Кассетный фильтр

 

Изобретение относится к фильтрам для очистки природных и сточных вод, в частности для очистки воды от железа и доочистки сточных вод, предварительно очищенных от твердых примесей. Кассетный фильтр содержит корпус с установленными в нем съемными кассетами с фильтрующими элементами из эластичного пористого материала, причем кассеты установлены параллельно друг другу с возможностью их вертикального возвратно-поступательного перемещения, каждая из кассет содержит соединенные эластичными связями гибкие сетки, между которыми размещен фильтрующий материал, в промежутках между кассетами расположены отжимные валки, при этом отжимные валки выполнены в виде коаксиально расположенных один в другом перфорированных цилиндров, сообщенных с трубопроводом для отвода промывной воды, внешний из которых выполнен перфорированным и установлен с возможностью вращения, в первых по ходу движения обрабатываемой жидкости кассетах эластичный, пористый фильтрующий материал выполнен из отдельных кусков, а по периметру в раме кассет установлена непроницаемая диафрагма, частично перекрывающая фильтрующий элемент кассеты, обеспечивающая равномерное фильтрование жидкости по всей площади этого элемента. При кондиционировании железосодержащих подземных вод и доочистке сточных вод, предварительно очищенных от твердых примесей, загрязнения сорбируются в порах эластичного фильтрующего материала, а его регенерация осуществляется отжимом без отключения фильтра, при этом исключается использование очищенной воды на регенерацию, а расход сбросных вод существенно сокращается. Изобретение обеспечивает улучшение эксплуатационных характеристик фильтра. 2 ил.

Изобретение относится к области очистки природных и сточных вод и может использоваться, в частности, для кондиционирования железосодержащих подземных вод и доочистки сточных вод, предварительно очищенных от твердых примесей.

Известна установка для обезжелезивания подземных вод, включающая бак-аэратор насос подкачки и напорные фильтры первой и второй ступеней, представляющие собой герметичный корпус с зернистой фильтрующей загрузкой толщиной слоя до 1,5 м, оснащенный дренажной системой для отвода фильтрата и системой регенерации фильтрующей загрузки, обеспечивающей ее промывку обратным током воды (Г. И. Николадзе. Улучшение качества подземных вод, - М.: Стройиздат. 1987, с. 89,91).

Недостатком известной установки являются ее низкие эксплуатационные свойства, определяющие сложность эксплуатации, обусловленную следующим: - необходимостью постоянного контроля за работой фильтров с обеспечением регенерации не реже 1 раза в сутки; - необходимостью обеспечения тщательной сортировки и промывки зернистой загрузки при ее замене, большой трудоемкостью этого процесса; - необходимостью использования 6-8% очищенной воды на собственные нужды для обеспечения регенерации - промывки загрузки; - необходимостью полного отключения фильтров при регенерации загрузки, что определяет необходимость существенного увеличения нагрузки на параллельно работающих установках на период регенерации или необходимость устанавливать не менее двух фильтров на станциях малой производительности.

Известна установка для очистки воды от железа (Отчет о НИР. Московский государственный научно-исследовательский и проектный институт по сельскому строительству. Руководитель М.И. Гольдин - 5.1.3. N ТР 01820080334, инв. N 0284.004.7405, М. , 1983, с.45), включающая аэрационное устройство, прямоугольный корпус со съемным выдвижным каркасом, имеющим непроницаемые стенки и решетчатое днище с уложенными на него блоками эластичного высокопористого материала - пенополиуретана, общей высотой фильтрующего слоя 0,5 м, блоки разделены на отдельные ячейки размерами в плане не более 0,25 x 0,25 м для уменьшения прогиба блоков в центральной части, определяющего сжимаемость, сужение поровых каналов и образование проточных полостей в зоне свободного примыкания фильтрующего материала к стенкам каркаса. Установка оснащена также устройством для регенерации фильтрующего материала, выполненным в виде отжимных валков, горизонтально установленных на отдельно от фильтра расположенном поддоне. Фильтр работает с затопленной загрузкой с высотой слоя воды над ее поверхностью до 2 м.

Недостатком известного технического решения являются низкие эксплуатационные свойства, определяющие сложность эксплуатации установки, что обусловлено следующим: - трудоемкостью и большой продолжительностью регенерации фильтрующего материала, связанные с необходимостью выемки каркаса из корпуса фильтра, выемки отдельных ячеек блоков фильтрующего материала из каркаса, отжима каждой отдельной ячейки с помощью валков и повторения указанных операций в обратной последовательности; - необходимостью применения ручного труда при регенерации фильтрующего материала, так как механизация выемки блоков и ячеек из каркаса, укладки их на поддон не предусмотрена; - относительно частым проведением регенерации фильтрующего материала, особенно при значительном количестве загрязнений, например соединений железа, в исходной воде (более 3,5 мг/л), что обусловлено интенсивным ростом потерь напора в загрузке не только за счет сорбции загрязнений в ее порах, но и за счет сжимаемости фильтрующего материала под действием гидростатического давления, причем тем большей, чем больше в этом материале накапливается загрязнений. Это приводит к сужению поровых каналов и скачкообразному изменению потерь напора, к скачкообразному ухудшению качества фильтрата в основном за счет "отжатия" накопившихся в процессе очистки воды в порах материала соединений (гидроокиси) железа; - необходимостью полного отключения фильтра при регенерации загрузки, что предопределяет наличие на станции водоподготовки, даже малой производительности, как минимум двух фильтров, а при относительно большой продолжительности периода регенерации одного из фильтров требуется существенно увеличивать скорость фильтрации на работающих фильтрах, при этом весьма сложно обеспечить требуемую степень очистки воды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому объекту является кассетный фильтр для очистки воды от железа В.Л. Головина (Патент SU N 1797598, МКИ⁷ C 02 F 1/64; В 01 D 24/46, опубл. 23.02.93. Бюл. N 7), содержащий корпус с установленными в нем съемными фильтрующими элементами из эластичного пористого материала, причем фильтрующие элементы выполнены в виде параллельно установленных с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения кассет, каждая из которых содержит соединенные эластичными связями гибкие сетки, между которыми размещен фильтрующий материал, и непроницаемую вертикальную перегородку в верхней части, в промежутках между кассетами расположены отжимные валки, при этом отжимные валки выполнены в виде коаксиально расположенных один в другом перфорированных цилиндров, сообщенных с трубопроводом для отвода промывной воды, внешний из которых выполнен перфорированным и установлен с возможностью вращения, а внутренний установлен с возможностью ограниченного поворота, фильтр оборудован также трубопроводами для подачи очищаемой воды, отвода фильтрата и промывной воды.

Недостатком известного технического решения является низкие эксплуатационные качества фильтра, обусловленные следующим: - уменьшением площади фильтрования и неравномерностью распределения потока очищаемой жидкости по площади фильтрующего элемента кассеты из-за необходимости закрепления полотнища пористого эластичного материала по контуру в раме кассеты, при котором до 20% общей площади этого полотнища подвергается механическому сжатию, что обуславливает сужение пор фильтрующего материала, и поток очищаемой жидкости распределяется в основном по участкам, удаленным от периферии, где нет сужения пор;
- малой грязеемкостью фильтрующего материала кассет, имеющего одинаковые фильтрационные и сорбционные свойства во всех кассетах независимо от места их расположения по отношению к потоку очищаемой жидкости, что обуславливает относительно быструю кольматацию пор фильтрующего материала первых двух - трех кассет по ходу движения жидкости и более частую их регенерацию - отжим.

Задача изобретения - обеспечить улучшение эксплуатационных характеристик фильтра.

Указанная задача решается следующим образом.

В известном техническом решении, содержащем корпус с установленными в нем параллельно друг другу с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения кассетами, в нижней части которых имеются фильтрующие элементы, выполненные в виде гибких сеток, соединенных между собой эластичными связями, с размещенным между сетками эластичным пористым фильтрующим материалом, а в верхней части имеются непроницаемые вертикальные перегородки, в промежутках между кассетами расположены отжимные валки, при этом отжимные валки выполнены в виде коаксиально расположенных один в другом перфорированных цилиндров, сообщенных с трубопроводом для отвода промывной воды, внешний из которых выполнен перфорированным и установлен с возможностью вращения, а внутренний установлен с возможностью ограниченного поворота, фильтр оборудован также трубопроводами для подачи очищаемой воды, отвода фильтрата и сбросной воды и осадка, причем, эластичный, пористый фильтрующий материал в первых, по ходу движения обрабатываемой жидкости, кассетах выполнен из отдельных кусков с размерами в пределах (1,2... 1,4)h, где h - размер ячеек сетки по диагонали, по периметру в раме кассет установлена непроницаемая диафрагма, частично перекрывающая фильтрующий элемент кассеты на глубину 0,2 m, где m - толщина фильтрующего элемента, обеспечивающая равномерное фильтрование жидкости по всей площади этого элемента.

Отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения являются:
- эластичный, пористый фильтрующий материал в первых, по ходу движения обрабатываемой жидкости, кассетах выполнен из отдельных кусков с размерами в пределах (1,2... 1,4)h, где h - размер ячеек сетки по диагонали;
- по периметру в раме кассет установлена непроницаемая диафрагма, частично перекрывающая фильтрующий элемент кассеты на глубину 0,2 m, где m - толщина фильтрующего элемента, обеспечивающая равномерное фильтрование жидкости по всей площади этого элемента.

Эластичный, пористый фильтрующий материал в первых, по ходу движения обрабатываемой жидкости, кассетах выполнен из отдельных кусков с размерами в пределах (1,2. . . 1,4)h, где h - размер ячеек сетки по диагонали, что при использовании, например, открытоячеистого пенополиуретана - отходов мебельного производства позволяет увеличить грязеемкость фильтра за счет уменьшения плотности фильтрующего материала - увеличения объема пор и существенно увеличить продолжительность межрегенерационного периода. При этом размеры отдельных кусков определяются условиями исключения их выпадания из сетки при отжиме фильтрующего материала на валках. Например, при использовании нитяных мелкоячеистых сеток с размером ячеек 10-15 мм и при размере кусков пенополиуретана соответственно 12-21 мм они не проходят через ячею сеток. Более крупный размер кусков - гранул приводит к увеличению размеров межгранульного пространства, что существенно ухудшает условия сорбирования загрязнений в порах и на поверхности кусков фильтрующего материала. Увеличение грязеемкости наиболее целесообразно в первых, по ходу движения обрабатываемой жидкости, кассетах, поскольку большее по объему количество загрязнений задерживается в фильтрующем материале первых двух-трех кассет, а далее концентрация загрязнений в обрабатываемой жидкости снижается.

По периметру в раме кассет установлена непроницаемая диафрагма, частично перекрывающая фильтрующий элемент кассеты на глубину 0,2 m, где m - толщина фильтрующего элемента, обеспечивающая равномерное фильтрование жидкости по всей площади этого элемента. Это позволяет закреплять фильтрующий материал без его сжимания в месте закрепления в раме - по всему периметру фильтрующего элемента, что исключает сужение пор и общее уменьшение площади фильтрования. Причем равномерное фильтрование очищаемой жидкости по всей площади будет обеспечиваться только при условии равенства фильтрационного сопротивления, в том числе и на участках закрепления фильтрующего материала. Для обеспечения этого условия в торцевых участках по всему периметру фильтрующих элементов фильтрационное сопротивление увеличивается за счет удлинения пути фильтрации при установке непроницаемой диафрагмы. При этом глубина заделки этой диафрагмы вглубь фильтрующего материала должна быть не менее 0,2 m. Это определяется тем, что в торцевой части по всему периметру фильтрующего элемента сопротивление должно быть примерно равным фильтрационному сопротивлению в его центральной части. С учетом коэффициента сопротивления чистого поворота фильтрационного потока 0,44 (Чугаев P.P. Гидравлика. Учебник для вузов, - 4-е изд., доп. и перераб. - Л.: Энергоиздат, 1982. с. 604) размер выступающей части диафрагмы должен быть не менее 20% толщины фильтрующего материала в кассете.

Таким образом, обеспечивается причинно-следственная связь совокупности отличительных признаков заявляемого изобретения и достигаемого технического результата: увеличение площади фильтрования, определяющее более равномерное распределение потока очищаемой жидкости по поверхности фильтрующего элемента кассет, увеличение грязеемкости первых по ходу движения фильтрующих элементов кассет, определяющее увеличение продолжительности фильтроцикла, что в целом улучшает эксплуатационные характеристики фильтра.

Пример промышленной применимости изобретения.

На фиг. 1 изображен продольный разрез кассетного фильтра, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Кассетный фильтр содержит распределительную камеру 1 с аэрационным устройством 2, сблокированную с фильтрами, в корпусах 3 которых размещены съемные, выдвижные кассеты, выполненные в виде жесткой рамы 5 с закрепленными в ее нижней части фильтрующими элементами 6, из эластичного высокопористого полимерного материала, размещенного между двумя гибкими сетками 7. соединенными между собой гибкими связями, с диафрагмой 4, частично заглубленной внутрь фильтрующего элемента 6, и с водонепроницаемой перегородкой 8 в верхней части рамы 5. Фильтрующие элементы 6 первых двух-трех по ходу движения обрабатываемой жидкости кассет выполнены из кускового эластичного пористого материала с размером кусков, превышающих размеры ячеек сеток 7 (на фиг. 1 показано треугольной штриховкой), а в последующих кассетах используется листовой эластичный пористый материал (на фиг. 1 показано точечной штриховкой). Съемные кассеты установлены в пазах - направляющих 9, снабженных уплотнителем и жестко закрепленных на стенке корпуса 3 фильтра. Кассеты установлены параллельно друг другу с образованием зазоров 10 между ними, снабженных перфорированными трубопроводами 11, в придонной части выведенных за пределы корпуса 3. Между съемными кассетами ниже уровня воды в корпусе 3 установлены отжимные валки, выполненные в виде двух полых цилиндров - внешнего 12 с полностью перфорированной поверхностью и внутреннего 13 с перфорацией - водоприемной щелью, устанавливаемой за счет разворота напротив регенерируемой кассеты. Отжимные валки закреплены на сбросных патрубках 14, объединенных общим трубопроводом 15, прикрепленным к корпусу 3 кронштейном 16. Внешний 12 цилиндр закреплен с возможностью неограниченного вращения, а внутренний 13 цилиндр связан с рычагом 17 для обеспечения ограниченного разворота его на угол 180^o. В зазоре между внешним 12 и внутренним 13 цилиндрами установлен уплотнитель, например, крестообразного сечения. Корпус 3 фильтра имеет сборную камеру и трубопровод 18 отвода очищенной воды. Стрелками показано направление движения воды.

Кассетный фильтр работает следующим образом.

Очищаемая вода из источника водоснабжения при обработке подземных вод подается в аэрационное устройство 2, в качестве которого может использоваться, например, перфорированная труба, расположенная над распределительной камерой 1, обеспечивающая насыщение воды кислородом за счет свободного излива струи. При доочистке сточных вод очищаемая жидкость, предварительно освобожденная от твердых примесей, подается непосредственно в распределительную камеру 1, минуя аэрационное устройство 2. Из распределительной камеры 1 вода поступает в сблокированные с ней фильтр (или фильтры), например, через сливную кромку или по специальному трубопроводу. Очищаемая вода, проходя через фильтрующие элементы 6 поочередно всех установленных параллельного друг другу кассет в корпусе 3 фильтра, освобождается от загрязнений, например, при кондиционировании подземных железосодержащих вод - от соединений железа, сорбируемого в порах фильтрующего материала. В качестве такого материала фильтрующих элементов 6 кассет целесообразно использовать открытопористый пенополиуретан (ППУ - 40-1,2 по ОСТ 6-05-407-75 - пенополиуретан эластичный на основе полиэфира П82200). Фильтрующий элемент 6 первой и одной, двух последующих, относительно направления потока очищаемой жидкости, кассет выполняют из кусков (крошки) пенополиуретана, помещенных между двумя гибкими сетками 7, соединенными между собой гибкими связями (на фиг. 1 показано треугольной штриховкой). Причем, крошка должна иметь размеры в пределах (1,2. .. 1,4)h, где h - размер ячеек сетки 7 по диагонали, что предотвращает выпадание отдельных кусков из сетки 7 при отжиме. Для изготовления фильтрующего элемента 6 таких кассет целесообразно использовать, например, открытоячеистый пенополиуретан в виде отходов мебельного производства. При использовании нитяных мелкоячеистых сеток с размером ячеек 10 - 15 мм и при размере кусков пенополиуретана соответственно 12-21 мм они не проходят через ячею сеток. Более крупный размер кусков - гранул приводит к увеличению размеров межгранульного пространства, что существенно ухудшает условия сорбирования загрязнений в порах и на поверхности кусков фильтрующего материала. Увеличение грязеемкости наиболее целесообразно в первых, по ходу движения обрабатываемой жидкости, кассетах, поскольку большее по объему количество загрязнений задерживается в фильтрующем материале первых двух-трех кассет, а далее концентрация загрязнений в обрабатываемой жидкости снижается. Таким образом в первых по ходу движения обрабатываемой жидкости фильтрующих элементах 6 кассет, обладающих наибольшей грязеемкостью за счет увеличенного объема перового пространства, задерживается наибольшее количество загрязнений, что позволяет существенно увеличить продолжительность межрегенерационного периода. В фильтрующих элементах 6 следующих параллельно установленных в фильтре кассет целесообразно использовать листовой пенополиуретан (ППУ - 40-1,2 по ОСТ 6-05-407-75 - пенополиуретан эластичный на основе полиэфира П82200) с размерами полотнища 1,0 х 2,0 м и толщиной 0,1 - 0,2 м с предварительной обработкой его в щелочном растворе для раскрытия пор. Сетки 7 закрепляют по периметру фильтрующего элемента 6 в жесткой раме 5, причем внутри в средней части фильтрующего элемента 6 по его периметру устанавливают диафрагму 4, частично перекрывающую фильтрующий элемент 6 кассеты на глубину 0,2 m, где m толщина фильтрующего элемента 6, обеспечивающую равномерное фильтрование жидкости по всей площади этого элемента 6. Это позволяет закреплять фильтрующий материал без его сжимания в месте закрепления в раме - по всему периметру фильтрующего элемента 6, что исключает сужение пор и общее уменьшение площади фильтрования. Причем равномерное фильтрование очищаемой жидкости по всей площади будет обеспечиваться только при условии равенства фильтрационного сопротивления, в том числе и на участках закрепления фильтрующего материала. Для обеспечения этого условия в торцевых участках по всему периметру фильтрующих элементов 6 фильтрационное сопротивление увеличивается за счет удлинения пути фильтрации при установке непроницаемой диафрагмы 4. При этом глубина заделки этой диафрагмы вглубь фильтрующего материала определяется тем, что в торцевой части по всему периметру фильтрующего элемента 6 сопротивление должно быть примерно равным фильтрационному сопротивлению в его центральной части. С учетом коэффициента сопротивления чистого поворота фильтрационного потока 0,44 (Чугаев P.P. Гидравлика. Учебник для вузов, - 4-е изд., доп. и перераб. - Л.: Энергоиздат, 1982. с. 604) размер выступающей части диафрагмы 4 должен быть не менее 20% толщины фильтрующего материала в кассете, т.е. должен быть не менее 0,2 m.

Очищаемая вода в корпусе 3 фильтра проходит только через фильтрующие элементы 6, поскольку в пазах-направляющих 9, в которых устанавливаются кассеты, закреплен уплотнитель, например, из полосовой микропористой резины, а в верхней части рам 5 установлена водонепроницаемая перегородка 8. В зазорах 10, образованных параллельно друг другу установленными кассетами, осаждается определенная часть загрязнений, например, при обработке железосодержащих подземных вод - образовавшихся хлопьев гидроокиси железа, и с помощью перфорированных трубопроводов 11 по мере необходимости осадок удаляется за пределы фильтра. Количество кассет, устанавливаемых в корпусах 3 фильтра, определяется технологическим моделированием в зависимости от качества исходной воды, в частности от содержания в ней железа или других загрязняющих ингредиентов, например нефтепродуктов при доочистке нефтесодержащих сточных вод. Например, при концентрации железа до 7 мг/л необходимо установить шесть кассет с толщиной слоя фильтрующего материала 0,2 м в каждой из кассет. После фильтрации через все фильтрующие элементы 6 вода полностью освобождается от загрязнений и поступает в сборную камеру, откуда по трубопроводу 18 отводится потребителю или в приемник сточных вод. При накоплении загрязнений в порах фильтрующих элементов 6 в процессе очистки воды увеличивается фильтрационное сопротивление в них. После достижения суммарной величины потерь напора - разности уровней перед первой кассетой и за последней в пределах 0,5-0,8 м - производится регенерации фильтрующего материала. Для обеспечения постоянного расхода очищаемой воды на протяжении всего фильтроцикла высота водонепроницаемых перегородок 8, устанавливаемых в верхней части рам 5 кассет, должна быть не меньше предельной суммарной величины потерь напора в фильтрующих элементах 6. При этом обеспечивается постоянная площадь фильтрования фильтрующего элемента 6, так как уровень воды в корпусе 3 всегда выше его верхней кромки и постоянные скорости фильтрации, так как увеличение фильтрационного сопротивления фильтрующих элементов 6 компенсируется увеличением разности уровней перед каждой кассетой и за ней (с увеличением напорного градиента). При наличии разности уровней на каждой из кассет возникает деформация эластичного фильтрующего материала - его прогиб в сторону меньшего давления. Нитяные сетки 7, между которыми помещен листовой или кусковой фильтрующий материал - пенополиуретан, предохраняют его от порывов, так как воспринимают основную нагрузку от воздействия напорного градиента, причем сетки 7 работают совместно, поскольку соединены гибкими связями - капроновыми нитями, длина которых должна быть не больше толщины листа пенополиуретана. При прогибе пенополиуретанового листа, величина которого, например, при максимальном напорном градиенте на фильтрующем элементе 6 (0,10-0,15 м) составляет не более 0,05 - 0,10 м, возникает его растяжение и, следовательно, некоторое увеличение размеров пор, что, в свою очередь, обеспечивает плавный рост потерь напора на фильтрующем элементе 6 за счет постепенно увеличения грязеемкости пористого материала при его растяжении. Поскольку фильтрующий элемент 6 первой кассеты по ходу движения потока очищаемой воды кольматируется интенсивнее, так как концентрация железа в воде, фильтрующейся через него, наибольшая, на нем наблюдается и более интенсивный рост потерь напора (до 1 см/сут) при концентрации соединений железа в исходной воде 7 мг/л. При выполнении фильтрующего элемента 6 этой кассеты из кускового открытоячеистого пенополиуретана интенсивность прироста потерь напора снижается примерно в три раза. В связи с этим регенерацию фильтрующего материала первой кассеты проводят не менее чем через 15 суток, в зависимости от концентрации загрязнений в исходной жидкости, а в дальнейшем осуществляют ее только на тех кассетах, где потери напора в фильтрующем материале превышают 0,10-0,15 м, что существенно сокращает продолжительность периода регенерации на каждом фильтре, составляющей ориентировочно не более 5 мин. Для обеспечения регенерации фильтрующего элемента 6 кассеты открываются запорные органы на сбросных патрубках 14, соединенных со сбросным трубопроводом 15, прикрепленным к корпусу 3 фильтра кронштейнами 16, отжимных валков, расположенных по обе стороны кассеты, регенерация фильтрующих элементов 6 которой осуществляется. Водоприемная щель внутренних 13 цилиндров отжимных валков должна быть обращена в сторону этой кассеты, что обеспечивается поворотом рычага 17. С помощью подъемного механизма, например кран-балки, кассета поднимается по пазам-направляющим 9. При этом фильтрующий элемент 6 проходит между внешними 12 цилиндрами отжимных валков, что обеспечивает сжатие эластичного пористого материала и отжим загрязнений, накопившихся в порах, например, гидроокиси железа при обработке железосодержащих подземных вод. За счет достаточного сцепления перфорированной поверхности внешних 12 цилиндров отжимных валков и шероховатой поверхности фильтрующего материала, защищенного нитями (капроновыми), гибкими сетками 7, обеспечивается вращение этих цилиндров и предотвращается истирание фильтрующего материала. Отжимаемые из пор фильтрующего материала загрязнения с водой поступают через перфорацию внешнего 12 и водоприемную щель внутреннего 13 цилиндров к сбросному патрубку 14, отводятся в сборный трубопровод 15 и сбрасываются в канализацию. Поскольку отжимные валки расположены ниже уровня воды в корпусе 3 фильтра, а давление в них практически отсутствует, так как обеспечивается свободный излив из патрубка 14 и сборного трубопровода 15, то загрязнения, отжимаемые из пор фильтрующего материала, попадают только в полости отжимных валков, практически исключая повышение концентрации загрязнений в очищаемой воде. Расход воды, отводимой из корпуса 3 фильтра через отжимные валки вместе с загрязнениями в сборный трубопровод 15, минимален, так как вода в полость отжимных валков поступает только со стороны кассеты, регенерация фильтрующего элемента 6 которой производится. Таким образом существенно снижаются потери воды при регенерации фильтра, а высококонцентрированная суспензия отводимая по трубопроводу 15 упрощает дальнейшую обработку осадка. При наличии уплотнителей в зазоре между внешним 12 и внутренним 13 цилиндрами, а также водоприемной щели внутреннего 13 цилиндра из другой зоны корпуса 3 вода непосредственно в полость валков не поступает. После полного отжима загрязнений из пор фильтрующего материала, т.е. когда фильтрующий элемент 6 поднят выше отжимных валков, кассета устанавливается в рабочее положение. При этом фильтрующий элемент 6 вновь проходит между отжимными валками, что обеспечивает отжим воздуха из пор фильтрующего материала и замещение его очищаемой жидкостью. Для регенерации фильтрующего материала следующей кассеты внутренние 13 цилиндры отжимных валков с помощью рычага 17 разворачиваются с таким расчетом, чтобы их водоприемная щель была обращена в сторону этой кассеты и далее все операции повторяются. С целью предотвращения ухудшения качества фильтрата на период регенерации в корпусе 3 фильтра устанавливается дополнительная кассета в конце корпуса 3. Дополнительная кассета может также устанавливаться и на период существенного ухудшения качества исходной воды, например увеличения концентрации железа и растворенных газов.

Кассетный фильтр для очистки воды от железа обеспечивает снижение трудоемкости при регенерации фильтрующего материала, исключает необходимость использования ручного труда и сокращает количество операций. Кроме того, обеспечивает непрерывную работу фильтров, что позволяет при обеспечении требуемого эффекта очистки воды исключить необходимость применения дублирующих сооружений, т. е. сократить количество фильтров. При обработке подземных вод, содержащих сложноокисляемые комплексо-органические формы железа (до 20% от общего содержания железа) в кассетном фильтре обеспечивается их деструкция без применения каких либо дополнительных мероприятий за счет метаболизма микроорганизмов - железобактерий, образующих колонии в порах фильтрующего материала. Причем, колонии железобактерий сохраняют жизнеспособность после проведения регенерации фильтрующего материала - при его отжиме, что практически исключается при использовании фильтров других известных конструкций. Компактность кассетного фильтра позволяет применять его в контейнерном варианте заводского изготовления. Блок из четырех фильтров занимает площадь 10 ², при этом производительность его составляет не менее 2,0 тысяч м³/сут.

Формула изобретения

Кассетный фильтр, содержащий корпус с установленными в нем параллельно друг другу с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения кассетами, в нижней части которых имеются фильтрующие элементы, выполненные в виде гибких сеток, соединенных между собой эластичными связями с размещенным между сетками эластичным пористым фильтрующим материалом, а в верхней части имеются непроницаемые вертикальные перегородки, в промежутках между кассетами расположены отжимные валки, при этом отжимные валки выполнены в виде коаксиально расположенных один в другом перфорированных цилиндров, сообщенных с трубопроводом для отвода промывной воды, внешний из которых выполнен перфорированным и установлен с возможностью вращения, а внутренний установлен с возможностью ограниченного поворота, фильтр оборудован также трубопроводами для подачи очищаемой воды, отвода фильтрата и сбросной воды и осадка, отличающийся тем, что эластичный пористый фильтрующий материал в первых по ходу движения обрабатываемой жидкости кассетах выполнен из отдельных кусков с размерами в пределах (1,2-1,4)h, где h - размер ячеек сетки по диагонали, по периметру в раме кассет установлена непроницаемая диафрагма, частично перекрывающая фильтрующий элемент кассеты на глубину 0,2 m, где m - толщина фильтрующего элемента, обеспечивающая равномерное фильтрование жидкости по всей площади этого элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2