Устройство для непрерывного фильтрования воды

 

Сущность изобретения: устройство для непрерывного фильтрования воды содержит корпус с зернистой фильтрующей загрузкой, расположенную вертикально центральную трубу, распределительные элементы, патрубки подачи воды на осветление, отвода фильтрата, подачи воздуха. С внешней стороны корпуса установлена цилиндрическая обечайка, полость которой соединена с рециркуляционным контуром, содержащим установленные последовательно циркуляционный насос и водовоздушный эжектор. На воздушном патрубке эжектора с возможностью вибрации закреплен диск и установлен с зазором отражатель в виде усеченного конуса. В полости дополнительной обечайки имеются перегородки с отверстиями и противонаправленными экранами. В полости осветленной воды установлена решетка для размещения, например, мраморной крошки. На входе патрубка отвода фильтрата расположена емкость с сорбентом. Входные патрубки водовоздушного эжектора соединены кольцевым трубопроводом. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для очистки грунтовых и поверхностных вод и может применяться для осветления воды, промстоков, для очистки воды от соединений железа, марганца и кальция и для придания питьевой воде необходимых компонентов и заданных органолептических свойств, а также может применяться для предварительной обработки солоноватых вод перед мембранным опреснением.

Известна установка для удаления железа под давлением из воды, содержащая смеситель перегородчатого типа, окислительную колонну (аэратор) в виде работающей под избыточным давлением и заполненной загрузочным материалом емкости и песчаный фильтр [1] Однако такая установка характеризуется низкой эффективностью работы песчаного фильтра, обусловленной необходимостью периодической его промывки, так как коллоидные частицы задерживаются верхним слоем песка, за счет чего возрастает сопротивление песчаной загрузки и падает производительность фильтра. Другим недостатком известного устройства является повышенная материалоемкость, вызванная необходимостью работы всех составных частей установки под избыточным давлением.

Перечисленные выше недостатки частично устранены в устройстве для непрерывного фильтрования жидкостей, выбранном в качестве прототипа, содержащем корпус с зернистой фильтрующей загрузкой, расположенную вертикально центральную трубу с запорным устройством и распределительными и направляющими элементами, промывочное устройство, патрубки подачи очищаемой жидкости, отвода фильтрата, промывной жидкости, подачи воздуха и средства для регулирования скорости потока частиц фильтрующей загрузки в виде струйного аппарата, образованного нижней частью центральной трубы и патрубком, установленным в нижней части корпуса, распределительное устройство в виде наклонных желобов [2] Однако такое устройство не может успешно применяться для очистки воды от соединений железа, кальция и марганца, так как его конструктивные особенности не обеспечивают необходимое для осаждения насыщение воды кислородом воздуха, что не исключает также образования отложений этих соединений на мембране в случае последующей мембранной обработки.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения очистки воды от соединений железа, марганца и кальция и придания питьевой воде заданных органолептических свойств и необходимых компонентов.

На фиг. 1 дано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение по Б-Б на фиг. 1.

Устройство для непрерывного фильтрования воды содержит вертикальный корпус 1, слой зернистой фильтрующей загрузки 2, центральную трубу 3 эрлифта, распределительные элементы 4, патрубки 5, 6 и 7 соответственно для подачи воды на осветление, отвода фильтрата и подачи воздуха. Коаксиально с внешней стороны корпуса 1 установлена цилиндрическая обечайка 8, полость которой соединена с рециркуляционным контуром, содержащим установленные последовательно циркуляционный насос 9 и водовоздушный эжектор 10, расположенный в верхней части обечайки 8. На выходном патрубке 11 эжектора с возможностью возвратно-поступательного перемещения закреплен диск 12 и установлен с зазором отражатель 13 в виде усеченного конуса. В кольцевом пространстве между корпусом 1 и обечайкой 8 установлены горизонтальные перегородки 14 с отверстиями 15 и экранами 16 с наклоном в противоположные стороны. В полости осветленной воды 17, т.е. в верхней части корпуса установлена решетка 18 для размещения, например, мраморной крошки. Перед патрубком для отвода фильтрата расположена емкость с сорбентом 19. Входные патрубки водовоздушного эжектора 10 соединены кольцевым трубопроводом 20. На входе подающего очищаемую жидкость патрубка установлен вентиль 21.

Устройство работает следующим образом. Исходная вода подается на вход циркуляционного насоса 9 в кольцевой трубопровод 20 и далее в водовоздушные эжекторы 10, проходя через которые вода смешивается с воздухом и продавливается через щель между выходным патрубком 11 и диском 18. Последний, взаимодействуя со струей за счет своих упругих свойств, совершает автоколебания, что обеспечивает измельчение пузырьков воздуха до размеров менее 0,1 мм. Степень насыщения воздухом регулируется также размером кольцевой щели, чем меньше щель, тем меньше пузырьки. Далее выходя под избыточным давлением кольцевая струя разбивается об отражатель 13 и подается на экраны 16 перегородки 14. Причем высота падения струи регулируется поворотом патрубка 11 в вертикальной плоскости. Затем жидкость через отверстия 15 перегородки 14 проходит в нижнюю часть полости, образованной обечайки 8 и корпусом 1 и оттуда вновь поступает на вход насоса 9. При необходимости максимального насыщения воздухом, например, высоких концентрациях железа в артезианской воде объем воды многократно пропускают по рециркуляционному контуру. В корпус 1 жидкость поступает через запорный орган подающего трубопровода 5 при частично перекрытом вентиле 21, проходит через распределительное устройство 4 и зернистую загрузку 2, где освобождается от взвесей. В полости осветленной жидкости 17 жидкость проходит через загрузку, находящуюся на решетке 18, обогащается необходимыми компонентами и через емкость 19 с угольным поглотителем и патрубком 6 сбрасывается на потребление или на мембранное разделение. Непрерывная очистка зернистой фильтрующей загpузки 2 осуществляется через центральную трубу 3 известным способом.

Устройство для непрерывного фильтрования воды характеризуется надежностью в эксплуатации, высокой экономичностью, позволяет осветлять и обогащать техническую воду, хлорировать или озонировать, а также снабжать население питьевой водой гидрокарбонатного класса, отвечающей международным требованиям ВОЗ, обогащая ее необходимыми компонентами карбонизируя, фторируя или иодируя.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ФИЛЬТРОВАНИЯ ВОДЫ, содержащее вертикальный корпус, центральную трубу эрлифта, распределительные элементы, слой зернистой фильтрующей загрузки и патрубки для подачи очищаемой воды, отвода очищенной и подачи воздуха, отличающееся тем, что оно снабжено цилиндрической обечайкой, установленной коаксиально снаружи корпуса, и рециркуляционным контуром, содержащим насос, присоединенный к патрубку для подачи очищаемой воды, и водовоздушный эжектор, расположенный в верхней части обечайки, на выходном патрубке которого закреплен диск с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходной патрубок водовоздушного эжектора установлен с возможностью поворота в вертикальной плоскости.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что на выходном патрубке водовоздушного эжектора установлен отражатель.

4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что оно снабжено расположенными в кольцевом пространстве между корпусом и обечайкой горизонтальными перегородками с отверстиями, над которыми установлены экраны с наклоном в противоположные стороны.

5. Устройство по пп.1-4, отличающееся тем, что оно снабжено емкостью с сорбентом, установленной перед патрубком для отвода очищенной воды.

6. Устройство по пп. 1-5, отличающееся тем, что оно снабжено установленной в верхней части корпуса решеткой для размещения, например, мраморной крошки.