Походный водоочиститель и способ его изготовления Советский патент 1988 года по МПК B01D29/56 C02F1/50 C02F1/50 C02F101/00 C02F103/04 

J

aiffiik .

5 7

rj

фиг.з

1142

Изобретение относится к области очистки питьевой воды, в частности к кбнструкции средств получения питьевой воды из поверхностных источников

в походных условиях и способам их изготовления.

Целью изобретения является повышение производительности водоочистителя и его ресзфса, а также исключение расхода дорогостоящих материалов.

На фиг. 1 изображен походный водоочиститель в сборе; на фиг. 2 - представлена фильтрующая кассета до соединения крышек,разрез; на фиг. 3 то же,после соединения крьшек; на фиг. 4 - узел I на фиг. 2; на фиг. 5 - узел II на фиг. 2.

Походный водоочиститель (фиг. 1) состоит из ручного насоса 1, фильтрующей кассеты 2, шланга 3 и приемной сетки 4. Шланг 3 соединен одним концом с входным патрубком фильтруго- щ|гй кассеты 2, а другим - с приемной сеткой 4. Выходной патрубок фильтрую щ(ей кассеты 2 соединен с всасывающим патрубком ручного насоса 1, имеющего вСасьшающий и нагнетательный патрубки (не показаны) с расположенньши внутри них невозвратными клaпaнa D.

Фильтрующая кассета 2 (фиг. 2 и 3 выполнена в виде пустотелого диска, образованного верхней 5 и нижней 6 крышками, между которыми зажат пакет

7фильтрующих мембран. Содержащих в своем составе полидисперсные час тицы

8осадка от растворения хлорной извести в воде. Полидисперсные частицы 8 имеют размер 50-800 мкм, равномерно распределены по всему сечению пакета (фиг. 4) и состоят на 90-95% из нерастворимого вещества карбонатной природы.

Особенностью частиц осадка является то, что они содержат также 5-10% активного хлора, который способен медленно вымьшаться водой.

Пакет 7 представляет собой комбинацию фильтрующих мембран со сравнительно невысоким гидравлическим сопротивлением (фильтровальная бумага, фильтровальный картон, угольный картон и т.п.) . Микрофильтрадаонная пленка в состав пакета не входит.

10

5

0

5 сое 0

5

вести (фиг. 4). Концентрация хлорной извести в водном растворе составляет 3-5 вес.%. При изготовлений устройства пакет 7 установлен на опоре 11 машины для ультразвуково сварки.Сварочный наконечник 12 опущен на верхнюю крышку 5 с рабочим усилием 13, и через него подаются ультразвуковые колебания 14.

Водоочиститель работает следующим образом.

Шланг 3 с приемной сеткой 4 опускают в поверхностный водоем (реку, озеро, болото и т.д.) и начинают работать ручным насосом 1. Благодаря создаваемому насосом вакууму исходная вода засасывается в приемную сетку 4 и движется по щлангу 3 к фильтрующей кассете 2. Проходя через пакет 7 .фильтруюпхих мембран, вода осветляется от взвешенньк и коллоидных примесей. Активный хлор вымывается из частиц 8 осадка и через на1 попадает вместе с водой в приемную емкость, где заканчивается качественное обеззараживание воды.

Кольцевой зазор 10 препятствует подсосу воздуха в полость кассеты через микротрещины в зоне соединения крьш1ек. Микротрещины могут возникнуть от падения водоочистителя и удара о твердые предметы, старения материала некачественной сварки и т.п. Защита от подсоса воздуха позволяет повысить ресурс и производительность водоочистителя. Кольцевой зазор 10, кроме того,является своеобразным питателем, из которого активный хлор через поры 0 фильтрующих мембран постепенно диффундирует в обрабатываемую воду,обеспечивая тем самым дополнительный бактерицидный эффект, что позволяет увеличить количество обрабатываемой воды.

5

Способ изготовления походного водоочистителя включает сборку фильтрующей кассеты (фиг. 2-5) путем укладки между крышками пакета фильтрующих мембран, обжатия пакета и ультразвуковой сварки крьшек по кольцевому периметру. В качестве фильтрующих мембран используют материалы, имеющие . сравнительно невысокое гидравлическое

Изобретение относится к очистке питьевой воды,В частности к конструкциям средств получения питьевой воды из поверхностных источников в походных условиях и способам их изготовления. Цель изобретения - повьшение производительности водоочистителя и его ресурса, а также исключение расхода дорогостоящих материалов. Походный водоочиститель состоит из фильтрующей кассеты, образованной двумя крышками 5 и 6, соединенными между собой по кольцевому периметру ультразвуковой сваркой, между которыми зажат пакет фильтрующих мембран 7, содержащих в своем составе бактерицидное вещество, ручного насоса, шланга и приемной сетки. Пакет фильтрующих мембран в качестве бактерицидного вещества содержит полидисперсные частицы осадка от растворенной хлорной извести S коде, а между крьппками и пакетом фильтрующих мембран выполнен кольцевой зазор, заполненный водным раствором хлорной извести. Способ изготовления походного водоочистителя включает сборку . . фильтрующей кассеты путем укладки ме){щу крышками пакета фильтрутощкх мембран, содержащих в своем составе бактерицидное вещество, обжатик пакета и ультразвуковой сварки крышек по Кольцевому периметру, а также сборку водоочистителя путем присоединеютя приемной сетки к шлангу, шланга к фильтрующей кассете, а фильтрующей кассеты к ручному насосу. Пакет фипьт- ,.., руюпшх мембран до укладки между крышками пропитывают неосветленным водным раствором хлорной извести концентрацией t -5 мас.%. 2 с.п.ф-лы, 2 табл., 5 ил. S.

Крышки 5 и 6 соединены между собой сопротивление, например фильтровальпо кольцевому периметру 9 ультразвуковой сваркой. Между и пакетом 7 выполнен кольцевой зазор 10, запач- нешшй водным раствором хлорной изную бумагу, фильтровальный картон, угольный картон и т.п. Микрофильтрационную пленку в пакете не используют.

сопротивление, например фильтровальную бумагу, фильтровальный картон, угольный картон и т.п. Микрофильтрационную пленку в пакете не используют.

Приготовленный пакет до укладки между крьппками пропитывают неосветленным водным раствором хлорной извести. Для этого в металлическую или пластмассовую герметичную ванну заливают водопроводную воду, засьтают хлорную известь из расчета 1-5 вес.% и включают мешалку. После образования однородной суспензии в раствор опускают пакет 7 фильтрующих мембран на 2-3 мин.

Пропитанный пакет содержит на поверхности мембран полидисперсные частицы осадка хлорной извести размером 50-800 мкм. Указанный осадок является труднорастворимым веществом карбонатной природы и содержит в своем составе 5-10 вес.% активного хлора, который способен медленно вымываться проточной водой. Внутри пропитанных мембран (в порах) содержится водный раствор с высоким содержанием активного хлора (3-15 г/л).

После пропитки пакет 7 укладывают между крьшками 5 и 6, которые устанавливают на опору 11 машины для дУльтразвуковой сварки (фиг. 5). Затем на верхнюю крьпяку 5 опускают сва рочньй наконечник 12, придавая ему рабочее усилие 13.. Одновременно через сварочный наконечник 12 подаются ультразвуковые колебания 14, под воздействием которых происходит ультразвуковая сварка крышек 5 и 6 по их кольцевому периметру 9.

При подаче рабочего усилия 13 происходит обжатие пакета 7 фильтрующих мембран. При этом из пакета 7 часть водного раствора хлорной извести выдавливается в кольцевой зазор 10 между пакетом 7 и внутренней поверхностью крышек 5 и 6, образуя гидрозатвор. . .

Под воздействием ультразвуковых колебаний 14 в пакете 7 возникают, интенсивные диффузионные процессы, в результате которых частицы нераствог ренного осадка хлорной извести с поверхности проникают вовнутрь.слоев фильтровальной бумаги и фильтровального картона (фиг. 4)5 причем, чем меньше частица - тем глубже. В результате весь пакет фильтров оказьша ется начиненным дисперсными частицами бактерицидного вещества.

Применение осадка в качестве наполнителя в структуре мембранных фильтра1.ионных материалов (фильтровальной бумаги и фщтьтровального картона) позволяет произвести модификацию фильтрующей основы путем воздействия концентрированного окислителя (активного хлора) на органическую основу фильтра (пеллкиозные, вискозные, капроновые и другие волокна). В результате такого воздействия происходят активирование поверхности отдельных волокон (подобно эрозионному разрушению металла Б коррозионной сре.де) и развитие с т марной по-. верхности объемного фильтра, что при5 дает фильтру новое качество - сорб- цион1гую активность. Именно благодаря сорбционной активности материала и присутствию в фильтре бактерицидного вещества (активного хл ора) обеспечиQ вается высокий эффект обеззараживания воды при одновременном увеличег- нии производительности.

Кроме того, при обжатии пакета (фиг. 1,2) до начала свар1:и излишки

5 раствора вытекают из кольцевого зазора через края крьшек 1 и 2 ч за счет высокой концентраш и активного хлора очищают места сварки от пьши, микроорганизмов и других примесей,

0 Благодаря качество сварки улучшается. , I

Таким образом, предлагаемы способ изготовления включает не только сборку устройства (с оединение нескольких деталей ультразвуковой свар. кой)5 но и одновременное получение за счет ультразвукового воздей стви. нового фильтрующего материала с новыми свойствами (фильтрующ1-пс мембраи, армированных наполнителем - папи- дисперсныни частицами шлама х-порной извести).

Сборку водоочистителя (фиг, 1) проводят путем присоединения приемной сетки к шлангу, шланга - к фильтрующей кассете, а фильтрующей кассеты - к ручному насосу.

Пример. Изготовляют партию водоочистителей в количестве 10 щт.

Используют крышгаа 0 130 мм из ударопрочного полистирола и пакет ф1Шьт- рующих мембран - картон КФДВ,фильтровальная бумага ФМПС.и угапьный картон марки КАУ.

Пакет фильтрующих мембран каждого водоочистителя до укладки между крьппками пропитывают в водном неосветленном растворе хлорной извести сразлич5

0

5

0

5

ной концентрацией (0,1{ 0,5; 1; 2; 3;

4j 5 10; 25; 50 вес.%).

Сварку фильтрующих кассет выполня- на ультразвуковой сварочной машиютне.

Изготовленные водоочистители проверяют в работе на природной воде в районе сосредоточения промьпппенных п$)едприятий.

Качество воды оценивают по микробиологическим показателям. Анализы выполняют после прокачки 5, 10, 20, 40, 80, 150 и 300 л воды.

Результаты опытов приведены в . табл, 1.

Из табл. 1 видно, что оптимальная концентрация неосветленного водного раствора хлорной извести составляет

15 емной сетки, отличающ.ийся тем, что, с целью повышения производительности водоочистителя и его ресурса, а также исключения расхода до- рогостоящик материалов, пакет фильт1- 5 вес.%. Концентрация менее 1 вес.% 2о рующих мембран в качестве бактерицидне. обеспечивает требуемое качество обеззараживания воды. Концентрация . dBbme 5 вес.% дает тот же результат, iTo и 5%-ная, т.е. 100%-ное обеззара зЛивание воды.

Сравнение водоочистителей, изготовленных данным способом, с водоочитителями, . изготовленными известным способом, показывает (табл. 2), что при одном и том же диаметре кассеты, одинаковом качестве исходной воды При одинаковом качестве очистки воды данный способ обеспечивает повышение производительности водоочистителя в 1,5-2 раза и его.ресурса примерно в 3 раза. Способ одновременно обеспечивает экономию драгметалла (серебра) - примерно 10 г один водоочиститель.

соли AgNQg на

При зксплуатации водоочистителя утменыпается вероятность повторного заражения очищенной воды через руки потребителя и насос. Вымываемый из

фильтрующей кассеты хлор одновременно дезинфицирует полость насоса,

Формула изобретения

1, Походный водоочиститель, состоящий из фильтрующей кассеты, образованной двумя крышками, соединенными между собой по кольцевому периметру ультразвуковой сваркой, между которыми зажат пакет фильтрующих мембран, содержащих бактерицидное веще- ство, ручного насоса, шланга и приемной сетки, отличающ.ийся тем, что, с целью повышения производительности водоочистителя и его ресурса, а также исключения расхода до- рогостоящик материалов, пакет фильтрующих мембран в качестве бактерицидного вещества содержит полидисперсные частицы осадка от растворения хлорной извести в воде, а между крышками и пакетом фильтрующих мембран

25 выполнен кольцевой зазор, заполненны раствором хлорной извести.

30 между крышками пакета фильтрующих мембран , обжатие пакета, ультразвуковую сварку крышек по кольцевому периметру, сборку водоочистителя присоединением приемной сетки к шлангу,

35 шланга - к фильтрующей кассете, а фильтрующей кассеты - к ручному на- cocyj отличающийся тем, что, с целью повьш1ения производительности водоочистителя и его ресурса,

40 а также исключения расхода дорого- стоящих материалов, пакет фильтрую- ших мембран до укладки между крышками пропитьшают неосветленным водным раствором хлорной извести концентрат

45 цией 1-5 вес.%.

Таблица 1

Микробиологическиепоказатели воды

Норма

по

гост

2874Н 82

Показатели при пропитке пакета фильтрующих мембран кеосветлённым раствором хлорной извести в концентрации, вес.%

после очистки фильт- рукяцей кассетной воды в количестве, л: 5

10 20 40 80 180

300

(ресурс кассеты исчерпан)

0,1 То,5 1,0 j 2,0

3,0

4,0

5,0 10,0

Т25,0 ТзО

«3

75

129

2511

40II

7014

13021

20027

2 2 2 2 3 3 3

2 2 2 2 2 3 3

1 1

. 2 2 2 2 3

О

о 1 1 1 1

2

О

о

О О О О

о

о о о о о о о

о о о о о о о

Начальная производительность, л/мин

Производительность, л/мин, после прокачки

5л

. 10 л

20 л

100 л

300 л

Ресурс фильтрующей кассеты, л

Коли-ивдекс фильтрата

(качество очистки воды)

Расход серебра (в виде соли AgNOa), г

3,0

4,0

5,0 10,0

Т25,0 ТзО.О

1 1

. 2 2 2 2 3

О

о 1 1 1 1

2

О

о

О О О О

о

о о о о о о о

о о о о о о о

о о о о о о о

30

Таблица 2

0,2

0,2

0,15

0,10

0,05

0,0

100 3 10,0

9uz.i

ФигЛ

f

В

/

Ф1/г.$

п