Устройство для очистки воды

Полезная модель относится к области очистки воды с использованием фильтров с загрузкой.
Из уровня техники известен фильтр с зернистой загрузкой, содержащий корпус, дренажное основание, на котором размещен слой зернистой загрузки, подающие и отводящие трубопроводы и набор неподвижно установленных пластин, верхние кромки которых расположены над слоем загрузки, причем пластины установлены под углом менее 90° к горизонту, нижние их кромки размещены в верхней части слоя загрузки и пластины выполнены в горизонтальном сечении гофрированными, волнообразными или изогнутыми в виде системы наклонных лотков [RU2096 066, B01D 24/46, опубл. 20.11.1997]. В качестве зернистой загрузки использовали альбитофир, представляющий собой магматическая горная порода порфировой структуры.
Недостатком вышеописанного устройства является сложность конструкции.
Кроме того, из уровня техники известен фильтр для очистки сточных вод, состоящий из корпуса с, по меньшей мере, отводящим патрубком и расположенным в корпусе фильтрующим материалом, отделенным от отводящего патрубка фильтровальной перегородкой, отличающийся тем, что в качестве фильтрующего материала он содержит магнийсодержащую стружку, смешанную с древесными опилками. В качестве магнийсодержащей стружки он содержит стружку гидроксида магния. [RU38117, B01D 24/02, B01J 20/04, опубл. 27.05.2004].
Вышеописанное устройство позволяет повысить эффективность очистки воды от тяжелых металлов, в частности цинка, свинца, меди и железа. Недостатком устройства является сравнительно низкая эффективность при очистке воды, содержащей органические вещества.
Из уровня техники известен биосорбционный фильтр для очистки сточных вод, состоящий из корпуса с подводящим и отводящим патрубками и расположенными в корпусе слоями наполнителя, мелкозернистой и крупнозернистой загрузок, отличающийся тем, что в качестве наполнителя он содержит слои: сорбент Н - недожог окорки древесины, кору елово-осиновую 5-летнюю и отход целлюлозно-бумажной промышленности - скоп, в качестве мелкозернистой загрузки - гравий фракции 50-100 мм; в качестве крупнозернистой загрузки - шлак; последовательность расположения слоев в корпусе фильтра по ходу движения очищаемой воды следующая: кора, шлак, скоп, сорбент, гравий. [RU2186618, B01J 20/00, B01D 39/00, опубл.10.08.2002].
Устройство повышает эффективность очистки воды с высоким содержанием органических соединений. Недостатком устройства является сравнительно низкая эффективность при очистке воды, содержащей ионы тяжелых металлов.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является фильтр, выполненный, например, из нержавеющей стали или пластмассы, и установленные в корпусе фильтрующий блок с активированным углем, или активированным углем, обработанным солью полигуанидина, или шунгитом, или вермикулитом, или терморасширенным графитом, или графеновой смесью и фильтрующий блок с сополимером на основе функциональных метакрилатов, или амидов, или аминов, или алкилфенолов или полифенолов с полигуанидином, при этом блоки связаны друг с другом через отверстие. [RU118873, B01D 24/02, опубл. 10.08.2012].
Устройство позволяет повысить эффективность очистки воды от органических соединений, а также различных микроорганизмов. Недостатком устройства является низкая эффективность при очистке воды, содержащей ионы тяжелых металлов.
Задачей полезной модели является расширение арсенала фильтров с загрузкой с устранением недостатков, присущих аналогам и прототипу.
Техническим результатом является получение воды, пригодной для питья.
Технический результат достигается тем, что устройство для очистки воды содержит корпус с входом для подачи исходной и выходом для отвода очищенной воды, а также расположенные в корпусе два фильтра с загрузкой, причем в одном из фильтров загрузкой является активированный уголь, при этом в другом фильтре загрузкой является брусит, фильтры связаны посредством трубопровода и расположены внутри корпуса таким образом, что вода сначала проходит через фильтр с бруситом, а затем через фильтр с активированным углем, причем фракция обеих загрузок составляет 0,5-2,0 мм.
На фиг. 1 в общем виде приведено устройство для очистки воды.
Устройство 1 для очистки воды содержит корпус 2 с входом 3 для подачи исходной воды и выходом 4 для отвода очищенной воды, при этом вход 3 и выход 4 могут быть выполнены в виде патрубков. В системе очистки воды фильтр 5 с бруситом 6 расположен первым и соединен посредством трубопровода 7 с фильтром 8 с активированным углем 9. Фракция обоих загрузок составляет 0,5-2,0 мм.
Корпус 2 устройства 1 может быть выполнен из стеклопластика футированного полиэтиленовым вкладышем, нержавеющей стали или иных материалов пригодных для контакта с питьевой водой. Патрубки могут быть выполнены из поливинилхлорида, полиэтилена, нержавеющей стали или иных материалов, пригодных для контакта с питьевой водой.
Кроме того, устройство 1 включает насос 10 подачи исходной воды, а также снабжено системой промывки фильтров 5, 8, которая включает трубопровод 11 и насос 12 подачи воды на промывку, а также размещенные в корпусе 2 вход 13 и выход 14 для подачи и отвода воды на промывку загрузки.
Далее раскрыт принцип действия устройства 1 по очистке исходной воды, имеющей показатели, приведенные в таблице ниже:
№ п/п
Определяемый показатель
Единицы измерения
Результат анализа исходной воды
Норматив ПДК(СанПиН1.2.3685-21)
Обозначение НД на метод анализа
<b>1</b>
<b>2</b>
<b>3</b>
<b>4</b>
<b>6</b>
<b>7</b>
1
Водородный показатель
-
6-9
6-9
ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97
2
Общая жесткость
мг-экв/дм<sup>3</sup>
3-4
7
ПНД Ф 14.1:2.98-97
2
Мутность
ЕМФ
20
2,6
ПНД Ф 14.1:2:4.213-05
3
Цветность
град
50
20
ГОСТ Р 52769-2007
4
Перманганатная окисляемость
мгО/дм<sup>3</sup>
30
5
ЦВ 1.01.14-98 «А»
5
Аммоний
мг/дм<sup>3</sup>
2,0
1,5
ПНД Ф 14.1:2:4.167-2000
6
Общее железо
мг/дм<sup>3</sup>
3,0
0,3
ПНД Ф 14.1:2.50-96
7
Медь
мг/дм<sup>3</sup>
3,0
1,0
М-02-2406-13
8
Марганец
мг/дм<sup>3</sup>
1,0
0,1
М-02-2406-13
9
Никель
мг/дм<sup>3</sup>
0,1
0,01
М-02-2406-13
10
Кобальт
мг/дм<sup>3</sup>
0,3
0,1
М-02-2406-13
11
Цинк
мг/дм<sup>3</sup>
6,0
5,0
М-02-2406-13
12
Фтор
мг/дм<sup>3</sup>
2
1,2
ПНД Ф 14.1:2:4.157-99
15
Барий
мг/дм<sup>3</sup>
1,07
0,5
ПНД Ф 14.1:2:4.167-2000
16
нефтепродукты
мг/дм<sup>3</sup>
0,50
0,1
ПНД Ф 14.1:2:4.168-2000
Исходная вода посредством насоса 10 вода через вход 3 поступает внутрь корпуса 2 и далее по трубопроводу 7 сначала в фильтр 5 с бруситом 6, где происходит ее очистка от основных загрязнений, в том числе ионов тяжелых металлов посредством их адсорбции.
2
2+
2+
2+
Брусит представляет собой природный минерал класса гидроокислов и содержит 69% MgO и 31% HO (возможны также примеси катионов Fe, Mn Zn). Имеет сложную структуру, в которой ОН-группы расположены по закону гексагональной плотнейшей упаковки, а катионы металлов занимают октаэдрические пустоты послойно, через один слой.
Благодаря своему строению этот материал обладает свойством адсорбировать в своих молекулярных структурах катионы металлов. Высокая эффективность очистки при его применении достигается также за счет сильно развитой поверхности, присущей минералам класса гидроокислов, благодаря которой значительно увеличивается количество активных центров интенсивной адсорбции ионов металлов.
Затем вода по трубопроводу 7 поступает в фильтр 8 с активированным углем 9.
Активированный уголь позволяет удалить органические вещества, нефтепродукты, а также остатки ионов тяжелых металлов за счет сорбции указанных загрязнений, благодаря чему вода приобретает допустимые показатели по безопасности, вкусу и запаху.
После чего вода по трубопроводу 7 через выход 4 поступает в резервуар сбора очищенной воды.
Периодическая промывка фильтров 5, 8 осуществляется путем подачи посредством насоса 12 через вход 13 воды на промывку по трубопроводу 11 и отвода воды через выход 14.
Очищенная устройством 1 вода имеет показатели в пределах ПДК в соответствии с СанПиН1.2.3685-21.
Размещение фильтров с загрузкой таким образом, что вода сначала проходит через фильтр с бруситом, а затем через фильтр с активированным углем позволяет обеспечить достижение технического результата при сохранении высокой скорости фильтрации.
В случае размещения брусита и активированного угля в одном фильтре произойдет их перераспределение в зависимости от насыпной плотности таким образом, что брусит окажется в нижней части фильтра. В этом случае для достижения технического результата потребуется проводить процесс очистки воды восходящим потоком снизу-вверх, что, в свою очередь, приведет к существенному снижению скорости фильтрации.
Использование частиц загрузок размером менее 0,5 мм, существенно замедляет процесс очистки воды, при этом качество фильтрации позволяет обеспечить достижение заявленного технического результата.
Использование частиц загрузок размером более 2,0 мм приводит к снижению качества фильтрации воды, что негативно влияет на достижение заявленного технического результата.