ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Заявляемая полезная модель относится к бытовым фильтрам, в которых вода очищается от железа и тяжелых металлов при движении через фильтрующую среду сверху вниз самотеком под действием гравитационных сил.
При отсутствии водопровода широкое распространение получили автономные фильтры, устанавливаемые на стационарной поверхности. В настоящее время применяют большое число фильтров этого вида, отличающихся дизайном и многообразием материалов, из которых изготовлены фильтрующие элементы.
Известен сорбирующе-фильтрационный материал (РФ 2032449, В 01 D 39/02, 1995 г.), используемый для очистки питьевой воды от тяжелых металлов и радионуклидов цезия. Материал состоит из активного угля и слоя клиноптилата в Na-форме.
Недостатком данного решения является очистка вод, содержащих незначительное количество тяжелых металлов и железа.
Известен фильтр для очистки воды от тяжелых металлов, органических и бактериальных загрязнений, а также кондиционирования воды (РФ 2056358, С 02 F 1/18, 1996 г.). Известное устройство содержит емкость с загрузкой в
2
виде слоев, один из которых выполнен из шунгита с концентрацией поверхностных кислотных активных групп в интервале 1-15 мкг/м, а другой из карбонатсодержащей породы (доломитсодержащая порода), включающий микроэлементы побочных подгрупп Периодической системы в количестве 0,001-0,1% от массы породы.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность очистки, зависящая исключительно от физико-химических свойств шунгита, а также невозможность очистки воды, содержащей ионы железа.
Известна фильтрующая среда для очистки питьевой воды из водопровода и пресноводных источников в бытовых фильтрах (РФ 2218984, В 01 J 20/02, 2003 г.), состоящая из активированного угля и гранулированной смеси карбонатов кальция и магния, покрытых пористой пленкой, состоящей из оксидов магния, кальция и железа.
Изобретение позволяет очищать воду от железа до 0,1 мг/л, но не предусматривает очистки воды от тяжелых металлов.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому техническому решению является полезная модель (РФ 34934, В 01 J 20/02, 2003 г.). Известное устройство содержит емкость с послойной загрузкой в виде трех слоев, первый из которых по току воды сверху вниз в качестве измельченного минерального сырья содержит гранулированный фильтрующий материал, состоящий, по меньшей мере, из смеси карбонатов кальция и магния, покрытых пористой пленкой, состоящей из оксидов
магния, кальция и железа, с суммарным содержанием карбонатов кальция и магния не менее 95 масс.% и суммарным содержанием оксидов магния и кальция, не менее 2 масс.%., а оксида железа - 2-3 масс.%. Второй слой выполнен из керамзита, а третий из активированного угля. Фильтр снабжен дренажным устройством, установленным в нижней части фильтра. Дренажное устройство выполнено в виде металлической сетки из стойкого к коррозии металла с размером ячеек 300 мкм - 1 мм. В слое гранулированного фильтрующего материала дополнительно установлен пористый элемент в виде сетки из полимерного материала.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность очистки воды от ионов железа и невозможность очистки воды от тяжелых металлов, а также необходимость выполнения химического процесса нанесения оксидной пленки, отличающейся заданной пористостью.
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание фильтра, обеспечивающего очистку исходной воды, от ионов тяжелых металлов и железа до содержания их не более 0,1 мг/л, а также удаление неприятных запахов и придание привкуса родниковой воды.
3
Поставленная техническая задача решается путем создания фильтра для очистки воды, содержащего емкость с послойной загрузкой, первый слой которой по току воды сверху вниз выполнен из нерадиоактивной мраморной крошки с содержанием СаСО не менее 97 масс.%, а второй - из активированного угля, причем над первым слоем загрузки расположено распределительное устройство, выполненное в виде вогнутого эллипса,
центральная часть которого выполнена выпуклой, а на вогнутой части расположены щелевые каналы, фильтр содержит также дренажный элемент, выполненный из хемосорбционного материала, и узел для слива очищенной воды.
Указанная конструкция распределительного устройства обеспечивает разбрызгивание воды при ее заливке в емкость для увеличения контакта с кислородом воздуха при одновременном равномерном распределении очищаемой воды по объему загрузки.
3
В качестве первого слоя загрузки может быть использована любая светлая нерадиоактивная мраморная крошка с содержанием СаСО, не менее 97 масс.%, например, мраморная крошка гранулометрического состава от 0,5 до 3 мм месторождения Коелга Челябинской области (ТУ 7064-17-103-94), не имеющая радиоактивности и входящая в перечень материалов, допущенных к контакту с питьевой водой.
В качестве активированного угля может быть использован активированный уголь БАУ или аналогичные ему, а также березовые активированные угли, импрегнированные серебром, что позволяет усилить бактерицидные свойства фильтра.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 в схематичном виде представлен фильтр для очистки воды в продольном разрезе, на фиг.2 - вид сверху на фильтр для очистки воды.
Фильтр для очистки воды включает:
1 - емкость, 2 - распределительное устройство, 3 - слой мраморной крошки, 4 - слой активированного угля, 5 - слой дренажного материала, 6 - узел слива очищенной воды и 7 - щелевые каналы.
Устройство работает следующим образом:
Очищаемую воду наливают в емкость 1 сверху. Вода под действием распределительного устройства 2 через щелевые каналы 7 разбрызгивается, проходит последовательно слой мраморной крошки 3, слой активированного угля 4, слой дренажного материала 5 и отводится из узла слива 6 очищенной воды. Фильтр может быть закрыт крышкой (на чертеже не показан).
Результаты анализа исходной воды и фильтрата представлены в таблице.
Таблица
Наименование примесей
Содержание примеси в исходной воде
Содержание примеси в фильтрате*
Предельно-допустимые концентрации примесей в соотв. с Санитарными правилами и нормами 2.1.4.559-96
1. Мутность, мг/л
4
0,5
0,5
2. Цветность, град
78
12
20
3. pH
7,2
7,1
6-9
4/ Fe, мг/л
12-15
0,06
0,3
5. Тяжелые металлы, мг/л:
марганец
0,36
0,04
<0,1
кадмий
0,15
0
<0,001
6. Общая жесткость, мг-экв/л
4,6
3,8
<7
7. Вкус, балл
1
1
<2
8. Запах, балл
2
1
<2
9. Перманганатная окисляемость, мг O<sub>2</sub>/л
9,76
1,9
<5
*После выработки 60% ресурса фильтра
Как следует из приведенных материалов и таблицы, поставленная техническая задача выполнена.
2
Использование предлагаемого фильтра позволило очистить воду от органических соединений до 2 мгO/л, от ионов тяжелых металлов и от железа до 0,1 мг/л.
Очищаемая вода имеет приятный вкус родниковой воды и не имеет неприятного запаха, что обеспечивает предлагаемая загрузка, в основном за счет нерадиоактивнои мраморной крошки. Кроме того, предлагаемая в фильтре загрузка не требует дополнительной обработки, что снижает трудоемкость изготовления и стоимость.
Анализы воды выполнялись в соответствии со следующей нормативной документацией:
ГОСТ 2874-82
Вода питьевая
Гигиенические требования и контроль за качеством.
ГОСТ 3351-74
Вода питьевая
Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности.
ГОСТ 4011-72
Вода питьевая
Методы измерения массовой концентрации общего железа.
ГОСТ 4974-72
Вода питьевая
Методы определения содержания марганца.