УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ И МОДУЛЬ ОБРАТНООСМОТИЧЕСКИЙ ДЛЯ НЕГО

Заявляемая группа полезных моделей относится к технологии приготовления воды и может быть использована для очистки питьевой воды из водопровода и пресноводных источников в стационарных бытовых фильтрах.
Известны многочисленные устройства для очистки воды фильтрацией через многослойную фильтрующую среду, что связано с большим разнообразием фильтрующих сред.
Варьирование составами засыпок в известных устройствах осуществляют в достаточно широких пределах - состав засыпки подбирается на основании всестороннего изучения механизма удаления из воды конкретных загрязнений с использованием того или иного материала.
Однако на практике не всегда удается полностью устранить нежелательные примеси, поскольку трудно точно подобрать необходимые составы фильтрующих сред. эффективных для широкого спектра примесей. Введение в смесь большого числа компонентов усложняет приготовление засыпки и значительно повышает стоимость всего фильтра. Кроме того, фильтрующая среда обычно имеет невысокий ресурс работы и требует частой замены или очистки.
В указанных случаях более эффективной является очистка воды обратноосмотическими фильтрами или многоступенчатой фильтрацией, включающей стадии фильтрации через многослойные фильтрующие среды и фильтрации мембранными фильтрами.
Из уровня техники известны как обратноосмотические фильтры, так и фильтры с многоступенчатой фильтрацией.
Среди широко рекламируемых в настоящее время фильтров можно указать, в частности, «ATOLL A-460Е» - система обратного осмоса, производимая фирмой GE Osmonics (USA), с мембраной, задерживающей большую часть загрязнений. Фильтр устанавливают в домах с нормальным давлением воды в водопроводе. Фильтр обратного осмоса «ATOLL A-560E», производимый той же фирмой, имеет три колбы предварительной очистки перед основным элементом - мембраной. Дополнительная
ступень очистки в известной системе многоступенчатой фильтрации используется при повышенном загрязнении исходной воды.
Модели фильтров FR04, FR05, FR04M фирмы Фокс. фильтры ООО «Контур-Аква», ООО «Нова-Терра», ООО «Экомаркет», Гейзер-6 (Производитель ООО «Акватория») также обеспечивают многоступенчатую фильтрацию (см. Интернет- магазин, сайты www.foks.khar, www.aquafilter.ru, www.geiser.ru)
Конструктивной особенностью известных фильтров многоступенчатой фильтрации является организация взаимодействия их узлов - они объединены в единую систему, в которой каждая ступень очистки (соответствующий узел) неразрывно связана с другими ступенями (узлами). На первой ступени осуществляется механическая очистка, на второй ступени - через активированный уголь удаляют многие органические соединения, третья ступень является обратноосмотической очисткой. В системах, содержащих более трех ступеней очистки, используют большее число картриджей на стадии фильтрации. Так в фильтре Гейзер-6 1-я ступень включает предварительную механическую очистку, 2-я ступень - очистку с использованием картриджа из гранулированного кокосового угля, 3-я ступень - очистку с использованием картриджа из спрессованного мелкопористого угля, 4-я ступень - мембранная очистка по методу обратного осмоса, 5-я ступень - доочистка воды от запахов и газов.
Как уже было отмечено выше, все известные заявителю системы, включающие обратный осмос, выполнены в виде одного устройства, отдельные части которого механически неразрывно связаны между собой и предназначены исключительно для совместного функционирования. Такая сложная система не всегда может быть использована в качестве бытового фильтра из-за высокой стоимости и нецелесообразности ее постоянной эксплуатации при очистке обычной воды, не содержащей особо вредных примесей.
Известен бытовой стационарный фильтр Гейзер-3 (см. www.geiser.ru), предназначенный для очистки фильтрацией жесткой и сверхжесткой воды. Фильтр устанавливают под мойку. Известный фильтр содержит три ступени очистки. В состав фильтра входят:
1. элемент с картриджем механической очистки из вспененного полипропилена с размером пор до 5 мкм для удаления взвешенных примесей
2. элемент с ионообменным фильтропатроном с размером пор от 0.05 до 0.5 мкм
3. элемент, содержащий угольный картридж из кокосового активированного угля, предназначенный для окончательного кондиционирования воды и удаления остаточного хлора и хлорорганических соединений.
Корпуса элементов выполнены из полимера (нейлона или пропилена).
Температура фильтруемой воды - не более 40°С. Ресурс картриджа механической очистки - до 10000 литров.
Для фильтрования сверхжесткой воды элементы известного фильтра выполняют следующим образом:
1-й элемент - содержит ионообменный фильтропатрон с размером пор 0.05-0.5 мкм
2-й элемент - содержит картридж с ионообменной смолой, поглощающей соли жесткости
3-й элемент выполнен аналогично элементу 3 в фильтре Гейзер-3, предназначенном для очистки жесткой воды.
Последний из аналогов по числу существенных признаков является наиболее близким к заявляемому решению.
Известному фильтру присущи все недостатки систем фильтрации, отмеченные для известных аналогов выше, снижающие эффективность очистки воды, приводящие к уменьшению ресурса фильтра и повышению его стоимости. Для сильнозагрязненной воды такие фильтры использовать не рекомендуется.
Задачей заявляемого комплексного решения является расширение диапазона использования известного устройства и повышение эффективности очистки воды.
Технический результат достигается тем, что фильтр для очистки воды, содержащий. по меньшей мере, три ступени фильтрации, включающий последовательно соединенные по току воды фильтрующие элементы, каждый из которых предназначен для одной из ступеней фильтрации, средство подвода очищаемой воды и средство отвода фильтрата, дополнительно содержит средство для установки модуля обратноосмотического и обратноосмотический модуль, выполненный с возможностью установки на указанном средстве и съема с него.
Заявляемая конструкция позволяет владельцу фильтра повысить эффективность очистки воды - для относительно чистой воды (содержащей соли жесткости, растворенные химические примеси, хлорорганические соединения) использовать исключительно многоступенчатую систему фильтрации с картриджами, а для очистки воды сложного состав (содержащей соли тяжелых металлов, ртуть, мышьяк и т.п.
растворенные и нерастворенные примеси) подключать дополнительный обратноосмотический модуль.
Модуль может быть выполнен как дополнительная съемная часть фильтра, монтируемая по желанию потребителя, в частности, на средстве фиксации фильтрующих элементов, если оно имеется в составе фильтра.
Возможно изготовление и продажа обратноосмотического модуля в виде самостоятельного устройства, снабженного элементами соответствующего крепежа.
В предпочтительном варианте реализации заявляемого решения верхние части трех фильтрующих элементов (их корпусов) жестко зафиксированы скобой, а модуль жестко закреплен на ответной скобе. Скобу модуля устанавливают на скобе фильтрующих элементов и фиксируют их положение с помощью крепежных элементов, например винтов.
Функцию скоб могут выполнять кронштейны или основания (плиты), при этом один из указанных элементов размещен на верхней части фильтрующих элементов, а на другом находится обратноосмотический модуль. Установка модуля в верхней части фильтра обеспечивает компактное размещение всех частей системы и удобство пользования фильтром, т.к. модуль в этом случае находится прямо под мойкой над фильтрующими элементами.
Помимо указанной компоновки, возможно и другое оптимальное размещение фильтрующих элементов и съемного модуля в соответствии с требованиями эстетики и эргономики, отвечающее сущности заявляемого решения.
-4
Встраиваемый обратноосмотический модуль содержит корпус и размещенную в нем обратноосмотическую мембрану, позволяющую фильтровать воду на основе механизма обратного осмоса, т.е. подавать воду под давлением на мелкопористый материал, пропускающий только молекулы воды. Эффективной мембраной может служить тонкопленочный композит с диаметром отверстий 1 Ангстрем (10 мкм). Возможно использование и других известных из уровня техники обратноосмотических мембран, обладающих подобной структурой.
Для улучшения органолептических свойств фильтрата фильтр, помимо модуля, может быть дополнен угольным фильтром.
Заявляемая группа полезных моделей поясняется графическими материалами, где на Фиг.1 в схематичной форме представлен фильтр с тремя ступенями очистки с обратноосмотическим модулем и угольным фильтром в сборке. На Фиг.2 представлен общий вид обратноосмотического модуля с угольным фильтром, размещенными на
одной скобе. Фиг.3 - вид сбоку устройства, представленного на Фиг.2. Позиции на Фиг.1 - Фиг.3 относятся к следующим элементам:
1 - 1-й фильтрующий элемент; 2 - 2-й фильтрующий элемент;3 - 3-й фильтрующий элемент; 4 - скоба для фиксации положения элементов 1,2,3; 5 - часть магистрали для подвода воды; 6 - часть трубопровода для отвода фильтрата; 7 - скоба для обратноосмотического модуля 8; 9 - угольный фильтр.
Монтаж фильтра с обратноосмотическим модулем 8 осуществляют следующим образом: на скобе (основании) 4 фильтрующей системы, содержащей элементы 1,2,3, с помощью винтов крепят ответную скобу (основание) 7, с которой предварительно сняты корпус обратноосмотической мембраны 8 и угольный фильтр.9 (если он есть). После закрепления скобы 7 на скобе 4 устанавливают мембрану в корпус модуля 8, а затем корпус мембраны и угольный фильтр - в клипсы для фиксации их положения на скобе 7.Далее соединяют трубку 5 с магистралью подачи воды, а трубку 6 - с тройником (адаптером) крана для подачи очищенной воды. Элементы арматуры систем подачи воды, отвода фильтрата и подачи его к адаптеру на Фиг.1-Фиг.3 не представлены
В процессе фильтрации вода последовательно проходит элементы 1,2,3, затем поступает в модуль 8 и далее в угольный фильтр 9 (если он имеется).
Для фильтрации жесткой воды могут быть использованы, в частности, следующие картриджи, содержащиеся в фильтре Гейзер-3, и предназначенные для очистки жесткой воды:
1. картридж механической очистки из вспененного полипропилена с размером пор до 5 мкм
2. ионообменный фильтропатрон с размером пор от 0.05 до 0.5 мкм
3. угольный картридж из кокосового активированного угля. Для очистки сверхжесткой воды могут быть также использованы, в частности, следующие картриджи из фильтра Гейзер-3:
1. ионообменный фильтропатрон с размером пор 0.05-0.5 мкм
2. картридж с ионообменной смолой
3. спрессованный угольный картридж
Фильтрат, получаемый при использовании заявляемого устройства, содержащего систему фильтрации Гейзер-3 и обратноосмотический модуль, подвергся исследованию в Военно-медицинской Академии, С.-Петербург (Министерство Обороны РФ). По
результатам изучения очищенной воды сделано заключение о высокой эффективности очистки воды от болезнетворных микроорганизмов, в том числе кишечной палочки, вируса гепатита А и ротовирусов, способных вызвать опасные для организма человека заболевания.
Фильтр задерживает бактерии и вирусы, соли тяжелых металлов, мышьяк и др. вредные для здоровья загрязнения.
Дополнительный угольный фильтр улучшает вкус очищенной воды. Анализы фильтрата выполнялись в соответствии со следующей нормативной документацией:
ГОСТ 2874-82 Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль качества.
ГОСТ 3351-74 Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности.
ГОСТ 4011-72 Вода питьевая. Методы измерения массовой концентрации общего железа.
ГОСТ 4386-89 Вода питьевая. Методы определения массовой концентрации фторидов.
ГОСТ 4974-72 Вода питьевая. Методы определения содержания марганца.
ГОСТ 4152-89 Вода питьевая. Метод определения массовой концентрации мышьяка
ГОСТ 18293-72 Вода питьевая. Методы определения содержания свинца, цинка, серебра
ГОСТ 19413-89 Вода питьевая. Методы определения массовой концентрации селена
ГОСТ 24849-81 Вода питьевая. Полевые методы санитарно-микробиологического анализа
ГОСТ Р 51680-2000 Вода питьевая. Метод определения содержания цианидов и др.