Фильтр для очистки жидкостей

 

Сущность изобретения: в корпусе фильтра расположена плавающая зернистая загрузка ,-центральная труба к нижнему торцу которой в подфильтровом пространстве прикрепленавоздухоотделительная поверхность в виде раструба,, и распределитель промывной орды в виде труб с прикрепленными к ней патрубками. Приведены различные варианты выполнения и расположения распределителя, tt з.п. ф-лы, 18 ил

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (й9;у (й!) (я)5 В 01 О 24/16

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) " "-(" .".-Щ ЫЫ74ь1 - Т„-Д, ЩР ; - °

БИ1Бмиуу ц„ г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ., АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . °

2 (57) Сущность изобретения: в корпусе фильтра расположена плавающая зернистая загрузка, центральная труба к нижнему торцу которой в подфильтровом пространстве прикреплена воздухоотделительная поверхность в виде раструба,.и распределитель: промывной воды в виде труб с прикрепленными к ней патрубками; Приведены различные варианты выполнения и расположенйя распределителя. 11 з.п. ф-лы.-18 ил, о

- . (2 1) 4951659/26, (22) 12.05:91 . (46) 23.05.93. Бюл. М 19, (75) Н.Н.Гироль, -Б.Н;Якимчук, М.Г;Журба.

А,И;:Капитанов.. В.П;Попов и В,В.ТанкоВСкййг .(56) Авторское свидетельство СССР М 1433476, кл. В 01 0 21/02,.1989. .(64) ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится ктехнике очист- . промывки фильтра. Однако, большая крупки жидкостей, а более конкретно, к эерни- . ность гранул фильтрующего слоя для его стым фильтрам с плавающейзагрузкой. промывки в псевдоохлажденном (расши-, л

Цель изобретения — повышение эффек- .. ренном состоянии требует большой интен- тивностифильтрадля очистки жидкостей. . сивности промывки (40...80 r/c м ), что

Поставленная цель достигается тем; что сопровождается потребностью не только в в.нижней части объема корпуса фильтра рас- - больших объемов промывной жидкости, но (р положены напорные промывные .трубопро- . и существенным увеличением размеров.са-,,д воды, при необходимости в период " могосооружения. Расположениенадвоэду-, й, промывкги фильтра обеспечивающие по- .хоотделительными пластинами под нижней средством напорных, струй прийудительное границей фильтрующего слоя распределиразрушение и транспортирование за его теля промывной воды (фигя1) позволяет пределызадержанныхприработесооруже- обеспечить разрушение нижнего слоя за: ния в режиме фильтрования загрязнений грузки, порыкоторойзакольматированызаIcM. фиг.1); С целью формирования струй грязнениями, и отмывку гранул: Отмытые напорные промывные трубопроводы-сбору- . загрязнения с нисходящим потоком про дованы системой коротких патрубков (ма- мывной жидкости транспортируются за ль|е размеры сооружений -- диаметр пределы фильтра. Такое решение позволяет сооружений в плане 0 < 90 м). обеспечить эффективную промывку загрузПри конструкции сооружений с уклоном . ., ки, на нижней границе которой не образова- дна! =1;7 (а=а ) и крупностью зерен лась в процессе фильтрования плотная плавающей загрузки.(гранул пенополисти- . пленка иэ волокнистых или других загрязнерола) 3...8 мм создаются условия.могда оса- ний. док самопроизвольно сползает к При образовании в процессе фильтротрубопроводу его удаляющему в период вания на нижней границе фильтрующего

1816476

20 слоя плотной пленки загрязнений для разрушения последней и обеспечения эффективной промывки гранул распределитель располагается в объеме фильтрующего слоя (фиг.2). Нисходящее направленное воздействие струй обеспечивает разрушение и отрыв сформировавшейся пленки, отмыв и вынос загрязнений из толщи фильтрующего слоя, которые под действием силы тяжести и нисходящего потока промывной жидкости уносятся за пределы фильтра, что в конечном итоге способствует достижению цели.

В конструкциях фильтров с уклоном дна ! «. 1,7 (большие размеры сооружений) и крупностью гранул фильтрующего слоя

0,5...3 мм промывка фильтрующего слоя в псевдоожиженном состоянии (при таком грансоставе это справедливо и для малых размеров сооружений), обеспечивается нисходящим потоком промывной жидкости, поскольку, интенсивность промывки в этом случае составляет около 8...16 л/с м2, что на практике обычно выполняется. Для удаления осадка, выпавшего с поверхности дна сооружения под воздухоотделительной поверхностью и дном фильтра устраивают распределитель в виде напорных промывных трубопроводов, оборудованных короткими йатрубками формирующими струи (фиг.3).

Такое расположение напорных промывных труб позволяет обеспечить условие смыва осадка с поверхности дна сооружения, ориентируя его (осадка) сползание к узлу сбора и отвода промывной жидкости„способствуя тем самым повышение эффективности сооружения.

B конструкциях фильтров с уклоном дна

i « 1,7 и крупнозернистым фильтрующим слоем для обеспечения эффективного удаления загрязнений из толщи фильтрующего слоя и из поверхности дна сооружения, напорные промывные трубопроводы располагают одновременно над и под воэдухоотделителем (фиг.4)..Такое расположение напорных промывных трубопроводов позволяет осуществить одновременное или чередующееся удаление загрязнений из упомянутых выше их зон локализации.

Для обеспечения перекрытия зонами воздействия струй, выходящих из патрубков, всей площади фильтра трубы распределителя соединяют с кольцевыми трубопроводом и располагают радиально относительно центра фильтра, причем, длины таких лучей не одинаковы и чередуются между собой. Это позволяет выровнять по всей площади фильтра удельное значение интенсивности расхода струй (фиг,5).

При необходимости разрушения и транспортирования тяжелых осадков возникает потребность в повышении равномерности по площади фильтра удельного значения интенсивности расхода струй, что достигается выполнением распределителя в виде системы концентрических колец, соединенных радиальными трубами (фиг.6). е

Патрубки могут быть сориентированы в невертикальном положении, т.к. пространственная их ориентация зависит от места положения (назначения1 напорных промывных трубопроводов и обусловлена необходимостью максимального перекрытия струями площади фильтра, т.е. условиями максимальной эффективности удаления загрязнений из объема фильтра (фиг.5, 7, 8).

На трубах распределителя, располо.женных под воздухоотделительной поверхностью, патрубки сориентированы вниз и в направлении к устройству, отводящему промывную жидкость (фиг.5, зона "а" фиг.7), что позволяет смывать осадок с поверхности днища сооружения и перемещать его к месту отвода промывной жидкости..

Для труб распределителя, расположенных радиально в корпусе фильтра, шаг подсоединения к ним патрубков постоянного поперечного сечения принимают убывающим от периферии луча к центру (фиг.5, 7, 8), если же напорные трубопроводы расположены по окружности (фиг.6). Короткие патрубки располагают с постоянным шагом по длине трубы, однако, величину расхода в этом случае поддерживают на заданном уровне изменением диаметра такого патрубка.

Таким образом, расположение коротких патрубков llo длине напорных промывных труб с постоянным или переменн4 м шагом, переменной или постоянной площадью поперечного сечения способствует выравниванию удельного значения интенсивности расхода струй по площади фильтра.

Патрубки на трубах распределителя, расположенных над воздухоотделительной поверхностью, сориентированы в направлении нижней границы плавающего зернистого слоя, что способствует улучшению условий разрушения закольматированного слоя загрузки (фиг.5, 8).

Устройство патрубков сориентировано в плане фильтра в направлении касательных к окружностям, описываемым радиусом удаления местоположения коротких патрубков от центра фильтра (фиг.5, 8). Такое расположение патрубков (в направлении нижней

1816476 6 границы слоя и по касательным) позволяет интенсифицировать регенерацию фильтрующего слоя, т.к. последний подвергается не только разрушающему действию струй; но и принуждается этими струями к круговому движению, способствуя .более равномерному действию струй на гранулы фильтрующего слоя по всей площади фильтра, На фиг.1 представлен фильтр для очист- 10 ки жидкостей с распределителем; расположенным:над воздухоотделитель ной поверхностью; на фиг;2.— то же. с располо. жением.распределителя в объеме фильтрующей загрузки; на фиг.З вЂ” то же, с расположением распределителя под воздухоотделительной поверхностьк1; на фиг.4— то .же. с расположением распределителя . над и под воэдухоотделительной поверхно.стью; на фиг.5 — показано выполнение распределителя с расположенными радиально относительно центра фильтра трубами; на фиг.6- распределитель с концентрично расположенными трубами; на фиг.7-труба рас- 25 пределителя . с патрубками, расположенными "елочкой"; на фиг;8 — то же, с ориентацией патрубков по касатель. ным к окружностям; на фиг.9.— разрез по

А-А на фиг. 7.; на фиг. -1 0 — разрез по Б-Б на 30 фиг.8.

Фильтр состоит иэ корпуса 1 с коническим днищем, воэдухораспределителя в виде центральной трубы 2, и нижнему торцу которой прикреплен раструб, являющийся 35 воэдухоотделительной поверхностью 3, . расположенной над днищем корпуса.1, перекрывая пологую часть его площади, предназначенного для ориентации направления движения к трубе 2 пузырьков воздуха, вы- 40 деляющихся из осадка; осевшего в днища корпуса 1:, верхней сборно-распределительной системы 4, выполненной в виде пори- стой перегородки, расположенной под уровнем жидкости в корпусе 1 и над возду- 45 хоотделительной поверхностью 3, предназначенной для предотвращения всплытия . фильтрующей загрузки 5, выполненной иэ вспененных гранул полистирола, расположенной под сборно-распределительной системой 4 и над воздухоотделительной поверхностью 3, предназначенной для задержания загрязнений иэ исходной жидко-сти, фильтрующейся снизу вверх через ее .55 толщу в надфильтровое пространство 6 ограниченной сверху зеркалом свободной по-. верхности жидкости, а снизу — верхней сборно-распределительной системой 4, предназначенного для сбора по площади фильтра очищенной жидкости для промывки фильтра, трубопровода 7, расположенного над воэдухоотделителем 2,. предназначенного для подачи исходной жидкости в верхнюю часть этого воздухоотделителя, распределителя 8 промывной воды, выполненного в виде прямых труб 9 или изогнутых труб 10, расположенных над воздухоотделительной поверхностью 3 и под.i нижней границей фильтрующей загрузки 5 или в объеме его толщи, соединенных с трубопроводом 11, подающим промывную жидкость на промывку загрузки 5, преднаэначенйых для обеспечения подачи этой жидкости в зону разрушения закольматированного фильтрующего слоя и прикрепленных к трубам распределителяпатрубков 12; выполненных в виде системы . полых цилиндров переменного или постоянного диаметра, соединенных с напорными промывными трубопроводами с flocToAH

HblM или переменным шагом расстояний между собой, причем, патрубки сориентированы под угломер в сторону нижней границы фильтрующего слоя 5 и в направлении касательной к окружности, описываемой.,радиусом R, характеризующим удаление короткого патрубка от центра фильтра, предназначенных для обеспечения формирования и ориентации струй промывной жидкости, выходящих из труб-распределителя 3. Патрубки могут быть расположены на трубах 9 в виде "елочки" 13 которые соединены с трубопроводом 14, подающим промывную жидкость на смыв осадка с днища корпуса 1. Патрубки могут быть выполнены в виде системы полых цилиндров 15 переменного или постоянного диаметра, гоединенных с напорными промывными трубопроводами с постоянным или переменным шагом расстояний между собой-, причем, патрубки сориентированы под углом у к оси напорного промывного трубопровода 9 в направлении узла сбора промывной жидкости и удалении осадка (к наиболее низкой отметке поверхности днища корпуса 1, т.с. к его центру) и под углом р в сторону днища корпуса 1; предназначенного для обеспечения формирования и ориентации струй промывной жидкости, выходящих из напорных промывных труб с целью смыва осадка с поверхности днища, трубопровода 16, соединенного с корпусом

1 на уровне отметкй зеркала-свободной поверхности жидкости, предназначенного для отвода очищенной жидкости из надфильтрового пространства, трубопровода 17, соединенного с устройствол1 сбора и отвода

1816476 осадка (с наиболее низкой отметкой поверхности днища 18 корпуса 1), предназначенного для отвода за пределы корпуса 1 отмытых струями загрязнений;

Фильтр для очистки жидкостей работа- 5 ет. следующим образом.

Исходная жидкость по трубопроводу 7 поступает в воздухоотделитель; а затем, в нижнюю часть корпуса 1., где при малой скорости под действием гравитационных сил частички ее загрязняющие оседают на днище 18 корпуса 1. Частично осветленная жидкость иэ нижней части корпуса чореэ свободное пространствр, образуемое нижней кромкой воэдухоотделительной поверхности 3 стенками корпуса 1, поднимается вверх, фильтруется через загрузку 5, освобождаясь в ее толще от оставшейся части взвешенных веществ (загрязнений); собирается в надфильтровом пространстве 6,.а затем, по трубопроводу 16 отводится к потребителю. Осевший на днище корпуса 1 осадок s период загнивания выделяет пузырьки газов, которые поднимаются к воз- -25 духоотделительной поверхности 3; направляются к центральной трубе 2, по которой выплывают на свободную поверхность зеркала жидкости воздухоотделителя.

По мере заиления фильтрующего слоя, 30 сопровождаемого ухудшением качества фильтрата, фильтр выводят на промывку, В период промывки прекращают подачу. исходной жидкости по трубопроводу 7,-открывают задвижку на трубопроводе 17 и подают 35 поочередно или одновременно промывную . жидкость по трубопроводам 11 и 14. При этом вода из надфильтрового пространства

6 устремляется вниз, вымывает струями жидкости иэ толщи фильтрующего слоя 5, 4о накопившееся в нем в процессе фильтрования загрязнения (отмывка загрязнений обеспечивается интенсивным выходом струй иэ патрубков распределителя про. мывной воды 8, что сопровождается интен- 45 сивным перемешиванием зернистого слоя и круговым движением его относительно вертикальной оси. При перемешивании гранул фильтрующего слоя. и нисходящем .движении потока жидкости из надфильтрового пространства отмытые загрязнения транспортируются вниз, откуда по трубопроводу

17 устремляются в сток. В случае работы трубопровода 14 струи жидкости размыва- 55 ют осадок, скопившийся на днище 18 фильтра, перемещают его к узлу сбора и по трубопроводу 17 также направляют в сток:

Характеристика струй- (диаметр, даль- . ность распространения), шаг между коро1с кими патрубками и углы их пространственной ориентации уточняются в зависимости от условий работы сооружений физико-химических характеристик воды и загрязнений.

Формула изобретения

1. Фильтр для очистки жидкостей, соДержащий корпус с днищем, плавающую зернистую загрузку, сборно-распределительную систему, центральную трубу, нижний торец которой размещен- в надфильтровом пространстве, и подводящие и отводящие трубопроводы, о т л и ч а ю щ и йс я тем; что, целью повышения эффективности работы, он снабжен воэдухоотделительной поверхностью, выполненной в виде раструба, присоединенного к нижнему торцу центральной трубы,- и распределителем. промывной воды в виде труб с прикрепленными к ним патрубками.

2. Фильтр по п.1, отл ич а ю щи йся тем. что распределитель расположен над воздухоотделительной поверхностью, 3, Фильтр по п.1, отличающийся тем, что распределитель расположен в объеме фильтрующей загрузки;

4. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что распределитель расположен под воздухоотделительной поверхностью.

5. Фильтр по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен дополнительным распределителем, расположенным под воздухоотделительной поверхностью, 6. Фильтр по п.1, отл и чà ю щи и с я тем, что трубы распределителя расположены радиально и соединены в Центральной части конуса посредством кольцевого трубопровода.

7. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что трубы распределителя расположены по концентрическим окружностям и соединены посредством радиальных труб. 8. Фильтр по п.1; о. т л и ч а ю шийся тем, что патрубки распределителя расположены вертикально:

9. Фильтр по и;1, отличающийся тем, что патрубки расположены углом к трубам распределителя и направлены к центру днища корпуса.

10. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что патрубки прикреплены к трубам распределителя с постоянным или переменным шагом и имеют постоянную или переменную площадь сечения.

1816476

10 о

11. Фильтр по пп 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- 12. Фильтр по п.1; отличающийся с я тем, что патрубки распределителя на-, тем. что патрубки прикреплены тангенциправлены в сторону загрузки. ально к боковым образующим труф. ь

1816476

1816476

Редактор

Составитель С.Красносельская

Техред М.Моргентал КорректорТ.Вашкович

Заказ 1693 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уигород. Уа.гагарина. 101 (d г