SE517762C2 - Water purification installation, has water transport gap formed between vertical tube and mixer device extending through sand filter into treatment tank - Google Patents

Abstract

A vertical tube (25) inside the treatment tank (1) has an open top end located above the sand filter (13a-13c), and a bottom end joined to the tank base (27). The vertical tube surrounds the lower part of the mixing device (3) with outlet holes, creating a water transport gap (26) between the inside of the tube and the mixing device (3). The filter cleaning device (22-24) comprises a part in one end of the tube for connecting the latter to an outlet (31) during back-flushing of the filter. A water purification installation contains a treatment tank under atmospheric pressure, a first pump (7) for a providing a level-regulated supply of impure water to the tank, a tubular mixing device with an upper air intake and a lower outlet opening for the air/impure water mixture, a sand filter inside the tank, a purified water collection device (15) beneath the filter, a hydrophore (17) connected to the collection device, a second pressure-regulated pump (18) for supplying filtered water to the hydrophore via a pipe (16), and a filter cleaning device with components (22, 24) capable of providing a direct link between the hydrophore and collection vessel that bypasses the second pump. Hydrophore pressure causes purified water to be forced into the collection vessel and up through the sand filter. A vertical tube inside the tank has an open top end located above the sand filter, and a bottom end joined to the tank base with a tight seal. The vertical tube surrounds the lower part of the mixing device with outlet holes. The diameter of the vertical tube is greater than that of the mixing device, creating a water transport gap between the inside of the tube and the mixing device. The filter cleaning device comprises a part in one end of the tube for connecting the latter to an outlet during back-flushing of the filter.

Description

25 30 35 5-17 .762 2 oxider, som kan avlägsnas genom fällning eller filtre- ring. 25 30 35 5-17 .762 2 oxides, which can be removed by precipitation or filtration.

Där det är nödvändigt eller önskvärt att använda filtrering, måste filtret ibland regenereras - dvs spolas baklänges med rent vatten. Denna spolning medför dock en så stor vattenförbrukning, att den i anläggningar med små vattenresurser ej är genomförbar. I dessa fall mäste man nöja sig med att oxidfällningen och utspolning av fäll- ningen.Where it is necessary or desirable to use filtration, the filter must sometimes be regenerated - ie rinsed backwards with clean water. However, this flushing entails such a large water consumption that it is not feasible in plants with small water resources. In these cases, one must be content with the oxide precipitation and leaching of the precipitate.

FI-78l43 visar en vattenreningsanläggning för små- fastigheter, vilken ger möjlighet till en regenerering av filtret. En nackdel med denna anläggning är att den har låg kapacitet genom att pàfyllningsfasen och överförings- fasen inte kan ske samtidigt, eftersom en och samma pump användes under både påfyllnings- och överföringsfasen. En annan nackdel är att den oljiga hinna av fällningar som är lättare än vatten och som lägger sig på vattenytan i tanken under anläggningens drift inte tas bort vid rege- nereringsprocessen. Dessa fällningar innehåller ofta järn och mangan. När vattennivàn sjunkit så mycket att den när det avlopp som är anslutet till filtrets övre yta börjar detta att suga luft, vilket gör att detta avlopp inte längre suger och därmed stannar hinnan i tanken.FI-78l43 shows a water treatment plant for small properties, which provides an opportunity for a regeneration of the filter. A disadvantage of this plant is that it has a low capacity in that the filling phase and the transfer phase cannot take place simultaneously, since one and the same pump was used during both the filling and the transfer phase. Another disadvantage is that the oily film of precipitates which is lighter than water and which settles on the water surface in the tank during the operation of the plant is not removed during the regeneration process. These precipitates often contain iron and manganese. When the water level has dropped so much that it reaches the drain that is connected to the upper surface of the filter, this starts to suck air, which means that this drain no longer sucks and thus the membrane stays in the tank.

SE 507 937 visar en anläggning som undanröjer pro- blemen med anläggningen ovan men kräver ett komplicerat sughävertarrangemang med tillhörande bräddavlopp.SE 507 937 shows a system that eliminates the problems with the system above but requires a complicated suction siphon arrangement with associated overflow drain.

Huvudändamålet med uppfinningen är att förenkla vat- tenreningsanläggningen ovan.The main object of the invention is to simplify the water treatment plant above.

Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen med en vat- tenreningsanläggning av inledningsvis nämnt slag, vars särdrag framgår av efterföljande patentkravs känneteck- nande del.This object is achieved according to the invention with a water purification plant of the type mentioned in the introduction, the features of which are apparent from the characterizing part of the appended claims.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritningar, som schematiskt visar en vattenreningsanläggning enligt upp- finningen. Fig l visar anläggningen i normaldrift, då 10 l5 20 25 30 35 51-7 762 3 vatten renas och transporteras till hydroforen. Fig 2 visar anläggning under fasen för renspolning av filtret.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, which schematically show a water purification plant according to the invention. Fig. 1 shows the plant in normal operation, when water is purified and transported to the hydrophore. Fig. 2 shows the plant during the phase for flushing the filter.

I figurerna betecknar 1 en i huvudsak cylindrisk tank försedd med ett lock 2, 3, avsedd att inblanda luft i ràvatten som tillföres som bär en ejektoranordning genom en ledning 4. Ejektorn eller blandningsorganet 3 har beskrivits i det svenska patentet nr 9502269-5. Vatt- net i ledningen 4 tillföres fràn en källa via en första pump 7. Pumpen styrs av ett icke visat relä och tillhö- rande nivåkännare 9 och 10 i tanken 1 för reglering av vattennivån.In the figures, 1 denotes a substantially cylindrical tank provided with a lid 2, 3, intended to mix air into raw water which is supplied which carries an ejector device through a line 4. The ejector or mixing means 3 has been described in Swedish patent no. 9502269-5. The water in line 4 is supplied from a source via a first pump 7. The pump is controlled by a relay (not shown) and associated level sensors 9 and 10 in the tank 1 for regulating the water level.

I tanken 1 har ett sandfilter i tre skikt 13a, l3b och 13c anordnats på en nivå som är lägre än nivåkånnaren 10. Filtret 13 innehåller partiklar av olika storlekar, Filtret 13 vilar pà ett i tanken 1 monterat, horisontellt galler 14. varvid storleken ökar mot filtrets nedre del.In the tank 1, a sand filter in three layers 13a, 13b and 13c has been arranged at a level lower than the level sensor 10. The filter 13 contains particles of different sizes, the filter 13 rests on a horizontal grid 14 mounted in the tank 1, the size increasing towards the lower part of the filter.

Ett rör 25 är monterat i tanken stående pà tankens botten och sträcker sig upp genom sandfiltret. Röret är öppet uppåt och dess nedre ände är tätande förbunden med tankens botten. Blandningsorganet är placerat inuti röret 25 och bildar med rörets insida en ringformig vatten- transportspalt 26. Det må påpekas att ingen sand är pla- cerad inuti röret. Tankens botten 27 har ett hål 28 som ger tillträde till rörets inre. En magnetventil 30 är monterad i hålet och en ledning 29 förbinder rörets inre med ett avlopp 31 när magnetventilen är öppen.A pipe 25 is mounted in the tank standing on the bottom of the tank and extends up through the sand filter. The pipe is open upwards and its lower end is tightly connected to the bottom of the tank. The mixing means is placed inside the tube 25 and forms with the inside of the tube an annular water transport gap 26. It should be pointed out that no sand is placed inside the tube. The bottom 27 of the tank has a hole 28 which provides access to the interior of the pipe. A solenoid valve 30 is mounted in the hole and a conduit 29 connects the interior of the tube to a drain 31 when the solenoid valve is open.

Under gallret 14 finns ett utrymme 15 i tanken 1, och från detta magasin 15 går en ledning 16 till en hydrofor 17, som utgör ett magasin för filtrerat vatten, varvid nämnda ledning 16 innehåller en andra pump 18, som styrs av hydrofortrycket på känt sätt, samt en backventil 20.Under the grid 14 there is a space 15 in the tank 1, and from this reservoir 15 a line 16 goes to a hydrophore 17, which constitutes a reservoir for filtered water, said line 16 containing a second pump 18, which is controlled by the hydropressure in a known manner , and a non-return valve 20.

En ledning 21 är avsedd att föra vatten fràn hydro- foren 17 till ett förbrukningsställe.A line 21 is intended to carry water from the hydrophore 17 to a consumption point.

En ledning 22, förbinder ledningen 21 med ledningen 16 via två magnetventiler 23 och 24, vilka möjliggör ...u lO l5 20 25 30 35 s11,7s2 4 direktkommunikation mellan hydroforen 17 och magasinet 15.A line 22 connects the line 21 to the line 16 via two solenoid valves 23 and 24, which enable direct communication between the hydrophore 17 and the magazine 15.

Ett icke visat styrsystem innehållande ett tidur är avsett att periodvis ovillkorligt kunna stanna pumpen 18 och samtidigt öppna magnetventilerna 23, 24 och 30 så att vatten pressas bakåt från hydroforen till magasinet, vidare uppàt genom sandfiltret över rörets 25 kant och ner genom spalten 26 för vidarebefordran till avloppet 31 (fig 2).A control system (not shown) containing a timer is intended to be able to periodically unconditionally stop the pump 18 and at the same time open the solenoid valves 23, 24 and 30 so that water is forced backwards from the hydrophore to the reservoir, further up through the sand filter over the pipe 25 and down through the gap 26 for passage. to the drain 31 (Fig. 2).

Den ovan beskrivna och pà ritningen visade vatten- reningsanläggningen fungerar pà följande sätt.The water treatment plant described above and shown in the drawing works in the following way.

Vid làg vattennivá i tanken 1, dvs om nivàkännaren 10 befinner sig över vattennivàn, kommer den första pum- pen 7 att aktiveras av reläet. Detta medför, att ràvatten fràn källan genom ledningen 4 kommer att tillföras bland- ningsorganet, i vilken det tillförda ràvattnet blandas med luft som sugs in i blandningsorganet.At low water level in the tank 1, ie if the level sensor 10 is above the water level, the first pump 7 will be activated by the relay. This means that raw water from the source through the line 4 will be supplied to the mixing means, in which the supplied raw water is mixed with air which is sucked into the mixing means.

Detta medför att vattennivàn i tanken 1 kommer att stiga, och när vattennivàn gär över nivàkännaren 9 kommer reläet att stoppa pumpen 7.This means that the water level in the tank 1 will rise, and when the water level rises above the level sensor 9, the relay will stop the pump 7.

Fig 1 visar hur vattnet transporteras genom vatten- reningsanläggningen, varvid de ljusa pilarna symboliserar vatten som luftas i blandningsorganet och transporteras uppàt genom vattentransportspalten 26. Därefter sjunker vattnet ner genom sandfiltrets tre olika skikt, som inne- håller sand med olika kornstorlek. Detta symboliseras av svarta pilar. Renat vatten samlas i uppsamlingstanken 15.Fig. 1 shows how the water is transported through the water treatment plant, the light arrows symbolizing water which is aerated in the mixing means and transported upwards through the water transport gap 26. Then the water sinks down through the sand filter's three different layers, which contain sand of different grain size. This is symbolized by black arrows. Purified water is collected in the collection tank 15.

När trycket i hydroforen 17 sjunker under ett förut- bestämt värde, kommer den andra pumpen 18 att aktiveras, varigenom vatten från tankens 1 utrymme 15 överföres till hydroforen 17.When the pressure in the hydrophore 17 drops below a predetermined value, the second pump 18 will be activated, whereby water from the space 15 of the tank 1 is transferred to the hydrophore 17.

När ràvatten passerar nedåt genom blandningsorganet 3 och uppàt genom röret 25 kommer exempelvis järn och/eller mangan att oxideras av den inblandade luften innan vattnet när sandfiltret, varvid de bildade oxiderna är närmelsevis olösliga i vatten. Den härigenom bildade .v v-vv .v-. vv.- 10 15 20 25 30 35 517 .762 5 fällningen stoppas av sandfiltret 13, och magasinet 15 kommer att innehålla rent och klart vatten.When raw water passes downwards through the mixing means 3 and upwards through the pipe 25, for example iron and / or manganese will be oxidized by the mixed air before the water reaches the sand filter, the oxides formed being substantially insoluble in water. The .v v-vv .v- thus formed. The precipitate is stopped by the sand filter 13, and the reservoir 15 will contain clean and clear water.

När vattenniván går ner under den nedre änden av nivåkännaren 10, kommer reläet att åter aktivera den första pumpen 7, och råvatten kommer åter att tillföras tanken 1 via blandningsorganet 3.When the water level drops below the lower end of the level sensor 10, the relay will reactivate the first pump 7, and raw water will again be supplied to the tank 1 via the mixing means 3.

Filtret 13 måste renspolas periodiskt. Detta sker genom att styrsystemets med intervall påverkar den andra pumpen 18 till ovillkorligt stopp, samtidigt som magnet- ventilerna 23, 24 och 30 påverkas till ovillkorligt öpp- nande av passagen från hydroforen 17 till magasinet 15 via ledningarna 21, 22 och 16 och ovillkorlig stängning av passagerna till förbrukaren och pumpen 18.The filter 13 must be rinsed periodically. This is done by the control system at intervals actuating the second pump 18 to an unconditional stop, at the same time as the solenoid valves 23, 24 and 30 are actuated to unconditionally open the passage from the hydrophore 17 to the magazine 15 via the lines 21, 22 and 16 and unconditional closing of the passages to the consumer and the pump 18.

Renspolning av filtret kan genom förinställningen av styrsystemet ske vid vilken som helst vattennivå i tan- ken. Ett manöverdon 32 är anordnat att samtidigt aktivera magnetventilerna på det ovan beskrivna sättet.Flushing of the filter can be done by pre-setting the control system at any water level in the tank. An actuator 32 is arranged to simultaneously activate the solenoid valves in the manner described above.

Om vattenniván är låg finns risk för att trycket i hydroforen inte orkar höja nivån upp till rörets 25 övre ände. Enligt uppfinningen är därför styrsystemet så kon- struerat att pumpen 7 alltid startas om vattenniván lig- ger mellan elektroderna 9 och 10. Pàfyllningen av ràvat- ten hjälper till att snabbt höja vattenniván så mycket att restspolningsvattnet kan rinna över kanten pà röret 25. Det må påpekas att pumpen 7 stängs av när vattenniván nått elektroden 9.If the water level is low, there is a risk that the pressure in the hydrophore will not be able to raise the level up to the upper end of the pipe. According to the invention, the control system is therefore designed so that the pump 7 is always started if the water level is between the electrodes 9 and 10. The filling of the raw water helps to quickly raise the water level so much that the residual rinsing water can flow over the edge of the pipe 25. it is pointed out that the pump 7 is switched off when the water level has reached the electrode 9.

Vatten från hydroforen 17 kommer nu att strömma bak- länges in i tanken 1 via ledningarna 21, 22 och 16 till magasinet 15, varigenom ett vattenflöde skapas i riktning uppåt genom filtret 13. Fällningen av oxider har samlat sig i filtrets 13 övre ytskikt och har där bildat en löst sammanhängande filterkaka, som nu bryts sönder av det uppàtgàende vattenflödet.Water from the hydrophore 17 will now flow backwards into the tank 1 via the pipes 21, 22 and 16 to the reservoir 15, whereby a water flow is created in the upward direction through the filter 13. The precipitate of oxides has accumulated in the upper surface layer of the filter 13 and has there formed a loosely connected filter cake, which is now broken by the rising water flow.

När fällningarna når rörets ände rinner de ner i det nu via hålet 28 tömda röret och ut i avloppet 31. Fig 2 visar med ljusa pilar hur vattnet strömma under backspol- ningsprocessen.When the precipitates reach the end of the pipe, they flow down into the pipe now emptied via the hole 28 and out into the drain 31. Fig. 2 shows with light arrows how the water flows during the backwashing process.

Claims (1)

10 15 20 25 30 517 762 6 PATENTKRAV10 15 20 25 30 517 762 6 PATENT REQUIREMENTS 1. Vattenreningsanläggning, vilken omfattar en be- (1), första pump (7) handlingstank som står under atmosfärstryck, en för nivàstyrd tillförsel av ràvatten till tanken, ett rörformat blandningsorgan (3) för inmatning av en blandning av luft och ràvatten i behandlingstanken, varvid blandningsorganet har ett övre luftintag och en nedre utsläppsöppning för en vatten/luftblandning, ett i (l3a, l3b och l3c), filtret anordnat uppsamlingsmagasin (15) för renat vat- (17), för matning av filtrerat tanken placerat sandfilter ett under ten, en med uppsamlingsmagasinet förbunden hydrofor (18) vatten fràn uppsamlingsmagasinet till hydroforen via en en andra tryckstyrd pump ledning (16) och en filterspolningsanordning (22, 23, 24 och 30), (22, 23 och 24) för bil- dande av en direktanslutning mellan hydroforen och upp- som innefattar organ samlingsmagasinet förbi den andra pumpen och som är an- ordnat att med hjälp av hydrofortrycket pressa in renat vatten i uppsamlingsmagasinet och upp genom sandfiltret för rengöring av detta, k ä n n e t e c k n a d av ett vertikalt rör (25), öppen och mynnar ovanför sandfiltret (13a, vars övre ände är l3b och 13c) och vars nedre ände är tätande ansluten till tankens bot- (27), åt- minstone nedre, med utsläppsöppningen försedda parti och i tanken anordnat, ten att röret omger blandningsorganets (3) har en diameter som så överstiger blandningsorganets (26) bildas mellan och att filterspol- diameter att en vattentransportspalt rörets insida och blandningsorganet, ningsanordningen innefattar ett i rörets ände anordnat organ (28 och 30) (31) för anslutning av röret till ett avlopp under backspolning av filtret.A water treatment plant, which comprises a treatment tank (1), first pump (7) under atmospheric pressure, a level-controlled supply of raw water to the tank, a tubular mixing means (3) for feeding a mixture of air and raw water into the treatment tank. , the mixing means having an upper air inlet and a lower outlet opening for a water / air mixture, a collecting reservoir (15) for purified water (17) arranged in (13a, 13b and 13c), for feeding the filtered tank a sand filter placed below a hydrophore (18) connected to the collecting reservoir from the collecting reservoir to the hydrophore via a second pressure-controlled pump line (16) and a filter flushing device (22, 23, 24 and 30), (22, 23 and 24) for forming a direct connection between the hydrophore and the collecting means comprising the collecting reservoir past the second pump and which is arranged to press purified water into the collecting reservoir by means of the hydropressure and up through sand The filter for cleaning it, characterized by a vertical pipe (25), opens and opens above the sand filter (13a, the upper end of which is 13b and 13c) and the lower end of which is sealingly connected to the bottom of the tank (27), at least a lower portion, provided with the discharge opening and arranged in the tank, so that the pipe surrounds the mixing means (3) has a diameter so exceeding the mixing means (26) formed between and that filter coil diameter that a water transport gap inside the pipe and the mixing means means (28 and 30) (31) for connecting the pipe to a drain during backflushing of the filter.