Устройство для очистки питьевой воды Советский патент 1980 года по МПК C02F1/46 B01D35/06 C02F1/46 C02F101/00 C02F103/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

I

Изобретение относится к устройствам для приготовления питьевой воды и может быть использовано для указанных целей в осо; бых условиях в районах, пострадавших от стихнйиых бедствий, геологических партиях, работаюилих в труднопроходимой местности, на туристических маршрутах, а также во всех тех случаях, где необходимо в короткое время получить небольшие количества питьевой воды нз естественных загрязненных источников (рек, озер, ручьев, прудов, скважин, лиманов), а подвоз ее (воды) или использование передвижных очистительных станций из-за местных условий невозможны.

Известно устройство для обработки воды, содержап1ее корпус, заполненный загрузкой, водораспределительную и дреиажную системы, арматуру и УФ-излучатель ,

Обработка воды производится в отдельных секциях по следуЛ)щей схеме: фильтрация-обеззаражнваиие УФ-лампой.

Недостатками устройства является громоздкость, невозможность использования для индивидуального водоснабжения при отсутствии транспортных средств.

Известен также электрофильтр для очистки воды, корпус которого выполнен в виде двух труб, заполненных плавающей загрул кой и навитых на диэлектрический цилиндр, в котором размещены конусообразные элект роды 2.

Недостатками электрофильтра являются его недостаточная компактность и невозможность эксплуатации в специфических походных условиях, а также сложность регенерации, отсутствие узлов обеззараживания и О дезодорации, что в условиях похода, когда анализы воды делать практически невозможно, не позволяет со 100°/о-ной гарантней получить поду питьевого качества, особенно в тех случаях, когда источник сильно загрязнен.

5

Целью изобретения является повышение компактности электрофильтра и обеспече,ние возможности эксплуатации его в походных условиях.

Поставленная цель достигается тем, что 2Q корпус аппарата выполнен в виде соединенных с источником тока наружной и внутренней сетчатых сфер, пространство между которыми заполнено полидисперсной плавающей загрузкой, внутренняя сфера заполнена л1|Ьнодисперсной загрузкой, например, активным углем и.соединена с трубчатой рукояткой, имеющей возможность радиального перемещения относительно наружной сферы, а в полости рукоятки установлен бактерицидный излучатель, например УФ-лампа. На фиг. 1 изображено устройство, разрез; на фиг. 2 - принципиальная гидравлическая схема и схема электрических соединений при эксплуатации устройства; на фиг. 3 - эргономическая схема; на фиг. 4 - электрофильтр в сборе - положение «по походному. В комплект устройства электрофильтра входят корпус 1, источник электропитания 2 (аккумуляторная батарея или генератор тока), электронасос 3, емкость для накопления питьевой воды 4, соединительные шланги 5 (фиг. 2), которые в положении «по походному (фиг. 4) размец аются в секциях специального переносного футляра б типа ранца. Устройство укомплектовано также конструкцией 7 по обслуживанию, изображением схемы 8 соединений и перечнем 9 основных элементов. Корпус I (фиг I) состоит из наружной и внутренней шардвых сфер Ю и П, выполненных из диэлектрического материала, на которых установлены сетки 12 и 13, из электролитически нерастворимого материала (например,платинированный титан), подключенных к полюсам источника постоянного или переменного тока. Пространство между сферами заполнено полидисперсной плаваюгдей загрузкой 14, например вспененным полистиролом. Полость центрального щара заполнена монодисперсной загрузкой 15, например активным углем. В центре, имеется сердечник-электрод 16. В нижней части сферы 10 предусмотрен перфорированный съемный фланец 17, предназначенный для грубой очистки воды. Он же служит в качестве дренажа при промывке фильтра. Шаровые сферы 10 и П укреплены на полой щтанге-рукоятке, собранной из отдельных звеньев 18 с помощью резьбовых муфт 19. В верхней части рукоятки 20 предусмотрены кнопки управления 2j и 22 для пуска или остановки насоса и подачи питания на сетки 12 и 13. Внутри полой щтангирукоятки смонтирован бактерицидный излучатель, например УФ2-лампа 23. Для предотвращения выноса монодисперсной загрузки 15 предусмотрена защитная сетка 24. Для раздачи питьевой воды HMeetcfl расходный кран 25. Перенос устройства производится в собранном в футляре 6 виде на ремне 26. Устройство работает следующим образом. Устройство в положении «по походному (фиг. 4) одним человеком доставляется к источнику предполагаемого водоснабжения 27 (фиг. 3). Далее в соответствии со схемой 8 соединений, прикрепленной к крыщке футляра 6 и отдельно представленной на фиг. 2, производится сборка гидравлической схемы - - - -- ...-..-.,-,.-,-.- ,.

747828 и схемы электрических соединений. Для этого из секций футляра 6 извлекаются прежде всего элементы корпуса, который собирается в соответствии с фиг. 1. следующим образом: головк;а (корпус) 1, которая хранится в футляре в собранном виде, свинчивается со звеньями 18.и рукояткой 20 с помощью резьбовых муфт 19. Далее шлангами 5 корпус соединяется с насосом 3 и емкостью 4. Производится подключение электронасоса и электродов 12, 13 и 16 к источнику питания 2. При этом существенно, что насос 3, емкость для питьевой воды 4 и источник питания 2 могут из футляра не извлекаться, а оставаться в не;м на своих штатных местах. Собранный таким образом корпус (головка) с помощью штанги-рукоятки погружается в водоем (фиг. 3). Кнопками 21 и 22 включается электронасос и подается питание на электроды. Как видно из фиг. I, плавающая загрузка 14 При погружении всплывает и заполняет верхнюю часть полости корпуса фильтра, после чего начинается цикл фильтрации. Загрязненная вода насором подается через перфорированный фланец 17 внутрь устройства, где, проходя через слой полидисперсной плавающей загрузки, освобождается от грубых частиц загрязнений. При этом наиболее крупные частицы загрязнения не попадают внутрь устройства, так как задерживаются перфорированным фланцем 17. Одновременно с механической фильтрацией происходит электрофильтрование. Под действием неоднородного электрического поля, Образующегося между неконцентрическими шаровыми электродами 12 и 13 . между диэлектрическими гранулами внутри плавающей загрузки происходит допрлнительное концентрирование более мелких частиц загрязнений 1з зонах неоднородности электрического поля. Предварительно очищенная таким образом вода, проходя через перфорированную сферу 11, фильтруется через сорбент-угольную загрузку 15, где происходит еще более глубокая очистка от растворенных примесей (дезодорация). Кромето го, под действием электрического поля с повыщенным удельным числом зон иеоднородности (вследствие более мелких частиц загрузки 15) происходит очистка воды от особо мелких частиц, включая коллоидные частицы размерном до 10 см и менее. Очищенная от взвешенных и растворенных примесей вода поступает внутрь полой штанги 18, где под действием УФ-лучей лампы 23 происходит ее обеззараживание. Приготовленная питьевая вода собирается в емкости 4 и через кран 25 отбирается для питья. Регулирование производительности устройства производится поворотом рукоятки 20 вокруг оси щтанги. В результате зажимается проходное сечение трубки с помощью специальных вкладышей. По мере загрязяения фильтрующей загрузки, необходима регеиерация, которая производится при отключенном насосе попеременным поднятием из воды и опусканием в воду головки устройства. При полном погружении головки (рабочее положение) плавающая загрузка всплывает,-а при поднятии «тоиетэ, т.е. опускается в нижнюю часть фильтра. При следующем погружении загрузка вновь всплывает.

Такое движение загрузки вызывает ее интеиснвную турбулизацию за счет разных скоростей всплытия частицы различного размера (влияние сил Архимеда) и ее отмывку. Шлам выносится из устройства вместе со стекающей водой через перфорированный фланец 17. Для качественной регенерации достаточно 2-3 окунания головки в воду и поднятия из воды. Загрузка 15 в случае необходимости промывается небольшнм количеством воды из емкости 4 противотоком. Для этого переключают насос на реверс.

Эксплуатация устройства может производиться как с подачей электропитания на электроды 12, 13 и 16, так и без подачи. В последнем случае, если загрязнение исходной воды минимальное, воду питьевого качества можно получать лищь механической фильтрацией через загрузку 14 и 15. При невысоком бактериальном загрязнении воды УФ-ламЦа может также отключаться.

Варьирование эффективности действия ви1ешнего электрического поля, создаваемого между электродами 12 и 13 за счет изменення степени его неоднородности может производиться, с одной стороны подбором размера зерен фильтруюп1ей загрузки 14 и 15, а с другой - изменением межцентрового расстояния между шаровыми электродами 12 и 13. Изменение межцентрового расстояния осуществляется перемеп1ением внут реннего шарового электрода 13 относительно наружного электрода с помощью резьбового соедннения на штанге 18 (фиг. I).

После получения иеобходимого количества питьевой воды фильтр разбирается, элементы его протираются, просушиваются и укладываются на свои штатные места в футляр 6. Для производительности 10 л/ч масса аппарата, собранного в футляре, составляет 15-20 кг.

Формула изобретения

Устройство для очистки питьевой воды, содержащее корпус, заполненный плавающей загрузкой, водораспределительную и дренажную систему, арматуру и УФ-излучатель, отличающееся тем, что, с целью повышения компактности устройства и обеспечения возможности эксплуатации его в походных условиях, корпус выполненв виде соедииеннь1х с источником тока наружной и внутренней сетчатых сфер,между которыми расположена полиднсперсная плавающая загрузка, внутренняя сфера заполнена монодисперсной загрузкой, внутри которой установлен дополнительный электрод, и снабжена трубчатой рукояткой, имеющей возможность радиального перемещения относительно наружной сферы, причем УФ-излучатель установлен в полости рукоятки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе - I. Патент США № 3923663, кл. 210-25,1 В 01.Р. 35/06, 1975. (прототнп).

v-. 22 30i9

17

747828

Фиг. 1

S V

3L

ъ

27

&6

8

.