Універсальний фільтрувальний пристрій для очищення водопровідної або річкової, або підземної води і одержання питної води підвищеної якості споживання “природний”

Універсальний фільтрувальний пристрій для очищення водопровідної або річкової, або підземної води і одержання питної води підвищеної якості споживання, що містить основний корпус, всередині якого розміщений принаймні один металевий сітчастий контейнер, завантажений фільтрувальним мінералом, який відрізняється тим, що як фільтрувальний мінерал використовується магнітний пісок, який являє собою пухку осілу збагачену породу темно-сірого кольору з розмірами твердих частинок 0,05-2мм, яка містить U 2 (19) 1 3 моноклінний, кварц, плагіоклаз, польовий шпат, халцедон, гідрослюду, продукти заміщення піроксену, які є основними магнітними мінералами. Природний пісок може використовуватись в фільтрувальних елементах різного призначення, а також для очищення води з необмеженим ресурсом його експлуатації. Випробувальні зразки фільтрів, які виготовлені на основі природного збагаченого магнітного піску, показали позитивні результати дослідів очищення води, які проведені в лабораторних умовах Інституту геофізики ім. С.І.Суботіна НАН України. Ці досліди засвідчили значне зменшення жорсткості води та втричі зменшення кількості розчиненого у воді заліза, а також покращення інших важливих показників забрудненої води без втручання реагентів в технологічний процес її очищення. Крім того, вперше розроблені рекомендації для використання природного збагаченого магнітного піску в практичних цілях, у тому числі, в галузі підготовки питної води з поліпшенням її біологічних властивостей та якості споживання. Вищевикладене щодо результатів випробування природного збагаченого магнітного піску і конструкції заявляємого фільтрувального пристрою на корисну модель свідчить про те, що вперше можливе використання рекомендацій вищезгаданого Інституту геофізики ім. С.І.Суботіна НАН України щодо перспективи практичного впровадження природного збагаченого магнітного піску, як основної сировини в технологічному процесі очищення води, що дозволяє спростити конструкцію пристрою для очищення води шляхом забезпечення тривалості функціонування в ньому природного збагаченого магнітного піску як фільтрувального елементу [2]. Метою створення корисної моделі, що заявляється, є забезпечення можливостей впровадження одного із природних екологічно чистих матеріалів (сировини), який спроможний на високому рівні якості очищувати воду від забруднювачів, зменшувати її жорсткість, кількість розчиненого у ній заліза та інших шкідливих складових, забезпечувати самоочищення, а також витримувати великий ресурс його використання в різноманітних пристроях та установках в широкому плані їх впровадження в промислових та побутових сферах водопідготовки і довести рівень якості очищеної води до норм діючих стандартів України на питну воду та до рівня кращих світових зразків пляшкової питної негазованої води [3]. Для створення ефективної корисної моделі щодо підвищення рівня якості безреагентного очищення водопровідної або річкової, або підземної води від надлишкового вмісту в них заліза і будь-якої перевищеної граничної концентрації солей, які в основному утворюють жорсткість води, та інших негативних залишків поставлене конструкторсько-технологічне завдання для цього вирішення таким чином, щоб: впровадити очищений природний магнітний пісок в нову спрощену конструкцію пристрою та його нових складових частин, що дозволяє спрощувати технологічний процес за допомогою використання одного мінералу, який може здійснюватися на 44067 4 природному рівні якості без агрегатного очищення водопровідної або річкової, або підземної води в даному пристрої, який заявляється на корисну модель; конструктивно виключити застарілі діючі гідравлічні системи внутрішніх трубопроводів та їх ущільнювальних засобів, які приєднуються до фільтрувальних елементів, та в декілька разів зменшити матеріальні та фінансові витрати на їх виготовлення. Поставлене завдання вирішується тим, що пристрій, який заявляється на корисну модель, оснащений за новою конструкцією і містить одну основну ємність, яка одночасно виконує функцію корпусу, наповненого однорідним мінералом, як головним фільтрувальним засобом у складі очищеного природного збагаченого магнітного піску. При цьому корпус пристрою оснащений універсальною муфтою для з'єднання з гідравлічною системою подачі вхідної води. Вищевикладений аналіз стосовно суті нових конструктивних та технологічних впроваджень пристрою, що заявляється на корисну модель, дозволяє: в одній ємності без внутрішніх трубопроводів обладнати суцільний фільтрувальний елемент, виготовлений із однорідного мінералу з визначеними за розмірами зернами природного збагаченого магнітного піску, і довести показники якості очищеної води без реагентного втручання до світових стандартів, що застосовуються до водопідготовки питної води; одержувати за рахунок нової спрощеної конструкції пристрою та його складових частин питну воду підвищеної якості споживання в промислових масштабах від 1 т/год. від одного модуля до 150 т/год. від поєднаних модулів, а також облаштовувати сфери відповідними пристроями для індивідуального та загального користування. Характерною особливістю функцій пристрою, що заявляється як корисна модель, є те, що в основі його дії використовуються властивості природного магнітного збагаченого піску з визначеним його мінеральним складом, які приводять до позитивних результатів одержання природної чистої біологічно активної води підвищеної якості споживання. При цьому до вищеописаного фільтрувального матеріалу можуть додаватися у визначеній кількості інші мінерали без реагентного втручання, які підвищують рівень якості очищення води, зокрема, мінерали силекс (силєвіт) та шунгіт. Мінерал силекс (силєвіт) на молекулярному рівні першим змінює величину валентного кута молекул води до 106-113 градусів, що свідчить про ступінь активації води, а мінерал шунгіт своєю життєутворювальною силою надає воді бактерицидних властивостей і гарантує її обеззараження. Технічний результат, який можливо досягти при здійсненні корисної моделі, полягає у тому, що спрощенням конструкції та функціональної схеми пристрою, що заявляється на корисну модель, та впровадженням в його конструкцію природного збагаченого магнітного піску з визначеним його мінеральним складом досягаються універсальність і комплексність технологічного процесу очи 5 щення води від забруднювачів, у тому числі, від колоїдного заліза, стійкого у воді, а також значно підвищується продуктивність виходу очищеної води підвищеної якості споживання у порівнянні з діючими пристроями, зокрема прототипу. Суть корисної моделі полягає у тому, що універсальний фільтрувальний пристрій для очищення водопровідної або річкової, або підземної води і одержання питної води підвищеної якості споживання "Природний" містить основний корпус, всередині якого розміщений принаймні один металевий сітчастий контейнер, завантажений фільтрувальним мінералом. Як фільтрувальний мінерал використовується природний збагачений магнітний пісок, який являє собою пухку осілу породу темно-сірого кольору з розмірами твердих частинок 0,05-2мм, яка містить магнетит та інші магнітні матеріали при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: магнетит 3-40 піроксен моноклінний 55-87 епідот до 1 кварц, плагіоклаз, польовий шпат, халцедон 2-17 гідрослюда, продукти заміщення піроксену 3 мартит до 1, та як знаки містить титаномагнетит, мусковіт, біотит, біогенні карбонати та гідрооксиди заліза, рогову обманку, олівін, ільменіт, сфен, рутил, відламки кристалічних порід, сланці та залишки інших мінералів. Принаймні в один сітчастий контейнер додатково можуть бути завантажені мінерали силекс (силєвіт) та шунгіт при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: силекс (силєвіт) 10-30 шунгіт 0,5-1,0 природний збагачений магнітний пісок решта. Мінерал силекс (силєвіт) додається зернами з розмірами 5-11мм від 10% від загального об'єму фільтрувального завантаження для зрушення ним зміни структури води, але з обмеженням 30% для утримування рівноваги ефективності магнітного піску щодо його спроможності видалення з води стійкого колоїдного заліза. Мінерал шунгіт додається з обмеженням 0,5-1,0% від загального об'єму фільтрувального завантаження як одна із форм вуглецю фурелени, завдяки яким утворюється шунгітова бактерицидна вода, що утримує в собі структури й комплекси, близькі за властивостями до гемоглобіну та ферментів життєутворення. Збільшення його вмісту недоцільне та приводить до подорожчання конструкції, оскільки добування цього мінералу дороге, його добувають лише в одному місці світу - в районі Карелії в Росії. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображена пояснююча схема дії універсального фільтрувального пристрою для очищення водопровідної або річкової, або підземної води і одержання питної води підвищеної якості споживання "Природний". Універсальний фільтрувальний пристрій для очищення водопровідної або річкової, або підземної води і одержання питної води підвищеної якос 44067 6 ті споживання "Природний" містить у своєму складі розміщений вертикально основний корпус 1, який виготовлений із екологічно чистого матеріалу, допущеного за санітарними нормами України для контакту з питною водою і витримує визначений робочий водяний тиск. Всередині основного корпусу 1 розміщені фільтрувальні засоби у складі двох окремих металевих сітчастих контейнерів 2 та 3, розміщених вертикально та завантажених фільтрувальним мінералом. При цьому як фільтрувальний мінерал використовується природний збагачений магнітний пісок 4. Металеві сітчасті контейнери 2 та 3, завантажені природним збагаченим магнітним піском 4, утворюють нову гідравлічну систему, яка утримується на нижній основі 5 пристрою, яка з'єднується болтовим з'єднанням 6 з основним корпусом 1 через його фланець 7. Герметичність з'єднання забезпечується спеціальною ущільнювальною гумовою прокладкою 8. У нижній основі 5 влаштовані два додаткові засоби у вигляді вхідних патронів 9, 10 для подачі води в металеві сітчасті контейнери 2 та 3, зверху та знизу яких влаштовані металеві сітки 11 та 12 для рівномірного протікання води, а знизу нижня основа 5 має спеціальну ємність для води 13, до якої через штуцер 14 та гнучкий трубопровід 15 приєднана універсальна з'єднувальна муфта 16 для під'єднання до мережі водопостачання. Зверху основний корпус 1 оснащений трубопроводом 17 з вентилем 18 та штуцерним кінцевиком 19, який призначений для з'єднання з мережею водопостачання для подачі води в зворотному напрямку при промиванні забрудненого фільтрувального мінералу. Всередині основного корпусу 1 розміщений допоміжний металевий сітчастий контейнер 20, оснащений знизу вихідним трубопроводом 21, який призначений для виходу готової очищеної води до споживача. Нижня основа 5 пристрою обладнана опорами 22 (у кількості 3-4) для утримання пристрою у вертикальному стані для зручного користування. Універсальний фільтрувальний пристрій для очищення водопровідної або річкової, або підземної води і одержання питної води підвищеної якості споживання "Природний" працює наступним чином. Пристрій з'єднується з мережею водопостачання за допомогою універсальної з'єднувальної муфти 16. В мікрофільтраційному режимі водяного робочого тиску 0,2-0,5МПа вхідна вода через гнучкий трубопровід 15 потрапляє в спеціальну ємність для води 13, а звідти через вхідні патрони 9, 10 та металеві сітки 11 - в металеві сітчасті контейнери 2 та 3, завантажені фільтрувальним мінералом природним збагаченим магнітним піском 4. Заданий тиск забезпечує її протікання через весь об'єм природного збагаченого магнітного піску 4, який своєю коерцитивною силою притягує і утримує на собі колоїдне залізо та забруднювальні мікроелементи, які знаходяться у воді. Це відбувається завдяки збагаченій магнітній насиченості природного збагаченого магнітного піску 4 та його сприйнятливості, а жорстка його фракція не дозволяє в процесі фільтрації вимиватись йому водою. Очистившись, вода через стінки металевих сітчастих 7 44067 контейнерів 2, 3, чарунки сіток яких менші за розміри гранул природного збагаченого магнітного піску 4, та допоміжний металевий сітчастий контейнер 20 потрапляє через вихідний трубопровід 21 до споживача. Процес змивання накопичених на природному збагаченому магнітному піску 4 забруднювальних компонентів виконується за потребою вхідною водою зверху пристрою через штуцерний кінцевик 19 та трубопровід 17 при відкритому вентилі 18. При цьому вода подається у зворотному напрямку в режимі підвищеного водяного робочого тиску 0,5-0,9МПа (і більше при можливості) і, пройшовши через природний збагачений магнітний пісок 4, витікає через універсальну з'єднувальну муфту 16, яка з'єднується з стічною мережею. Даний процес проводиться за результатами візуального контролю, коли очищена вода витікає з пристрою через вихідний трубопровід 21 в режимі значного зменшення її продуктивності та самопідвищеного водяного тиску. Очищена до діючих норм в Україні питна вода, яка отримується із універсального фільтрувального пристрою для очищення водопровідної або річкової, або підземної води і одержання питної води підвищеної якості споживання "Природний" відповідає європейським та світовим стандартам на питну воду. При цьому природний збагачений магнітний пісок у визначеному вищеописаному мінеральному складі, що завантажується у фільтрувальний пристрій, який заявляється на корисну Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 8 модель, технічно і технологічно спроможний видаляти із очищаємої води колоїдне залізо та знижувати її жорсткість без втручання хімічних реагентів. Пристрої з таким фільтрувальним завантаженням можливо впроваджувати в будь-які потужні за продуктивністю системи водопідготовки або схеми їх влаштування з необмеженим ресурсом експлуатації у відповідну інфраструктуру споживання з мінімальними фінансовими та матеріальними витратами на їх виготовлення. Інформаційні джерела, прийняті до уваги: 1. Деклараційний патент України на винахід №20168 МПК6 C02F1/48, 1993р. "Спосіб одержання очищеної біологічно активної цілющої питної води та установка ВІМ-21 "Криничка" для його здійснення". 2. Ю.А.Курников, С.Н.Кравченко, М.И.Орлюк. Інститут геофізики им. С.И.Субботина HAH Украины, г.Киев, Украина, «Магнитный песок - новый взгляд на перспективы практического использования», с.162-164, Научный журнал НАН Украины «Геология и полезные ископаемые мирового океана». 3. Ю.А.Курников, С.Н.Кравченко, М.И.Орлюк. Інститут геофізики им. С.И.Субботина НАН Украины, г.Киев, Украина, «Магнитный песок - новый взгляд на перспективы практического использования», с.111-118, Научный журнал НАН Украины «Геология и полезные ископаемые мирового океана». 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