кольцевой фильтр непрерывного действия

Формула изобретения

1. Кольцевой фильтр непрерывного действия, размещенный в радиальном отстойнике, включающем корпус с входным и выходным патрубками, узел удаления осадка, отличающийся тем, что плавающая загрузка кольцевого фильтра имеет размер гранул 2-5 мм и толщину фильтрующего слоя до 0,5 м.

2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен мобильной непрерывно действующей промывной системой, закрепленной на вращающейся мостовой ферме, для регенерации объема загрузки фильтра небольшими долями последовательно по всему объему загрузки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области очистки технологических и сточных вод от взвешенных веществ и может быть использовано на вновь строящихся и действующих радиальных отстойниках.

Известен контактный отстойник для очистки природных и сточных вод методом отстаивания, в зоне осаждения которого установлен разделительный элемент, выполненный в виде размещенной в перфорированном коробе плавающей загрузки из пластмассовых шариков диаметром 20 100 мм, толщиной загрузки 2 4 м /1/.

Недостатками известного устройства являются крупный размеp гранул, большая толщина фильтрующего слоя и отсутствие системы регенерации разделительного элемента.

Известен фильтр для очистки жидкостей, в корпусе которого расположена плавающая фильтрующая загрузка, содержащий распределитель промывной воды в виде труб с прикрепленными к ним патрубками /2/.

Недостатками известного устройства являются необходимость остановки фильтра на промывку, сложность и громоздкость промывной системы, приводящая к большим расходам промывной воды и увеличению общего объема сооружения, насосные агрегаты большой мощности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для очистки жидкостей /3, п.11/, устройство, содержащее фильтрующий объем, имеющий проницаемые стенки с каждого конца и содержащий плавающую гранулированную фильтрующую среду, устройство такое, что, когда жидкость протекает через объем, фильтрующая среда уплотняется под верхней стенкой объема, и когда жидкость дренируется из объема, фильтрующая среда ложится свободно на дно фильтрующего объема. Кроме того, устройство может включать средства обратной промывки фильтрующей среды, когда фильтpующая среда ложится на дно фильтрующего объема /п.13/. Средства обратной промывки могут содержать разбрызгивающее приспособление, установленное над фильтрующим устройством /п.14/ или внутреннюю разбрызгивающую трубу /п.15/. Известное устройство предполагает возможность помещения фильтрующего объема в отстойник, имеющий впуск, выпуск, трубопровод удаления осадка, и расположение фильтрующего объема в отгороженной части, смежной с выпуском, на пути движения воды от впуска к выпуску /п.п.12, 16, 17/.

Недостатки известного устройства характерны для традиционных фильтрующих устройств, которые работают в двух последовательных режимах: режиме фильтрации и режиме регенерации, составляющих технологический цикл работы устройства. При обратной промывке фильтрующей среды, когда фильтрующая среда свободно ложится на дно фильтрующего объема, происходит прерывание процесса фильтрации и поступления очищаемой жидкости в резервуар. Прерывание поступления жидкости в резервуар технически сложно и может быть технологически неприемлемо для некоторых комплексов сооружений, напримеp для отстойников городских станций аэрации. Отстойники городских станций аэрации одной группы (первичные или вторичные) имеют в своем составе, как правило, четыре, в лучшем случае шесть, отстойных сооружений большой производительности. Поэтому в случае остановки одного из отстойников резко увеличивается гидравлическая нагрузка на работающие отстойники. Это приведет к нестабильности работы сооружений и, как следствие, к резкому снижению эффективности как процесса отстаивания, так и процесса фильтрации.

Другим недостатком известного устройства является одновременная промывка всего объема фильтрующей среды, которая предполагает наличие мощных насосных агрегатов, большое количество промывных перфорированных труб и большой расход промывной воды.

Еще одним недостатком известного устройства является то, что обратная промывка предусмотрена, когда фильтрующая среда находится на нижней проницаемой стенке. В это время загрузка уплотнена к нижней стенке под собственным весом, гранулы ограничены в перемещении, что ухудшает степень очистки и требует повышенного расхода промывной воды.

Целью изобретения является дополнительная очистка до требуемых норм технологических и сточных вод, осветленных в радиальном отстойнике.

Указанная цель достигается оборудованием радиального отстойника кольцевым плавающим фильтром с размером гранул 2 5 мм и толщиной фильтрующего слоя до 0,5 м, размещенного вдоль водосборного лотка, под поверхностью воды, и постоянно регенерируемым мобильной непрерывно действующей промывной системой, закрепленной на вращающейся мостовой ферме отстойника.

Кольцевой фильтр представляет собой слой плавающей загрузки, имеющий в плане форм кольца, одной окружностью прилегающий к водосборному лотку отстойника, другой окружностью ограниченный вертикальной перегородкой и удерживаемый верхней и нижней проницаемыми плоскостями. Расстояние между проницаемыми стенками достаточно большое, позволяющее загрузке свободно циркулировать во время промывки. Промывная система представляет собой устройство забоpа и подачи очищенной воды или осветленной воды из отстойника к перфорированной трубе, расположенной над верхней проницаемой плоскостью фильтра или под ней в слое фильтрующей загрузки. Промывная система может содержать одну или несколько перфорированных труб.

Из всех радиальных отстойников, предназначенных для очистки различных технологических и сточных вод, предлагаемое изобретение, в частности, может быть применено на вторичных отстойниках городских станций аэрации.

На чертеже схематично приведено предлагаемое устройство.

Радиальный отстойник содержит цилиндрический корпус 1 с днищем 2, подающим трубопроводом 3, периферийным кольцевым водосборным лотком 4 и трубопроводом удаления осадка 5. Кольцевой фильтр устаивается между стенкой водосборного лотка 4 и полупогружной перегородкой 6. Кольцевой фильтр представляет собой слой плавающей загрузки 8, находящейся между верхней и нижней удерживающими проницаемыми плоскостями 7, закрепленными между стенкой водосборного лотка 4 и полупогружной перегородкой 6. Полупогружная перегородка 6 устраивается на несущих консолях 9, закрепленных к днищу водосборного лотка 4 и заделанных в корпусе отстойника 1.

На мостовую ферму 10 монтируется мобильная промывная система, состоящая из насосного агрегата 11, всасывающего трубопровода 12 для забора очищенной воды из сборного лотка 3 или из объема отстойника (на схеме не показан), напорного трубопровода 3, заканчивающегося перфорированной трубой 14, заглубленной под уровень воды, расположенной над или под верхней проницаемой плоскостью и обеспечивающей равномерное распределение промывной воды.

Вторичный радиальный отстойник работает следующим образом. Исходная сточная вода по трубопроводу 3 подается в центр отстойника и равномерно распределяется к периферии по всему гидравлическому объему, образованному цилиндрическим корпусом 1 и днищем 2 отстойника. В результате гравитационных процессов происходит разделение исходной иловой смеси на осветленную воду, направляющуюся к водосборному лотку 4 и уплотненную иловую смесь, аккумулирующуюся в донной части цилиндрического коpпуса 1 отстойника. Иловая смесь забирается илососами (на схеме не показаны) и по трубопроводу 5 удаляется на последующую обработку.

Типовые очистные сооружения бытовой канализации обычно обеспечивают очистку сточных вод по взвешенным веществам до 20 25 мг/л, а по БПК₅ - до 15-25 мг/л. Это значительно выше норм для сброса очищенной воды в природные водоемы. Для дополнительной очистки и снижения концентрации взвешенных веществ и БПК₅ в очищенной воде радиальный отстойник оснащается кольцевым фильтром. Фильтр монтируется в периферийной части отстойника перед сборным лотком 4 на пути движения осветленного в отстойнике потока воды. Осветленная вода проходит через толщу плавающей загрузки 8 и очищается от тонкодисперсной взвеси.

По мере накопления задерживаемая на фильтре тонкодисперсная взвесь укрупняется за счет известных в фильтровании механизмов доставки и закрепления частиц на поверхности загрузки. По достижении времени фильтроцикла включается промывная система на промывку очередного загрязненного участка фильтра, расположенная на мостовой ферме 10. Промывная вода забирается насосом 11 через всасывающий патрубок 12 из сборного лотка 4 или из объема отстойника. По напорному патрубку 13 промывная вода подается в пеpфорированную трубу 14, обеспечивающую равномерное ее распределение. При необходимости может быть несколько перфорированных труб. Трубы могут быть расположены под верхней проницаемой плоскостью. Интенсивность промывки 20 м/см² позволяет обеспечить встряхивающий эффект. Легкоподвижные плавающие гранулы при этом освобождаются от задержанных ими загрязнений дополнительно за счет циркуляции гранул в объеме. Отделившиеся загрязнения вымываются в объем отстойника и осаждаются. Перемещение промывной системы вместе с мостовой фермой 10 позволяет последовательно промыть весь объем фильтра за один оборот фермы.

Предлагаемый кольцевой фильтр непреpывного действия имеет признаки сходства и различия с прототипом, приведенные ниже. Расположение кольцевого фильтра около водосборного лотка радиального отстойника соответствует расположению объема, содержащего фильтрационную среду, п.п. 12, 16, 17, 18 прототипа. В то же время отличительными признаками от прототипа являются

1) гранулы фильтрационной среды прототипа имеют размер 5 25 мм; для кольцевого фильтра гранулы имеют размер 2 5 мм;

2) применение обратной промывки фильтpационной среды прототипа предусмотрено (п. 13), когда фильтрационная среда свободно ложится на нижнюю проницаемую стенку объема, т.е. жидкость дренирована из объема;

для кольцевого фильтра при промывке вода из его объема не дренируется, а гранулы загрузки свободно перемещаются, перемешиваясь струями воды, не ложась на нижнюю проницаемую плоскость;

3) в дополнение к п.2):

средства обратной промывки фильтрационной среды прототипа предусматривают разбрызгивающее приспособление, устроенное над фильтрующим аппаратом (п.14) или включают внутреннюю перфорированную трубу (п.15).

промывная система кольцевого фильтра предусматривает применение мобильной перфорированной трубы, связанной с вращающейся фермой отстойника, которая не находится в стационарном положении.

Таким образом, из вышеизложенного заявитель отмечает следующие преимущества кольцевого фильтра непрерывного действия в радиальном отстойнике.

1. Использование загрузки малой крупности 2-5 мм позволяет уменьшить максимальную толщину фильтрующего слоя до 0,5 м и обеспечить более качественную очистку.

2. Применение мобильной промывной системы позволяет сделать работу фильтра непрерывной, что повышает эффективность pаботы фильтра и отстойника.

3. Использование тонкого слоя фильтрующей загрузки не требует ее длительной промывки и понижения уровня воды во время промывки фильтpа, а за счет подвижности гранул позволяет проводить регенерацию гидравлическим ударом струй.

4. За счет непрерывности работы фильтра отпадает необходимость в периодической остановке притока жидкости в отстойник и дренировании ее из отстойника при очистке фильтрующей загрузки.

5. Мобильность промывной системы позволяет значительно уменьшить мощность насосных агрегатов, длину перфорированных труб, обеспечивающих промывку фильтрующей загрузки, и расход промывной воды за счет небольшой площади единовременной промывки фильтра.

6. Применение мобильной промывной системы позволяет отказаться от емкостей и трубопроводов промывной воды.

7. Предлагаемым устройством могут оснащаться как вновь строящиеся, так и реконструируемые действующие радиальные отстойники.