контейнерный фильтр

Формула изобретения

1. Контейнерный фильтр для комплексной очистки сбросных и коллекторно-дренажных вод на закрытых трубчатых коллекторно-дренажных системах, включающий днище и корпус дренажного колодца, устья дрен и коллекторов и сменный фильтрующий элемент, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде сменного контейнера с воронкообразно перфорированным дном и острыми кромками перфорации, заполненного фильтрующим материалом и реагентом и свободно установленного перфорированным дном на пружинных опорах на днище колодца, и гидравлически сопряжен с уровнями воды в устьях дрены и коллектора, причем для осуществления командования над уровнями воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора уровень воды в устье дрены превышает уровни воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора, соответственно, не менее чем на 0,2 м и на 0,3 м, а уровень воды в устье коллектора превышает уровни воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора, соответственно, не менее чем на 0,1 м и на 0,2 м, при этом для автоматического регулирования гидравлической связи контейнера с устьями дрены и коллектора контейнер снабжен фиксаторами, а также снабжен жестким фасонным отводящим трубопроводом для связи с истоком последующего участка коллектора.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что жесткий фасонный отводящий трубопровод имеет форму простого колена или сложного многоколенника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственной гидротехнической мелиорации и может быть использовано для безреагентной и реагентной очистки сбросных, коллекторно-дренажных и сточных вод на закрытых трубчатых коллекторно-дренажных системах.

Известен дренажный колодец (Авторское свидетельство №1194959, МКИ Е 02 В 11/00, БИ №44 от 30.11.85), включающий колодец, установленный на коллекторе и включающий корпус с водоприемными отверстиями и перфорированной крышкой и фильтрующую засыпку, корпус которого выполнен в виде перевернутого стакана, встроенного в коллектор, а фильтрующая засыпка защищена дерновым слоем, травяной покров, которого соприкасается с ее поверхностью, а стакан выполнен из отрезка керамической трубы со щелями в дне и боковых стенках.

Недостатком дренажного колодца является то, что он предназначен для отвода поверхностных вод на оросительных системах. При заилении фильтра необходимо полностью раскопать колодец и после этого заново восстановить всю его конструкцию. Так как поверхностные воды имеют значительную мутность, реставрацию колодца придется делать очень часто, что экономически не выгодно и технологически сложно.

Наиболее близким техническим решением является дренажный водоприемный колодец (Авторское свидетельство №1127627, МКИ Е 02 В 11/00, БИ №45 от 07.12.84), содержащий отстойник, выполненный в виде съемного стакана и нанососборника, имеющего отверстия в верхней части и днище и снабженного сменным фильтрующим элементом, помещенном в корпусе, который имеет гаситель потока и перфорированное основание, совмещенное с днищем стакана-нанососборника.

Недостатком дренажного водоприемного колодца является то, что он может быть использован только для отвода и механической очистки поверхностных вод с поля или канала. Конструкция колодца находится в строго фиксированном положении и допускает сброс неочищенных поверхностных вод в фильтр через сливные отверстия, что снижает качество очистки и надежность работы устройства. При такой конструкции колодца при замене фильтрующего элемента требуется демонтаж крышки, гасителя потока и лишь потом фильтра.

Техническим результатом, достигаемым данным изобретением является упрощение эксплуатации сооружения, повышение надежности работы, качества очистки техногенных вод и производительности фильтрации.

Результат достигается тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде сменного контейнера с воронкообразно перфорированным дном с острыми кромками перфорации, заполненного фильтрующим материалом и реагентом, свободно установленного перфорированным дном на пружинистых опорах на днище колодца, и гидравлически сопряжен с уровнем воды в устьях дрен и коллектора, причем для осуществления командования над уровнем в контейнерном фильтре и истоке последующего участка коллектора уровень воды в устье дрены превышает уровень воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора, соответственно, не менее, чем на 0,2 и на 0,3 м, а уровень воды в устье коллектора превышает уровень воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора, соответственно, не менее, чем на 0,1 и на 0,2 м. При этом для автоматического регулирования гидравлической связи контейнера с устьем дрены и коллектора контейнер снабжен фиксаторами, а также снабжен жестким фасонным отводящим трубопроводом для связи с истоком последующего участка коллектора, имеющим форму простого колена или сложного многоколенника. На фиг.1 изображен контейнерный фильтр, вертикальный разрез; на фиг.2 - воронкообразно перфорированное дно сменного контейнера; на фиг.3 - острая воронкообразная форма перфорации дна.

Контейнерный фильтр состоит из днища 1 и установленного на нем корпуса дренажного колодца 2, в котором свободно установлен сменный контейнер 3 с воронкообразно перфорированным дном 4 и острыми кромками перфорации, заполненный фильтрующим материалом и реагентом 5, устья дрены 6, жесткого фасонного отводящего трубопровода 7 и 8, устья коллектора 9, пружинных опор 10, фиксатора 11 и истока последующей части коллектора 12, отводящего очищенную воду.

Контейнерный фильтр работает следующим образом. Контейнерный фильтр применяется для очистки сбросных и коллекторно-дренажных вод на оросительных системах, имеющих горизонтальный закрытый трубчатый дренаж с уже стабилизированным или не стабилизированным уровнем грунтовых вод. Один контейнерный фильтр может обслуживать одну дрену или один коллектор, в который впадают несколько дрен. В зависимости от этого он устанавливается в устье дрены или коллектора. Производительность контейнерного фильтра должна соответствовать максимальному расходу дрены или коллектора, который, как правило, наблюдается в оросительный период. В связи с этим, производительность контейнерного фильтра рассчитывают по формуле:

где Q_max - необходимая максимальная производительность контейнерного фильтра, м³ /с;

q_max - максимальный расход дрены, л/с·га, может достигать более 0,45 л/с·га;

А - площадь, обслуживаемая дреной или коллектором, на которых установлен контейнерный фильтр;

n - показатель степени, изменяется от 0,1 до 0,4 и зависит от мутности воды и грязеемкости фильтрующего элемента.

Дренажный колодец, состоящий из днища 1 и корпуса 2, устанавливают в устье коллектора 9 или дрены 6. На пружинные опоры 10 днища 1 устанавливают сменный контейнер 3 с воронкообразно перфорированным дном 4 и острыми кромками перфорации. Сменный контейнер перед установкой на пружинные опоры 10 заполняют необходимым количеством фильтрующего материала и реагента 5. Фильтрующий материал и реагент 5 выбирают в зависимости от загрязненности техногенных вод и необходимой степени их очистки. Дренажная вода по дрене 6 или коллектору 9 поступает на поверхность фильтрующего материала и реагент 5, который с поверхности закрыт крупной фракцией гальки, выполняющей роль гасителя подающего потока воды. Дренажные воды, проходя через всю толщу фильтрующего материала и реагента 5, очищаются от механических примесей, взвеси и одновременно проходят реагентную очистку. Их качество повышается. Химическая очистка дренажных вод проводится целенаправленно для удаления вредных веществ и элементов. В зависимости от того, что нужно удалить, подбирается необходимый реагент. Очищенная вода через воронкообразную перфорацию дна 4 с острыми кромками проходит и попадает в колодец на его днище 1 и заполняет корпус 2.

Как только уровень воды в сменном контейнере достигает необходимой отметки, которая осуществляет командование над уровнем воды в истоке последующей части истока коллектора 12, очищенная вода по жесткому фасонному отводящему трубопроводу 7 или 8, выполненному в форме простого колена или сложного многоколенника, и истоку последующей части коллектора 12, отводящей очищенную воду, пойдет к месту ее последующей утилизации. На уровне дна коллектора или впадающей в колодец дрены установлен фиксатор 11 максимальной верхней отметки верха сменного контейнера 3, что обеспечивает автоматическое регулирование гидравлической связи контейнера с устьем дрены и коллектора, а за счет пластических деформаций пружинных опор 10 регулируется вертикальное положение сменного контейнера 3 в зависимости от изменения поступающего в него количества дренажных вод.

Для осуществления командования над уровнем воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора уровень воды в устье дрены превышает уровень воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора, соответственно, не менее, чем на 0,2 и на 0,3 м, а уровень воды в устье коллектора превышает уровень воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора, соответственно, не менее, чем на 0,1 и на 0,2 м, что позволяет осуществлять нормальную работу контейнерного фильтра при уклонах местности 0,002-0,001.

При потере производительности контейнерного фильтра на 50% фильтрующий материал и реагент 5 меняют. Сменный контейнер 3 автокраном вытаскивают из корпуса колодца, заменяют фильтрующий материал и реагент 5 или полностью весь сменный контейнер и очистка техногенных вод продолжается.