Установка для очистки воды

СОЮЗ СОВЕТСКИХссяиаемепайРЕСПУБЛИК 09 (Ш ЗЮ С 02 Г 1/52; В 01 Р 21/16.; В 01 0 23/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпб апАИ ИКВЮВВЯ и ОМЪОЮ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ , /К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский институт коммунального водоснабженияи очистки воды Ордена ТрудовогоКрасного Знамени академии коммунального хозяйства им. К,Д, Памфилова(56) 1. Авторское. свидетельство СССРФ 631455, кл, С 02 В 1/20,В 01 О 21/00, 1977.2. Авторское свидетельство СССРВ 444403, кл. В 01 Р 21/16,С 02 В 1/20, С 02 С 1/26, 1972 (прототип).(54) (57) 1, УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧЯСТКИВОДЫ, содержащая наклонный отстойниктрубчатого типа .с камерой хлопьеобразования, размещенной в нижней егочасти, фильтр с зернистой загрузкой,водонапорную башню с промывным бакоми трубопроводы для подачи очищаемойи отвода промывной и очищенной воды,о т л и ч а в щ а я с я тем, что,с пельш повышения эффективностиочистки воды за счет улучшения процесса хлопьеобраэования и повышеннякачества отмывки фильтрующей загрузки, фильтр размещен в верхней частиотстойника загрузка фильтра и камерыхлопьеобразонания выполнена плаваю- Ещей, причем соотношение среднихдиаметров зерен плавающей загрузкикамеры хлоньеобразования и фильтрасоставляет 20-40.1119987 2. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что соотношение диаметра трубок отстойииИзобретение относится к разделению жидких неоднородных систем, аименно к устройствам для очисткиводы от взвешенных и коллоидных примесей, и может быть использовано дляочистки питьевой воды в сельскихи малых населенных пунктах, а такжедля очистки промьппленных и сточныхвод,Известно устройство для очистки 1 ОВоды, содержащее наклонный трубчатыйотстойник, встроенную под ним камеруХлопьеобразования в виде усеченногоконуса, ограниченного сверху и снизурешетками и заполненного гравием 1и пристроенной к нему цилиндрическойобечайкой, примыкающей в верхнейсвоей части к трубчатому отстойнику .Недостатками данного устройства убявляются невозможность регенерациизажатого слоя тяжелой гравийнойзагрузки в камере хлопьеобразованияи низкая степень очистки воды в уста"новке из-за отсутствия узла тонкой уочистки воды.Наиболее близкой к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является установка,содержащая наклонный отстойник труб"чатого типа, установленный под углом50-10 к горизонтали с камеройхлопьеобразования, размещенной в нижней его части, фильтр с зернистойзагрузкой, водонапорную башню с промывным баком и трубопроводы для по"дачи и отвода воды Ц . Недостатками известной установки являются замедленное протекание процесса образования хлопьев взвеси 40 в начальный период работы установки после ее промывок, обусловленное Отсутствием контактной среды в камере хлопьеобраэования, недостаточная эффективность отмывки зерен эагруэ" 4 ки при фильтровании суспензиЯ, образу ющих в толще загрузки трудноотмык а к среднему диаметру зерен плавающей загрузки фильтра составляет 15- ЗО. ваемые загрязнения, вследствие невозможности использования в установкеинтенсифицированных способов отмывкизагрузки, а также увеличенные габариты и металлоемкость установкииз-за наличия значительного свободного пространства для расширенияфильтрующего материала при его промывке. Целью изобретения является повышение эФфективности очистки воды засчет улучшения процесса хлопьеобраэования и повышения качества отмывки фильтрующей загрузки.Указанная цель достигается тем,что в установке для очистки воды,содержащей наклонный отстойник трубчатого типа с камерой хлопьеобразования, размещенной в нижней егочасти, фильтр с зернистой загрузкой,водонапорную башню с промывным бакоми трубопроводы для подачи очищае"мой и отвода промывной и очищеннойводы, Фильтр размещен в верхней части отстойника, загрузка фильтра и камеры хлопьеобраэования выполненаплавающей, причем соотношение средних диаметров зерен плавающей загрузки камеры хлопьеобразованияи фильтра составляет 20-40.При этом соотношение диаметратрубок отстойника к среднему диаметру зерен плавающей загрузки фильтрасоставляет 15-30,Поскольку фильтром фактическислужит камера самого отстойника,являющаяся его продолжением в верти"кальном направлении, и эта камера иеотделена от рабочего пространстваотстойника, а составляет с ним единое целое, то рабочее пространствоотстойника активно участвует в процессе отмывки зерен загрузки эа счетвс трения о стенки трубчатого отстойника.Наряду с этим, расположение в камере хлопьеобразовання зернистой3 1119плавающей загрузки интенсифицируетпроцесс хлопьеобразования в самыенеблагоприятные моменты работы установки после ее промывок. В этот период зерна плавающеи загрузки являютсяцентрами коагуляции, чтовызывает быстрое образование крупныххлопьев,Выбор соотношения средних диаметрах зерен плавающей загрузки в каме Оре хлопьеобразования и в фильтрев пределах 20"40 обеспечивает наиболее эффективную работу камерыхлопьеобразования и фильтра, так какпри таком соотношении средних диаметров 5зерен плавающей загрузки в камерехлопьеобраэования быстро образуютсякрупные хлопья взвеси, а фильтр хорошо очищает воду после ее прохождения через тонкослойный отстойник. ИзОменение этого соотношения приводитк снижению эффективности очистки воды.При соотношении средних диаметровзерен загрузки в камере хлопьеобраэования и в фильтре менее 20 происходит снижение эффективности очисткиэа счет повышенной в этом случаекрупности зерен .плавающей загрузкифильтра. При увеличении соотношениясредних диаметров зерен загрузкикамеры хлопьеобраэования и фильтраболее 40 эффективность очистки снимается эа счет ухудшения .работы камеры хлопьеобразования из-за низкой удельной поверхности зерен плавающей загрузки в камере хлопьеобра.35эования,Выполнение соотношения между диаметром трубок отстойника и диаметром зерен плавающей загрузки40 фильтра, равном 15-30, позволяет наиболее эффективно производить регенерацию фильтрующей среды. При соотношении, меньшем 15, происходит заклинивание зерен плавающей эагруз- ф 5 ки в наклонных трубках отстойника, а прн соотношении, большем 30, происходит снижение эффективности регенерации вследствие уменьшения кинетической энергии движущихся в потоке 50 промывкой воды зерен плавающей загрузки из-эа уменьшения крупности зерен.На чертеже представлена установка, продольный разрез. 55Установка содержит наклонный отстойник 1 трубчатого типа, в нижней части которого размещена камера 987 4 2 хлопьеобразования с плавающей эа" груэкой 3, трубки 4, размещенные в отстойнике 1, фильтр 5, размещенный в верхней части отстойника и выполненный в виде его отсека с зернис. той плавающей загрузкой 6. Камера 2 хлопьеобразования отделена от отстойника 1 перфорированной перегородкой 7, под которой и размещена зернистая плавающая загрузка 3. Ось отстой. ника 1 наклонена к горизонтали под углом 50-70 . Верхняя часть фильтрао5 соединена трубопроводом 8 с промывным баком 9 водонапорной башни 1 О, из которого очищенная вода по трубопроводу 11 поступает к потреби" телю. Нижняя часть камеры 2 хлопьеобразования соединена с трубопроводом 12 для подачи очищаемой воды и трубопроводом 13 для отвода противной воды,Установка работает следующим образом.Очищаемая вода, смешанная с соответствующими реагентами, под напором подается по трубопроводу 12 в камеру 2 хлопьеобраэования, где благодаря наличию контактной среды изплавающей загрузки 3 происходит фпокуляция и образование хлопьевиднойвзвеси. Затем вода поступает внаклонный отстойник 1 трубчатогбтипа, в котором происходит предварительное ее осветление от крупнойвзвеси, после чего вода проходитчерез зернистую плавающую загрузку6 (например, зернистый пенополистирол) фильтра 5, в котором осуществляется окончательная очистка воды.Очищенная вода по трубопроводу 8 поступает в бак 9 водонапорной башни10, откуда по трубопроводу 11 подается потребителю, В процессе очистки воды задвижка на трубопроводе13 эакрыта. Для удаления загрязнений, .накопив. шихся в отстойнике 1 и загрузке 6 фильтра 5, открывают задвижку иа трубопроводе 13. При этом вода из бака 9 поступает по трубопроводу 8 в фильтр 5. Движущаяся вниз вода расширяет зернистую плавающую загрузку 6 и зерна ее опускаются в пакет трубок 4. При этом происходит интенсивное трение отдельных зерен плавающей загрузки 6 о стенки трубок 4, в результате чего осуществляется интенсивный отрыв загрязнений какСоставитель В.РуденкоТехред С.Легеза Корректор И.Эрдейи Редактор И.Даугавю аввавю е е ар е ю е евЗаказ 7683/19 Тиращ 866 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, И"35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП патент", г. Уагород, ул, Проектная,5 111998 от стенок трубок 4, так и от поверхности зерен зернистой плавающей загрузки 6. Промывная вода с атыютыми загрязнениями поступает в камеру 2 хлопьеобразования, плавающая загрузка 3 которой под действием нисходящего потока воды находится в расширенном состоянии, и отводится из установки по трубопроводу 13,После окончания промывки уставов" 10 ки закрывается эадвизка на трубопроводе 13. Вода по трубопроводу 12 поступает в установку, при этом пла" вающая загрузка 3 камеры 2 хпопьеобра. зования и плавающая загрузка 6 фильт ра 5 всплывают, и установка снова начинает очищать воду.Модель предлагаемой установки испытана в лабораторных условиях при очистке природной воды, обработанной 20 сернокислым алюминием. Пакет трубчатых элементов выполнен иэ полиэтиленовых труб длиной 0,8 м и диаметром 25 мм. В качестве плавающей загрузки использован пенополистирол 25 с крупностью зерен загрузки 0,8- 2,0 мм в фильтре и .с крупностью 3040 мм в камере хлопьеобраэования. Се ченне модели 250 мм,Испытания показывают, что за счет того, что камера фильтра не отделена от рабочего пространства отстойника и при промывке осуществляется трение зерен плавающей загрузки о стенки трубчатых элементов непосредственно, в отстойнике повышается эффективность регенерации фильтрующей загрузки и трубчатых элементов установки. Присутствие остаточных загрязнений в очищенной воде снизает. ся на 50-603, а стенки трубчатых элементов остаются на протязении испытаний соверщенно чистыми. Таким образом, в предлагаемой установке достигается более устойчивая работа в начальный период цикла (повышение мутности воды после промывки, как в известной установке, не наблюдается). Кроме того, в предлагаемой установке в 1,5-2 раза сниаается общий установочный вес, а такае на 20-303 уменьшается расход промывной воды.