УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ ВОДЫ ДЛЯ БЫТОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области питьевого водоснабжения и может быть использована для глубокой очистки водопроводной воды, скваженной воды и воды открытых водоемов.
Известно устройство для очистки водопроводной воды мембранный бытовой прибор "Ручеек" (АО "Мембраны", дочернее предприятие АО "Полимерсинтез", руководство по эксплуатации, г.Владимир, 1966, с.5, рис.1). Устройство содержит фильтрующий элемент и угольный патрон, которые размещены друг над другом в герметичном сосуде. Вход фильтрующего элемента соединен с вводом для водопроводной воды, размещенным в нижней части сосуда. По оси фильтрующий элемент соединен с угольным патроном, выход которого является выходом фильтрованной воды. В верхней части герметичного сосуда имеется выход для неочищенной воды, которая спускается в канализацию.
Недостатком известного устройства является невысокая очистка воды от низкомолекулярных металлорганических соединений и коллоидных веществ. В выходной воде после мембранного и угольного фильтров анализы показали присутствие железоорганических комплексов, слабогидратированных ионов и молекул с относительно малыми размерами. При этом в известной установке предварительно неочищенная от коллоидов и механических примесей вода быстро загрязняет поверхность мембраны фильтрующего элемента, что снижает его пропускную способность, а, следовательно, снижает производительность устройства. К тому же снижается срок службы мембраны, которая является одноразовой, что, в сою очередь, снижает срок службы устройства. Кроме того, неочищенная вода спускается в
канализацию, что увеличивает расход водопроводной воды и снижает экологичность установки.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство очистки воды для бытового потребления, описанное в патенте РФ, №2092452, C 02 F 1/78, 1/42, 10.10.97.
Устройство содержит мембранный фильтр, контактную емкость, угольный фильтр и озонаторную установку. Мембранный фильтр снабжен вводом для исходной воды, первым отводом для фильтрата и вторым отводом для очищенной воды, который соединен с первым вводом контактной емкости. Второй ввод контактной емкости соединен с выводом озонаторной установки. Отвод для воды контактной емкости соединен с вводом для воды угольного фильтра, ввод для озона которого соединен с соответствующим отводом контактной емкости. Выход угольного фильтра является выводом для очищенной воды.
Недостатки известного устройства следующие. В известном устройстве предварительно неочищенная от коллоидов и механических примесей вода быстро загрязняет поверхность мембраны фильтрующего элемента, что снижает его пропускную способность, а, следовательно, снижает качество очистки. Кроме того, озон в присутствии молекул воды всегда образует нитратные соединения. К тому же, имея высокую реакционную способность, озон вступает в реакции с озотсодержами веществам воздуха, которые попадают в очищаемую воду. Для того чтобы минимизировать в выходной воде образование вредных веществ за счет реакционной способности озона необходимо четко соблюдать оптимальный массообмен между озоном и озонируемой водой. В результате снижается качество очистки. Известно, что процент растворимости в воде озона от 0,7 до 1%. Остальное уходит в атмосферу. В результате при озонировании воды происходит выброс в атмосферу озона и озотсодержащих веществ, что снижает экологичность устройства.
Кроме того, низкий процент растворимости озона в воде обусловливает невысокую производительность устройства: устройства по прототипу имеют производительность до 5 литров в час.
В известном устройстве концентрат из мембранного фильтра выводится в канализацию, что так же снижает экологичность устройства, а так же увеличивает расход водопроводной воды.
Таким образом, выявленные в результате патентного поиска устройства очистки воды для бытового потребления, аналог и прототип заявленного, при осуществлении не обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в повышении качества очистки воды, в повышении экологичности установки, в снижении расхода исходной водопроводной воды, в повышении производительности устройства и в увеличении срока службы.
Заявленная полезная модель решает задачу создания устройства очистки воды для бытового потребления, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении качества очистки воды, в повышении экологичности установки, в снижении расхода исходной водопроводной воды, в повышении производительности устройства и в увеличении срока службы.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройство очистки воды для бытового потребления, содержащее мембранный фильтр и угольный фильтр, при этом мембранный фильтр содержит вход для исходной воды и выходы для концентрата и фильтрата, а угольный фильтр содержит вход для фильтрата и выход для очищенной воды, дополнительно введены установка ультрафиолетового излучения, включенные последовательно первый, второй и третий механические фильтры - картриджи, насос подачи водопроводной воды и насос для перекачивания жидкости, при чем фильтрационная способность
последующего механического фильтра выше предыдущего, вход первого фильтра соединен с насосом подачи водопроводной воды, выход третьего механического фильтра через вход насоса для перекачивания жидкости соединен с входом для исходной воды мембранного фильтра, у которого выход для концентрата является выходом устройства и, кроме того, соединен с входом насоса для перекачивания жидкости, а выход для фильтрата соединен с входом для фильтрата угольного фильтра, у которого выход для очищенной воды соединен со входом установки ультрафиолетового излучения, выход которой является выводом для очищенной воды. Кроме того, у мембранного фильтра выход для концентрата соединен с бачком накопителем,
Технический результат достигается следующим образом. Благодаря тому, что дополнительно введены, включенные последовательно первый, второй и третий механические фильтры - картриджи, при чем фильтрационная способность последующего механического фильтра выше предыдущего, обеспечивается последовательная глубокая очистка от коллоидов и механических примесей водопроводной воды перед поступлением на мембранный фильтр. В результате в исходной воде, поступающей на мембранный фильтр, отсутствуют вещества, загрязняющие поверхность мембраны и селективность мембранного фильтра в процессе фильтрации не изменяется, что повышает срок службы мембраны фильтра, а, следовательно, срок службы устройства и качество очистки, по сравнению с прототипом. Кроме того, концентрат, выводимый из мембранного фильтра, по сравнению с концентратом прототипа, так же не содержит коллоидов и механических примесей, что позволяет использовать его для бытовых нужд: для мытья посуды, устройства душевых секций и т.п. Это позволяет не сбрасывать его в канализацию, а, соединив у мембранного фильтра выход для концентрата с бачком накопителем, собирать для дальнейшего использования. В
результате снижается расход исходной водопроводной воды и повышается экологичность устройства.
Насос подачи водопроводной воды и насос для перекачивания жидкости обеспечивают работоспособность устройства, создавая стабильное давление воды в устройстве: стабильное давление воды в фильтрах, что повышает качество очистки и производительность устройства. Кроме того, насос для перекачивания жидкости создает турбулентный поток в мембранном фильтре, удаляя солевой слой с поверхности мембранной пленки, что сохраняет селективность мембранного фильтра. При этом благодаря связи выхода для концентрата мембранного фильтра с входом насоса для перекачивания жидкости часть концентрата возвращается в фильтр для организации турбулентного потока в мембранном фильтре, создавая дополнительное давление, что повышает эффективность воздействия турбулентным потоком на поверхность мембраны. При этом часть концентрата очищается и поступает в фильтрат. В результате увеличивается срок службы устройства, сокращается расход исходной воды и повышается производительность устройства.
Благодаря тому, что у мембранного фильтра выход для фильтрата соединен с входом для фильтрата угольного фильтра, обеспечивается фильтрация угольным фильтром загрязнений, выделенных мембранным фильтром, что повышает качество очистки. Поскольку у угольного фильтра выход для очищенной воды соединен с входом установки ультрафиолетового излучения, очищенная угольным фильтром вода, проходя через установку, выход которой является вывод ш для очищенной воды, обрабатывается ультрафиолетовым светом, который благодаря своим высоким бактерицидным способностям максимально снижает бактериальную загрязненность воды, что повышает качество очистки.
3
Кроме того, высокие бактерицидные способности ультрафиолета обеспечивают высокую производительность заявленного устройства, по сравнению с устройством по прототипу: 0,5 м в минуты, против 5 литров в час, соответственно.
При этом ультрафиолет не является химическим элементом и, следовательно, не образует в выходной воде каких-либо дополнительных вредных примесей в результате химических реакций, что так же повышает качество очистки воды.
Таким образом, заявленное устройство очистки воды для бытового потребления при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении качества очистки воды, в повышении экологичности установки, в снижении расхода исходной водопроводной воды, в повышении срока службы устройства, в повышении производительности. Это достигается благодаря возможности глубокой очистки водопроводной воды (ведение трех последовательно соединенных фильтов), поступающей на мембранный фильтр, что позволило сохранить его селективную способность, повысить срок службы и использовать концентрат после мембранного фильтра для бытовых нужд, а так же благодаря обеззараживанию воды ультрафиолетовым облучением, что позволило исключить образование в выходной воде дополнительных вредных примесей. Кроме того, использование ультрафиолетового излучения для обеззараживания воды позволило получить дополнительный технический результат: повышение производительности устройства.
На фигуре изображено устройство очистки воды для бытового потребления.
Устройство очистки воды для бытового потребления содержит первый 1, второй 2 и третий 3 механические фильтры - картриджи, включенные последовательно. При чем фильтрационная способность
последующего механического фильтра выше предыдущего. Например, с картриджами на 100, 20 и 5 микрон соответственно. Кроме того, устройство содержит мембранный фильтр 4, угольный фильтр 5 и ультрафиолетовую установку 6, которая может быть выполнена в виде ультрафиолетовой лампы. Мембранный фильтр 4 содержит вход 7 для исходной воды и выходы 8, 9 для концентрата и фильтрата соответственно; угольный фильтр 5 содержит вход 10 для фильтрата и выход 11 для очищенной воды. Кроме того, в устройство введены насос 12 подачи водопроводной воды и насос 13 для перекачивания жидкости. Вход первого фильтра 1 соединен с насосом 12 подачи водопроводной воды, выход третьего механического фильтра 3 через насос 13 для перекачивания жидкости соединен с входом 7 для исходной воды мембранного фильтра 4, у которого выход 8 для концентрата является выходом устройства и, кроме того, соединен со входом насоса 13 для перекачивания жидкости, а выход 9 для фильтрата соединен с входом 10 для фильтрата угольного фильтра 5, у которого выход 11 для очищенной воды соединен со входом установки ультрафиолетового излучения, выход которой является выводом 14 для очищенной воды. Кроме того, у мембранного фильтра 4 выход 8 для концентрата соединен с бачком накопителем 15.
Устройство очистки воды для бытового потребления работает следующим образом. Насос 12 подает водопроводную воду на первый механический фильтр 1, который выделяет из воды частицы размером 100 микрон и выше. Затем вода поступает на второй механический фильтр 2, который очищает воду от взвесей размером 20 микрон и выше. Далее третий фильтр 3 удаляет из воды частицы, размером до 5 микрон. После механических фильтров 1, 2, 3 насосом 13 вода подается на вход 7 мембранного фильтра 4. Часть концентрата с выхода 8 поступает на вход насоса 13 для организации турбулентного потока на поверхности
мембранного фильтра 4. Отфильтрованная вода - фильтрат поступает на вход 10 угольного фильтра 5, а с выхода 11 фильтра 5 поступает на вход установки ультрафиолетового излучения. Обеззараженная вода с выхода 14 устройства поступает к потребителю. Неотфильтрованная вода -концентрат поступает с выхода 8 мембранного фильтра 4 в бак накопитель 15 для хозяйственных нужд: полив растений, стирка, душевые комнаты и т.п.
Установка ультрафиолетового излучения может содержать, например, ультрафиолетовую лампу, помещенную в прозрачный для ультрафиолета герметичный корпус, который, в свою очередь концентрично закреплен внутри проходной трубы. Очищаемая вода, протекая через трубу, облучается.