УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ Российский патент 2003 года по МПК C02F1/64 C02F9/02 C02F9/02 C02F1/42 C02F9/02 C02F101/20 C02F103/04 

Изобретение относится к области очистки воды с помощью фильтрации от находящихся в ней примесей металлов, коллоидных и дисперсных частиц, бактерий и вирусов.

Существует множество устройств для очистки воды, представляющих собой фильтры с загрузкой фильтрующего материала в корпусе устройства с подводящими и отводящими патрубками. Поток фильтруемой воды подается либо сверху вниз, в этом случае фильтрующая насадка прижимается к нижней дренажной системе, либо снизу вверх, в этом случае образуется взвешенный слой фильтрующего материала (Справочник химика-энергетика. - М.: Энергия, 1972, с. 149-153, Кастальский А.А., Минц Д.М. Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения. Госиздат "Высшая школа". - Москва, 1962 г., с. 500-507).

Наиболее близким к заявленному является устройство для очистки воды от железа, содержащее корпус, расположенные в нем слои из фильтрующего материала, подводящий трубопровод, нижнее дренажное устройство для подачи воздуха и трубопроводы очистки и регенерации, соединенные между собой переключающей арматурой (см. патент РФ 2134660, опубл. 20.08.99).

К недостаткам этого устройства относится возможность выброса фильтрующего материала из корпуса при взрыхлении потоком воды, направляемой снизу вверх. Такая конструкция исключает применение в устройстве комбинаций фильтрующих материалов с различным удельным весом, например ионообменных смол, кварцевого песка, активированного угля. Другим недостатком является то, что взрыхление осуществляется потоком воды, это не обеспечивает глубокую отмывку фильтрующего материала и требует повышенного расхода воды.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение функциональных возможностей устройства за счет установки различных видов фильтрующих материалов, а также повышение экономичности за счет снижения себестоимости очистки воды.

Поставленная задача решается тем, что устройство для очистки воды, содержащее корпус с расположенными в нем слоями фильтрующего материала, подводящий трубопровод, нижнее дренажное устройство, устройство для подачи воздуха и установленные снаружи корпуса трубопроводы очистки воды и регенерации, присоединенные соответственно к верхней и нижней частям корпуса и соединенные между собой и подводящим трубопроводом посредством переключателя потока воды, снабжено слоем катализатора, способствующего образованию дисперсных частиц из соединений металлов, содержащихся в очищаемой воде, устройство для подачи воздуха установлено на подводящем трубопроводе до переключателя потока воды, и над слоем катализатора установлено верхнее дренажное устройство.

Фильтрующие слои могут быть выполнены из ионообменной смолы и, например, кварцевого песка. Устройство для подачи воздуха может быть выполнено в виде эжектора, а переключатель потока воды - в виде трехходового крана.

На фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг.2 - вид "А" на фиг.1.

Устройство состоит из корпуса 1, верхнего дренажного устройства 2, подводящего трубопровода 3, переключателя 4 потока воды, нижнего дренажного устройства 5, трубопровода очистки 6, трубопровода регенерации 7, устройства для подачи воздуха, например эжектора 8, установленного на подводящем трубопроводе 3 до переключателя 4. Кроме того, устройство содержит воздушный клапан 9, патрубок выхода чистой воды 10, слой катализатора 11, расположенный под верхним дренажным устройством 2.

Под слоем катализатора последовательно размещены слой ионообменной смолы 12, слой кварцевого песка 13 для механической очистки. В верхней части корпуса выполнено загрузочное окно 14. Устройство содержит также дренажный вентиль 15 и сливной патрубок 16.

Устройство работает следующим образом.

Вода из сети или от насоса через вентиль подается в подводящий трубопровод 3, затем на устройство подачи воздуха - эжектор 8, где подсасывается воздух, и переключатель потока воды - трехходовой кран 4, после чего вода по трубопроводу очистки воды 6 поступает в верхнюю часть корпуса 1. Избыточный воздух выбрасывается в атмосферу через клапан 9 (воздухом отдуваются газообразные примеси, которые часто придают неприятный запах воде), а вода поступает в слой катализатора 11, на котором все формы железа, марганца, алюминия и др. переводятся в грубодисперсную форму. Проходя через слой катионообменной смолы в серебряной форме 12, вода насыщается серебром, после чего все дисперсные частицы из воды удаляются на слое механической очистки 13, выполненном, например, из слоя кварцевого песка. Очищенная вода выходит из корпуса 1 через патрубок выхода чистой воды 10. Слои фильтрующего материала 11, 12, 13 установлены между верхним 2 и нижним 5 дренажными устройствами, выполненными в виде сетки с ячейкой меньше гранул фильтрующего материала либо в виде дренажных колпачков (стандартный дренаж).

После накопления большого количества дисперсных частиц в слое механической очистки 13 возрастает сопротивление потоку воды. Обычно это происходит после 1-2 месяцев непрерывной работы.

Для удаления накопившихся частиц ручка трехходового крана 4 поворачивается из положения "Очистка" в положение "Взрыхление", вода подается в нижнюю часть фильтра по трубопроводу регенерации 7 и, поступая снизу вверх, взрыхляет фильтрующие материалы, освобождая их от накопившихся частиц. Слив этой воды осуществляется через патрубок 16. Процесс взрыхления длится 15-20 минут. Верхнее дренажное устройство 2 исключает вынос фильтрующего материала из фильтра. Затем трехходовой кран 4 устанавливается в положение "Очистка" на следующие 1-2 месяца. Процессы фильтрации и взрыхления чередуются на протяжении нескольких лет.

Загрузка фильтрующих материалов осуществляется через загрузочное окно 14. Дренаж воды из корпуса осуществляется через дренажный вентиль 15.

Для улучшения процесса взрыхления фильтрующих материалов эжектор 8 устанавливается перед трехходовым краном 4. В этом случае воздух поступает в воду не только в режиме фильтрации, но и при взрыхлении. Взрыхление водовоздушным потоком происходит интенсивнее и исключается возможность "прижимания" фильтрующего слоя к верхнему дренажному устройству, что может наблюдаться при взрыхлении без подачи воздуха.

Таким образом, предложение позволит устанавливать различные фильтрующие материалы, что расширит функциональные возможности устройства за счет отфильтрования различных примесей, а также ликвидировать потери фильтрующего материала при регенерации фильтра, снизить себестоимость очистки воды за счет использования катализатора, позволяющего быстро переводить растворенные формы металлов в нерастворимые частицы, и использовать исходную воду для промывки фильтрующих слоев.

Устройство для очистки вод содержит корпус с расположенными в нем слоями катализатора и фильтрующего материала, нижнее и верхнее дренажные устройства, подающий трубопровод, присоединенные к верхней и нижней частям корпуса, соответственно трубопроводы очистки воды и регенерации. Трубопроводы соединены друг с другом посредством переключателя потока воды, при этом перед переключателем на подающем трубопроводе установлено устройство для подачи воздуха в очищаемую воду. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства и снижении себестоимости очистки воды. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для очистки воды, содержащее корпус с расположенными в нем слоями из фильтрующего материала, подводящий трубопровод, нижнее дренажное устройство, устройство для подачи воздуха и установленные снаружи корпуса трубопроводы очистки воды и регенерации, присоединенные соответственно к верхней и нижней частям корпуса и соединенные между собой и подводящим трубопроводом посредством переключателя потока воды, отличающееся тем, что оно снабжено слоем катализатора, способствующего образованию дисперсных частиц из соединений металлов, содержащихся в очищаемой воде, устройство для подачи воздуха установлено на подводящем трубопроводе до переключателя потока воды, и над слоем катализатора установлено верхнее дренажное устройство. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фильтрующие слои выполнены из разных материалов, например из ионообменной смолы и кварцевого песка. 3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что устройство подачи воздуха выполнено в виде эжектора. 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что переключатель потока воды выполнен в виде трехходового крана.