способ и устройство для очистки жидкостей

Формула изобретения

1. Способ очистки жидкости, включающий первичные озонирование и обработку коагулянтами и фильтрование через тяжелую фильтрующую загрузку, отличающийся тем, что перед фильтрованием очищаемую жидкость осветляют на слое инертной плавающей загрузки, затем подвергают контактной осветлительно-сорбционной доочистке путем пропускания очищаемой жидкости через слой смеси плавающей загрузки и порошкового сорбента в направлении снизу вверх, вторичной обработке коагулянтами и вторичному озонированию, а в качестве фильтрующей загрузки используют цеолит.

2. Устройство для очистки жидкости, содержащее корпус, разделенный центральным каналом на префильтр с плавающей загрузкой и фильтр с тяжелой загрузкой, установленные в канале вертикальную перегородку, трубный смеситель реагентов, распылитель озоно-воздушной смеси и горизонтальную перегородку с отверстием, в котором установлен тарельчатый клапан, подающие, отводящие патрубки и трубопровод для подачи исходной жидкости, отличающееся тем, что оно снабжено средством для подачи и распределения порошкового сорбента в толще плавающей загрузки префильтра и эжекторной вставкой для подачи дополнительного количества сорбента в трубопровод для подачи исходной воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии и сооружениям очистки жидкостей, в частности природных и сточных вод, содержащих трудоокисляемые примеси природного и антропогенного происхождения, и может быть использовано в системах водоснабжения и канализации.

Известен способ очистки воды, включающий первичное хлорирование, обработку воды коагулянтами и последующую очистку в отстойниках или осветлителях со взвешенным осадком и фильтрах, сорбционную доочистку на активированных углях и обеззараживания при вторичном хлорировании (см. Шевелев Ф.А., Орлов Г.А. Водоснабжение больших зарубежных стран. М.: Стройиздат 1987).

Недостатком этого способа является образование в процессе первичного хлорирования тригалогенметанов в обрабатываемой воде и недостаточный эффект очистки при наличии в ней трудоокисляемой органики, а также необходимость и сложность регенерации угольной загрузки стационарных адсорберов через 3 - 6 месяцев после его эксплуатации. Зачастую такой способ требует дополнительной подкачки на воды на сорбционные фильтры.

Известен способ очистки жидкостей, наиболее близкий по назначению и технической сущности к заявляемому, включающий первичное озонирование, реагентную очистку воды в отсойниках и фильтрах и доочистку порошковым угольным сорбентом, дозируемым в трубопровод перед насосной станцией первого подъема и песчаными скорыми фильтрами (см. Кульский А.А. Теоретические основы и технология кондиуционирования воды. М.: Стройиздат, с. 363, рис. 278).

Однако этот способ имеет недостаточный эффект очистки из-за неэффективного использования сорбционной емкости активированных порошковых сорбентов при их смешивании с исходной неочищенной водой в аванкамере насосной станции первого подъема и в воде перед первым по ходу движения воды мелкозернистым слоем песчаной загрузки. Ввод порошкового угля перед загрузкой фильтра приводит к снижению эффекта сорбционной доочистки, быстрому росту потерь напора в загрузке и сокращению продолжительности фильтроцикла.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству является устройство для очистки жидкости, содержащее корпус, разделенный центральным каналом на префильтр с плавающей загрузкой и фильтр с тяжелой загрузкой, установленные в канале вертикальную перегородку, трубный смеситель реагентов, распылитель озоновоздушной и горизонтальную перегородку с отверстием, в котором установлен тарельчатый клапан, подающие и отводящие патрубки и трубопровод для подачи исходной жидкости (см. авт. св. СССР N 1284581, кл. B 01 D 23/10, 1987).

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности дополнительного окисления в нем органических загрязнений и повторного использования промывной воды после фильтра тонкой очистки.

Целью изобретения является повышение качества очистки воды от органических и минеральных примесей и экономия расхода промывной воды.

На чертеже схематично изображено устройство для осуществления способа.

Устройство состоит из корпусов 1, разделенного центральным каналом 3 на префильтр 2 с комбинированной плавающей загрузкой 4 и фильтр второй ступени 5 с тяжелой зернистой загрузкой 6. Внутри канала размещен смеситель 7, выполненный в виде дырчатой трубы, подвешенной с помощью троса к подъемному зубчатому механизму, распылитель озоно-воздушной смеси 8, вертикальная перегородка 9 и перепускное отверстие с клапаном.

Первая и вторая ступени двухкамерного фильтра оборудованы трубопроводами подачи исходной воды 10, отвода чистой воды 11, подачи 12 и отвода 13 промывной воды и системами распределения и сбора исходной, чистой и промывной воды 14, 15. На трубопроводе 10 смонтировано устройство с эжекторной вставкой 16, к которому подключен трубопровод подачи порошкового сорбента 17. Этот же трубопровод подсоединен к системе распределения сорбента 18 в толще плавающей нагрузке.

Способ очистки жидкости, например воды, и работа устройства осуществляется следующим образом.

Исходная вода, обработанная предварительно в контактном резервуаре первичного озонирования озоновоздушной смесью, а затем растворами коагулянта и флокулянта, по трубопроводу 10 поступает на префильтр 2. За счет контактной коагуляции и осветления в толще нижнего слоя плавающей загрузки вода освобождается от взвешенных веществ, цветности и других ингредиентов. В верхнем комбинированном угольно-пенопластовом слое префильтра происходит удаление продуктов озонолиза и доочистка методом контактного осветления и сорбции. Комбинированный слой загрузки формируется вначале каждого фильтрацикла. Количество порошкового сорбента, подаваемого в загрузку через систему 18 в течение первого получаса от начала фильтроцикла, определяется в зависимости от степени органического загрязнения исходной воды.

Когда требуется удалит из воды трудноокисляемую органику, порошковый сорбент подают дополнительно через эжекторную вставку 16 в подфильтровое пространство префильтра с плавающей загрузкой.

Пройдя комбинированную оосветлительно-сорбционную загрузку фильтра первой ступени 2, вода поступает в центральный канал 3, обрабатывается повторно раствором коагулянта и озона и окончательно доочищается на фильтре с тяжелой цеолитовой загрузкой 6, после чего отводится по трубопроводу 11 в резервуар чистой воды, где обеззараживается хлором.

По исчерпании защитного действия загрузки или по достижении предельных потерь напора в ней, прекращают подачу исходной воды по трубопроводу 10, закрывают задвижку на трубопроводе 11 и по трубопроводу 12 от насосной станции второго подъема подают промывную воду. Одновременно с этим перекрывают клапаном отверстие в канале фильтра.

Промывная вода снизу вверх промывает тяжелую загрузку фильтра второй ступени, поступает через центральный клапан в надфильтровое пространство фильтра первой ступени, промывает плавающую загрузку сверху вниз и по системе 14 через коллектор 13 при открытой на нем задвижке отводится в канализацию.

По истечении времени промывки прекращается подача промывной воды по трубопроводу 12, закрывается задвижка на трубопроводе 13. Затем закрываются задвижки на трубопроводах 10 и 11 и фильтроцикл возобновляется.

Такой способ очистки позволяет существенно повысить эффект очистки от антропогенных примесей, гибко реагировать на изменение соотношения различных ингредиентов в исходной воде и рационально использовать совместно в различных комбинациях или раздельно озон, сорбент и коагулянты.

Преимуществом этого способа является также использование сорбента после контактного осветления воды в первом по ходу движения воды слое инертной плавающей загрузки на первой ступени фильтрации. Благодаря повторному использованию промывной воды после второй ступени фильтра для промывки первой ступени сокращаются значительно расход электроэнергии, промывной воды и затраты на уплотнение и обезвоживание осадка промывных вод. Обезвоживанию осадка способствует и наличие отработанного сорбента, сбрасываемого в резервуар для приема промывных вод в процессе промывки фильтров.