Побутовий фільтр періодичної дії

1. Побутовий фільтр періодичної дії, що включає патронний фільтр і мембранний елемент, розміщені в циліндричному корпусі, обладнаному кришкою із каналами та патрубками підведення води, що очищується, відведення очищеної води (пермеату) і відведення концентрату, який відріз C2 2 85792 1 3 85792 Основним недоліком відомого фільтра [1] є громіздкість конструкції й складність збирання конструктивних елементів. Відомий також мембранний побутовий прилад (фільтр) для одержання питної води (RU патент 2065764 МПК 6 В01D63/10, опубл. 27.08.1996) [2]. Фільтр містить вертикальний корпус із кришками, рулонний фільтруючий елемент із фільтровідвідною трубкою й вугільний фільтр, обладнаний трубкою, що відводить, з'єднаної із трубопроводом відведення очищеної води. На нижньому кінці фільтровідвідної трубки й на зовнішній поверхні трубки, що відводить, вугільного фільтра встановлені елементи у вигляді кілець, вкладишів і т.п. з бактерицидним агентом. Трубопровід для відведення очищеної води містить фільтруючі вставки з матеріалу, що має відкриті пори (наприклад, пористого поліетилену). Мембранний побутовий прилад працює в такий спосіб. Вихідна вода надходить на рулонний фільтруючий елемент, а пермеат, що одержують, фільтрується через вугільний фільтр і потім знезаражується за допомогою бактерицидних кілець. Недоліком відомого побутового приладу [2] є складність і громіздкість апаратурного оформлення, а також недостатньо висока ефективність знезаражування питної води, що одержують. Найбільш близьким аналогом до побутового фільтра, що заявляється, за технічною суттю і результатом, що досягається при використанні, є мембранний побутовий прилад (RU патент 2049534, МПК 6 В01D63/10, опубл. 1995.12.10) [3]. Мембранний побутовий прилад для одержання питної води [3] містить вертикальний корпус із кришками; розташовані по вісі корпусу послідовно рулонний фільтруючий елемент із ущільнювачем у його нижній частині й вугільний фільтр; трубопроводи для введення водопровідної води із затискним пристроєм, відводу очищеної води (пермеату) і концентрату. При цьому прилад обладнаний напірним елементом у вигляді патрубка, розташованого на верхній кришці корпусу й з'єднаного із трубопроводом відведення очищеної води, висота якого вибирається з умови створення гідростатичного напору, рівного 0,2-0,5м, причому на внутрішній поверхні корпусу в зоні ущільнювача виконані поздовжні переточні канавки, площею 3-5% від площі поперечного переріза каналів рулонного фільтруючого елементу. Мембранний побутовий прилад (фільтр) працює в такий спосіб. Вихідна вода по трубопроводу надходить під тиском у рулонний елемент фільтру, де відбувається її розділення на очищену воду (пермеат) і концентрат, який відводиться в каналізацію. Частина потоку вихідної води направляється через переточні канавки по кільцевому зазору між корпусом і зовнішньою поверхнею рулонного фільтруючого елемента до виходу, усуваючи застійні зони, що сприяють небажаному розмноженню мікроорганізмів. Очищена вода (пермеат) надходить у патрон з активованим вугіллям для доочищення її від розчинених низькомолекулярних органічних сполук. Потім очищена вода (пермеат) трубопроводом направляється споживачеві. Інший потік, концентрат, відводиться в каналізацію через 4 регулятор витрат. Щодня, перед початком роботи мембранного побутового приладу, його промивають протягом 1-2хв. при повністю відкритому регуляторі витрат води. Як недоліки відомого фільтра [3] слід зазначити: - громіздкість побутового приладу, складність збирання конструктивних елементів; - недостатньо великий термін служби мембрани, обумовлений подачею на останню безпосередньо вихідної води; - недостатньо висока якість питної води, що одержують. В основу винаходу поставлене завдання вдосконалити конструкцію побутового фільтра шляхом зміни просторового розташування конструктивних елементів і додаткового введення джерела знезаражування, що забезпечило б збільшення терміну служби мембранного елемента за рахунок підвищення якості води, що надходить на мембрану, поліпшення компактності конструктивного виконання фільтра й підвищення якості питної води. Для вирішення поставленого завдання запропонований побутовий фільтр періодичної дії, що включає патронний фільтр і мембранний елемент, які розміщені в циліндричному корпусі, обладнаному кришкою, яка має патрубки підведення води, що очищується, відведення очищеної води (пермеату) і відведення концентрату, у якому, відповідно до винаходу, патронний фільтр і мембранний елемент установлені в корпусі коаксіально останньому, а мембранний елемент розташований усередині патронного фільтра, додатково в кришці виконаний канал, з'єднаний з порожниною Р, яка відокремлює патронний фільтр від мембранного елементу, для відведення фільтрату, а також у кришці виконана порожнина із установленим Уфелементом, причому порожнина виконана на каналі підведення вхідної води, а також на виході пермеату. При цьому, патронний фільтр виконаний хоча б із дво х шарів, причому внутрішній шар виконаний з вуглецевої тканини; корпус виготовлено з антикорозійного матеріалу, а кришку - з полімерного матеріалу, яка герметично з'єднана з корпусом; відведення пермеату з'єднано з каналом фільтрату; порожнина П, яка відокремлює корпус від патронного фільтра, заповнена сорбентом. Запропоновано побутовий фільтр, компактність конструкції якого досягається за рахунок коаксіальної установки мембранного елементу й патронного фільтру при безтрубному з'єднанні останніх, а також за рахунок розміщення джерел знезаражування (УФ) у кришці фільтра, як на вході вихідної води, так і на виході очи щеної води. Розташування конструктивних елементів, що заявляються, у корпусі фільтра забезпечує досить ефективне очищення води, яка надходить на мембрану й, отже, збільшує термін служби мембрани, а також приводить до підвищення якості одержуваної питної води. Таким чином, сукупність істотних ознак фільтра, що заявляється, є необхідною й достатньою для досягнення забезпечуваного винаходом технічного результату - компактність фі 5 85792 льтра, збільшення терміну служби мембран, а також підвищення якості питної води, що одержують. Винахід пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 зображений розріз загального виду фільтра, а на Фіг.2 представлений вид зверху із частковим виривом А. Побутовий фільтр періодичної дії (Фіг.1) містить циліндричний корпус 1 із глухим дном, знімну кришку 2, обладнану патрубками для введення вихідної води 3, відведення очищеної води 4 і відведення концентрату 5. У кришці виконаний канал 6, обладнаний регулювальним клапаном 7 для відведення фільтрату, причому канал 6 з'єднаний з порожниною Р, яка відокремлює патронний фільтр від мембранного елементу. У кришці також виконані порожнини 8 і 9 із установленими джерелами ультрафіолетового випромінювання: на вході вихідної води 10 (порожнина 8) і на виході очищеної води 11 (порожнина 9). Усередині корпусу 1 установлений коаксіально останньому патронний фільтр 12 і мембранний елемент 13. Порожнина Π між патронним фільтром 12 і циліндричним корпусом 1 заповнена сорбентом для очищення води від заліза. Патронний фільтр 12 являє собою сорбційнофільтруючий елемент (ТУ України 29.230407107.001-2003 "Елементи сорбційно- фільтруючі патронного типу. Технічні умови.") [5]. У побутовому фільтрі використаний тришаровий патронний фільтр, зовнішні шари якого виготовлені з поліпропілену, а внутрішній з активованого сорбційного вугільного волокнистого матеріалу "Дніпро МН" медичного призначення. У мембранному елементі 13 запропоновано використовува ти два типи мембран - СТА (целюлозно-ацетатні) і TFC (поліамідні) (каталог фірми JE "Електрик" Desal, США, 2004р.) [6], продуктивністю 6,1-10,4дм 3/год. при тиску 3,0-5,0бар. Відсоток видалення солей мембраною СТА склав 8598%, мембраною TFC - 98-99%. Як сорбент використовували "greensand" (каталог фірми Clack, США, 1998р.) [7], марганцевий зелений пісок, який містить МnO2, що безпосередньо окисляє розчинене залізо при величині рН 6,4-8,8 і концентрації заліза до 15г/м 3. 6 Фільтр працює в такий спосіб. Технологія очищення води фільтром передбачає, що ви хідна вода під тиском 3-5бар по патрубку 3 у кришці 2 надходить у порожнину 8, де знезаражується ультрафіолетовим випромінюванням, а потім подається в порожнину Π циліндричного корпусу 1, що заповнена сорбентом. Потім вода проходить через патронний фільтр 12 і надходить у порожнину Р, розташовану між патронним фільтром 12 і мембранним елементом 13. Відфільтрована вода подається на мембранний елемент 13, де розділяється на пермеат (очищена вода) і концентрат. Пермеат через регулювальний клапан 7 (закрите положення) надходить у порожнину 9, де знезаражується джерелом ультрафіолетового випромінювання 11 і через патрубок 4 направляється споживачеві. Конструкція передбачає одержання високоякісної питної води необхідного солевмісту. Частина води після патронного фільтра 12, через регулювальний клапан 7 (відкрите положення) змішується з пермеатом і надходить у порожнину 9, де знезаражується ультрафіолетовим випромінюванням 11, а потім через патрубок 4 подається споживачеві. Отримана вода за якістю відповідає показникам (Державні санітарні правила і норми «Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько- питного водопостачання.» Затв. МОЗ України 23.12.1996, №386 т.1 с.216223) [8]. Приклад виконання за винаходом. Очищенню піддавали воду, склад якого наведений у Таблиці (графа 4). Ви хідну воду під тиском 4 бар подавали в побутовий фільтр, знезаражували, пропускали через сорбент для очищення води від заліза, фільтрували послідовно через тришаровий патронний фільтр 12 і мембранний елемент 13. До отриманого пермеату за допомогою регулювального клапана 7 додавали 20% відфільтрованої води й одержували високоякісну питну воду, показники якої представлені в Таблиці (графа 5). Для підтвердження високої якості отриманої питної води в таблиці представлені також показники якості питної води відповідно до нормативних документів [8]; (Посібник з контролю якості питної води. Рекомендації Всесвітньої організації охорони здоров'я. - М.: Медицина, перев. з англ. - 1994. - т.1. 256 с, с 240- 249) [9]. Таблиця № п/ π 1 1 2 3 4 5 6 7 Показники якості води 2 Запах Водневий показник Твердість загальна Сульфати Хлориди Нітрати Солевміст Одиниця виміру 3 Бал Одиниці рН мг-екв/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 Вихідна вода Очищена вода 4 2 8 10 500 350 50 1300 5 0 7,1 2 100 70 10 260 Україна ДСанПіН [8] 6 £2 6,5-8,5 7,0 250 250 45 1000 Руководство ВОЗ [9] 7 6,5-8,5 1,5 250 250 50 1000 7 85792 Переваги побутового фільтру періодичної дії, що заявляється, в порівнянні з відомим [3], полягають у наступному: - конструктивне виконання фільтра забезпечує компактність, простоту збирання конструктивних елементів і їх безтр убне з'єднання; Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 8 - у процесі експлуатації фільтра підвищується термін служби мембрани на 20-25%; - конструкція фільтра дає можливість одержувати як високоякісну питну воду, так і, при необхідності, глибокознесолену воду. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601