RU3890U1 - Аппарат для очистки воды - Google Patents

Abstract

1. Аппарат для очистки нисходящего потока воды, содержащий корпус, установленные в нем фильтрующую загрузку, решетку, отделяющую снизу от загрузки камеру сбора фильтрата, насос регенерации, выходной патрубок которого связан с верхней частью внутренней полости корпуса, а напорный патрубок - с сепаратором для отделения отходов регенерации от зернистой загрузки, линию подвода грязной и промывной воды и линию отвода фильтрата и отходов регенерации, отличающийся тем, что ниже верхней границы слоя зернистой загрузки, но выше решетки установлен по меньшей мере один распределительный элемент, перфорированный в нижней части и связанный с линией подвода загрязненной воды патрубком с вентилем.2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что распределительный элемент выполнен в виде горизонтально расположенного трубчатого кольца, наружный диаметр которого сопрягается с внутренним диаметром обечайки корпуса.3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что распределительный элемент имеет перфорацию как в нижней, так и в верхней части.4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что распределительные элементы установлены на стыках слоев многослойной загрузки.5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что из нескольких распределительных элементов верхний элемент имеет перфорацию только в верхней части.6. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что верхний патрубок ввода углеводородсодержащей жидкости присоединен к корпусу тангенциально.

Description

АППАРАТ для очистки ВОДЫ УР-/(-Полезная модель относится к оборудованию для очистки промышленных сточных вод посредством фильтрования.

Известен фильтр, в котором используется принцип рециркуляции для восстановления свойств фильтрующей загрузки (пат.ФРГ Ю540508, МКИ В 01 Д 37/00 1987г.).

Известен также фильтр периодического действия с устройством для промывки фильтрующего материала с использованием эффекта псевдоожижения с расширением загрузки при регенерации за счет её плавучести (а. с. СССР II22337, МКИ В 01 Д 23/24 1984г.).Это устройство наиболее близко к изобретению по технической сущности и явялется его прототипом.

Фильтры периодического действия обычно имеют более простую конструкцию по сравнению с фильтрами непрерывного действия, однако их эффективность ограничена продолжительностью фильтроцикла.

Известно, что первый по хо,ду фильтроционного потока слой зернистой загрузки толщиной 15...30 см задерживает основное количество механических примесей (Аюкаев Р.И., Мельцер В.З. Производство и применение фильтрующих материалов для очистки воды.- Л.: Стройиздат, 1985. -с.45.), а слой толщиной 25...40 см задерживает основное количество нефтепродуктов (Стахов Е.А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов. - Л.: Недра, 1983. -с.52.). Здесь же происходит первоначальное накопление осадка (формирование фронта осадка, который через некоторое время начинает проникать вглубь загрузки), а также заиление фильтра. При очистке нефтесодержащих сточных вод именно в этом слое образуются конгломераты из зерен загрузки, скрепленных нефтепро щштами и илистыми частицами. Каждое из этих явлений обуславливает сокращение продолжительности фильтроцикла и затрудняет

мки;: в 01 д 23/24

1У1КИ в 01 д 37/00

процесс регенерации загрузки, то есть приводит к снижению эффективности работы аппарата.

В связи с этим нами была поставлена цель - найти сравнительно простое конструктивное решение, позволяющее увеличить продолжительность фильтроцикла вертикального фильтра периодического действия.

Указанная цель достигается тем,что аппарат для ачистки воды, включающий корпус, установленные в нем фильтрующую загрузку, решетку, отделяющую снизу от загрузки камеру сбора фильтрата, насос регенерации, линию подвода загрязненной и промывной во.ды и линию для отвода фильтрата и отходов регенерации, снабжен одним или несколькими распределительными элементами. Последние размещены ниже верхней границы слоя зернистой загрузки, но выше решетки.Распределительный элемент, выполненный с перфорацией в нижней части,связан с линией подвода загрязненной воды патрубком с вентилем.

Элемент может быть выполнен в форме горизонтального трубчатого кольца, наружный диаметр которого сопрягается с внутренним диаметром обечайки корпуса.

Введение такого распределительного элемента (или нескольких элементов) позволяет отключать верхнюю, подвергающуюся наиболее раннему и концентрированному загрязнению, часть фильтрующего слоя во время работы аппарата в режиме фильтрования.

Возможен вариант конструкции с распределительным элементом (или с несколькими распределительными элементами, расположенными на разной высоте), имеющим перфорацию как в нижней, так и в верхней части. Введение такого распределительного элемента (или нескольких элементов) позволяет осуществлять регенерацию верхней, подвергающейся наиболее раннему и концентрированному загрязнению, части фильтрующего слоя во время работы аппарата в режиме фильтрования. В случае многослойной вагрузки распределительные элементы целесообразно установить на стыках слоев.

о/7 /VA //

Возможны также варианты конструкции, включающей раппределительную систему, состо.ящую из различных сочетаний распределительных элементов, имеющих различное положение перфорированных участков.

В связи с тем, что ось сопла, из которого при регенерации поступает интенсивная струя псевдоожиженного слоя в толщу загрузки, совпадает с осью корпуса, наиболее интенсивно псевдосжижается центральная часть слоя. Поэтому целесообразно верхний патрубок ввода нефтесодержащей жидкости присоединить к корпусу тангенциально с тем, чтобы наиболее загрязненная нефтепро.дуктами часть загрузки была расположена как можно ближе к соплу.

На чертеже приведена схема аппарата. Аппарат состоит из вертикального корпуса I, в нижней части которого закреплена решетка -2, отделшщая зернистую загрузку 3 от камеры 4 сбора фильтрата. Камера 4 соединена с линией 5 (с вентилем 6) отвода фильтрата. В верхней части корпуса I соосно с ним установлен сепаратор 7 с соплом 8 и цилиндрической решеткой 9, которая соединена своим нижним коническим концом с линией 10 сброса отходов регенерации посредством вертикальной трубы II (с вентилем 12). Линии 5 и 10 соединены перемычкой 13 (с вентилем 14). Подводящая линия 15 раздваивается на трубопровод 16 (с вентилем 17) ввода обратного потока неочищенной жидкости для регенерации всей толщины загрузки 3 и на трубопровод 18 (с вентилем 19) ввода жидкости для ичистки. Трубопровод 18 соединен патрубком 20 (с вентилем 21) с распределительным элементом 22, расположенным в загрузке 3 ниже верхней границы слоя. Возможен вариант конструкции, содержащий ещё один (или несколько) дополнительный распределительный элемент 23, расположенный на некотором расстоянии (по высоте слоя загрузки) от элемента 22 и соединенный с трубопроводом 18 патрубком 24 (с вентилем 25), В зависимости от назначения распределительный элемент 22 (или 23)

может иметь перфорацию, расположенную только в его верхней части, только в его нижней части или одновременно в его верхней и нижней частях. При этом возможны варианты конструкции аппарата, содержащие различные сочетания рассмотренных разновидностей распределительных элементов. Верхняя полость корпуса I соединена с линией 26 (с вентилем 27) отвода воз.духа и всплывших загрязнений. Насос 28 регенерации загрузки связан с верхней полостью корпуса I посредством всасывающего патрубка 29, а с сепаратором 7 - напорного патрубка 30.

При подготовке аппарата к работе все вентили должны быть закрыты. Для осуществления режима фильтрования открываются вентили 27, 19 и б и подлежащая очистке жидкость поступает из подводящей линии 15 по трубопрово,ду 18 в корпус I. Проходя через фильтрующую загрузку 3 и решетку 2, жидкость очищается и выводится из корпуса через линию 5 отвода фильтрата. Всплывающие при этом загрязнения, например, углеводороды, а также выделяющийся воз.дух отводятся через патрубов 26.

При достижении критического значения уровня загрязнения верхней части фильтрующего слоя работа аппарата может быть переведена (в зависимости от конструкции распределительных элементов) на один из сле.дующих режимов.

Первый вариант. Послойное отключение загрузки. При этом распределительный элемент (или несколько элементов) выполнен только с нижней перфорацией.

Открывается вентиль 21 и прикрывается (или полностью закрывается) вентиль 19. Загрязненная жидкость поступает по патрубку 20 в рапсределительный элемент 22,а из него - вниз через остальной слой загрузки 3 и решетку 4 - в сливную линию 5. Если аппарат содержит более чем один распределительный элемент с нижней перфорацией (на чертеже показан вариант аппарата с двумя распределительными элементами), то при достижении предельного уровня загрязнения следующего по высоте слоя открывается вентиль 25 и прикрывается (или полностью закрывается) вентиль 21. Загрязненная жидкость поступает по патрубку 24 в распределительный элемент 23, а из него - через остальной слой загрузки 3 и решетку 4 - в линию 5 отвода фильтрата. При большем количестве таких распределительных элементов аналогичные переключения выполняют соответствующее количество раз. При превышении допустимой нормы загрязнений фильтрата аппарат переводится в режим регенерации загрузки.

Цикл регенерации состоит из четырех этапов: псевдоожижения, сброса, осаждения и нормализации.

На этапе псевдоожижения закрываются все вентили (19,21,25) на трубопроводе 18 ввода жидкости на очистку, (Открывается вентиль 17 и включается насос 28. Жидкость из верхней части корпуса I перекачивается насосом 28 в сепаратор 7, а оттуда через сопло 8 сильная струя жидкости ударяет в фильтрующий слой, разбивает его и, при участии восходящего потока жидкости, поступающей из полости 4, псевдоожи-Хает слой загрузки, Вслед за этим происходит циркуляция квазиожиженной фильтрующей среды, перекачиваемой насосом 28. В результате происходит перетирание загрузки с отделением от неё примесей. Квазиожижение всего фильтрующего слоя происходит за несколько секунд.

Для реализации следующего этапа - сброса накопившихся в псевдоожиженном слое загрязнений - открывается вентиль 12 и отходы регенерации, отделяясь от зерен загрузки сеткой 9, поступают через вертикальную трубу II в линию 10 сброса отходов регенерации. Этап сброса длится около II минут, а уровень загрязнения загрузки снижается приблизительно на 75/.

Этап нормализации заключается в удалении грязной жидкости и примесей, находящихся в камере 4, и уплотнении фильтрующего слоя. На этом этапе открываются вентили 14 и 19 и загрязнения поступают в сливную линию. Этот этап длится менее одной минуты.

После.дующее включение установки в режим фильтрования осуществляется по ранее приведенной схеме.

Сле.дует отметить, что для такого варианта конструкции продолжительность фильтроцикла не ограничена критической величиной перепада давления в аппарате. При этом объем загрузки используется более равномерно по сравнению с обычными фильтрами, грязеемкость загрузки возрастает, а продолжительность фильтроцикла увеличивается.

Второй вариант. Регенерация верхней части загрузки во время работы аппарата в режиме фильтрования. При распределительный элемент (или несколько элементов) выполнен одновременно с верхней и с нижней перфорацией.

Открывается вентиль 21 и закрывается вентиль 19. Загрязненная жидкость поступает по патрубку 20 в распределительный элемент 22, а из него (через нижнюю перфорацию) часть жидкости поступает вниз через слой загрузки, расположенный ниже распределительного элемента 22, и решетку 4 - в линию 5 отвода фильтрата. Остальная часть жидкости через верхнюю перфорацию элемента 22 поступает в расположенную над этим элементом верхнюю часть загрузки, псевдоожижая её. При этом включается насос 28, посредством которого жидкость из верхней части корпуса I перекачивается в сепаратор 7, а оттуда (через сопло 8) струя жидкости ударяет в верхний слой загрузки, разбивает и, при участии восходящего потока жидкости, поступающего из элемента 22, псевдоожижает его. Вслед за этим происходит циркуляция псевдоожиженной фильтрующей среды, перекачиваемой; насосом 28. Этап сброса отходов регенерации осуществляется посредством открывания вентиля 12. При этом отходы регенерации, отделяясь от зерен загрузки сеткой 9, поступают через вертикальную трубу II в линию 10 сброса отходов регенерации. Затем отключается насос 28,, открывается вентиль 19, прикрывается (или полностью закрывается) вентиль 21 и аппарат продолжает работать в обычном режиме фильтрования.

Если аппарат содержит более чем один распределительный элемент, имеющий двухстороннюю (верхнюю и нижнюю) перфорацию (на чертеже показаны два таких элемента), то при достижении предельного уровня загрязнения части загрузки, расположенной над распределительным элементом 23, открывается вентиль 25, закрывается вентиль 19 и регенерация верхней части загрузки осуществляется в описанной выше последовательности.

Такую регенерацию верхней части загрузки можно выполнять несколько раз в течение фильтроцикла вплоть до прекращения защитного действия всего слоя загрузки. Затем осуществляется регенерация всего объема загрузки 3 по схеме, изложенной в описании работы первого варианта конструкции.

Как и для первого варианта конструкции, для второго варианта не характерно ограничение продолжительности фильтроцикла критической величиной потери напора во всем слое загрузки. Второй вариант позволяет увеличить продолжительность фильтроцикла даже по сравнению с первым вариантом конструкции, позволяет предупреждать кольматацию верхней части загрузки, снизить суммарный объем отходов регенерации относительно объема профильтрованной жидкости, обуславливает снижение энергозатрат на регенерацию загрузки.

Возможны также варианты конструкции, содержащие сочетания распределительных элементов с различным расположением перфорации. Например, элемент 22 содержит только верхнюю перфорацию, а элемент 23 - одновременно верхнюю и нижнюю. В этом случае элемент 22,

включенный в работу одновременно с элементом 23, ускоряет и усиливает эффект псевдоожижения той части загрузки 3, которая расположена выше элемента 23.

Предлагаемая конструкция позволяет увеличить фильтроцикл аппарата за счет более полного использования объема фильтр шщего материала и возможности регенерации верхнего слоя загрузки во время работы аппарата в режиме фильтрования. При этом снижается суммарный расход энергии на регенерацию загрузки (в том числе за счет снижения напора, обусловленного возможностью предупреждения заиливания верхней части загрузки). Кроме того, снижается суммарный расход промывной во.ды, а следовательно, и объем отходов регенерации, утилизация которых до настоящего времени является проблематичной .,

Начальник патентнолицензионного отдела

В.А.Пая-Син

/ /Li

Claims (6)

1. Аппарат для очистки нисходящего потока воды, содержащий корпус, установленные в нем фильтрующую загрузку, решетку, отделяющую снизу от загрузки камеру сбора фильтрата, насос регенерации, выходной патрубок которого связан с верхней частью внутренней полости корпуса, а напорный патрубок - с сепаратором для отделения отходов регенерации от зернистой загрузки, линию подвода грязной и промывной воды и линию отвода фильтрата и отходов регенерации, отличающийся тем, что ниже верхней границы слоя зернистой загрузки, но выше решетки установлен по меньшей мере один распределительный элемент, перфорированный в нижней части и связанный с линией подвода загрязненной воды патрубком с вентилем.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что распределительный элемент выполнен в виде горизонтально расположенного трубчатого кольца, наружный диаметр которого сопрягается с внутренним диаметром обечайки корпуса.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что распределительный элемент имеет перфорацию как в нижней, так и в верхней части.

4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что распределительные элементы установлены на стыках слоев многослойной загрузки.

5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что из нескольких распределительных элементов верхний элемент имеет перфорацию только в верхней части.

6. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что верхний патрубок ввода углеводородсодержащей жидкости присоединен к корпусу тангенциально.