Фильтрационная камера установок биологической очистки бытовых и промышленных канализационных водных стоков
Полезная модель относится к оборудованию установок биологической очистки сточных вод, конкретно к устройствам для дополнительной очистки за счет фильтрации очищенных стоков. Решение указанной задачи осуществлено за счет того, что фильтрационная камера установок биологической очистки бытовых и промышленных канализационных водных стоков, содержащая корпус камеры с патрубками ввода и вывода стоков, насыпной фильтр со средством регенерации фильтра и средство сброса загрязнений, согласно полезной модели, насыпной фильтр выполнен многослойным, с не менее чем двумя слоями с разной зернистостью слоев, размещенных на опорной перфорированной пластине, закрепленной в нижней части очистной камеры, причем слой фильтра, примыкающий к опорной пластине выполнен мелкозернистым, а вышерасположенные слои выполнены с последовательно увеличивающейся зернистостью в направлении от нижнего к верхнему слою, при этом средство регенерации фильтра выполнено в виде воздушного распределительного патрубка, подключенного через пульсатор давления к источнику сжатого воздуха и размещенного в пространстве между опорной перфорированной пластиной и дном корпуса камеры, патрубки ввода и вывода очищенных стоков снабжены электроклапанами, а средство сброса загрязнений выполнено в виде патрубка со входным срезом распложенным на уровне расположения верхней поверхности фильтра и оборудованного электроклапаном, при этом корпус камеры выполнен из листового полимерного материала. В вариантах выполнения, при выполнении фильтра двухслойным, в качестве нижнего слоя фильтра использован песок с крупностью частиц, составляющей 0,5-3 мм, в качестве верхнего слоя фильтра использована гранитная щебенка с крупностью частиц, составляющей 5-20 мм; при выполнении фильтра трехслойным, в качестве нижнего слоя фильтра использован песок с крупностью частиц, составляющей 0,5-3 мм, в качестве среднего слоя фильтра использована гранитная щебенка с крупностью частиц, составляющей 5-20 мм, а в качестве верхнего слоя фильтра использован дробленный кварц с крупностью частиц, составляющей 20-40 мм. Кроме того, в качестве среднего и верхнего слоев фильтра может быть использована базальтовая щебенка; высоты слоев фильтра в направлении от нижнего к верхнему слою соотносятся как 3:2:1; при использовании фильтрационной камеры в качестве напорной очистной ступени установок биологической очистки, камера дополнительно снабжена герметизирующей крышкой с электроклапаном, в качестве полимерного материала использован полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы.
Полезная модель относится к оборудованию установок биологической очистки сточных вод (УБО), конкретно к устройствам для дополнительной очистки за счет фильтрации очищенных стоков.
Известен обратный трубчатый фильтр, содержащий опорную трубу с радиальными отверстиями и трехслойным фильтрующим покрытием с разной толщиной и пористостью. см., RU №2079448, М.кл. С02F 3/06, 96 г.
Недостатком этого фильтра является недостаточно фильтрующая способность и быстрый выход из строя, вследствие быстрого засорения.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является фильтрационная камера, входящая в состав УБО, описанной в патенте RU №2201405, М.кл. С02F 3/02, 2003 г.
Фильтрационная камера этой УБО снабжена узлом для ввода очищаемых водных стоков, узлом сброса загрязнений с насыпного песочного фильтра и узлом вывода очищенных стоков. По центру песочного фильтра расположен продувочный патрубок, а ниже всасывающий уровень насоса для откачки очищенных стоков.
Недостатком этого устройства является неполное и неравномерное использование объема песочного фильтра. Кроме того, при такой конструкции очистной камеры происходит быстрое заиливание песочного фильтра, что приводит к попаданию взвесей ила в очищенные стоки и снижению эффективности очистки.
Задачей, решаемой заявленной полезной моделью, является обеспечение возможности очистки фильтра и повышения эффективности и качества очистки стоков.
Решение указанной задачи осуществлено за счет того, что фильтрационная камера установок биологической очистки бытовых и промышленных канализационных водных стоков, содержащая корпус камеры с патрубками ввода и вывода стоков, насыпной фильтр со средством регенерации фильтра и средство сброса загрязнений, согласно полезной модели, насыпной фильтр выполнен многослойным, с не менее чем двумя слоями с разной зернистостью слоев, размещенных на опорной перфорированной пластине, закрепленной в нижней части очистной камеры, причем слой фильтра, примыкающий к опорной пластине выполнен мелкозернистым, а вышерасположенные слои выполнены с последовательно увеличивающейся зернистостью в направлении от нижнего к верхнему слою, при этом средство регенерации фильтра выполнено в виде воздушного распределительного патрубка, подключенного через пульсатор давления к источнику сжатого воздуха и размещенного в пространстве между опорной перфорированной пластиной и дном корпуса
камеры, патрубки ввода и вывода очищенных стоков снабжены электроклапанами, а средство сброса загрязнений выполнено в виде патрубка со входным срезом распложенным на уровне расположения верхней поверхности фильтра и оборудованного электроклапаном, при этом корпус камеры выполнен из листового полимерного материала.
В вариантах выполнения, при выполнении фильтра двухслойным, в качестве нижнего слоя фильтра использован песок с крупностью частиц, составляющей 0,5-3 мм, в качестве верхнего слоя фильтра использована гранитная щебенка с крупностью частиц, составляющей 5-20 мм; при выполнении фильтра трехслойным в качестве нижнего слоя фильтра использован песок с крупностью частиц, составляющей 0,5-3 мм в качестве среднего слоя фильтра использована гранитная щебенка с крупностью частиц, составляющей 5-20 мм, а в качестве верхнего слоя фильтра использован дробленный кварц с крупностью частиц составляющей 20-40 мм. Кроме того, в качестве среднего и верхнего слоев фильтра может быть использована базальтовая щебенка, высоты слоев фильтра в направлении от нижнего к верхнему слою соотносятся как 3:2:1; при использовании фильтрационной камеры в качестве напорной очистной ступени установок биологической очистки, камера дополнительно снабжена герметизирующей крышкой с электроклапаном; в качестве полимерного материала использован полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы.
На чертеже показан возможный вариант конструкции предложенного устройства.
Фильтрационная камера, содержит корпус камеры 1, патрубок 2 ввода очищаемых стоков с электроклапаном 3 насыпной фильтр, состоящий из трех слоев 4, 5, 6 с разной зернистостью слоев, размещенных на опорной перфорированной пластине 7. Размер частиц слоя 4 насыпного фильтра, примыкающего к перфорированной пластине 7 должен быть больше размеров перфорационных отверстий этой пластины, при этом размер частиц среднего слоя 5 крупнее частиц слоя 4 и меньше размеров частиц слоя 6. В качестве нижнего слоя 4 фильтра использован песок с крупностью частиц, составляющей 0,5-3 мм, в качестве среднего слоя 5 использована гранитная щебенка с крупностью частиц, составляющей 5-20 мм, а в качестве верхнего слоя 6 использован дробленный кварц с крупностью частиц, составляющей 20-40 мм. Кроме того в качестве среднего и верхнего слоев фильтра может быть использована базальтовая щебенка. Высоты слоев фильтра в направлении от слоя 4 к слою 6 соотносятся как 3:2:1. В верхней части камеры 1, непосредственно над поверхностью фильтра, размещен патрубок 8 для сброса загрязнений, снабженный электроклапаном 9.
В пространстве между опорной перфорированной пластиной 7 дном корпуса камеры 1 расположено средство для регенерации фильтра, выполненное в виде подключенного к источнику сжатого воздуха воздушного распределительного патрубка 10 с электроклапаном 11. В верхней части фильтрационной камеры
установлен датчик уровня 12. При использовании предложенной фильтрационной камеры в качестве напорного фильтра, она дополнительно снабжается герметизирующей крышкой 13 с электроклапаном 14. В нижней части фильтрационной камеры расположен патрубок 15 для вывода очищенной сточной воды, снабженный электроклапаном 16. Воздушный распределительный патрубок, подключен к источнику сжатого воздуха через пульсатор давления 17.
Работа фильтрационной камеры осуществляется следующим образом.
Современные установки для биологической очистки стоков обычно содержат программируемый блок управления, а также уравнительный и активационный резервуары, в которых осуществляется предварительная обработка сточной воды активным илом. Избыток активного ила накапливается в илосборнике (отстойнике) откуда его периодически удаляют. Обработанные активным илом стоки после седиментации (отстоя) ила или выводятся из установки, или подаются на фильтрацию, т.е. доочистку. В связи с этим, предложенная фильтрационная камера может быть непосредственно использована как одна из ступеней очистки в составе установки для биологической очистки, так и в качестве самостоятельного очистного устройства в виде напорного фильтра.
В процессе очистки водных стоков предварительно обработанная и отстоянная сточная вода самотеком или насосом подается на фильтрацию в фильтрационную камеру 1, где она, проходя слои фильтра дополнительно очищается и удаляется из фильтрационной камеры 1 через патрубок 15 (при открытом электроклапане 16) Взвеси ила и другие загрязнения задерживаются в фильтре, который постепенно засоряется со снижением его пропускной способности. По мере снижения пропускной способности фильтра, над его поверхностью начинает накапливаться слой жидкости. При достижении критического уровня, высота которого заданна высотой установки датчика уровня 12, сигнал от этого датчика поступает на блок управления (условно не показан), который подключен к электроклапанам фильтрационной камеры 1 и распределителю компрессора (условно не показан), с возможностью управления их включениями/выключениями. По сигналу датчика уровня 12, блок управления закрывает клапаны 3 и 16, и открывает клапаны 9, 11, 14 с включением подачи напорного воздуха в распределительный патрубок 10. При истечении воздуха из распределительного патрубка 10 образуется газожидкостная смесь которая дренируют сквозь фильтр, омывая перфорированную опорную пластину 7. При определенном напоре и расходе газожидкостного потока, в песчаном слое 4 создаются условия очистки фильтра от загрязнений, которые выносятся на поверхность фильтра и удаляются из очистной камеры через патрубок 8, например, в уравнительный резервуар, или в отстойник ила (на черт. условно не показаны). Регулярно изменяющаяся зернистость слоев фильтра позволяет снизить давление воздуха при его очистке. В блоке управления запрограммировано время промывки фильтра, по истечению которого, отключается подача воздуха в распределительный патрубок 10, закрываются электроклапаны
9, 11, 14 и открываются электроклапаны 3 и 16. Очистка фильтра может производиться также и периодически, по заданной в блоке управления программе, в этом случае датчик 15 используется как вспомогательное - аварийное средство для экстренного, внепланового включения очистки фильтра. В варианте с герметизирующей крышкой 16, открытие клапана 14 во время очистки фильтра позволяет исключить эффект «барометрического затвора» при перекрытом слоем жидкости выходном патрубке 8. В варианте использования фильтра в качестве самостоятельной, напорной ступени очистки стоков, во время фильтрации стоков клапан 14 закрыт и открывается только в процессе очистки. Во всех вариантах выполнения, целесообразно, чтобы распределительный патрубок 10 был подключен к источнику сжатого воздуха через пульсатор давления 17. Это позволяет исключить возникновение устойчивых воздушных каналов при очистке фильтра в его материале и повысить за счет этого эффективность очистки фильтра.
Целесообразно, чтобы корпус 1 камеры был выполнен из листового полимерного материала. Также, целесообразно, использовать уже освоенный промышленностью, гладкий или усиленный листовой полимерный материал с внешней поверхностью выполненной в виде корытообразных углублений между вертикальными и горизонтальными выступами (в корпусе эта поверхность листов является наружной). В качестве листового полимерного материала для изготовления корпуса может быть использован листовой полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы. Однако наиболее предпочтительным материалом, является вспененный полипропилен и его вспененные разновидности - трехслойный интегральный экструзионный, литой, и штампованный полипропилен. Вспененный полипропилен и его разновидности обладают наилучшими показателями для использования в качестве конструкционного материала для корпусов УБО. Этот материал химически инертен, обладает повышенной долговечностью, не стареет, хорошо обрабатывается и сваривается, легок и относительно дешев. Выполнение корпуса из листового полимерного материала обеспечивает значительный (до 50 лет) срок службы.
Предложенная фильтрационная камера установок биологической очистки бытовых и промышленных канализационных водных стоков может быть успешно применена практически во всех современных биологических очистных установках, при этом ее применение не требует значительных капиталовложений и позволяет значительно повысить эффективность и качество очистки сточных вод и снизить за счет этого экологическую нагрузку на окружающую среду.
1. Фильтрационная камера установок биологической очистки бытовых и промышленных канализационных водных стоков, содержащая корпус камеры с патрубками ввода и вывода стоков, насыпной фильтр со средством регенерации фильтра и средство сброса загрязнений, отличающаяся тем, что насыпной фильтр выполнен многослойным, с разной зернистостью слоев, размещенных на опорной перфорированной пластине, закрепленной в нижней части очистной камеры, причем слой фильтра, примыкающий к опорной пластине выполнен мелкозернистым, а вышерасположенные слои выполнены с последовательно увеличивающейся зернистостью в направлении от нижнего к верхнему слою, при этом средство регенерации фильтра выполнено в виде воздушного распределительного патрубка, подключенного через пульсатор давления к источнику сжатого воздуха и размещенного в пространстве между опорной перфорированной пластиной и дном корпуса камеры, патрубки ввода и вывода очищенных стоков снабжены электроклапанами, а средство сброса загрязнений выполнено в виде патрубка со входным срезом расположенным на уровне расположения верхней поверхности фильтра и оборудованного электроклапаном, при этом корпус камеры выполнен из листового полимерного материала.
2. Фильтрационная камера по п.1, отличающаяся тем, что при выполнении фильтра двухслойным, в качестве нижнего слоя фильтра использован песок с крупностью частиц, составляющей 0,5-3 мм, а в качестве верхнего слоя фильтра использована гранитная щебенка с крупностью частиц, составляющей 5-20 мм.
3. Фильтрационная камера по п.1, отличающаяся тем, что при выполнении фильтра трехслойным, в качестве нижнего слоя фильтра использован песок с крупностью частиц, составляющей 0,5-3 мм, в качестве среднего слоя фильтра использована гранитная щебенка с крупностью частиц, составляющей 5-20 мм, а в качестве верхнего слоя фильтра использован дробленый кварц с крупностью частиц, составляющей 20-40 мм.
4. Фильтрационная камера по п.3, отличающаяся тем, что в качестве среднего и верхнего слоев фильтра используются базальтовая щебенка.
5. Фильтрационная камера по любому из пп.3 и 4, отличающаяся тем, что высоты слоев фильтра в направлении от нижнего к верхнему слою соотносятся как 3:2:1.
6. Фильтрационная камера по п.1, отличающаяся тем, что при ее использовании в качестве напорной очистной ступени установок биологической очистки, камера дополнительно снабжена герметизирующей крышкой с электроклапаном.
7. Фильтрационная камера по п.1, отличающаяся тем, что в качестве полимерного материала использован полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы.
