способ регенерации загрузки в фильтрующем модуле для очистки воды

Классы МПК:B01D24/46 регенерация фильтрующего материала в фильтре
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА "ЭТЕК ЛТД" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-04-27
публикация патента:

Изобретение относится к технике очистки бытовых и сточных вод и может быть использовано для дренажных, распределительных и сборных систем в фильтрующих установках водоподготовки и доочистки бытовых и сточных вод. После загрязнения загрузки прекращают процесс фильтрования и подают в слой загрузки промывную воду, причем после прекращения процесса фильтрования сначала осуществляют последовательное вытеснение воздухом оставшейся воды с загрязнениями по всей длине загрузки через отверстия для воздуха дренажно-распределительной системы в виде перфорированной трубы с пористой гильзой. Уровень воды над загрузкой должен быть равен 0,5-1,0 м. Процесс аэрации длится 3-5 минут. После прекращения подачи воздуха осуществляют промывку водой загрузки через отверстия для воды той же дренажно-распределительной системы фильтрующего модуля. Производительность дренажно-распределительной системы фильтрующего модуля для очистки воды определяют по математической формуле. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности фильтрации за счет качественной и быстрой регенерации загрузки фильтрующего модуля. 2 пр.

Формула изобретения

Способ регенерации загрузки в фильтрующем модуле для очистки воды, заключающийся в том, что после загрязнения загрузки прекращают процесс фильтрования и подают в слой загрузки промывную воду, отличающийся тем, что после прекращения процесса фильтрования осуществляют последовательное вытеснение воздухом оставшейся воды с загрязнениями по всей длине загрузки через отверстия для воздуха дренажно-распределительной системы в виде перфорированной трубы с пористой гильзой при уровне воды над загрузкой, равной 0,5-1,0 м, в течение 3-5 мин, затем после прекращения подачи воздуха осуществляют промывку водой загрузки через отверстия для воды той же дренажно-распределительной системы фильтрующего модуля, причем производительность дренажно-распределительной системы фильтрующего модуля для очистки воды находится в следующей зависимости:

способ регенерации загрузки в фильтрующем модуле для очистки   воды, патент № 2498842 ,

где Lдр - общая длина дренажно-распределительной системы фильтрующего модуля;

g - ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с2;

Н - высота воды в фильтрующем модуле над дренажно-распределительной системой;

kпор. - коэффициент пористости;

µ 1, µ2 - коэффициенты расхода отверстий воздушной и водяной систем;

d1, d2 - диаметры отверстий воздушной и водяной систем;

n 1, n2 - количество отверстий воздушной и водяной систем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике очистки бытовых и сточных вод и может быть использовано для дренажных, распределительных и сборных систем в фильтрующих установках водоподготовки и доочистки бытовых и сточных вод.

Известен «Способ очистки и обеззараживания воды и установка для очистки и обеззараживания воды», включающий последовательное извлечение из нее механических примесей с последующим облучением воды УФ-лучами, причем механические примеси извлекают с помощью двух напорных сорбционных фильтров с активированным углем в качестве сорбента, при этом воду подают в сорбционные фильтры под давлением 0,15-0,60 МПа с расходом 250-500 дм3/ч с соотношением диаметра корпуса фильтра к скорости фильтрации воды в пределах от 60 до 90, а промывку фильтров в конце рабочего цикла осуществляют противотоком воды (п.1 формулы).

Патент РФ на изобретение № 2360870, МКИ C02F 9/08, д. публ. 2009.07.10.

Наиболее близким к предлагаемому в качестве изобретения техническому решению является «Способ очистки природных и сточных вод фильтрованием», заключающийся в смешении очищаемой воды с сорбентом, последующей подаче смеси в слой зернистой загрузки до загрязнения последней, прекращении процесса фильтрования, подаче промывной воды в направлении расширения слоя зернистой загрузки до ее отмывки от загрязнений, смешении сорбента с частью подаваемой воды промывной воды, подаче данной смеси в расширенный слой зернистой загрузки, прекращении промывки и возобновлении процесса фильтрования, при этом очищаемую воду или ее смесь с сорбентом перед подачей в слой зернистой загрузки аэрируют.

Патент РФ на изобретение № 2297983, МКИ C02F 1/74, д. публ. 2007.04.27.

Патент РФ на изобретение № 2169035, МКИ B01D 27/00, д. публ. 2001.06.20.

К техническому результату, достигаемому с помощью предлагаемого способа регенерации загрузки в фильтрующем модуле для очистки воды, относится повышение эффективности фильтрации за счет качественной и быстрой регенерации загрузки фильтрующего модуля путем вытеснения воздухом оставшейся воды с загрязнениями из загрузки после прекращения фильтрования и последующей подачи воды для промывки.

Технический результат достигается путем того, способ регенерации загрузки в фильтрующем модуле для очистки воды осуществляется следующим образом: после загрязнения загрузки прекращают процесс фильтрования и подают в слой загрузки промывную воду. Причем после прекращения процесса фильтрования сначала осуществляют последовательное вытеснение воздухом оставшейся воды с загрязнениями по всей длине загрузки через отверстия для воздуха дренажно-распределительной системы в виде перфорированной трубы с пористой гильзой. При этом уровень воды над загрузкой должен быть равен 0,5-1,0 м. Процесс аэрации длится 3-5 минут. Затем после прекращения подачи воздуха осуществляют промывку водой загрузки через отверстия для воды той же дренажно-распределительной системы фильтрующего модуля. Производительность дренажно-распределительной системы фильтрующего модуля для очистки воды находится в следующей зависимости:

способ регенерации загрузки в фильтрующем модуле для очистки   воды, патент № 2498842 ,

где Lдр - общая длина дренажно-распределительной системы фильтрующего модуля;

Н - высота воды в фильтрующем модуле над дренажно-распределительной системой;

g - ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с 2;

kпор. - коэффициент пористости;

µ1, µ2 - коэффициенты расхода отверстий воздушной и водяной систем;

d1, d2 - диаметры отверстий воздушной и водяной систем;

n1, n2 - количество отверстий воздушной и водяной систем.

Способ регенерации загрузки в фильтрующем модуле для очистки воды осуществляется следующим образом:

а) Фильтрование.

Прием фильтрата осуществляется всеми дренажными отверстиями системы. Производительность дренажно-распределительной системы двойного назначения (вода-воздух) определяется по формуле:

способ регенерации загрузки в фильтрующем модуле для очистки   воды, патент № 2498842 ,

где Lдр - общая длина дренажной системы фильтра;

Н - высота воды в фильтре над дренажной системой;

g - ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с2;

kпор. - коэффициент пористости;

µ1, µ 2 - коэффициент расхода отверстий воздушной и водяной систем;

d1, d2 - диаметры отверстий воздушной и водяной систем;

n1, n 2 - количество отверстий воздушной и водяной систем.

При гидравлическом расчете для различных фильтров количество отверстий в нижних рядах может изменяться.

Определяющим фактором при этом является способность системы обеспечить скорость фильтрования в нормальном режиме 6-8 м/ч, а в форсированном 10-12 м/ч.

б) Регенерация загрузки подачей воздуха.

При подаче воздуха в систему происходит заполнение им верхней части трубы с дальнейшим распределением по длине. Далее воздух вытесняет воду по всей длине трубы практически равномерно до выхода его из верхних рядов отверстий. При необходимости количество и диаметр отверстий верхних рядов можно изменять в соответствии с расчетными данными. В случае непредвиденного увеличения подачи воздуха в систему вода вытесняется до следующих нижних рядов. Это обстоятельство предохраняет систему от отрицательных последствий резкого неконтролируемого увеличения скорости выхода воздуха из отверстий. Подача воздуха в загрязненную фильтрующую загрузку осуществляется при уровне воды над загрузкой 0,5-1,0 м в течение 3-5 минут в зависимости от степени ее загрязнения.

б) Водяная промывка.

Подача воды на промывку осуществляется только после прекращения подачи воздуха и полного закрытия запорной арматуры на подающем воздуховоде. Подаваемая вода на промывку распределяется в нижней части труб и вытесняет воздух из них в распределительный коллектор, обязательно оборудованный воздухосбросным стояком. Расчетная площадь отверстий определяется по формуле:

способ регенерации загрузки в фильтрующем модуле для очистки   воды, патент № 2498842 ,

где n1, n2 - количество отверстий воздушной и водяной систем;

d1, d2 - диаметры отверстий воздушной и водяной систем;

kпор. - коэффициент пористости.

Интенсивность подачи воды на промывку определяется расчетами в пределах 12-18 л/(с·м2 ) и регулируется в ходе пуско-наладочных работ, которые необходимо проводить после завершения монтажных работ. При этом обеспечивается величина относительного расширения фильтрующей загрузки в пределах 25-50%.

Применяемые при изготовлении дренажно-распределительной системы фильтрующего модуля материалы разрешены Минздравом РФ для использования в хозяйственно-питьевом водоснабжении, а также для контактов с пищевыми продуктами.

Расчет производительности дренажно-распределительной системы «ПОЛИДЕФ-ВВ» двойного назначения (вода - воздух).

I. Производительность 1 п.м. дренажно-распределительной системы «ПОЛИДЕФ-ВВ» двойного назначения (вода - воздух) по воде при фильтровании без фильтрующей загрузки определяется по формуле:

способ регенерации загрузки в фильтрующем модуле для очистки   воды, патент № 2498842 ,

где Lдр - общая длина дренажной системы фильтра;

Lдр=1,0 м

Н - высота воды в фильтре над дренажной системой,

Н=2,0 м

(для расчетов взят уровень воды над фильтрующей загрузкой);

kпор. - коэффициент пористости напыленного слоя,

k пор.=0,5;

µ1, µ 2 - коэффициенты расхода отверстий оздушной и водяной систем,

µ1=0,82

(коэффициент расхода внешнего цилиндрического насадка воздушной системы),

µ2=0,63

(коэффициент расхода конически расходящегося насадка водяной системы);

d1, d2 - диаметры отверстий воздушной и водяной систем,

d1=0,004 м

(d1 - диаметр отверстий воздушной системы),

d2=0,008 м

(d2 - диаметр отверстий водяной системы);

n1, n2 - количество отверстий воздушной и водяной систем на 1 п.м,

n1=12 шт.

(n1 - количество отверстий воздушной системы на 1 п.м), n2=60 шт.

(n2 - количество отверстий водяной системы на 1 п.м);

g - ускорение свободного падения,

g=9,8 м/c2.

Расчет:

способ регенерации загрузки в фильтрующем модуле для очистки   воды, патент № 2498842

Вывод.

Полученная величина производительности 1 п.м дренажно-распределительной системы «ПОЛИДЕФ-ВВ» двойного назначения (вода - воздух) по воде при фильтровании без фильтрующей загрузки является максимальной и в процессе эксплуатации регулируется задвижками фильтра.

II. Расчетная площадь отверстий 1 п.м дренажно-распределительной системы «ПОЛИДЕФ-ВВ» двойного назначения (вода - воздух) определяется по формуле:

способ регенерации загрузки в фильтрующем модуле для очистки   воды, патент № 2498842 ,

где n1, n2 - количество отверстий воздушной и водяной систем,

n1=12 шт.

(n1- количество отверстий воздушной системы),

n2=60 шт.

(n2 - количество отверстий водяной системы);

d1, d2 - диаметры отверстий воздушной и водяной систем,

d1 =0,004 м

(d1 - диаметр отверстий воздушной системы),

d2=0,008 м

(d2 - диаметр отверстий водяной системы);

kпор. - коэффициент пористости напыленного слоя,

kпор.=0,5.

Расчет:

способ регенерации загрузки в фильтрующем модуле для очистки   воды, патент № 2498842

Вывод.

Полученная расчетная площадь отверстий 1 п.м дренажно-распределнтельной системы «ПОЛИДЕФ-ВВ» двойного назначения (вода - воздух) является оптимальной, но при гидравлических расчетах в случае необходимости количество отверстий может изменяться.

Предлагаемый способ регенерации загрузки в фильтрующем модуле для очистки воды повышает эффективность фильтрации за счет качественной и быстрой регенерации загрузки фильтрующего модуля, а вследствие этого сокращаются сроки и стоимость ремонтных и монтажных работ.

Класс B01D24/46 регенерация фильтрующего материала в фильтре

высокоскоростное фильтрующее устройство, использующее пористую фильтрующую среду, и способ его обратной промывки -  патент 2499629 (27.11.2013)
фильтр для очистки воды с водовоздушной промывкой -  патент 2491978 (10.09.2013)
фильтрующий модуль для очистки воды -  патент 2479337 (20.04.2013)
песочное фильтровальное устройство -  патент 2440170 (20.01.2012)
устройство для обработки воды и способ очистки фильтрующего слоя устройства для обработки воды -  патент 2423166 (10.07.2011)
фильтр с автоматической структуризацией зернистой загрузки для жидкостей -  патент 2405614 (10.12.2010)
способ промывки напорного фильтра с крупнозернистой антрацито-кварцевой загрузкой -  патент 2397004 (20.08.2010)
способ удаления примесей из маточной жидкости при синтезе карбоновой кислоты с использованием фильтрования под давлением -  патент 2382761 (27.02.2010)
открытый скорый фильтр -  патент 2356598 (27.05.2009)
способ очистки медленного фильтра и устройство фильтра -  патент 2339426 (27.11.2008)
Наверх