизительно 1 минуту и позволяет эффективно отделять грязь от гранул песка.The stage of introducing backwash air alone leads to the formation of air bubbles in the sand layer and to subsequent bubbling of air in the filter medium, which rises and expands. This operation lasts approximately 1 minute and allows you to effectively separate the dirt from the granules of sand.

Предпочтительно, чтобы затем следовал этап введения смеси воздуха и воды обратной промывки. Такой этап имеет место немедленно после предыдущего этапа для того, чтобы быстро удалить грязь, которая была освобождена, таким образом, препятствуя ее более глубокому проникновению в этот слой. Следовательно, сама операция обратной промывки выполняется при помощи воздуха и воды, при этом воздух служит опять же для того, чтобы отделять грязь от гранул песка, в то время как вода служит для того, чтобы уносить грязь прочь. Этот этап является самым важным и, что показательно, длится в течение промежутка времени, необходимого для того, чтобы сменить воду, содержащуюся в расширенном объеме песка, по меньшей мере, 10 раз. Турбулентность, порождаемая воздушно-водяной смесью в пределах гранулированного материала позволяет осуществлять весьма эффективную промывку.Preferably, the next step is the introduction of a mixture of air and water backwash. This step takes place immediately after the previous step in order to quickly remove the dirt that has been released, thus preventing it from penetrating deeper into this layer. Therefore, the backwash operation itself is carried out using air and water, while the air serves again to separate the dirt from the sand granules, while the water serves to carry the dirt away. This stage is the most important and, which is significant, lasts for the period of time necessary in order to change the water contained in the expanded volume of sand at least 10 times. The turbulence generated by the air-water mixture within the granular material allows a very effective flushing.

Последующий этап предусматривает введение одной лишь воды обратной промывки. Такой этап длится в течение 2-5 минут и позволяет фильтровальной среде осесть однородным и равномерным образом, не оставляя свободных пространств, которые могли бы уменьшить эффективность фильтрования.The next step involves the introduction of only backwash water. This stage lasts for 2-5 minutes and allows the filter medium to settle uniformly and evenly, without leaving any free spaces that could reduce the filtering efficiency.

Операция обратной промывки заканчивается этапом промывки в параллельном потоке, который служит для того, чтобы подготовить фильтр к операции фильтрования, дополнительно уплотняя осадившийся слой и позволяя удалить грязь, не удаленную во время этапа обратной промывки, обеспечивая, таким образом, получение совершенно чистой воды сразу после повторного запуска фильтра. Такой этап промывки длится в течение приблизительно 5 минут.The backwashing operation ends with a washing step in a parallel flow, which serves to prepare the filter for the filtering operation, further compacting the deposited layer and allowing the removal of dirt not removed during the backwashing step, thus providing completely clean water immediately after restart the filter. This washing step lasts for approximately 5 minutes.

Предпочтительно, чтобы во время обратной промывки параметры скорости воздуха и воды составляли соответственно от 60 до 110 м/час и от 11 до 14 м/час.Preferably, during the backwash, the air and water velocity parameters are respectively 60 to 110 m / h and 11 to 14 m / h.

Claims (12)

1. Песочное фильтровальное устройство очистки воды, содержащее, по существу, цилиндрический резервуар (2), определяющий продольную ось, снабженный пластиной (7), расположенной внутри него таким образом, чтобы разделять сам этот резервуар на верхнюю зону и нижнюю зону, в котором верхняя зона содержит фильтрующую среду (6), содержащую единственный слой песка, имеющий высоту Н, определенную по формуле:
H=a·eb-v
где параметр a имеет значение от 500 до 800, параметр b имеет значение от 0,020 до 0,045 и скорость v фильтрования имеет значение в диапазоне 40-70 м/ч.
1. Sand filtering device for water purification, containing a substantially cylindrical tank (2) defining a longitudinal axis, provided with a plate (7) located inside it so as to separate this tank itself into the upper zone and the lower zone, in which the upper the zone contains a filter medium (6) containing a single layer of sand having a height H, determined by the formula:
H = a · e bv
where parameter a has a value from 500 to 800, parameter b has a value from 0.020 to 0.045, and the filtering speed v has a value in the range of 40-70 m / h.
2. Фильтровальное устройство по п.1, в котором параметр a равен приблизительно 580, параметр b равен приблизительно 0,029 и скорость фильтрования равна приблизительно 50 м/ч.2. The filter device according to claim 1, in which the parameter a is approximately 580, the parameter b is approximately 0.029, and the filtering speed is approximately 50 m / h. 3. Фильтровальное устройство по п.1, в котором по поверхности пластины (7) равномерно распределены сопла (9), закрепленные в соответствующих отверстиях.3. The filtering device according to claim 1, in which nozzles (9) are evenly distributed on the surface of the plate (7), fixed in the corresponding holes. 4. Фильтровальное устройство по п.3, в котором нижняя зона снабжена на днище (4) патрубком или трубой (8') для откачивания отфильтрованной воды, дренажа фильтрующей среды и введения воды обратной промывки.4. The filter device according to claim 3, in which the lower zone is provided on the bottom (4) with a pipe or pipe (8 ') for pumping out filtered water, draining the filter medium and introducing backwash water. 5. Фильтровальное устройство по п.4, в котором сопла (9) снабжены стеблями (14), имеющими две вертикальные прорези (15), (15') для того, чтобы пропускать воздух и/или воду обратной промывки в сопла (9).5. The filter device according to claim 4, in which the nozzles (9) are equipped with stems (14) having two vertical slots (15), (15 ') in order to pass air and / or backwash water into the nozzles (9) . 6. Фильтровальное устройство по п.5, в котором предусматривается рубашка (16), внешняя и соосная по отношению к центральной трубе (8) ввода воды, предназначенная для введения воздуха обратной промывки, подсоединяемого через трубу (22).6. The filter device according to claim 5, in which a jacket (16) is provided, external and coaxial with respect to the central water inlet pipe (8), for introducing backwash air connected through the pipe (22). 7. Фильтровальное устройство по п.6, в котором упомянутая рубашка (16) соединена с множеством воздухораспределителей (17), расположенных в виде циферблата.7. The filter device according to claim 6, in which said shirt (16) is connected to a plurality of air diffusers (17) arranged in the form of a dial. 8. Фильтровальное устройство по п.7, в котором упомянутые распределители (17) имеют прямоугольное сечение и снабжены на двух боковых сторонах прорезями (18) с вертикальной продольной осью.8. The filter device according to claim 7, in which the said distributors (17) have a rectangular cross section and are provided on two sides with slots (18) with a vertical longitudinal axis. 9. Фильтровальное устройство по п.6, в котором на верхней концевой части упомянутой центральной трубы (8) предусматривается направленная вверх раструбная воронка (11), имеющая широкую и расплющенную форму и имеющая край (31), по существу, конической формы и расширяющийся по направлению вниз.9. The filtering device according to claim 6, wherein an upwardly extending funnel (11) having a wide and flattened shape and having an edge (31) of substantially conical shape and expanding along the upper end portion of said central pipe (8) is provided downward direction. 10. Способ обратной промывки песочного фильтровального устройства, содержащий нижеследующие этапы, на которых:
- сливают фильтруемую воду, содержащуюся в верхней зоне резервуара (2), до тех пор, пока уровень воды не установится около верхней поверхности фильтрующей среды (6);
- вводят обратный поток воздуха для того, чтобы разрушить верхушку и образовать воздушные пузырьки в фильтрующей среде в течение промежутка времени, составляющего приблизительно 1 мин;
- вводят обратный поток воздуха - воды для того, чтобы удалить грязь, которая освободилась, в течение промежутка времени, требующегося для того, чтобы сменить воду, содержащуюся в объеме песка, по меньшей мере, 10 раз,
- вводят обратный поток одной лишь воды в течение промежутка времени, составляющего от 2 до 5 мин, для того, чтобы произвести осаждение фильтрующей среды однородным равномерным образом;
- осуществляют окончательную промывку в параллельном потоке для того, чтобы подготовить фильтрующую среду к операции фильтрования и устранить грязь, не удаленную на этапе обратной промывки.
10. A method for backwashing a sand filter device, comprising the following steps, in which:
- drain the filtered water contained in the upper zone of the tank (2) until the water level is established near the upper surface of the filter medium (6);
- introduce a reverse air flow in order to destroy the tip and form air bubbles in the filter medium for a period of time of approximately 1 min;
- introducing a reverse flow of air - water in order to remove the dirt that has been released during the period of time required to change the water contained in the volume of sand at least 10 times,
- a reverse flow of water alone is introduced over a period of time ranging from 2 to 5 minutes, in order to precipitate the filter medium in a uniform uniform manner;
- carry out the final washing in a parallel flow in order to prepare the filter medium for the filtering operation and eliminate dirt not removed at the backwash stage.
11. Способ обратной промывки по п.10, в котором параметры скорости воздуха и воды составляют соответственно от 60 до 110 м/ч и от 11 до 14 м/ч.11. The backwash method according to claim 10, in which the parameters of air and water velocity are respectively from 60 to 110 m / h and from 11 to 14 m / h. 12. Способ обратной промывки по п.10, в котором поверхность раздела "воздух - вода" поддерживается плоской и стабильной в течение всей обратной промывки, так чтобы не было скачков скорости потока воздуха и воды к соплам (9) и так чтобы поддерживать равномерность обратной промывки. 12. The backwash method according to claim 10, in which the air-water interface is kept flat and stable throughout the entire backwash, so that there are no jumps in the air and water flow rates to the nozzles (9) and so that the uniformity of the backwash is maintained flushing.
RU2009119481/05A 2006-10-24 2007-10-23 Sand filter RU2440170C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITMI2006A002045 2006-10-24
IT002045A ITMI20062045A1 (en) 2006-10-24 2006-10-24 SAND FILTRATION DEVICE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009119481A RU2009119481A (en) 2010-11-27
RU2440170C2 true RU2440170C2 (en) 2012-01-20

Family

ID=37895833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009119481/05A RU2440170C2 (en) 2006-10-24 2007-10-23 Sand filter

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2091625A2 (en)
IT (1) ITMI20062045A1 (en)
RU (1) RU2440170C2 (en)
UA (1) UA95987C2 (en)
WO (1) WO2008049833A2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2531301C2 (en) 2009-01-13 2014-10-20 Эксесс Бизнесс Груп Интернешнл Ллс Water treatment with gravity feed
CN102451580A (en) * 2010-10-25 2012-05-16 湖北中碧环保科技有限公司 Water treatment drawer-type filtering method and device thereof
DE102012202112A1 (en) * 2012-02-13 2013-08-14 Krones Ag Method for controlling and / or regulating filter systems with a media filter
CN104436774B (en) * 2014-12-04 2015-09-16 山东双轮股份有限公司 Mechanical filter
IT201700095986A1 (en) * 2017-08-25 2017-11-25 Giuseppe Sicuri Counter-pressure device for mounting drainage nozzles above flat surface without structural reinforcements inside pressurized sand filters built in cylindrical containers.
IT202100008330A1 (en) 2021-04-01 2022-10-01 Danieli Off Mecc PLANT AND PROCEDURE FOR THE REMOVAL OF SUSPENDED SOLIDS, OILS AND GREASES FROM COOLING WATER IN THE STEEL AND METALLURGICAL INDUSTRY

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3886071A (en) * 1973-01-29 1975-05-27 Ecodyne Corp Filter
CH633971A5 (en) * 1978-07-14 1983-01-14 Sulzer Ag Back-flushable filter
FR2485385A1 (en) * 1980-06-27 1981-12-31 Degremont BED FILTER OF GRANULAR MATERIALS FOR THE TREATMENT OF WATER, ESPECIALLY SEA WATER AND CORROSIVE LIQUIDS
JPS57136989A (en) * 1981-02-19 1982-08-24 Nippon Steel Corp Treatment of waste water containing trace amount of oil

Also Published As

Publication number Publication date
UA95987C2 (en) 2011-09-26
RU2009119481A (en) 2010-11-27
ITMI20062045A1 (en) 2008-04-25
EP2091625A2 (en) 2009-08-26
WO2008049833A3 (en) 2008-06-12
WO2008049833A2 (en) 2008-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2440170C2 (en) Sand filter
JP2022515583A (en) Micro water amount backwash shift upward flow type lightweight filter media filter and its method
KR20190083289A (en) Filtering system for combined sewer overflows and water treating method using the same
JPH0857465A (en) Backwashing of water treatment apparatus using floating filter material
JP3984145B2 (en) Cleaning method for solid-liquid separator
KR101466765B1 (en) Apparatus and method for discharging backwashing water of filter basin
JP2599538B2 (en) Inclined plate type sedimentation tank and method for preventing clogging thereof
RU2469767C2 (en) Precoat cartridge filter
KR100949058B1 (en) Filtering device
JPS6216125B2 (en)
JP6244444B1 (en) Water treatment equipment
JP2690852B2 (en) How to operate the natural filtration device
JPH0751687A (en) Upward current type biological filter device
RU2254297C2 (en) Apparatus for flotation-filtration purification of water
JP2706080B2 (en) Filtration device and its cleaning method
JP2000062833A (en) Solid and liquid separating device
KR100338525B1 (en) Underdrain mat system for rapid filtration
JPS63326Y2 (en)
JP5754649B2 (en) Depth filtration equipment
KR200218326Y1 (en) Sand filter system with filter layer for easy backwash
KR200159128Y1 (en) Counterflow type water filter system
JPH07718A (en) Continuous filter
JPH044805Y2 (en)
JPH0615108A (en) Solid-liquid separator
CN116726554A (en) Method and system for filtering and backwashing light polluted water

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201024