Устройство для очистки воды

Полезная модель относится к водоочистке Предложено устройство для очистки воды, содержащее цилиндрический корпус с крышкой, средства подачи и отвода воды, распределительную решетку, многослойную сорбционную загрузку, разделительные перегородки между слоями, причем загрузка выполнена из шести слоев, расположенных в следующей последовательности по ходу очищаемой воды: пористый фильтрующий материал для удаления взвешенных частиц, уголь активированный микропористый с каталитическими свойствами, карбоксильный катионит в Аg/Н-форме, макропористый низкоосновной анионит с объемом пор не менее 0,85 см³/г, уголь активированный мезо-микропористый с суммарным объемом пор не менее 0,44 см ³/г, пористый фильтрующий материал. Полезная модель обеспечивает бактериальную стабильность и эффективность очистки воды от нежелательных и вредных примесей без существенного изменения ее минерального баланса.

Настоящая полезная модель относится к области водоподготовки, в частности получения питьевой воды с высокими органолептическими показателями и бактериологической стабильностью, и может быть использована для получения питьевой воды из водопровода и пресноводных источников.

Известны устройства, которые представляют собой приспособления для присоединения к кранам воды в домашнем хозяйстве или автономным емкостям и содержат различные материалы в определенных комбинациях для удаления из воды примесей: катионов, анионов, органических веществ, бактерий, микроорганизмов.

Известно устройство для получения питьевой воды, включающее корпус с отверстиями для входа и выхода воды, засыпку, состоящую из смеси активированного угля, карбоксильного катионита в Na-форме, сильнокислотного сульфокатионита в H⁺-форме, сильнокислотного сульфокатионита в Ag⁺-форме, сильноосновного анионита в НСО₃-форме (RU 2010007, 20.03.1994).

Однако использование в загрузке смеси компонентов имеет следующие недостатки - снижается защитный эффект каждого из компонентов по отношению к другим. Так, например, при послойной загрузке активированный уголь защищает полимерные сорбенты от воздействия активного хлора и препятствует их деструкции, а при использовании смеси сорбентов это не происходит.

Известны такие устройства, которые содержат последовательно расположенные слои материалов для фильтрации, дезодорации, стерилизации, снижения жесткости воды, удаления железа, и т.п.

Так, в RU 2038316, 27.06.1995 описано устройство для очистки воды, которое содержит корпус с входными и выходными патрубками, распределительные пластины и многослойную сорбирующую загрузку, содержащую в первом и последнем слое волокнистый нейтральный и/или ионообменный амфотерный полимерный материал или волокнистый активированный уголь, а между ними слой сильноосновного анионита на основе полипропиленового волокна с привитым сополимером стирола и дивинилбензола и слой волокнистого активированного угля и сильноосновного или сильнокислотного ионита или гранулированного активированного угля.

Указанное размещение слоев для обработки воды в этом варианте обеспечивает вполне определенную последовательность удаления из воды загрязняющих примесей.

Известно также, что устройство предназначено для очистки питьевой воды с повышенным содержанием железа, в частности окисного в виде высокодисперсных взвесей, обуславливающего низкие показатели воды по цветности, которое содержит корпус, подающий и отводящий патрубки и расположенные последовательно в корпусе

слой волокнистого полимерного материала, слой смеси анионита и катионита, слой йодосодержащего материала, слой волокнистого амфотерного материала, слой сильноосновного анионита и слой смеси активированного волокнистого угля и анионита (RU 2078046, 27.04.1997).

В случаях многоступенчатой очистки возможно появление эффекта, обусловленного различием гидродинамического сопротивления каждого из слоев, из-за чего может наблюдаться проскок потока жидкости, содержащей вредные примеси вдоль стенок корпуса (так называемый пристенный эффект), вследствие чего резко снижается эффективность очистки.

Для снижения отрицательного влияния пристенного эффекта разработан картридж для очистки воды, который содержит цилиндрический корпус, основание, крышку, патрубки для ввода очищаемой воды и отвода очищенной воды, распределители потока, многослойную сорбционную загрузку с разделителем зоны, которые выполнены в виде кольца, у которого по крайней мере на одной его стороне герметично закреплен фильтрующе-разделительный материал, а на внешней боковой поверхности кольца выполнено углубление для размещения эластичного материала, при этом в качестве многослойной загрузки фильтр содержит последовательно 4 слоя сорбентов: 2 см волокнистого полипропилена, 6 см смесь смол АВ-17-10 КУ-2, 6 см волокнистого сорбента АК-22, 8 см смеси активированного угля и смолы АВ-17-10 (RU 2084265, 27.07.1997). Недостатком известного картриджа, принятого за прототип, является следующее: использование высокоосновного катионита и сильнокислотного катионита существенным образом изменяет минеральный состав обрабатываемой воды, лишая ее физиологической полноценности, а также отсутствие в составе загрузки бактерицидных компонентов допускает возможность бактериального загрязнения воды.

Задачей предлагаемого решения является создание устройства, обладающего повышенной бактериальной стабильностью и эффективностью очистки воды от нежелательных и вредных примесей без существенного изменения ее минерального баланса.

Поставленная задача решается описываемым устройством для очистки воды, которое содержит цилиндрический корпус с крышкой, средства подачи и отвода воды, распределительную решетку, многослойную сорбционную загрузку, разделительные перегородки между слоями, при этом загрузка выполнена из шести слоев, расположенных в следующей последовательности по ходу очищаемой воды: пористый фильтрующий материал для удаления взвешенных частиц, уголь активированный микропористый с

каталитическими свойствами, карбоксильный катионит в Аg/H-форме, макропористый низкоосновной анионит с объемом пор не менее 0,85 см³/г, уголь активированный мезо-микропористый с суммарным объемом пор не менее 0,44 см³ /г, пористый фильтрующий материал. Предпочтительно, устройство в качестве пористого фильтрующего материала содержит полипропилен, который может быть размещен в распределительной решетке. Низкоосновной анионит, предпочтительно, имеет долю пор диаметром 2-30 нм не мене 40%. Устройство содержит уголь активированный мезо-микропористый, имеющий долю пор с диаметром 0,5-2 мн не менее 20%. Разделительные перегородки выполнены из пористого полипропилена.

Схема устройства изображена на фиг.1, где:

1 - Корпус с крышкой

2 - Распределительная решетка со слоем фильтрующего материала

3 - Слой активированного угля с каталитическими свойствами

4 - Слой катионита

5 - Слой анионита

6 - Слой мезо-микропористого угля

7- Слой пористого фильтрующего материала

8 - Разделительные перегородки между слоями

9 - точка подвода исходной воды

10 - точка отвода очищенной воды

Устройство работает следующим образом. Исходная вода поступает в верхнюю часть устройства, проходит через распределительную решетку 2, на которой происходит распределение потока фильтруемой воды и отделение крупных механических примесей. Затем вода прохродит последовательно через слой каталитического активированного угля, на котором происходит удаление активного хлора, слой катионита, на котором осуществляется снижение временной жесткости, слой анионита, в котором происходит удаление органических веществ природного происхождения, и слой мезо-микропористого угля, в котором происходит удаление хлорорганических веществ, корректировка вкуса и запаха очищенной воды. Слои сорбентов разделены между собой перегородками из пористого фильтрующего материала для предотвращения их перемешивания. После очистки вода проходит через слой пористого полимерноо материала для окончательного удаления механических примесей и предотвращения возможного попадания измельченных частиц сорбентов в очищенную воду. Очищенная вода отводится из нижней части устройства.

В таблице представлены данные по очистке воды.

Как видно из данных таблицы, предложенное устройство позволяет в очищенной воде существенно снизить значения показателей цветность, мутность, перманганатная окисляемость, а также содержание ионов алюминия, железа, хлора и хлорорганических соединений, уменьшить величину жесткости за счет удаления временной, не нарушив минеральный баланс исходной воды. Очищенная вода является физиологически полноценной, но при ее кипячении исключается образование накипи. Бактериологические показатели воды также улучшаются.

1. Устройство для очистки воды, содержащее цилиндрический корпус с крышкой, средства подачи и отвода воды, распределительную решетку, многослойную сорбционную загрузку, содержащую катионит, анионит, уголь и разделительные перегородки между слоями, отличающееся тем, что загрузка выполнена из пяти слоев, расположенных в следующей последовательности по ходу очищаемой воды: пористый фильтрующий материал для удаления взвешенных частиц, уголь активированный микропористый с каталитическими свойствами, карбоксильный катионит в Ag/Н-форме, макропористый низкоосновной анионит с объемом пор не менее 0,85 см³/г, уголь активированный мезо-микропористый с суммарным объемом пор не менее 0,44 см ³/г.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве пористого фильтрующего материала он содержит полипропилен.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что используемый низкоосновной анионит имеет долю пор диаметром 2-30 нм не менее 40%.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что используемый уголь активированный мезо-микропористый имеет долю пор с диаметром 0,5-2 нм не менее 20%.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разделительные перегородки выполнены из пористого полипропилена.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что слой пористого фильтрующего материала размещен в распределительной решетке.