ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ Российский патент 1995 года по МПК B03C5/00 

Изобретение относится к технике очистки жидкостей фильтрованием и может быть использовано в хозяйственно-бытовом водоснабжении. Преимущественно изобретение предназначено для очистки питьевой воды от органических примесей, минеральных солей и следов тяжелых металлов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является установка для обессоливания воды, содержащая фильтр с активированным углем, фильтр со смешанным слоем ионита, катионообменной и амионообменной мембран, а также катодом и анодом, подключенным к источнику электропитателя.

Недостатками установки являются сложность организации процессов очистки и регенерации фильтрующего слоя, а также нестабильная работа ионообменных мембран.

Указанные недостатки обусловлены необходимостью использования сложного электротехнического оборудования для контроля и поддержания режимов нормальной работы фильтра, что ограничивает область его применения и не позволяет использовать в быту для очистки питьевой воды.

Коллоидные частицы и органические вещества, присутствующие в природной воде и в самих ионитах, осаждаются на ионообменных мембранах, "отравляя" их. Поэтому установка обессоливания воды электродиазилом не всегда работает достаточно стабильно.

Целью изобретения является упрощение обслуживания фильтра при очистке жидкости и регенерации сорбентов.

Указанная цель достигается тем, что в известном фильтре для очистки воды, включающем соединенные последовательно кассеты с активированным углем и ионитом, узлы подвода загрязненной и отвода очищенной жидкости, а также электрическую схему с электродами, кассеты размещены в общем корпусе, причем кассета с ионитом снабжена патрубком подвода регенерирующей среды, а кассета с активированным углем выполнена прямоугольной из диэлектрического материала и разделена на изолированные ячейки последовательности в противоположных стенках кассеты, при этом с внутренней стороны этих стенок размещены электроды, которые прерываются в местах защемления перегородок.

Сопоставильный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение отличается тем, что кассеты размещены в общем корпусе, причем кассета с ионитом снабжена патрубком подвода регенерирующей среды, а кассета с активированным углем выполнена прямоугольной из диэлектрического материала и разделена на изолированные ячейки продольными диэлектрическими перегородками, защемленными в чередующейся последовательности в противоположных стенках кассеты, при этом с внутренней стороны этих стенок размещены электроды, которые прерываются в местах защемления перегородок.

Благодаря этому обеспечивается быстрое и гарантированное восстановление сорбционной активности фильтрующих элементов, что позволяет многократно использовать фильтры для очистки питьевой воды в домашних условиях без замены адсорбентов в течение всего срока эксплуатации.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

При изучении других технических решений в данной области техники признаки, отличающие изобретение от прототипа не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена общая схема предлагаемого фильтра; на фиг.2 поперечное сечение кассеты с активированным углем.

Фильтр для очистки воды состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором расположена кассета 2 с активированным углем 3; узла 4 подачи загрязненной жидкости с патрубком 5, разбрызгивателем 6 и трубой 7 для подвода регенерирующей среды; узла 8 отвода очищенной жидкости с кассетой 9 с ионитом 10 и патрубком 11. Кассеты 2 и 9 имеют перфорированные крышки 12 и 13 и днища 14 и 15 для прохода жидкости.

Труба 7 для подвода регенерирующей среды введена в зону узла 8 отвода очищенной жидкости, а ее нижний конец расположен над кассетой 9 с ионитом 10.

Кассета 2 разделена продольными диэлектрическими перегородками 16 на изолированные ячейки. С внутренней стороны стенок 17 и 18 кассеты 2 установлены электроды 19, соединенные через резистор 20 с источником переменного тока.

Фильтр работает следующим образом.

Загрязненная вода через патрубок 6 поступает в разбрызгиватель 6 узла 4 подачи жидкости. Проходя через разбрызгиватель 6, струя распадается и равномерно по всей площади поступает в кассету 2 с активированным углем 3 через перфорированную крышку 12. Слой активированного угля 3 сорбирует органические вещества. Предварительно очищенная вода отводится из кассеты 2 через перфорированное днище 14 и поступает в узел 8 очищенной воды.

В кассете 9 с ионитом 10 (катионитом) из воды удаляются ионы тяжелых металлов. Очищенная вода удаляется из фильтра через перфорированное днище 15 и патрубок 11.

После исчерпания обменивающихся ионов водорода (Н⁺) катионита 10 и насыщения активированного угля 3 органическими веществами проводят регенерацию сорбентов.

Для регенерации катионита 10 через трубу 7 пропускают растворы соли поваренной (или кислую среду), который, проходя через кассету 9 с ионитом 10, восстанавливает его свойства.

Для регенерации активированного угля 3 электроды 19 подключают к источнику переменного тока. Благодаря разделению кассеты 2 диэлектрическими перегородками 16 электрический ток последовательно проходит через активированный уголь 3 в изолированных ячейках, разогревая его. Разделение на изолированные ячейки обусловлено необходимостью обеспечения одинаковых условий во всем слое угля. Чем меньше сечение проводника (изолированной ячейки с активированным углем 3), тем равномернее электрический ток нагревает адсорбент. В слое активированного угля 3 не разделенного на ячейки, возникают большие градиенты температуры, обусловленные разной плотностью слоя в центре и на периферии кассеты 2.

При нагревании активированного угля 3 испаряется вода вместе с органическими веществами и восстанавливается его сорбционная активность.

Длительность процессов регенерации активированного угля 3 и катионита 10 составляет не более 10 мин. Напряжение на электродах 9-12 В,температура нагрева активированного угля 90-100^оС.

Таким образом, простота в обслуживании фильтра и надежная регенерация адсорбентов позволяет использовать его для очистки питьевой воды в домашних условиях без замены активированного угля и ионита в течение всего срока эксплуатации.

Использование: очистка жидкостей фильтрованием в хозяйственно-бытовом водоснабжении. Преимущественно для очистки питьевой воды от органических примесей, минеральных солей и следов тяжелых металлов. Фильтр включает в себя корпус 1 с кассетой 2, заполненной углем 3 активированным, узлы 4 и 8 подачи загрязненной жидкости и очищенной жидкости, кассету 9 с ионитом 10. Кассета 2 разделена продольными диэлектрическими перегородками на изолированные ячейки. С внутренней стороны противоположных стенок кассеты 2 установлены электроды 19, соединенные с источником переменного тока. 2 ил.

ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ, включающий соединенные последовательно кассеты с активированным углем и ионитом, узлы подвода загрязненной и отвода очищенной жидкости, электрическую схему с электродами, отличающийся тем, что кассеты размещены в общем корпусе, причем кассета с ионитом снабжена патрубком подвода регенерирующей среды, а кассета с активированным углем выполнена прямоугольной формы из диэлектрического материала и снабжена разделяющими ее на изолированные ячейки продольными диэлектрическими перегородками, защемленными в чередующейся последовательности в противоположных стенках кассеты, при этом с внутренней стороны этих стенок размещены электроды, прерывающиеся в местах защемления перегородок.