Краплинний біофільтр
Власники патенту UA 2513401:
Винахід відноситься до гідротехніки, зокрема систем очищення води. У краплинному біофільтрі, що містить корпус, систему подачі стічної води, розпилювальний пристрій і завантаження, корпус виконаний у вигляді прямокутного блоку з подвійним дном: верхнім у вигляді колосникових грат і нижнім - суцільним днищем, залізобетонними стінками та дахом, а також містить баки для стічної дози води, яка надходить через впускний патрубок системи подачі стічної води на очищення, при цьому висота міждонного простору повинна бути не менше 0,6 м, а дренаж біофільтра виконаний із залізобетонних плит, покладених на бетонні опори, при цьому загальна площа отворів для пропуску води дренажну систему повинна становити не менше 5÷8% площі поверхні біофільтрів, а швидкість руху води в них повинна бути не менше 0,6 м/с, при цьому система подачі стічної води на очищення включає розгалужену мережу трубопроводів, на яких змонтовані розпилювальні пристрої, рівномірно розташовані над завантаженням біофільтра, причому ухил нижнього днища до збірних лотків приймається не менше 0,01, поздовжній ухил збірних лотків - не менше 0,005, а стінки біофільтра виконані зі збірного залізобетону і піднімаються над поверхнею завантаження на 0,5 м для зменшення впливу вітру на розподіл води поверхнею фільтра, а матеріалом для завантаження біофільтрів є щебінь і галька. Технічний результат - підвищення надійності та ефективності очищення стічних вод. 3 іл.
Винахід відноситься до гідротехніки, зокрема систем очищення води.
Найбільш близьким технічним рішенням до заявленого об'єкта є система водоочищення за а.с. СРСР №1534572 МКИ E03B 3/04, 1987 р., що містить корпус, систему подачі стічноїводи, розпилювальний пристрій та завантаження (прототип).
Недоліком цього пристрою є порівняно невисока надійність та ефективність очищення стічних вод.
Технічний результат - підвищення надійності та ефективності очищення стічних вод.
Це досягається тим, що в краплинному біофільтрі, що містить корпус, систему подачі стічної води, розпилювальний пристрій і завантаження, корпус виконаний у вигляді прямокутного блоку з подвійним дном: верхнім у вигляді колосникових грат і нижнім - суцільним днищем, залізобетонними стінками та дахом, а також містить дозуючі баки для стічної води, яка надходить через впускний патрубок системи подачі стічної води на очищення, при цьому висота міждонного простору повинна бути не менше 0,6 м, а дренаж біофільтра виконаний із залізобетонних плит, покладених на бетонні опори, при цьому загальна площа отворів для пропуску води в дренажну систему повинна становити не менше 5÷8% площі поверхні біофільтрів, а швидкість руху води в них повинна бути не менше 0,6 м/с, при цьому система подачі стічної води на очищення включає розгалужену мережу трубопроводів, яких змонтовані розпилювальні пристрої, рівномірно розташовані над завантаженням біофільтра, причому ухил нижнього днища до збірних лотків приймається не менше 0,01, поздовжній ухил збірних лотків - не менше 0,005, а стінки біофільтра виконані зі збірного залізобетону і піднімаються над поверхнею завантаження на 0 м для зменшення впливу вітру на розподіл води поверхнею фільтра, а матеріалом для завантаження біофільтрів є щебінь і галька.
На фіг.1 представлена схема крапельного біофільтра, на фіг.2 - вид зверху фіг.1, на фіг.3 - схема розпилювального пристрою.
Краплинний біофільтр містить корпус, який виконанийу вигляді прямокутного блоку з подвійним дном: верхнім у вигляді колосникових грат і нижнім - суцільним днищем, залізобетонними стінками 4 і дахом, а також містить дозируючі баки 1 для стічної води, яка надходить через впускний патрубок 5 системи подачі стічної води на очищення. Висота міждонного простору має бути не менше 0,6 м для можливості періодичного огляду. Дренаж біофільтрів виконують із залізобетонних плит, покладених на бетонні опори. Загальна площа отворів для пропуску води в дренажну систему повинна становити не менше 5-8% площі поверхні біофільтрів. Щоб уникнути замулювання лотків дренажної системи, швидкість руху води в них повинна бути не менше 0,6 м/с.
Система подачі стічної води на очищення включає розгалужену мережу трубопроводів, на яких змонтовані розпилювальні пристрої 2, розташовані рівномірно над завантаженням 3 біофільтра.
Ухил нижнього днища до збірних лотків приймається не менше 0,01, поздовжній ухил збірних лотків (максимально можливий з конструктивних міркувань) – не менше 0,005. Стінки біофільтрів виконуються із збірного залізобетону і піднімаються над поверхнею завантаження на 0,5 м для зменшення впливу вітру на розподіл води по поверхні фільтра. За наявності дешевого завантажувального матеріалу та вільної території невеликі біофільтри можна влаштовувати без стінок; фільтруючий матеріал у разі засипається під кутом природного укосу. Найкращими матеріалами для засипки біофільтрів є щебінь та галька. Всі застосовані для завантаження природні та штучні матеріали повинні задовольняти наступним вимогам: при густині до 1000 кг/м 3 завантажений матеріал у природному стані повинен витримувати навантаження на поперечний переріз не менше 0,1 МПа, не менше 10 цикліввипробувань на морозостійкість; кип'ятіння протягом 1 години в 5%-ному розчині соляної кислоти; матеріал не повинен отримувати помітних пошкоджень або зменшуватись у вазі більш ніж на 10% початкового завантаження біофільтрів; завантаження біофільтрів по висоті має бути однакової крупності, і тільки для нижнього шару, що підтримує, висотою 0,2 м слід застосовувати більшу завантаження (діаметром 60÷100 мм).
Кожен розпилювальний пристрій (фіг.3) містить порожнистий циліндричний корпус 6 з каналом 8 для підведення рідини і співвісну, жорстко пов'язану з корпусом втулку 7 із закріпленим в її нижній частині соплом, виконаним у вигляді циліндричної двоступінчастої втулки 9, верхня циліндрична ступінь 11 якої з'єднана за допомогою різьбового з'єднання з центральним сердечником, встановленим з кільцевим зазором 14 щодо внутрішньої поверхні циліндричної втулки 9 і що складається з циліндричної частини 12 із закріпленим співвісно з нею в нижній частині кульовим сегментом 16, що має дросельні отвори 17, осі яких розташовані паралельно осі. Дросельні отвори 17, виконані в кульовому сегменті 16, можуть бути розташовані по радіусах сферичної поверхні, що утворює кульовий сегмент 16.
Кільцевий зазор 14 з'єднаний, принаймні, з трьома радіальними каналами 5, виконаними в двоступінчастій втулці 9, що з'єднують його з кільцевою порожниною 8, утвореною внутрішньою поверхнею втулки 7 і зовнішньою поверхнею верхньої циліндричної щаблі 11, причому кільцева порожнина 1 6 для підведення рідини.
На бічній поверхні циліндричної частини 12 центрального сердечника, у його нижній частині, з'єднаній з кульовим сегментом 16, виконано, принаймні, два ряди циліндричних дросельних отворів 15,осями, що у площинах, перпендикулярних осі сердечника, а кожному ряді виконано, по крайнього заходу, три отвори. При цьому осі дросельних отворів одного ряду зміщені щодо осей отворів дросельних іншого ряду на кут, що лежить в діапазоні 15°÷60°.
Краплинний біофільтр працює наступним чином.
У краплинному біофільтрі стічна вода подається як крапель чи струменів. Природна вентиляція повітря відбувається через відкриту поверхню біофільтра та дренаж. Такі біофільтри мають низьке навантаження по воді; зазвичай вона коливається від 0,5 до 1 м3 води на 1 м3 фільтра.
Краплі біофільтри рекомендується застосовувати при витраті стічних вод не більше 1000 м 3 /добу. Вони призначаються для повної (до БПК10=10…15 мг/л) біологічної очистки стічної води.
Робота кожного з розпилювальних пристроїв здійснюється в такий спосіб.
Рідина під тиском подається в порожнину корпусу форсунки 6 і потім надходить у двох напрямках: перше - кільцеву порожнину 13 через радіальні канали 10 кільцевий зазор 14 між соплом і центральним сердечником. При тисках на вході більше 0,2 МПа рідина розганяється на зовнішній циліндричній поверхні осердя з утворенням плівки рідини, яка не відривається від зовнішньої поверхні. При досягненні рідинного потоку зустрічних потоків, що витікають з циліндричних отворів дросельних 15, відбувається багаторазове дроблення плівки з утворенням дрібнодисперсної фази.
Другий напрямок, яким надходить рідина - через канал 8 для підведення рідини в порожнину центрального сердечника, а потім в нижню частину циліндричної частини 12 сердечника, з якої частина рідини закінчується через радіальні отвори 15, при цьому відбувається багаторазове дроблення краплинних потоківрідини, що витікають з дросельних отворів.
Схема роботи крапельних біофільтрів така. Стічна вода, освітлена в первинних відстійниках, самопливом (або під натиском) надходить із системи 5 подачі стічної води в розподільні пристрої 2, з яких періодично напускається на поверхню біофільтра. Вода, що профільтрувалася через завантаження 3 біофільтра, потрапляє в дренажну систему і далі суцільним непроникним дном стікає до відвідних лотків, розташованим за межами біофільтра. Потім вода надходить у вторинні відстійники (на кресленні не показано), в яких плівка, що виноситься, відокремлюється від очищеної води.
Краплинний біофільтр, що містить корпус, систему подачі стічної води, розпилювальний пристрій і завантаження, корпус виконаний у вигляді прямокутного блоку з подвійним дном: верхнім у вигляді колосникових грат і нижнім - суцільним днищем, залізобетонними стінками і дахом, а також містить баки для дозування для стічної води , яка надходить через впускний патрубок системи подачі стічної води на очищення, при цьому висота міждонного простору повинна бути не менше 0,6 м, а дренаж біофільтра виконаний із залізобетонних плит, покладених на бетонні опори, при цьому загальна площа отворів для пропуску води в дренажну систему повинна становити не менше 5÷8% площі поверхні біофільтрів, а швидкість руху води в них повинна бути не менше 0,6 м/с, при цьому система подачі стічної води на очищення включає розгалужену мережу трубопроводів, на яких змонтовані розпилювальні пристрої, рівномірно розташовані над завантаженням біофільтра, причому ухил нижнього днища до збірних лотків приймається не менше 0,01, поздовжній ухил збірних лотків - не менше 0,005, а стінки біофільтра виконані зі збірного залізобетону та височіють над поверхнеюзавантаження на 0,5 м для зменшення впливу вітру на розподіл води по поверхні фільтра, а матеріалом для завантаження біофільтрів є щебінь і галька, що відрізняється тим, що розпилювальний пристрій містить порожнистий корпус з соплом і центральним сердечником, а корпус виконаний з каналом для підведення рідини і має співвісну, жорстко пов'язану з корпусом втулку із закріпленим у її нижній частині соплом, виконаним у вигляді циліндричної двоступінчастої втулки, верхня циліндрична ступінь якої з'єднана за допомогою різьбового з'єднання з центральним сердечником, встановленим з кільцевим зазором щодо внутрішньої поверхні циліндричної втулки і що складається з циліндричної частини із закріпленим співвісно з нею в нижній частині кульовим сегментом, що має дросельні отвори, осі яких розташовані по радіусах сферичної поверхні, що утворює кульовий сегмент, а кільцевий зазор з'єднаний, принаймні, з трьома радіальними каналами, виконаними в двоступінчастій втулці, що з'єднують його з кільце порожниною, утвореною внутрішньою поверхнею втулки і зовнішньою поверхнею верхнього циліндричного ступеня, причому кільцева порожнина пов'язана з каналом корпусу для підведення рідини, при цьому на бічній поверхні циліндричної частини центрального сердечника, в його нижній частині, з'єднаній з кульовим сегментом, виконано, принаймні, два ряди циліндричних дросельних отворів, з осями, що лежать у площинах, перпендикулярних осі сердечника, а в кожному ряду виконано, принаймні, три отвори, при цьому осі дросельних отворів одного ряду зміщені щодо осей дросельних отворів іншого ряду на кут, що лежить в діапазоні 15 ° ÷ 60 °.