Способ очистки питьевой воды Советский патент 1993 года по МПК C02F1/18 B01D24/10 

. . Изобретение относится к способу очистки питьевой воды, в частности к бытовым малогабаритным фильтрам.

Цель изобретения - повышение степени очистки питьевой воды и экономичность.

На фиг. 1 представлено продольное сечение фильтра цеолитового для очистки питьевой воды; на фиг.2 - зависимость изменения содержания железа при фильтровании с различными скоростями от времени фильтрования; на фиг.З - зависимость потерь напора от времени.

Фильтр цеолитовый для очистки питьевой воды содержит корпус 1, крышку корпуса 2 с заливным отверстием 3, решетку фильтра 4 с отверстиями 0,5 мм для стока очищенной воды в камеру водосборника 5 и сливного патрубка 6 для отбора воды. Цео- литовая фильтрующая загрузка 7 состоит из трех слоев дробленого цеолита (а, б. в), высотой 60 мм, каждый слой. Слои а и в состоят из частиц цеолита размером 1,5-2,0 мм, а слой б - из частиц 0,5-1,0 мм.

Пример осуществления способа.

Исходная питьевая вода заливается струйкой в отверстие 3 и проходит сквозь фильтрующую цеолитовую загрузку со скоростью 5-8 м/час, накапливается в водосборнике 6 и вытекает очищенной из патрубка 6 в приемную емкость.

Для определения основных параметров фильтра проведена серия экспериментов в фильтровальных колонках, загруженных дробленым цеолитом с крупностью частиц 1,0 мм с различной высотой слоя, при скоростях фильтрования от 5 м/ч до 10 м/ч (обычно применяемые в практике работы открытых скорых фильтров). В ходе экспериментов определялось содержание железа и аммония в исходной воде и в фильтрате. Фильтрование заканчивали по достижении высоты напора - 0,7 м водяного столба. Результаты экспериментов (см. фиг.2,3) показали, что положительный эффект очистки воды получен при скоростях фильтрации 5 8 м/ч. Фильтрование со скоростью 10 м/ч

00

со о о ю

СА)

не дало положительного результата, так как в фильтрате содержание железа и аммония превышало санитарные нормы и фильтро- цикл мал. Фильтрование с низкими скоростями (менее 5 м/ч) в бытовых условиях не приемлемо. Максимально допустимая скорость фильтрации определялась в 8 м/ч. что соответствует минимальному времени контакта очищаемой воды с цеолитом, при удовлетворительном качестве очистки воды, 80 с. Следовательно минимальный слой цеолита в фильтре при скорости 8 м/ч и времени контакта 80 с равен 18 см. Приготовленные экспериментальные фильтры, снаряженные одним слоем цеолита 18 см с крупностью частиц 0,5-1,0 мм имеют рабочую скорость фильтрации менее 5 м/ч, что неприемлемо, а такие же фильтры с цеолитом крупностью 1,5-2,0 мм имеют рабочую скорость выше 8 м/ч, что не соответствует расчетам. Следовательно необходимо снаряжать фильтр из слоев цеолита различной крупности, для обеспечения расчетной скорости фильтрования 5-8 м/ч. Известно, что при фильтровании воды взвеси задерживаются в основном в верхней части слоя, в глубь проникают мало, а при фильтровании воды в направлении уменьшения крупности зерен, загрузки взвеси проникают глубже в слой и очистка (грязеемкость) увеличивается в 2,5 раза по сравнению с однослойной зернистой загрузкой,

С учетом этих факторов более мелкая фракция цеолита 0,5-1,0 мм помещена в среднюю часть фильтра, а более крупная фракция цеолита 1,5-2,0 мм в верхней и нижней части соответственно по 60 мм каждый слой.

Опытные образцы фильтра соответствуют расчетной скорости фильтрации 5-8 м/ч и показали высокую степень очистки воды от аммонийного агата, железа, цинка, меди, стронция и урана. Результаты анализов проб воды показаны в таблице, Предлагаемый способ очистки питьевой воды подтвержден результатами испытаний на изготовленных автором образцах фильтра. Результаты анализа проб воды (поверхностной, подземной и радиоактивной воды) профильтрованные через фильтр выполнены центральной аналитической лабораторией ПГО Таежгеология.

Как видно из таблицы 1 степень очистки воды в 1 фильтре, состоящем из трех слоев цеолита по 60 мм каждый (общая высота 180

мм); средний слой крупностью 0,5-1,0 мм, а верхний и нижний 1,5-2,0 мм отвечает требованиям ТОСТ 2874-82.

При уменьшении высоты фильтрующей

загрузки (второй фильтр) до 10 мм, расположенных в три слоя аналогично первому фильтру концентрация ионов железа и аммония остается высокой до 5 мг/л и 0,8 мг/л, что значительно превышает предельно допустимые концентрации (ПДК) согласно ТОСТ 2874-82 Вода питьевая - по железу - 0,3 мг/л по аммонию - 0,5 мг/л. В третьем фильтре с однослойной загрузкой цеолита высотой 180 мм, крупностью 1,5-2,0 мм.показало, что происходит быстрое засорение фильтрующей загрузки, снижение фильтро- цикла - неудовлетворительная очистка воды.

Следовательно, принимается фильтр 1 с

трехслойным расположением цеолита по 60 мм в каждом слое, общей высотой 180 мм, выполненный согласно приведенных выше расчетов,

Преимуществами заявленного способа

очистки питьевой воды является следующее:

1. Использование фильтра цеолитового

позволяет повысить очистку питьевой воды

в комплексе от аммонийного азота, железа,

меди, цинка в пределах ПДК и значительно

снизить радиоактивность вод.

2. Простота изготовления и удобная эксплуатация цеолитового фильтра, обуславливает возможность их применения в быту для доочистки воды, а также в сельской местности, на дачах, участках, где нет водоочистных сооружений из поверхностных и подземных водоисточников.

3. Цеолит - дешевое природное сырье

(стоимость 1 т дробленого цеолита была 50 руб.) позволяет изготавливать недорогие фильтры цеолитовые для широкого их применения.

Формула изобретения

Способ очистки питьевой воды, включающий пропускание очищенной воды через загрузку из дробленого природного цеолита, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения степени очистки и экономичности, воду пропускают со скоростью 5-8 м/ч через три слоя загрузки высотой 60 мм каждый и с крупностью частиц цеолита в первом и последнем слоях, составляющей 1,5-2,0 мм, а в среднем - 0,5-1,0 мм.

Результаты анализов проб воды, профильтрованные через фильтр цеолитовый, выполненные центральной аналитической лабораторией ПГО Таежгеология

Использование: очистка воды в быту. Сущность изобретения: очищаемую воду пропускают через три слоя загрузки из дробленого природного цеолита со скоростью 5-8 м/ч. Каждый слой имеет высоту 60 мм, а крупность частиц первого и последнего составляет 1,5-2,0 мм, а среднего 0,5-1,0 мм. 3 ил., 1 табл.

- входит в ПДК согласно ГОСТ 2874-82 Вода питьевая

фиг Л

5

я/

9 Фиг.2

/О

/2

/ f,VQC