Способ изготовления фильтра для очистки воды

 

Изобретение относится к фильтрам для очистки воды, загрязненной взвешенными веществами, которые могут получить применение в горнодобывающей, химической промышленности, черной и цветной металлургии, и промышленности строительных материалов. Способ изготовления фильтра для очистки воды включает сооружение днища в естественных или искусственных выемках, фильтрующего слоя из отходов горного производства, подводящих и отводящих лотков. Внутри фильтрующего слоя на днище фильтра перпендикулярно направлению движения воды возводят ряд водоупорных перемычек высотой, равной 1/3 высоты фильтрующего слоя. Расстояние между водоупорными перемычками рассчитывают в соответствии с зависимостью

где L - расстояние между водоупорными перемычками, м; h - высота водоупорных перемычек, м; α - угол наклона днища фильтра, град. Техническим результатом является повышение степени очистки воды. 3 ил.

Изобретение относится к фильтрам для очистки воды, загрязненной взвешенными веществами, которые могут получить применение в горнодобывающей промышленности, а именно в угольной, черной и цветной металлургии, химической промышленности и промышленности строительных материалов для очистки сточных вод, образующихся при разработке месторождений полезных ископаемых.

Известны способы изготовления фильтров для очистки воды (Клячко В.А., Апельцин В.Э. Подготовка воды для промышленного и городского водоснабжения. - М.: Госстройиздат, 1962, с.267-316). Они включают подготовку фильтрующего материала, в качестве которого используются мелкозернистые материалы, такие как кварцевый песок, дробленый кварц, керамическая крошка; постройку резервуара, в котором располагают фильтрующий материал, подведение к нему трубопроводов для подачи загрязненной и забора очищенной воды. Недостатком этих способов является то, что они требуют значительных затрат на подготовку фильтрующего материала и строительство фильтровальных сооружений.

Известен способ изготовления фильтра для очистки воды, включающий сооружение днища в естественных или искусственных выемках, фильтрующего слоя из отходов горного производства, подводящих и отводящих лотков (А.с. №1223958, МКИ В 01 D 23/10).

Недостатком известного способа является то, что очищаемая вода движется с большей скоростью по нижней части фильтра, заполненной более крупнокусковым материалом по сравнению со средней и верхней частями вследствие естественной сегрегации пород по высоте, из-за чего снижается степень очистки воды.

Задача изобретения - повышение степени очистки воды.

Указанная задача достигается тем, что в способе изготовления фильтра для очистки воды, включающем сооружение днища в естественных или искусственных выемках, фильтрующего слоя из отходов горного производства, подводящих и отводящих лотков, внутри фильтрующего слоя на днище фильтра перпендикулярно направлению движения воды возводят ряд водоупорных перемычек высотой, равной 1/3 высоты фильтрующего слоя, а расстояние между водоупорными перемычками рассчитывают в соответствии с зависимостью

где L - расстояние между водоупорными перемычками, м;

h - высота водоупорных перемычек, м;

α - угол наклона днища фильтра, град.

Фильтрующий слой делится по высоте на 3 равные части: мелкокусковую, среднекусковую и крупнокусковую согласно (Прокопенко С.А. Формирование композиционных отвальных массивов с повышенной плотностью при открытой разработке угольных месторождений Кузбасса: Автореферат дис. канд. техн. наук. Кемерово, 1988, 24 с.). Высота водоупорных перемычек принимается равной 1/3 высоты фильтрующего слоя вследствие того, что именно в нижней, крупнокусковой части вода движется с большей скоростью, чем в верхних частях и поэтому снижается степень очистки воды. При фильтровании через нижнюю, крупнокусковую часть массива взвешенные частицы удерживаются в порах массива путем прилипания их к крупным кускам породы. При фильтровании же через среднюю и верхнюю части фильтрующего массива взвешенные частицы, помимо прилипания, удерживаются в массиве, застревая в его узких поровых каналах.

Чтобы улучшить качество очищаемой воды, необходимо поднять уровень очищаемой воды из нижней крупнокусковой части фильтрующего слоя в части с более мелкой загрузкой.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен фильтр в плане; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Фильтр включает днище 1, в качестве которого используют ненарушенные водонепроницаемые горные породы, фильтрующий слой 2, отсыпанный пустыми породами, образующимися при разработке месторождений полезных ископаемых, приемный лоток 3 для ввода воды в фильтрующий слой 2, расположенный по ширине вдоль задней стенки фильтра, водоупорные перемычки 4, водосборник 5 для очищенной воды, трубопровод для подачи неочищенной воды 6, трубопровод для забора очищенной воды 7, поперечную дамбу 8, выполненную из пористых коренных пород, являющихся отходами при разработке угольных месторождений, которые при взаимодействии с жидкостью образуют водонепроницаемый слой.

Осуществляют способ изготовления фильтра для очистки воды следующим образом.

Выбирают место для сооружения фильтра, выравнивают площадку под днище 1 и изготавливают его. В случае, если днище сложено водопроницаемыми породами, отсыпают слой водонепроницаемых пород. Если площадка под днище 1 горизонтальная, то создают уклон в сторону водосборника очищенной воды 5. Отсыпают поперечную дамбу 8. Оставляют участок для водосборника 5 и производят отсыпку фильтрующего слоя 2 от водосборника до того места, где будет располагаться первая перемычка. Высоту фильтрующего слоя принимают равной высоте первой водоупорной перемычки 4. Затем отсыпают водоупорную перемычку 4, проводят бульдозерные работы. После этого производят отсыпку следующей водоупорной перемычки 4 на расстоянии, рассчитанном по формуле

где L - расстояние между водоупорными перемычками, м;

h - высота водоупорных перемычек, м;

a - угол наклона днища фильтра, град.

Таким образом заполняется вся площадка. Затем начинают отсыпать фильтрующий слой 2, начиная с верха. После того, как фильтрующий слой 2 полностью отсыпан, подводят трубопровод для подачи загрязненной воды 6 и трубопровод для забора очищенной воды 7.

Фильтр, изготовленный по данному способу, работает следующим образом.

Вода, подлежащая очистке, подается либо самотеком, либо принудительно по трубопроводу 6 в приемный лоток 3, откуда попадает в фильтрующий слой 2. По мере движения воды механические примеси оседают в порах фильтрующего слоя 2. Скорость движения воды замедляется водоупорными перемычками 4. Движение очищаемой воды направляет естественный уклон днища фильтра 1. Очищенная вода собирается в водосборнике 5, откуда подается самотеком или принудительно по трубопроводу 7 к месту потребления. Фильтр может работать 10-15 лет без остановки. После того, как фильтрующий слой заиливается, фильтр останавливают и вводят в действие другой фильтр.

Заявляемый способ изготовления фильтра для очистки воды позволяет повысить степень очистки воды без увеличения затрат на строительство фильтра.

Формула изобретения

Способ изготовления фильтра для очистки воды, включающий сооружение днища в естественных или искусственных выемках, фильтрующего слоя из отходов горного производства, подводящих и отводящих лотков, отличающийся тем, что внутри фильтрующего слоя на днище фильтра перпендикулярно направлению движения воды возводят ряд водоупорных перемычек высотой не более 1/3 высоты фильтрующего слоя, расстояние между которыми рассчитывают в соответствии с зависимостью

где L - расстояние между водоупорными перемычками, м;

h - высота водоупорных перемычек, м;

α - угол наклона днища фильтра, град.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3