Фильтр для очистки воды

Полезная модель относится к бытовым фильтрам, используемым при очистке как природной, так и водопроводной воды. Техническим результатом полезной модели является обеспечение высокой степени очистки исходной воды от ионов тяжелых металлов и железа до содержания их не более 0,1 мг/л, а также удаление неприятных запахов и придание привкуса родниковой воды. Сущностью полезной модели является разработка фильтра для очистки воды, содержащего емкость с послойной загрузкой, первый слой которой по току воды сверху вниз выполнен из нерадиоактивной мраморной крошки с содержанием СаСО ₃ не менее 97%, а второй - из активированного угля, причем над первым слоем загрузки расположено распределительное устройство, выполненное в виде вогнутого эллипса, центральная часть которого выполнена выпуклой, на вогнутой части расположены щелевые каналы, а также фильтр содержит дренажный элемент, выполненный из хемосорбционного материала и узел для слива очищенной воды.

Заявляемая полезная модель относится к бытовым фильтрам, в которых вода очищается от железа и тяжелых металлов при движении через фильтрующую среду сверху вниз самотеком под действием гравитационных сил.

При отсутствии водопровода широкое распространение получили автономные фильтры, устанавливаемые на стационарной поверхности. В настоящее время применяют большое число фильтров этого вида, отличающихся дизайном и многообразием материалов, из которых изготовлены фильтрующие элементы.

Известен сорбирующе-фильтрационный материал (РФ 2032449, В 01 D 39/02, 1995 г.), используемый для очистки питьевой воды от тяжелых металлов и радионуклидов цезия. Материал состоит из активного угля и слоя клиноптилата в Na-форме.

Недостатком данного решения является очистка вод, содержащих незначительное количество тяжелых металлов и железа.

Известен фильтр для очистки воды от тяжелых металлов, органических и бактериальных загрязнений, а также кондиционирования воды (РФ 2056358, С 02 F 1/18, 1996 г.). Известное устройство содержит емкость с загрузкой в

виде слоев, один из которых выполнен из шунгита с концентрацией поверхностных кислотных активных групп в интервале 1-15 мкг/м ², а другой из карбонатсодержащей породы (доломитсодержащая порода), включающий микроэлементы побочных подгрупп Периодической системы в количестве 0,001-0,1% от массы породы.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность очистки, зависящая исключительно от физико-химических свойств шунгита, а также невозможность очистки воды, содержащей ионы железа.

Известна фильтрующая среда для очистки питьевой воды из водопровода и пресноводных источников в бытовых фильтрах (РФ 2218984, В 01 J 20/02, 2003 г.), состоящая из активированного угля и гранулированной смеси карбонатов кальция и магния, покрытых пористой пленкой, состоящей из оксидов магния, кальция и железа.

Изобретение позволяет очищать воду от железа до 0,1 мг/л, но не предусматривает очистки воды от тяжелых металлов.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому техническому решению является полезная модель (РФ 34934, В 01 J 20/02, 2003 г.). Известное устройство содержит емкость с послойной загрузкой в виде трех слоев, первый из которых по току воды сверху вниз в качестве измельченного минерального сырья содержит гранулированный фильтрующий материал, состоящий, по меньшей мере, из смеси карбонатов кальция и магния, покрытых пористой пленкой, состоящей из оксидов

магния, кальция и железа, с суммарным содержанием карбонатов кальция и магния не менее 95 масс.% и суммарным содержанием оксидов магния и кальция, не менее 2 масс.%., а оксида железа - 2-3 масс.%. Второй слой выполнен из керамзита, а третий из активированного угля. Фильтр снабжен дренажным устройством, установленным в нижней части фильтра. Дренажное устройство выполнено в виде металлической сетки из стойкого к коррозии металла с размером ячеек 300 мкм - 1 мм. В слое гранулированного фильтрующего материала дополнительно установлен пористый элемент в виде сетки из полимерного материала.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность очистки воды от ионов железа и невозможность очистки воды от тяжелых металлов, а также необходимость выполнения химического процесса нанесения оксидной пленки, отличающейся заданной пористостью.

Технической задачей заявляемой полезной модели является создание фильтра, обеспечивающего очистку исходной воды, от ионов тяжелых металлов и железа до содержания их не более 0,1 мг/л, а также удаление неприятных запахов и придание привкуса родниковой воды.

Поставленная техническая задача решается путем создания фильтра для очистки воды, содержащего емкость с послойной загрузкой, первый слой которой по току воды сверху вниз выполнен из нерадиоактивной мраморной крошки с содержанием СаСО₃ не менее 97 масс.%, а второй - из активированного угля, причем над первым слоем загрузки расположено распределительное устройство, выполненное в виде вогнутого эллипса,

центральная часть которого выполнена выпуклой, а на вогнутой части расположены щелевые каналы, фильтр содержит также дренажный элемент, выполненный из хемосорбционного материала, и узел для слива очищенной воды.

Указанная конструкция распределительного устройства обеспечивает разбрызгивание воды при ее заливке в емкость для увеличения контакта с кислородом воздуха при одновременном равномерном распределении очищаемой воды по объему загрузки.

В качестве первого слоя загрузки может быть использована любая светлая нерадиоактивная мраморная крошка с содержанием СаСО₃, не менее 97 масс.%, например, мраморная крошка гранулометрического состава от 0,5 до 3 мм месторождения Коелга Челябинской области (ТУ 7064-17-103-94), не имеющая радиоактивности и входящая в перечень материалов, допущенных к контакту с питьевой водой.

В качестве активированного угля может быть использован активированный уголь БАУ или аналогичные ему, а также березовые активированные угли, импрегнированные серебром, что позволяет усилить бактерицидные свойства фильтра.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 в схематичном виде представлен фильтр для очистки воды в продольном разрезе, на фиг.2 - вид сверху на фильтр для очистки воды.

Фильтр для очистки воды включает:

1 - емкость, 2 - распределительное устройство, 3 - слой мраморной крошки, 4 - слой активированного угля, 5 - слой дренажного материала, 6 - узел слива очищенной воды и 7 - щелевые каналы.

Устройство работает следующим образом:

Очищаемую воду наливают в емкость 1 сверху. Вода под действием распределительного устройства 2 через щелевые каналы 7 разбрызгивается, проходит последовательно слой мраморной крошки 3, слой активированного угля 4, слой дренажного материала 5 и отводится из узла слива 6 очищенной воды. Фильтр может быть закрыт крышкой (на чертеже не показан).

Результаты анализа исходной воды и фильтрата представлены в таблице.

Как следует из приведенных материалов и таблицы, поставленная техническая задача выполнена.

Использование предлагаемого фильтра позволило очистить воду от органических соединений до 2 мгO₂/л, от ионов тяжелых металлов и от железа до 0,1 мг/л.

Очищаемая вода имеет приятный вкус родниковой воды и не имеет неприятного запаха, что обеспечивает предлагаемая загрузка, в основном за счет нерадиоактивнои мраморной крошки. Кроме того, предлагаемая в фильтре загрузка не требует дополнительной обработки, что снижает трудоемкость изготовления и стоимость.

Анализы воды выполнялись в соответствии со следующей нормативной документацией:

Фильтр для очистки воды, содержащий емкость с послойной загрузкой, первый слой которой по току воды сверху вниз выполнен из измельченного минерального сырья, а другой - из активированного угля, а также дренажный элемент, распределительное устройство и узел для слива очищенной воды, отличающийся тем, что в качестве измельченного минерального сырья используют нерадиоактивную мраморную крошку с содержанием СаСО₃ не менее 97 мас.%, а распределительное устройство расположено над первым слоем загрузки и выполнено в виде вогнутого эллипса, центральная часть которого выполнена выпуклой, на вогнутой части расположены щелевые каналы, дренажный элемент выполнен из хемосорбционного материала.