ФИЛЬТРОВАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к технологическому оборудованию для очистки питьевой воды и может быть использована для очистки водопроводной питьевой воды для потребителей, в частности, в жилых помещениях, в общественных местах (детских садах, больницах, поликлиниках).
Известно устройство для очистки водопроводной воды, содержащее фильтровальную ячейку, накопительную емкость для фильтрата, средства для вывода концентрата из фильтровальной ячейки и вентиль для отвода фильтрата. Фильтровальная ячейка выполнена состоящей из цилиндрического корпуса, трубчатого фильтрующего керамического элемента с расположенной на его внутренней поверхности волокнистой керамической мембраной, установленного с зазором относительно внутренних стенок корпуса при помощи уплотнений, расположенных вблизи концов керамической трубки с образованием пространства для сбора фильтрата соединенного посредством штуцера и трубопровода с накопительной емкостью. Накопительная емкость выполнена герметичной, снабжена сорбентом-накопителем, в ее нижней части расположен вентиль для отвода фильтрата, на крышке установлен воздушно-водяной клапан с сифоном, опущенным в емкость на глубину, равную 1/5-1/10 ее высоты, а торец корпуса фильтровальной ячейки через переходник соединен с водопроводом. [1]
Недостатком вышеуказанного аналога является то, что фильтр, накопительная емкость, обеспечивающая обратную промывку и регенерацию мембран фильтроэлемента и средство подсоединения обладают значительными габаритами, что усложняет эксплуатационные возможности установки.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для очистки и кондиционирования питьевой воды, включающая узлы предочистки, основной сорбционной очистки и финишной очистки с помощью микрофильтрации. Узел предочистки выполнен в виде отдельного блока, представляющего собой один или несколько сорбционных фильтров со сменным картриджем. Узел основной очистки включает в себя сорбционные фильтры с последовательно расположенными в направлении движения водного потока фильтрующе-сорбирующими слоями модифицированного цеолита моноклинной структуры, гранулированного или волокнистого карбоксильного катионообменника и активного углеродного адсорбента. Узел финишной очистки выполнен в виде одного или нескольких фильтров патронного типа, снабженных микрофильтрационными элементами с размером пор 0,5-10 мкм. [2]
Недостатком прототипа является то, что микрофильтрационные элементы достаточно быстро теряют свои эксплуатационные характеристики в случае присутствия в воде большого количества микровзвесей.
Задачей предлагаемой полезной модели является расширение арсенала фильтровальных установок, повышение эффективности использования фильтровальной установки за счет компактности, то есть улучшения ее массогабаритных параметров при сохранении высоких параметров очистки воды.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является реализация поставленной задачи, а также увеличение срока эксплуатации фильтровальной установки, обеспечения требуемого режима процесса фильтрации фильтровальной установки.
Указанный результат достигается тем, что фильтровальная установка, содержащая размещенные в корпусе, смонтированном на опорном фланце, входной картридж, узел основной сорбционной очистки и выходной картридж, имеет входной картридж представляющий собой трубчатый текстильный фильтр с размером ячейки 0,2-0,5 мкм, и выходной картридж трубчатый текстильный фильтр тонкой очистки с размером ячейки 0,1-0,3 мкм.
В отличие от других фильтров трубчатые текстильные фильтры могут быть использованы повторно, после отмотки (срезания) с наружной поверхности трубчатого текстильного фильтра трех или четырех наиболее загрязненных слоев намотки нитей (толщина не более 0.5 см) до появления чистых слоев намотки нитей. Трубчатые текстильные фильтры изготавливаются на мотальных механизмах путем намотки например, полипропиленовых или других аналогичных нитей. [3] Экспериментально установлено, что ресурс работы продлевается на 50% от начального, кроме этого возможна промывка трубчатых текстильных фильтров кислотой, Для этого следует приготовить раствор щавелевой кислоты например, (160 г кислоты на 16 л воды). Раствором залить картриджи на один час. Слить раствор и промыть фильтры водой (после установки) в течение 10-15 минут. Экспериментально установлено, что ресурс работы картриджей повышается до 80% от начального.
Для того чтобы изменить требуемый режим процесса фильтрации, нужно установить текстильный трубчатый фильтр с порами нужного размера и подбором требуемого наполнителя в узле основной сорбционной очистки.
Увеличение производительности достигается установкой на опорном фланце двух выходных картриджей, объединяемых при необходимости в общий коллектор на выходе воды из установки.
Фильтровальная установка иллюстрируется чертежами, где на фигуре 1 представлена фильтровальная установка вид сбоку в разрезе, на фиг.2 фильтровальная установка вид снизу со стороны подключения.
Фильтровальная установка содержит корпус 1 (фиг 1, 2), опорный фланец 2 (Фиг.1), входной картридж 3 - трубчатый текстильный фильтр с размером ячейки 0,2-0,5 мкм, узел основной сорбционной очистки 4, представляющий собой наполнитель, состоящий из сорбентов, обеспечивающих селективный отбор загрязнений, а также окислителя, выходной картридж 5 - трубчатый текстильный фильтр с размером ячейки 0,1-0,3 мкм., безрезьбовую муфту 6 для установки трубчатого текстильного фильтра тонкой очистки 5 с размером ячейки 0,1-0,3 мкм., резьбовое соединение 7 для установки входного картриджа и подключения водопровода, кран «Маевского» (устройство для выпуска воздуха открываемое при помощи ключа или отвертки) 8 для разгерметизации корпуса 1 при разборке и сборке фильтровальной установки, опорный фланец 2, прокладка 9 установленную между корпусом 1 и опорным фланцем 2, болтовое соединение 10.
+2
+3
Фильтровальная установка работает следующим образом. Для подготовки фильтровальной установки необходимо перевернуть корпус 1 с фланцем 2 вверх. В корпусе 1 размещают узел основной сорбционной очистки 4, засыпая наполнитель не более 2/3 объема корпуса. Наполнитель может состоять из следующих сорбентов: ионообменные смолы, модифицированный диатомид, активированный уголь и окислителя - крупа пиролюзитовая «ИКИМСО-ПРЗ» ТЦУ №571-005-13291795-01, служащего для перевода растворенного в воде железа Fe в нерастворимые окислы Fe, а также удаления из воды марганца и сероводорода. Срок использования крупы пиролюзитовой (пиролюзит - минерал, диоксид марганца (MnO2)) не ограничен. Входной картридж 3 - трубчатый текстильный фильтр с размером ячейки 0,2-0,5 мкм закрепляют на опорный фланец 2 на резьбовом соединении 7. Выходной картридж 5 - трубчатый текстильный фильтр тонкой очистки с размером ячейки 0,1-0,3 мкм устанавливают на опорный фланец 2 с помощью безрезьбовой муфты 6. В корпус 1 устанавливают кран «Маевского» 8, который служит для разгерметизации корпуса 1 фильтровальной установки при ее разборке и сборке, а также для удаления воздуха из корпуса 1 фильровальной установки. Затем сверху на «перевернутый» корпус 1 устанавливают опорный фланец 2 с трубчатыми текстильными фильтрами 3, 5. При необходимости проводят замену прокладки 9 (фиг 1,2.) между корпусом 1 и опорным фланцем 2. Корпус 1 соединяют с опорным фланцем 2 болтовыми соединениями 10 (фиг.1, 2). Подают воду в корпус 1 для проверки герметичности соединений, после чего фильтр готов к длительной эксплуатации.
+2
+3
Фильтровальную установку встраивают в водопроводную систему квартиры или загородного дома. Подсоединение фильтровальной установки (фиг.2) к трубопроводу производят стационарно водопроводной трубой, либо на гибких подводках. Загрязненная жидкость - водопроводная вода - через входной картридж 3 - трубчатый текстильный фильтр с размером ячейки 0,2-0,5 мкм, который выполнен в виде слоисто-каркасной намотки нитей, например полипропиленовых, поступает в корпус 1 под давлением водоснабжения. Поток воды обеспечивает удаление механических примесей через входной картридж 3 - трубчатый текстильный фильтр с размером ячейки 0,2-0,5 мкм, примеси задерживаются на фильтре. После этого вода проходит через узел основной сорбционной очистки 4, состоящий из сорбента, обеспечивающего селективный отбор загрязнений, а также окислителя, служащего для перевода растворенного в воде железа Fe в нерастворимые окислы Fe и удаления марганца и сероводорода. Затем вода проходит через  выходной картридж 5 - трубчатый текстильный фильтр тонкой очистки с размером ячейки 0,1-0,3 мкм, где нерастворимое железо выпадает на пористую перегородку трубчатого текстильного фильтра с размером ячейки 0,1-0,3 мкм в виде ржавчины. О необходимости замены входного 3 и выходного 5 картриджей судят по разнице показаний давления манометров, устанавливаемых на магистрали входе и выходе установки. При разности показаний манометров 2-2.5 Мпа проводят регенерацию трубчатых текстильных фильтров 3 и 5 различными способами (обратным током воды, срезанием с наружной поверхности наиболее загрязненных слоев полипропиленовых нитей, промывку кислотой), либо замену картриджей. Также промывают и регенерируют узел основной сорбционной очистки 4 либо производят его замену. Для разборки фильтровальной установки перекрывают водопровод на входе и выходе воды из установки. Отсоединяют фильтровальную установку от сети подачи воды, открывают кран «Маевского» 8, сливают остаток воды из установки. Опорожненную установку переворачивают опорным фланцем 2 вверх и разъединяют болтовые соединения 10 корпуса 1 с опорным фланцем 2. Снимают опорный фланец 2 (поднимают его из корпуса 1). Выходной картридж 5 - трубчатый текстильный фильтр тонкой очистки с размером ячейки 0,1-0,3 мкм, крепят на опорном фланце 2 с помощью безрезьбовой муфты 6, что облегчает его обслуживание при закупорке пор.
+2
+3
Фильтровальная установка имеет небольшие массогабаритные размеры и обеспечивает простоту обратной взаимной промывки входного и выходного картриджа, обеспечивает требуемый режим процесса фильтрации. Изменяя состав наполнителя, наполнитель может состоять из следующих сорбентов: ионообменные смолы, модифицированный диатомид, активированный уголь и окислителя - крупа пиролюзитовая «ИКИМСО-ПРЗ» ТЦУ №571-005-13291795-01, служащего для перевода растворенного в воде железа Fe в нерастворимые окислы Fe, а также удаления из воды марганца и сероводорода. Увеличение производительности достигается установкой на опорном фланце двух выходных картриджей объединяемых при необходимости в общий коллектор на выходе воды из установки.
Источники информации:
1. Патент РФ на изобретение №2052278 (Покровский Д.Д., Горобец Б.Р., Грибков В.Н., Щетанов Б.В., Шалин Р.Е., Качанов Е.Б.), 08.07.1993 г., «Устройство для очистки водопроводной воды».
2. Патент РФ на изобретение №2084411 (Пензин Р.А., Тарасов В.А., Храменков С.В., Пальгунов П.П., Евдокимов О.В.), 28.12.1994 г., «Установка для очистки и кондиционирования питьевой воды».
3. Патент РФ на полезную модель №114045 (Губейдуллин Х.Х., Шигапов И.И.), 30.09.2011 г., «Мотальный механизм».