Комплексная трехуровневая система водоочистки

Полезная модель относится к системам для автономного водоснабжения и очистки воды. Техническим результатом является создание высокоэкономичной системы водоподготовки воды и получение воды с требуемыми параметрами наиболее эффективно для различных целей. В магистрали с помощью системы трубопроводов образованы три контура для очистки воды для разных целей: для использования в тепловых сетях со средствами для умягчения, для питьевой воды со средствами тонкой очистки и для получения холодной воды для технических нужд. Для получения питьевой воды высокого качества могут быть использованы ултрафильтрационные мембраны с порами не более 0,01 мкм.р или трековые мембраны академика Флерова или трековые мембраны с мембранными предфильтрами на основе тканей из полипропилена.

Изобретение относится к автономным системам водоснабжения для использования в централизованных и нецентрализованных системах, в том числе в зданиях и помещениях, которые не имеют доступа к водным ресурсам соответствующим принятым стандартам, а получают воду из поселковых водопроводов, скважин или колодцев.

К сожалению, большая часть вышеуказанных источников содержит вредные а порой и опасные для здоровья вещества. По официальным данным в некоторых районах наблюдается многократное превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) по вредным химическим веществам, вплоть до радиоактивных, и патогенную флору. Происходит интенсивное загрязнение земли. Вредные вещества растворяются и с потоками воды просачиваются в водоносные слои, перемещаясь на огромные расстояния от источников загрязнения. Прежде всего, это касается Европейской части России.

В тоже время все большая часть населения желает жить за пределами больших городов с наибольшим комфортом. Большая часть известных систем не обеспечивает приемлемого качества очистки воды даже для технических нужд. А между тем загородные дома все больше насыщаются предметами достаточно дорогой бытовой техники, которая в результате использования неочищенной или плохо очищенной воды необоснованно часто выходит из строя.

Подвергаются опасности автономные системы отопления, что также снижает уровень комфортности проживания.

Известны автономные системы водоснабжения потребителя особо чистой водой, которые предусматривают доставку воды в специальных контейнерах, используют специальные материалы для трубопроводов (1) и не имеют средств для разделения контуров воды для питья и прочих нужд, что делает установку неэкономичной.

Известны автономные системы водоснабжения, которые предусматривают использование раздельных потоков воды для технических целей и питья (2) а также содержат средства для очистки воды, однако известное техническое решение предусматривает наличие специальных нестандартных трубопроводов, что существенно удорожает систему, кроме того используемые в ней средства для фильтрации не обеспечивают получение на выходе особо чистой воды.

Известны системы водоснабжения, имеющие несколько контуров разделенного водного потока, с целью использования отработанной воды для нужд сантехники (3), однако известное решение предусматривает одинаковую очистку всей воды поступающей в здание на начальном этапе, а дополнительные контуры создаются за счет дополнительных накопительных резервуаров и трубопроводов,

Наиболее близким к предложенной полезной модели является система водоснабжения жилого дома (4), которая содержит многоконтурную систему трубопроводов для направления водных потоков как в систему для подачи питьевой воды, а также воды для технических нужд, включая контур для горячей воды.

Среди всех известных решений отсутствуют решения позволяющие получать физиологически полноценную питьевую воду для кипячения, питьевую воду высшего качества, а также обеспечивать качество технической воды для горячего теплоснабжения и для полива и сантехнических нужд, что является существенным для людей живущих за городом наиболее экономичным способом. Известно, что невыгодно использовать одинаково дорогую водоподготовку для питьевых и технических нужд, так как питьевой воды требуется не более 10% от общего водоснабжения.

Технической задачей настоящей полезной модели является создание такого устройства, которое позволяет решить вышеперечисленные задачи наиболее экономически выгодно, простым и надежным способом за счет создания раздельных контуров для получения технической воды, воды для теплоснабжения и получения физиологически полноценной воды высшего качества в питьевом контуре наряду с получением питьевой воды требующей кипячения.

Существо заявленного технического решения сводится к тому, что в автономной системе водоснабжения и очистки воды напорного типа, предназначенной для установки в отдельных зданиях, имеющих источники воды не соответствующие стандартным требованиям, содержащих набор фильтров, установленных на выходе из источника и на входе в магистраль и трубопроводы, вода по которым подается в точки потребления, часть фильтров используют для предварительной очистки, часть для подготовки воды для тепловой сети, часть для тонкой доочистки и коррекции питьевой воды. При этом предварительную очистку осуществляют путем установки блока фильтров предварительной очистки или

засыпных колон водоподготовки, сорбции и обезжелезивания в общей магистрали, образуя первый контур очистки, за этим блоком или за частью фильтров этого блока последовательно по воде трубопроводы подключают так, что обеспечивают разделение общего потока воды, протекающего в магистрали на отдельные потоки так, притом что каждый поток протекает в своем трубопроводе. Во втором контуре размещаются фильтрующие средства для обессоливания и умягчения с целью подготовки воды для горячего теплоснабжения, при этом трубопровод, в котором размещены эти средства, подключен к магистрали за частью фильтров, обеспечивающих защиту от механических загрязнений, сорбции и обезжелезивания, и снабжен отводом для обеспечения холодной водой для технических нужд Третий контур предназначен для получения питьевой воды, при этом средства для получения физиологически полноценной питьевой воды может быть выполнен с использованием средств тонкой доочистки: использованием фильтрационных мембран с порами до 0,01 мкр, для этой цели могут быть использованы также трековые мембраны или трековые мембраны с предфильтрами из ткани на основе полипропилена, образующих модуль мембрана в мембране.

Блок фильтров предварительной очистки питьевого контура может состоять из средств тонкой механической доочистки, фильтров для удаления остатков растворенного и нерастворенного железа, пестицидов, бензола, нефтепродуктов, тяжелых металлов. Здесь же обеспечивается бактерицидный эффект за счет предварительно введенного в картридж серебра в связанной металлической форме, а также сорбционного картриджа для улучшения органолептических свойств воды, эти картриджи установлены

последовательно по ходу протекания воды. Далее представлены примеры комплексной трехконтурной системы водоочистки согласно настоящей полезной модели.

.На фиг.1 дана общая схема устройства согласно данной полезной модели.

На фиг.2 - схема третьего контура, состоящая из двух ветвей трубопроводов.

Вода поступает из источника на вход системы комплексной трехконтурной системы водоочистки. Исходная вода поступает в аэрационный блок 1 (имеющим в комплекте помпу или компрессором для подкачивания кислорода). Здесь завершается первая фаза очистки. Вторая фаза очистки начинается в блоке 2, где происходит обезжелезивание - доокисление двухвалентного растворенного железа в трехвалентное и окислов марганца. Частицы трехвалентного железа и марганца задерживаются в массе наполнителя (например песка). В качестве фильтровальной загрузки могут быть использованы известные универсальные засыпки и картриджи.

Например фильтры ПГС (на основе полимерноглобулярных структур и др.), «ВДК-ИО2» или «ВДК-Fe+» Важно, чтобы их фильтровальная загрузка обеспечивала заданный эффект, а именно:

- обезжелезивание (удаление растворенного железа Fe2+ и нерастворенного Fe3+), улучшение вкуса воды;

- пестицидов, бензола, нефтепродуктов, тяжелых металлов и т.п., улучшение вкуса: устранение запаха воды.

- частичное умягчение(снижение чрезмерного содержания солей жесткости;

- бактерицидный эффект за счет активного серебра. Введенное в материал картриджа серебро нейтрализует жизнедеятельность и

развитие отфильтрованных бактерий и, вместе с тем, не выделяется в очищенную воду, т.к. серебро в картридже находится в связанной металлической (несмываемой форме), и абсолютно безопасно для здоровья при этом происходит безреагентное удаление частиц до 30 мкм; вода поступает на картридж 3 для фильтрации взвесей до 5 мкм, 3 фаза. Затем на четвертой фазе в колонне 4 происходит умягчение воды удалением солей жесткости, в качестве наполнителя используется мультикомпонентный ионообменный материал, регенирируемый поваренной солью. Процесс регенерации наполнителя контролирутся блоком автоматического управления также как и процесс регенерации блока 4. 3атем на пятой ступени очистки подготовленная вода проходит дальнейшую очистку на шлифовочном картриджном постфильтре 5, где идет доочистка от взвесей и продуктов истирания наполнителя путем их удержания. Шестая фаза очистки производится с помощью прибора для обеззараживания, например, с помощью ультрафиолетового или иного облучения 6. Эта фаза может быть исключена. Комплекс вышеуказанных фильтров представляет собой первый контур системы к.I.

Предварительно очищенная от разных примесей вода поступает в контур к.II и к.III. От трубопровода, соединяющего общую магистраль со вторым и третьим контуром сделан отвод для забора холодной воды, качество ее достаточно для обеспечения технических нужд и полива, если это требуется.

Второй контур (к.II).

В контуре к.II размещены средства для водоподготовки с целью использования в тепловых сетях, они производят умягчение и обессоливания воды, поступающей на бытовые приборы

(стиральную машину, батареи отопления, посудомоечную машину и др.)

7-я и 8-я фаза. Предварительная подготовленная на универсальной станции вода проходит дальнейшую обработку для защиты сантехнического оборудования от накипи в системе холодного водоснабжения. Для горячего водоснабжения применяется система обессоливания, что предотвращает образование накипи на нагревательных элементах бытовой техники. Средства для умягчения воды 7 для этих целей могут быть различными: это может быть электролиз или электродиализ, а также фильтры, например засыпного или картриджного типа для удаления солей жесткости с соответствующей загрузкой как показано в данном примере, или электромагнитные, или магнитострикционные, или роторные преобразователи (не показано). На выходе блока 7 установлен еще один блок 8 фильтрующий взвеси до 5 мкм. Дальше вода поступает на котел 9, после нагревания - в душ 10 и систему отопления 11. Управление регенерацией системы может быть ручным или автоматическим.

.Использование этого контура продлевает срок жизни бытовых приборов использующих горячую воду и удешевляет эксплуатацию системы водоснабжения, так как ограничивает объем воды, предназначенный для питья, продлевая таким образом срок действия трековых мембран.

Предварительно подготовленная на универсальной станции (первом контуре) вода доставляется в третий контур, где она проходит дальнейшую доочистку, коррекцию и структурирование с использованием экологически чистых и безопасных для здоровья людей технологий для получения физиологически полноценной

питьевой воды высшего качества с использованием средств тонкой очистки, в качестве таких средств может быть использован блок высокотехнологических трековых мембраны академика Флерова, или из этих мембран, помещенных в мембрану из ткани на основе полипропилена (технология «ВОДНЫЙ ДОКТОР» пат. Евразии №005222) или в виде ультрафильтрационной мембраны UF 12. Третий контур состоит их двух раздельных схем водоподготовки. Одна из них предназначена для получения физиологически полноценной воды для питья. Другая предназначена для получения высококондиционной воды пригодной для питья после кипячения, т.е. для приготовления пищи, но может быть использована также для душа, ванной, минибассейна в оздоровительных целях.

Первая схема третьего контура включает в себя блоки 13 и 14, установленные последовательно по воде и представляющие собой дополнительно введенные фильтрующие средства для тонкой механической доочистки и состоят из фильтров для удаления остатков растворенного и нерастворенного железа, пестицидов, бензола, нефтепродуктов, тяжелых металлов, здесь же обеспечивается бактерицидный эффект за счет предварительно введенного в картридж серебра в связанной металлической форме-блок 13 и сорбционный картридж 14 для улучшения органолептических свойств воды, далее по ходу воды установлены средства для ее омагничивания 15, омагниченная вода поступает в кран 16 и пригодна для приготовления пищи. Средства для омагничивания могут быть выполнены любым известным образом либо в виде постоянных магнитов либо переменных любой формы и вида, создающих магнитное поле в зоне перемещения водного потока. Параллельно омагниченная вода поступает на блок тонкой очистки, выполненный либо с использования трековых мембран с

мембранными предфильтрами из ткани на основе полипропилена, образующих модуль мембрана в мембране или без предфильтров 12. Фильтрат может быть минерализован или дополнительно омагничен (не показано). Блок тонкой очистки может быть выполнен на ультрафильтрационной мембране UF с порами до О., 1 мкр., что не нарушает свойства физиологичности воды. Вторая или другая схема третьего контура образована параллельным трубопроводом, в котором размещен блок предварительной очистки 17-19, выполненный на трех цилиндрических картриджах и блок окончательной тонкой очистки 20 на трековых мембранах академика Флерова.. Блок снабжен краном для отфильтрованной воды 21 и краном для регенерации 22. Предварительный блок доочистки 19 обеспечивает окончательную механическую доочистку и состоит из фильтров для доочистки остатков растворенного и нерастворенного железа, пестицидов, бензола, нефтепродуктов, тяжелых металлов и хлороорганики. Полученная вода со свойствами питьевой может быть использована в оздоровительных целях для душа, бассейна, ванны.. Это делает предлагаемую систему водоснабжения экономичной, не лишая пользователей комфорта при ее использовании. Выполнение блока питьевой воды на модулях «мембрана в мембране», где в качестве мембран использованы трековые мембраны и мембраны из ткани на основе полипропилена в сочетании с заданной системой водоподготовки позволяет получать оптимальные потребительские показатели: экономичность и высокое качество получаемой воды. Полученная вода отлично подходит для питья, для различных бытовых нужд, для горячего водопотребления и для тепловых сетей.

Источники информации:

1. ПМ РФ 4717 2005

2. ПМ РФ 52606 2005

3. ПАТ РФ 2182202 1999

4. ПАТ РФ 2087632 1995

1. Комплексная многоконтурная система водоподготовки напорного типа, предназначенная для установки в отдельных зданиях, имеющих в качестве источников воды скважины, колодцы или поселковые водопроводы, т.е. источники воды не соответствующие стандартным требованиям, содержащая набор фильтров, установленных на выходе из источника и на входе в магистраль и трубопроводы, вода по которым подается непосредственно в точки потребления, отличающаяся тем, что часть фильтров предназначена для предварительной очистки, часть для подготовки воды для тепловой сети, часть для тонкой очистки и подготовки питьевой воды, при этом в общей магистрали установлен блок фильтров для предварительной очистки воды, за блоком фильтров предварительной очистки или за частью блоков последовательно по воде, трубопроводы подключены так, чтобы обеспечивать разделение общего потока воды, протекающей в магистрали на отдельные потоки так, что каждый поток протекает в своем трубопроводе, образуя контуры для очистки различным образом для различных целей, в первом контуре в общей магистрали расположен универсальный блок фильтров предварительной очистки, другой контур содержит фильтрующие средства для обессоливания и умягчения с целью подготовки воды для горячего теплоснабжения, при этом средства для фильтрации, размещенные во втором контуре, подключены последовательно по воде с блоком предварительной очистки и установлены на выходе блока предварительной очистки, третий контур образован трубопроводом, в котором установлены средства для тонкой очистки для подготовки питьевой воды и также подключен за блоком фильтров предварительной очистки последовательно с ним по воде, сам блок для тонкой очистки содержит две параллельные ветви, в одной из которых расположены средства для тонкой очистки более высокой степени, чем в другой так, что средства для тонкой очистки более высокой степени предназначены для получения особо чистой воды, а параллельная ей ветвь трубопровода для воды, предназначенной для душа, ванной, минибассейнов с целью оздоровления, ветвь, содержащая средства для тонкой очистки более высокой степени содержит два параллельных отвода, причем между точкой соединения отводов и фильтром для предварительной очистки, расположенным в магистрали и за точкой соединения двух ветвей последовательно по воде в направлении к выходу системы, размещают средства для предварительной доочистки и омагничивания потока воды, ветвь, содержащая средства для тонкой очистки менее высокой степени также содержит на входе после точки соединения с другой ветвью средства для доочистки.

2. Комплексная многоконтурная система по п.1, отличающаяся тем, что блок фильтров для предварительной очистки состоит из блока принудительной аэрации для насыщения воды кислородом воздуха, включенного с ним последовательно по воде блока с механическим фильтром для удаления механических загрязнений, фильтрующего картриджа с фильтрующей загрузкой для удаления растворенного и нерастворенного железа, пестицидов, бензола, нефтепродуктов, тяжелых металлов, частичного умягчения, для обеспечения бактерицидного эффекта за счет использования предварительно введенного в картридж серебра в связанной металлической форме, установленных в заданной последовательности, подключенных к нему последовательно по воде фильтра для удаления взвесей до 5 мкм, а также фильтрующих средств для умягчения путем удаления солей жесткости и средств для тонкой доочистки взвесей на выходе блока.

3. Комплексная многоконтурная система по п.1 и/или 2, отличающаяся тем, что средства для получения сверхчистой воды выполнены в виде ультрафильтрационной мембраны с величиной пор не более 0,01 мкр.

4. Комплексная многоконтурная схема по п.1 и/или 2, отличающаяся тем, что средства для получения особо чистой воды выполнены в виде блока трековых мембран академика Флерова.

5. Комплексная многоконтурная система по п.1 и/или 2, отличающаяся тем, что средства для получения особо чистой воды выполнены в виде блока трековых мембран, каждая из которых размещена в мембране из ткани на основе полипропилена.