RU2142317C1 - Water purification filter - Google Patents

Abstract

FIELD: deep purification of water. SUBSTANCE: filter has body with clarifying layer of floating charge, combined clarifying sorption layer, system for automatic change-over of filter mode of operation. Filter includes bellows for outlet of washing water, floating vessel which facilitates bellows charging, and vessel with float providing for automatic introduction of sorption or ion-exchange material into floating charge layer. Filter is provided with inclined troughs for uniform distribution of sorption material over floating charge surface and with container for reception of used-up sorption material. Water filtering is performed upwards, and floating charge regeneration, with water moving from above-filter space, downwards. Filter allows removal of sorption material for regeneration during operation. EFFECT: enlarged processing capabilities. 2 dwg

Description

Изобретение относится к глубокой очистке воды фильтрованием через инертную и инертно-сорбционную фильтрующие насадки и может быть использовано в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. The invention relates to deep water purification by filtration through an inert and inert-sorption filter nozzles and can be used in various industries and agriculture.

Известен фильтр для очистки жидкостей, включающий корпус с размещенной внутри загрузкой из плавающих гранул, нижнюю сборно-распределительную систему, надфильтровое пространство (см. авт. свид. СССР N 1739046 кл. B 01 D 24/22, 1992). A known filter for cleaning liquids, including a housing with a load of floating granules placed inside, a lower collection and distribution system, a filter space (see ed. Certificate of the USSR N 1739046 class B 01 D 24/22, 1992).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании данного фильтра, относится то, что для эффективной его работы требуется устройство значительного числа сорбционных кассет и регенерация сорбента без остановки фильтра возможна только при больших площадях его поперечного сечения. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using this filter include the fact that its effective operation requires the installation of a significant number of sorption cassettes and the regeneration of the sorbent without stopping the filter is possible only with large areas of its cross section.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является фильтр для очистки воды, содержащий корпус с плавающей загрузкой, распределительную систему, средство для автоматического переключения режима работы фильтра (см. авт. свид. СССР N 1604404, кл. B 01 D 24/48, 1988), принятое за прототип. The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a filter for water purification, comprising a floating-load housing, a distribution system, means for automatically switching the filter operation mode (see ed. Certificate of the USSR N 1604404, class B 01 D 24/48, 1988), adopted as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что для глубокой очистки воды требуется устройство бака-гидрозатвора с ионообменным или сорбционным материалом вне корпуса фильтра и не предусмотрена автоматическая подача сорбционного или ионообменного материала и сбор отработанного сорбента. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device adopted as a prototype include the fact that for deep water purification a water trap is required with an ion-exchange or sorption material outside the filter housing and automatic feeding of sorption or ion-exchange material is not provided and collection spent sorbent.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей фильтра и рациональное использование сорбционного материала. The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities of the filter and the rational use of sorption material.

Указанный технический результат достигается тем, что фильтр для очистки воды, содержащий корпус с плавающей загрузкой, распределительную систему, средство для автоматического переключения режима работы фильтра, отличающийся тем, что он оборудован карманом с замоченным сорбционным или ионообменным материалом, который поступает в плавающую загрузку автоматически по наклонным лоткам в конце процесса промывки фильтра, емкостью для приема отработанного сорбционного или ионообменного материала, плавающей емкостью, служащей для зарядки и включения в работу сифона, причем верхняя часть нисходящей ветви сифона соединена трубкой с емкостью приема промывной воды, в которой размещен поплавок, регулирующий подъем и опускание шибера на подаче сорбционного или ионообменного материала в наклонные лотки. The specified technical result is achieved in that the filter for water purification, comprising a floating-load housing, a distribution system, means for automatically switching the filter operation mode, characterized in that it is equipped with a pocket with soaked sorption or ion-exchange material, which enters the floating load automatically by inclined trays at the end of the filter washing process, a tank for receiving spent sorption or ion exchange material, a floating tank for charging and the inclusion of the siphon, and the upper part of the descending branch of the siphon is connected by a tube to the washing water receiving tank, in which there is a float that regulates the raising and lowering of the gate on the feed of sorption or ion-exchange material into inclined trays.

Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показал, что предлагаемое решение отличается от прототипа направлением фильтрования воды, конструкцией бака-гидрозатвора, наличием автоматической системы ввода сорбционного или ионообменного материала, что соответствует критерию "новизна". A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype showed that the proposed solution differs from the prototype in the direction of water filtration, the design of the hydraulic shutter tank, the presence of an automatic input system for sorption or ion-exchange material, which meets the criterion of "novelty."

Поиск технических решений в смежных и других областях техники не позволил выявить отличительные признаки заявленного технического решения, что соответствует критерию "изобретательский уровень". The search for technical solutions in related and other fields of technology did not reveal the distinguishing features of the claimed technical solution, which meets the criterion of "inventive step".

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется схемой, представленной на фиг. 1 и разрезом 1-1 (фиг. 2). The proposed solution is illustrated by the circuit shown in FIG. 1 and a section 1-1 (Fig. 2).

Фильтр для очистки воды содержит корпус 1, осветлительный слой плавающей загрузки 2, осветлительно-сорбционный слой 3, расположенные внутри корпуса фильтра, систему 4, расположенную над фильтрующей загрузкой и предназначенную для предотвращения всплытия фильтрующего слоя в надфильтровое пространство 5, предназначенное для хранения объема промывной воды, сифон 6 для отвода промывной воды, восходящая ветвь которого соединена с нижней дренажной системой 7 для сбора промывной воды, расположенной между осветлительным слоем плавающей загрузки 2 и днищем корпуса 1, а нисходящая - с плавающей емкостью 8, размещенной в баке-гидрозатворе 9 для зарядки и включения в работу сифона 6, воздушную трубку 10, соединенную одним концом с сифоном 6 в верхней точке его перегиба, а другим погруженную в осветлительный слой плавающей загрузки 2 и предназначенную для срыва вакуума в сифоне 6. Для введения в плавающую загрузку сорбционного или ионообменного материала фильтр оборудован наклонными лотками 11 с отверстиями в нижней части 12. Для хранения необходимого объема сорбционного или ионообменного материала в надфильтровом пространстве 5 фильтра имеется карман с замоченным сорбционным материалом 13. Подача сорбционного или ионообменного материала в наклонные лотки регулируется шибером 14, который жестко связан с поплавком 15 при помощи соединительного элемента 16. Вертикальному перемещению поплавка 15 в емкости приема промывной воды 17 способствуют направляющие 18 с прикрепленными к ним в верхней части ограничителями 19. Посредством трубки 20, соединяющей верхнюю часть нисходящей ветви сифона 6 с емкостью приема промывной воды 17, происходит ее наполнение, а при помощи трубки 21 - ее опорожнение. Вертикальному перемещению плавающей емкости 8 в баке-гидрозатворе 9 способствуют направляющие 22. Гибкая трубка 23, соединенная одним концом с карманом для приема и отвода промывной воды 24, а другим с плавающей емкостью 8 способствует ее опорожнению. Для равномерного распределения подаваемой на очистку воды фильтр оборудован нижней распределительной системой подачи исходной воды 25 с отверстиями в нижней части трубопровода. Отработанный сорбционный материал 26 накапливается в емкости 27, выполненной в виде перевернутой усеченной пирамиды. The filter for water purification comprises a housing 1, a clarification layer of a floating charge 2, a clarification-sorption layer 3 located inside the filter housing, a system 4 located above the filter load and designed to prevent the filter layer from floating into the superfilter space 5, designed to store the volume of washing water , a siphon 6 for draining the wash water, the ascending branch of which is connected to the lower drainage system 7 for collecting the wash water located between the clarification layer of the floating charge 2 and the bottom of the housing 1, and the descending one with a floating tank 8, placed in the hydraulic lock trap 9 to charge and turn on the siphon 6, an air tube 10 connected at one end to the siphon 6 at the upper point of its inflection, and the other immersed in the clarification layer of the floating charge 2 and designed to break the vacuum in the siphon 6. To introduce the sorption or ion-exchange material into the floating charge, the filter is equipped with inclined trays 11 with holes in the lower part 12. To store the required volume of the sorption or ion-exchange material There is a pocket in the superfilter space 5 of the filter with a soaked sorption material 13. The supply of sorption or ion-exchange material to the inclined trays is regulated by a gate 14, which is rigidly connected to the float 15 by means of a connecting element 16. The guides facilitate the vertical movement of the float 15 in the washing water receiving tank 17 18 with limiters 19 attached to them in the upper part. By means of a tube 20 connecting the upper part of the descending branch of the siphon 6 to the washing water receiving tank 17, um its filling, and with the help of tube 21 - its emptying. The guides 22 contribute to the vertical movement of the floating tank 8 in the water trap 9. A flexible tube 23 connected at one end to a pocket for receiving and removing washing water 24, and the other with a floating tank 8, helps to empty it. To evenly distribute the water supplied for treatment, the filter is equipped with a lower distribution system for supplying source water 25 with holes in the lower part of the pipeline. Spent sorption material 26 is accumulated in the tank 27, made in the form of an inverted truncated pyramid.

Фильтр для очистки воды работает следующим образом. Исходная вода по трубопроводу 28 через нижнюю распределительную систему 25 поступает в подфильтровое пространство 29. Далее вода проходит через осветлительный слой плавающей загрузки 2, комбинированный осветлительно-сорбционный слой 3 и, освобождаясь от примесей, через систему 4 поступает в надфильтровое пространство 5. Фильтрат из надфильтрового пространства отводится по трубопроводу 30. Во время работы фильтра задвижка 31 закрыта, а задвижка 32 открыта. По мере заиления фильтрующей загрузки давление в подфильтровом пространстве растет, и восходящая ветвь сифона 6 заполняется водой выше уровня z_max. При достижении предельных потерь напора (задаются превышением сифона над уровнем z_max) нисходящая ветвь сифона начинает заполняться водой с нижней части в точке касания торца ветви сифона с дном плавающей емкости 8 до верхней точки перегиба. Плавающая емкость 8 рассчитывается таким образом, чтобы удержать столб воды в нисходящей ветви сифона 6 до уровня трубки 20. Дальнейшее повышение уровня воды в нисходящей ветви сифона приводит к его зарядке и выводу фильтра в режим промывки. Плавающая емкость наполняется промывной водой, опускается до дна бака-гидрозатвора 9 и промывная вода по трубке 23 отводится в сборный карман 24. Промывка фильтра осуществляется в нисходящем потоке жидкости, движущейся из надфильтрового пространства вниз. Плавающая загрузка при промывке расширяется и находящийся в ней сорбционный материал под действием силы тяжести движется вниз и поступает в емкость для приема отработанного сорбционного материала 27. В этот период уровень жидкости в надфильтровом пространстве понижается и при достижении им отметки z_min происходит срыв вакуума в трубке 10, а затем в сифоне. Срыв вакуума в сифоне определяет окончание процесса промывки фильтра. После этого сифон не работает до момента подъема уровня жидкости в нем до отметки точки перегиба, что определяет его повторное включение в работу. По окончании процесса промывки через трубку 20 наполняется емкость для приема промывной воды 17, поплавок 15 всплывает, поднимая одновременно шибер 14, сорбционный материал из кармана 13 по наклонным лоткам 11 поступает через отверстия 12 в слой плавающей загрузки. Трубка 21 рассчитывается таким образом, чтобы к окончанию процесса введения сорбционного материала в слой плавающей загрузки емкость 17 полностью опорожнилась и поплавок 15 занял первоначальное положение. При необходимости опорожнения емкости 27 во время работы фильтра закрывается задвижка 32, открывается задвижка 31 и отработанный сорбционный материал отводится на регенерацию.The filter for water purification works as follows. The source water through a pipe 28 through the lower distribution system 25 enters the subfilter space 29. Next, the water passes through the clarification layer of the floating load 2, the combined clarification and sorption layer 3 and, freed from impurities, through the system 4 enters the superfilter space 5. The filtrate from the superfilter space is discharged through the pipeline 30. During the operation of the filter, the valve 31 is closed and the valve 32 is open. As the filter load is silted, the pressure in the subfilter space increases, and the ascending branch of the siphon 6 is filled with water above the level z _max . Upon reaching the maximum pressure loss (set by the excess of the siphon over the level z _max ), the descending branch of the siphon begins to be filled with water from the lower part at the point of contact of the end of the branch of the siphon with the bottom of the floating tank 8 to the upper inflection point. The floating tank 8 is calculated in such a way as to keep the column of water in the descending branch of the siphon 6 to the level of the tube 20. A further increase in the water level in the descending branch of the siphon leads to its charging and the filter is put into washing mode. The floating tank is filled with washing water, lowered to the bottom of the hydraulic trap 9 and the washing water is discharged through a tube 23 into the collection pocket 24. The filter is flushed in a downward flow of liquid moving downward from the filter space. During washing, the floating charge expands and the sorption material inside it moves downward by gravity and enters the container for receiving spent sorption material 27. During this period, the liquid level in the superfilter space decreases and when it reaches the z _min mark, the vacuum in the tube 10 breaks down and then in the siphon. Disruption of the vacuum in the siphon determines the end of the filter washing process. After this, the siphon does not work until the liquid level in it rises to the mark of the inflection point, which determines its repeated inclusion in the work. At the end of the washing process, a container for receiving washing water 17 is filled through the tube 20, the float 15 floats, lifting the gate 14 at the same time, the sorption material from the pocket 13 through the inclined trays 11 enters through the holes 12 into the floating loading layer. The tube 21 is calculated in such a way that by the end of the process of introducing the sorption material into the floating loading layer, the container 17 is completely empty and the float 15 takes its initial position. If it is necessary to empty the container 27 during operation of the filter, the valve 32 closes, the valve 31 opens, and the spent sorption material is diverted to regeneration.

Claims (1)

Фильтр для очистки воды, содержащий корпус с плавающей загрузкой, распределительную систему, средство для автоматического переключения режима работы фильтра, отличающийся тем, что он оборудован карманом с замоченным сорбционным или ионообменным материалом, который поступает в плавающую загрузку автоматически по наклонным лоткам в конце процесса промывки фильтра, емкостью для приема отработанного сорбционного или ионообменного материала, плавающей емкостью, служащей для зарядки и включения в работу сифона, причем верхняя часть нисходящей ветви сифона соединена трубкой с емкостью приема промывной воды, в которой размещен поплавок, регулирующий подъем и опускание шибера на подаче сорбционного или ионообменного материала в наклонные лотки. A filter for water purification, comprising a floating-load housing, a distribution system, means for automatically switching the filter operating mode, characterized in that it is equipped with a pocket with soaked sorption or ion-exchange material, which enters the floating load automatically along inclined trays at the end of the filter washing process , a tank for receiving spent sorption or ion-exchange material, a floating tank, which serves to charge and turn on the siphon, and the upper part is lower yaschey branch of the siphon tube is connected with the container receiving the washing water, which houses the float regulating the raising and lowering of feed slide to sorption or ion exchange material in inclined chutes.

Images