Установка очищення та кондиціювання води

1. Установка очищення та кондиціювання води, до складу якої входять фільтри з поліпропіленовим картриджем, фільтр з активованим вугіллям, електронасос, система зворотного осмосу, інжектор, генератор озону, контактний бак, іонізатор срібла, фільтр з кременем, апарат магнітної обробки води, ультрафіолетовий стерилізатор, 3 проходженні води через наведене обладнання у послідовному порядку. При цьому на мультимедійному фільтрі вилучаються різноманітні тверді домішки, на фільтрі з цеолітом і перманганатом калію затримуються осади заліза, на фільтрі з натрій-катіонітом затримуються солі лужноземельних металів (солі жорсткості), тобто вода пом'якшується, на фільтрі з активованим вугіллям з води вилучаються частка домішок органічних речовин, на фільтрі з поліпропіленовим картриджем для тонкого очищення з води вилучаються дуже мали за розміром тверді частини, в системі зворотного осмосу затримуються, практично, всі домішки органічних речовин, важки металі і більша частина солей лужних металів, тобто вода знесолюється. Після обробки знесоленої води озоном остання стерилізується, і в наступному за рахунок невеликого короткочасного надлишку озону у воді стерилізує також і тару, яку використовують для зберігання води. Процес очищення і кондиціювання води на установці [3] здійснюється в циклічному режимі, який складається із вказаного вище багатостадійного безперервного процесу, а також окремих допоміжних періодичних операцій по регенерації, промиванню, або заміни матеріалів для очищення води в фільтрах. Недоліком установки [2] - є нестабільність очищення води від домішок органічних речовин, оскільки поглинальна властивість фільтру з активованим вугіллям поступово зменшується і тим скоріше, чим більше у воді шкідливих домішок органічних речовин, осадів та мікроорганізмів. Крім того, установка [2] не забезпечує у разі необхідності пом'якшення та знесолення води. Тобто якість питної води після установки [2]покращується недостатньо. Недоліком установки [3] є значна тривалість на перших 4-х фільтрах допоміжних періодичних операцій по регенерації та промиванню відповідних фільтруючих матеріалів. Вони виконуються на кожному фільтрі тільки окремо, що перериває використання всієї установки [3] безпосередньо для очищення води, тобто реальна продуктивність установки [3] зменшується. Допоміжні періодичні операції, зокрема, потребують значних витрат харчової солі, перманганату калію та води для промивання фільтрів. Другим важливим недоліком установки [3] є погіршений смак і невідповідність якості води фізіологічним потребам організму людини, оскільки вода, після установки [3] є демінералізованою: в неї порушені вміст та співвідношення корисних для організму людини компонентів мінерального складу відносно гігієнічно обгрунтованих. Загальним недоліком установок [2] і [3] є досить великі витрати активованого вугілля, який потребує частої заміни внаслідок вичерпування ємності поглинання домішок органічних речовин, а також мікробного зараження вугілля. Мета запропонованої корисної моделі - покращення якості очищеної води, підвищення продуктивності установки, а також зменшення витрат матеріалів для очищення води. Вказана мета досягається завдяки тому, що до складу запропонованої установці у порівнянні з 41077 4 відомими установками [2] і [3] перед фільтром з активованим вугіллям встановлено мембранний ультрафільтр, трубопроводи електронасосу системи зворотного осмосу з'єднані з обладнанням дозування розчину антискаланту, на трубах перед інжектором змонтовано обладнання для змішування зворотно-осмотичної води з водою, яка виходить після фільтру з активованим вугіллям. Зокрема, вказана мета досягається завдяки тому, що обладнання для дозування розчину поліфосфатів складається з ємності та електронасосу, а обладнання для змішування зворотноосмотичної води з водою після фільтру з активованим вугіллям складається з двох ротаметрів (швидкісних витратовимірювачів води) та струминним змішувачем. В установці, що пропонується, застосовано нову послідовність розташування апаратів в загальному ланцюгу технологічного обладнання. Тому корисна модель, що запропонована, відповідає критерію "Новина". Нове поєднання складових частин запропонованої установки забезпечує покращення якості води, підвищення продуктивності установки, усування витрат на харчову сіль і перманганат калію, зменшення витрат активованого вугілля. Це досягається завдяки: - змішуванню в гігієнічно обгрунтованих співвідношеннях у обладнанні, що встановлено перед інжектором, демінералізованої воді після системи зворотного осмосу з водою, очищеною після фільтру з активованим вугіллям; - гарантованим захистом мембранним ультрафільтром фільтру з активованим вугіллям від мікроорганізмів, від великих за розміром молекул органічних речовин, від колоїдних осадків, в тому числі від колоїдного гідроксиду заліза; все це підвищує ресурс роботи активованого вугілля; - гарантованим захистом за допомогою обладнання дозування розчину антискаланту (розчину поліфосфатів) мембран зворотного осмосу від утворення відкладень солей жорсткості. В результаті з'являється можливість усунення фільтру з цеолітом і перманганатом калію, фільтру з натрій-катіонітом, підвищення тривалості використання активованого вугілля в фільтрі до його промивання або заміни, тобто зменшується необхідна кількість активованого вугілля та загальний час, що витрачається для допоміжних періодичних процесів. В запропонованої установці промиванню піддається лише один фільтр з активованим вугіллям при підвищеним ресурсі його експлуатації замість, наприклад, чотирьох в установці [3], що, за інших однакових умов, підвищує загальну продуктивність установки. Таким чином, запропонована корисна модель набуває нових споживчих властивостей, які сприяють досягненню встановленої мети однак відсутні у кожної з установок [2] і [3]. Тому корисна модель, що заявляється, відповідає критерію "Істотні відзнаки". На Фіг.1 наведена схема запропонованої установки. До складу установки належать: фільтр 1 зі змінним поліпропіленовим картриджем, мембран 5 ний ультрафільтр 2, фільтр 3 з гранульованим активованим вугіллям, електронасос 4 системи зворотного осмосу 5, обладнання, яке складається з ємності 6 та електронасосу 7, обладнання, яке складається з двох поплавкових ротаметрів 8 і 9, а також струминного змішувачу 10 будь-якої конструкції, інжектор 11, генератор озону 12, контактний бак 13, фільтр 14 з кременем, фільтр 15 зі змінним картриджем, іонатор срібла 16, ультрафіолетовий стерилізатор 17, апарат 18 магнітної обробки води, крани 19 та 20, з'єднувальні трубопроводи. Трубопроводи, які задіяні під час послідовного процесу очищення води на установці, на Фіг.1 зображено більш товстими лініями. Трубопроводи зливання забрудненої води до каналізації, а також відведення відпрацьованої озоноповітряної суміші до атмосфери зображено тонкими лініями. Робота запропонованої установки здійснюється наступним чином. Вихідну воду з водопроводу під тиском спрямовують в фільтр 1, де у порах розміром 10-20 мкм поліпропіленового картриджу затримуються тверді частини, після чого вода поступає в мембранний ультрафільтр 2. В ультрафільтрі 2 фільтруючою перегородкою є мембрана з розмірами пор не більше 1 мкм. Під тиском водопровідної мережі затримуються дуже малі (коллоїднодисперсні) частини, в тому числі золь гідроксиду заліза, бактерії, віруси, великі молекули деяких органічних речовин. В результаті роботи мембранного ультрафільтру 2 отримують фільтрат знезаражену прозору воду зі зменшеним вмістом розчинених органічних сполук але з розчиненими з'єднаннями лужних, лужно-земельних та важких металів. Одночасно зі знезараженої прозорою водою в мембранному ультрафільтрі 2 утворюється концентрований ліозоль - водна суспензія колоїдних осадків, мікроорганізмів, великих молекул органічних речовин (концентрат) в кількості 5-10% від об'єму води, що надходить до мембранного ультрафільтру 2. Концентрат мембранного ультрафільтру 2 безперервно відводять до каналізації по відповідному трубопроводу ( зображено тонкою лінією). Фільтрат мембранного ультрафільтру 2 (знезаражена прозора, тобто частково очищена вода) надходить до фільтру 3 з активованим вугіллям. В фільтрі 3 воду очищують від залишків розчинених органічних сполук. З неї вилучаються неприємні присмак та запах. Оскільки до фільтру 3 надходить частково очищена вода після мембранного ультрафільтру 2, робочий ресурс активованого вугілля у фільтрі 3 до його промивання та заміни значно підвищується що заощаджує час на виконання цих допоміжних технологічних операцій, а також знижує загальні витрати активованого вугілля на проведення технологічного процесу. В результаті роботи фільтру 3 отримують достатньо чисту воду. Періодично під час промивання фільтру 3 фільтратом мембранного ультрафільтру 2 утворюється забруднена промивна вода, яку по відповідному трубопроводу (зображено тонкою лінією) відводять до каналізації. Після фільтру 3 потік очищеної води розділя 41077 6 ють на дві частини: першу спрямовують до електронасосу 4, а другу спрямовують через кран 19 до ротаметру 8. До ємності 6 заливають розчин поліфосфатів (розчин антискаланту). За допомогою електронасосу 7 цей розчин дозують в частку потоку очищеної води, яка надходить до електронасосу 4. В електронасосу 4 здійснюється змішування розчину поліфосфатів з очищеною водою після фільтру 3 та підвищення тиску надходження цій суміші у систему 5 зворотного осмосу. У системі 5 зворотного осмосу фільтруючою перегородкою (мембраною) з розмірами пор порядку 0,01мкм під тиском електронасосу 4 на 9095% затримуються решта домішок органічних речовин, розчинені солі лужних, лужно-земельних і важких металів, тобто вода повністю очищується та демінералізується. Демінералізована вода через кран 20 і ротаметр 9 надходить до струминного змішувачу 10, де змішується з природно мінералізованою водою, очищеною на вугільному фільтрі 3. Співвідношення надходження до струминного змішувачу 10 природно мінералізованої води після фільтру 3 і демінералізованої зворотноосмотичної води регулюється за допомогою кранів 19 та 20 з розрахунку отримання в суміші гігієнічно обгрунтований мінеральний склад очищеної води. Під час роботи системи 5 зворотного осмосу в кількості 20-40% від об'єму води, що надходить до електронасосу 4, утворюється забруднена вода (концентрат) з підвищеним вмістом солей та органічних речовин. Концентрат безперервно відводять до каналізації по відповідному трубопроводу (зображено тонкою лінією). Очищена вода з гігієнічно обгрунтованим мінеральним складом надходить до інжектору 11, змішується з озоном, який виробляють у генераторі озону 12 з атмосферного повітря. Отримана таким чином суміш води озоном надходить до контактного баку 13. При цьому вода повністю стерилізується і насичується киснем, що підвищує її якість. Після контактного баку 13 вода спрямовують до фільтру з кременем 14, де вона збагачується силіцієм, структурується та набуває приємного "джерельного смаку". Далі вода надходить до фільтру 15 зі змінним картриджем, де затримуються окремі частини кременю, яки можуть випадково потрапляти в воду з фільтру 14. Після фільтру 15 воду стерилізують в стерилізаторі 16, де під впливом ультрафіолетового опромінювання гинуть всі мікроорганізми і далі для наступного тривалого зберігання консервують в іонаторі 17 іонами срібла, яки отримують при електрохімічному розчиненні у воді срібних електродів. Воду, що оброблена сріблом, подають до пристрою 18 магнітної обробки, де вона додатково структурується та отримує корисні властивості. Отриману на установці очищену кондиційну воду з корисними властивостями для організму людини після пристрою 18 відбирають для споживання. Запропонована установка дозволить надійно забезпечити населення України якісною питною водою з лікувальними властивостями. Джерела інформації: 7 41077 1. Патент №2915 на промисловий зразок "Модульна установка для очистки питної води "ВЕГАУ500". Бюл. №4 від 19.07.99. 2. Заявка №а200800546 від 16.01.2008 "Спосіб кондиціювання води". Комп’ютерна верстка А. Крулевський 8 3. ООО "Украинские водные технологии. Завод по производству очищенной питьевой воды для розлива производительностью 15000 литров в сутки. Коммерческое предложение, 2004. www.uvt.kiev.ua. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601