Установка очистки воды фильтрованием (варианты)

Группа полезных моделей относится к области водоподготовки, может быть использована в системах очистки природной воды на контактных осветлителях с восходящим фильтрованием для целей хозяйственно-питьевого, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения, а также для очистки сточных вод, и позволяет упростить монтаж, эксплуатацию и систему автоматического управления установок при одновременном снижении их стоимости за счет снижения количества трубопроводов и запорной арматуры с приводом.

Группа полезных моделей относится к области водоподготовки и может быть использована в системах очистки природной воды фильтрованием с использованием зернистой загрузки - осветления воды, обезжелезивания и деманганации, сорбционной очистки для целей хозяйственно-питьевого, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения, а также для очистки сточных вод.

Известны осветлительные и сорбционные фильтры, содержащие корпус, распределительные устройства, зернистую загрузку, патрубки для ввода и вывода рабочих сред и трубную обвязку с гидравлической арматурой для перевода фильтра из режима фильтрования в режим регенерации фильтрующей загрузки и обратно. /«Водоподготовительное оборудование и установки для ТЭС и промышленной энергетики». Отраслевой каталог 43-97. М. ЦНИИТЭИ, 1998, с.7-10, с.13-14/.

Современные установки и станции водоподготовки включают от нескольких единиц до десятков фильтров (осветлительных, сорбционных). При высоком содержании в очищаемой воде загрязняющих веществ, для обеспечения требуемой степени очистки воды фильтры соединяют последовательно, для увеличения производительности - параллельно /Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка. М. Изд-во МГУ, 1996 г., с.278, 392/. При этом для удобства эксплуатации и автоматизации работы фильтров, включая регенерацию фильтрующей загрузки, их объединяют в группы по 3(2)-4 фильтра в каждой.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенным является установка очистки воды фильтрованием, содержащая группу напорных фильтров с зернистой загрузкой и трубной обвязкой для подвода (отвода) рабочих потоков и их переключения при переводе фильтров из режима фильтрования в режим регенерации фильтрующей загрузки и обратно, а также трубопроводы исходной и промывной воды и коллекторы подвода исходной воды на очистку, отвода очищенной воды, подвода и отвода промывной воды и отвода первого фильтрата и систему автоматического управления. Трубная обвязка каждого фильтра содержит трубопроводы подачи воды на очистку, отвода очищенной воды, подачи промывной воды в фильтры, отвода промывной воды и первого фильтрата, на которых установлена запорная арматура (гидравлические запорные устройства) с приводом. Коллекторы объединяют

соответствующие трубопроводы трубной обвязки группы фильтров. /Живилова Л.М., Максимов В.В. Автоматизация водоподготовительных установок и управления водно-химическим режимом ТЭС. Справочное пособие, - М.: Энергоатомиздат, 1986, с.57-63/.

Недостатком этой установки является то, что для осуществления вывода фильтров на регенерацию (переключения рабочих потоков) требуется большое количество гидравлической запорной арматуры с приводом (клапанов, задвижек или заслонок) - по числу подводимых к каждому фильтру и отводимых рабочих потоков, что усложняет монтаж установки и систему ее автоматического управления, а также обуславливает высокую стоимость установки.

Задача предложенных технических решений заключается в удешевлении установки очистки воды фильтрованием и упрощении системы ее автоматического управления, монтажа и обслуживания установки.

Поставленная задача решается за счет того, что, согласно первому варианту исполнения, в установке очистки воды фильтрованием, содержащей группу фильтров с зернистой загрузкой и трубной обвязкой с трубопроводами подачи воды на очистку, отвода очищенной воды, подачи промывной воды в фильтры с запорной арматурой с приводом и отвода промывной воды и первого фильтрата, трубопровод исходной воды, трубопровод промывной воды с запорной арматурой с приводом, коллекторы подачи воды на очистку, отвода очищенной воды и подачи промывной воды, коллектор отвода промывной воды и первого фильтрата и систему автоматического управления, фильтры выполнены в виде контактных осветлителей с восходящим фильтрованием, трубопроводы подачи воды на очистку и подачи промывной воды в фильтры совмещены, коллекторы подачи воды на очистку и подачи воды на промывку совмещены, трубопроводы отвода очищенной воды снабжены обратными клапанами, трубопровод исходной воды снабжен запорной арматурой с приводом, а коллектор отвода очищенной воды снабжен запорной арматурой с приводом или насосом.

В частности, в установке очистки воды фильтрованием в качестве коллектора отвода промывной воды и первого фильтрата может быть использован водоотводящий канал.

Согласно второму варианту исполнения, в установке очистки воды фильтрованием, содержащей группу фильтров с зернистой загрузкой и трубной обвязкой с трубопроводами подачи воды на очистку, отвода очищенной воды, подачи промывной воды в фильтры с запорной арматурой с приводом, отвода промывной воды

и первого фильтрата, трубопроводы исходной и промывной воды, коллекторы подачи воды на очистку, отвода очищенной воды и подачи промывной воды, коллектор отвода промывной воды и первого фильтрата и систему автоматического управления, фильтры выполнены в виде контактных осветлителей с восходящим фильтрованием, трубопроводы подачи воды на очистку и трубопроводы отвода очищенной воды снабжены обратными клапанами, трубопровод исходной воды снабжен запорной арматурой с приводом, а коллектор отвода очищенной воды снабжен запорной арматурой с приводом или насосом.

В частности, в установке очистки воды фильтрованием в качестве коллектора отвода промывной воды и первого фильтрата может быть использован водоотводящий канал.

Группа полезных моделей поясняется чертежами.

На Фиг.1 изображена технологическая схема установки для очистки воды фильтрованием через группу контактных осветлителей - фильтров с восходящим фильтрованием воды, предварительно обработанной реагентами (коагулянтом, коагулянтом и флокулянтом, хлорированная)и совмещенными трубопроводами подачи воды на очистку и подачи промывной воды в фильтры, а также совмещенными коллекторами подачи воды на очистку и промывку; на Фиг.2 - то же с трубопроводами подачи воды на очистку и подачи промывной воды на фильтры и коллекторами подачи воды на очистку и подачи воды на промывку, выполненными раздельно.

Установка очистки воды фильтрованием (Фиг.1) содержит группу из трех параллельно установленных идентичных контактных осветлителей 1 (а, б, в) с восходящим фильтрованием (потоком воды), содержащих тяжелую зернистую загрузку (кварцевый или керамзитовый песок, сорбционный фильтрующий материал, др.) 2 (а, б, в), нижние 3 (а, б, в) распределительные устройства, узлы отвода очищенной и промывной воды и первого фильтрата 4 (а, б, в) и трубную обвязку, включающую трубопроводы подачи воды на очистку 5 (а, б, в), совмещенные с трубопроводами подачи промывной воды на фильтры с запорной арматурой с приводом 6 (а, б, в); трубопроводы 7 (а, б, в) отвода очищенной воды (фильтрата), снабженные обратными клапанами 8 (а, б, в) и трубопроводы отвода промывной воды и первого фильтрата 9 (а, б, в).

Коллектор подачи воды на очистку 10, совмещенный с коллектором подачи воды на промывку, соединен с трубопроводами подачи исходной воды 11 и промывной

воды 12, снабженными входными (регулирующими) задвижками 13 и 15 и запорными задвижками с приводом 14 и 16 соответственно, а также с трубопроводами подачи воды на очистку 5 (а, б, в), совмещенными с трубопроводами подачи промывной воды на фильтры с запорной арматурой с приводом 6 (а, б, в).

Трубопроводы отвода очищенной воды (фильтрата) 7 (а, б, в) снабжены обратными клапанами 8 (а, б, в) и соединены с коллектором отвода очищенной воды 17, снабженным задвижкой с приводом 18 или насосом, а трубопроводы 9 (а, б, в) отвода промывной воды и первого фильтрата соединены с коллектором 19 отвода промывной воды и первого фильтрата, в качестве которого может быть использован водоотводящий канал.

Узлы отвода очищенной и промывной воды и первого фильтрата 4 (а, б, в) могут быть выполнены в виде боковых карманов с патрубком отвода очищенной воды 20 (а, б, в) и патрубком отвода промывной воды и первого фильтрата 21 (а, б, в), расположенным выше патрубка отвода очищенной воды.

Система автоматического управления (на чертеже не показана) содержит программное устройство для перевода установки из режима фильтрования в режим регенерации (промывки) фильтрующей загрузки и автоматического управления всеми стадиями регенерации.

Установка очистки воды фильтрованием (Фиг.1) работает следующим образом. В режиме фильтрования очищаемую исходную воду подают в фильтры 1 (а, б, в) по трубопроводу исходной воды 11с входной задвижкой 13 и задвижкой с приводом 14, коллектору 10 и трубопроводам подачи воды на очистку 5 (а, б, в) через нижние распределительные устройства 3 (а, б, в), пропускают при восходящем фильтровании через зернистую загрузку 2 (а, б, в), отводят через узел отвода очищенной воды 4 (а, б, в) по трубопроводам отвода очищенной воды 7 (а, б, в) с обратными клапанами 8 (а, б, в) в коллектор очищенной воды 17 и через открытую задвижку с приводом 18 отводят в резервуар очищенной воды или с помощью насоса подают потребителю. Все остальные задвижки с приводом при этом закрыты.

Перевод установки в режим регенерации производят с помощью дистанционного или автоматического управления по заданной программе.

Для перевода установки в режим регенерации фильтрующей загрузки закрывают задвижку с приводом 14 на трубопроводе исходной воды 11 и задвижку с приводом 18 на коллекторе отвода очищенной воды 17 (или отключают насос). Первую стадию регенерации - взрыхляющую промывку проводят последовательно на

каждом фильтре: промывную воду подают по трубопроводу промывной воды 12, через задвижку 15 и задвижку с приводом 16 (открытую на период взрыхляющей промывки), открывая поочередно на время взрыхления задвижки с приводом б (а, б, в) на трубопроводах подачи промывной воды на фильтры 5 (а, б, в) в промываемый фильтр. При этом промывную воду подают на фильтры 1 (а, б, в) через нижнее распределительное устройство 3 (а, б, в) в направлении снизу вверх и отводят через узел 4 (а, б, в) по трубопроводам отвода промывной воды 9 (а, б, в) в коллектор отвода промывной воды (или отводящий канал) 19 на сброс (в канализацию, резервуар промывной воды, пр.).

При этом обратные клапаны 8 (а, б, в) предотвращают попадание воды из промываемого фильтра по трубопроводам обвязки и коллекторам в остальные фильтры, что привело бы к попаданию загрязненной воды в промытые фильтры и увеличению продолжительности стадии отмывки загрузки.

По завершению взрыхляющей промывки последнего фильтра проводят отмывку загрузки (сброс первого фильтрата) всех фильтров одновременно, подавая исходную воду по схеме фильтрования: через задвижку с приводом 14, по коллектору 10 подачи воды на очистку и трубопроводам подачи воды на очистку 5 (а, б, в). При этом задвижка с приводом 18 на коллекторе отвода очищенной воды (фильтрата) 17 остается в закрытом состоянии, а фильтрат направляют на сброс (в канализацию, резервуар) по трубопроводам 9 (а, б, в), и коллектору 19 (или по водоотводящему каналу) на сброс (в канализацию, резервуар).

После окончания стадии сброса первого фильтрата установку переводят в режим фильтрации, для чего открывают задвижку с приводом 18 на коллекторе отвода очищенной воды 17 (или включают насос).

Установка очистки воды фильтрованием (Фиг.2) содержит группу из двух параллельно установленных идентичных контактных осветлителей 1 (а, б), содержащих тяжелую зернистую загрузку (кварцевый или керамзитовый песок, сорбционный фильтрующий материал, др.) 2 (а, б), нижние распределительные устройства 3 (а, б), узлы отвода очищенной и промывной воды и первого фильтрата 4 (а, б) и трубную обвязку, включающую трубопроводы 5 (а, б) подачи воды на очистку с обратными клапанами 22 (а, б), трубопроводами подачи промывной воды в фильтры 23 (а, б) с запорной арматурой с приводом 24 (а, б); трубопроводы 7 (а, б) отвода очищенной воды (фильтрата), снабженные обратными клапанами 8 (а, б) и трубопроводы отвода промывной воды и первого фильтрата 9 (а, б).

Коллектор подачи воды на очистку 10 соединен с трубопроводом исходной воды 11, снабженным входной (регулирующей) задвижкой 13 и запорной задвижкой с приводом 14, а также с трубопроводами подачи воды на очистку 5 (а, б) с обратными клапанами 22 (а, б), коллектор подачи воды на промывку 25 соединен с трубопроводом промывной воды 12, снабженными входной (регулирующей) задвижкой 15 и с трубопроводами 23 (а, б) подачи промывной воды в контактные осветлители с запорной арматурой с приводом 24 (а, б).

Трубопроводы отвода очищенной воды (фильтрата) 7 (а, б) снабжены обратными клапанами 8 (а, б) и соединены с коллектором отвода очищенной воды 17, снабженным задвижкой с приводом 18 или насосом, а трубопроводы отвода промывной воды и первого фильтрата 9 (а, б) соединены с коллектором 19 отвода промывной воды и первого фильтрата, в качестве которого может быть использован водоотводящий канал.

Узлы отвода очищенной и промывной воды и первого фильтрата 4 (а, б) могут быть выполнены в виде боковых карманов с патрубками отвода очищенной воды 20 (а, б) и патрубками промывной воды и первого фильтрата 21 (а, б), расположенными выше патрубков отвода очищенной воды 20 (а, б).

Система автоматического управления (на чертеже не показана) содержит программное устройство для перевода установки из режима фильтрования в режим регенерации (промывки) фильтрующей загрузки и автоматического управления всеми стадиями регенерации.

Установка очистки воды фильтрованием (Фиг.2) работает следующим образом.

В режиме фильтрования очищаемую исходную воду подают в фильтры 1 (а, б) по трубопроводу исходной воды 11 с входной задвижкой 13 и задвижкой с приводом 14, коллектору 10 и трубопроводам подачи воды на очистку 5 (а, б) с обратными клапанами 22 (а, б) через нижние распределительные устройства 3 (а, б), пропускают при восходящем фильтровании через зернистую загрузку 2 (а, б), отводят через узел отвода очищенной воды 4 (а, б) и патрубки 20 (а, б) по трубопроводам отвода очищенной воды 7 (а, б) с обратными клапанами 8 (а, б) в коллектор очищенной воды 17 и через открытую задвижку с приводом 18 отводят в резервуар очищенной воды или с помощью насоса подают потребителю. Все остальные задвижки с приводом при этом закрыты.

Перевод установки в режим регенерации производят с помощью дистанционного или автоматического управления по заданной программе.

Для перевода установки в режим регенерации фильтрующей загрузки закрывают задвижку с приводом 14 на трубопроводе исходной воды 11 и задвижку с приводом 18 на коллекторе отвода очищенной воды 17 (или отключают насос). Первую стадию регенерации - взрыхляющую промывку проводят последовательно на каждом фильтре: промывную воду подают по трубопроводу промывной воды 12, через задвижку 15, открывая поочередно на время взрыхления задвижки с приводом 24 (а, б) на трубопроводе 23 (а, б) подачи промывной воды в соответствующий фильтр. При этом промывную воду подают в фильтры 1 (а, б) через нижнее распределительное устройство 3 (а, б) в направлении снизу вверх и отводят через узел 4 (а, б) и патрубок 21 (а, б) по трубопроводам отвода промывной воды 9 (а, б) в коллектор отвода промывной воды 19, в качестве которого может быть использован водоотводящий канал, и далее на сброс (в канализацию, резервуар промывной воды, пр.).

При этом обратные клапаны 8 (а, б) предотвращают попадание воды из промываемого фильтра по трубопроводам обвязки и коллектору 17 в остальные фильтры, что привело бы к попаданию загрязненной воды в промытые фильтры и увеличению продолжительности стадии отмывки загрузки.

По завершению взрыхляющей промывки последнего фильтра проводят отмывку загрузки (сброс первого фильтрата) всех фильтров одновременно, подавая исходную воду по схеме фильтрования: через задвижку с приводом 14, по коллектору 10 и трубопроводам 5 (а, б) подачи воды на очистку. При этом задвижка с приводом 18 отвода очищенной воды остается в закрытом состоянии (насос отвода фильтрата отключен), а очищенную воду направляют по трубопроводам 9 (а, б), и коллектору 19 (или по водоотводящему каналу) на сброс (в канализацию, резервуар).

После окончания стадии сброса первого фильтрата установку переводят в режим фильтрации, для чего открывают задвижку с приводом 18 на коллекторе отвода очищенной воды 17 (или включают насос).

Таким образом, предлагаемые технические решения позволяют за счет снижения количества запорной арматуры с приводом упростить монтаж, эксплуатацию и систему автоматического управления установками при одновременном снижении их стоимости.

1. Установка очистки воды фильтрованием, содержащая группу фильтров с зернистой загрузкой и трубной обвязкой с трубопроводами подачи воды на очистку, отвода очищенной воды, подачи промывной воды в фильтры с запорной арматурой с приводом и отвода промывной воды и первого фильтрата, трубопровод исходной воды, трубопровод промывной воды с запорной арматурой с приводом, коллекторы подачи воды на очистку, отвода очищенной воды и подачи промывной воды, коллектор отвода промывной воды и первого фильтрата и систему автоматического управления, отличающаяся тем, что фильтры выполнены в виде контактных осветлителей с восходящим фильтрованием, трубопроводы подачи воды на очистку и подачи промывной воды в фильтры совмещены, коллекторы подачи воды на очистку и подачи воды на промывку совмещены, трубопроводы отвода очищенной воды снабжены обратными клапанами, трубопровод исходной воды снабжен запорной арматурой с приводом, а коллектор отвода очищенной воды снабжен запорной арматурой с приводом или насосом.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве коллектора отвода промывной воды и первого фильтрата используют водоотводящий канал.

3. Установка очистки воды фильтрованием, содержащая группу фильтров с зернистой загрузкой и трубной обвязкой с трубопроводами подачи воды на очистку, отвода очищенной воды, подачи промывной воды в фильтры с запорной арматурой с приводом, отвода промывной воды и первого фильтрата, трубопроводы исходной и промывной воды, коллекторы подачи воды на очистку, отвода очищенной воды и подачи промывной воды, коллектор отвода промывной воды и первого фильтрата и систему автоматического управления, отличающаяся тем, что фильтры выполнены в виде контактных осветлителей с восходящим фильтрованием, трубопроводы подачи воды на очистку и трубопроводы отвода очищенной воды снабжены обратными клапанами, трубопровод исходной воды снабжен запорной арматурой с приводом, а коллектор отвода очищенной воды снабжен запорной арматурой с приводом или насосом.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве коллектора отвода промывной воды и первого фильтрата используют водоотводящий канал.