фильтр для очистки воды

Формула изобретения

ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ, содержащий корпус, разделенный перегородками на последовательно расположенные секции, первая из которых по ходу движения очищаемой воды заполнена фильтрующей загрузкой для механической очистки, последующие заполнены сорбентами, а в последней размещена загрузка для обеззараживания, отличающийся тем, что он снабжен слоем гранул из алюминия и дополнительным слоем для обеззараживания, расположенными в первой секции соответственно перед и после слоя фильтрующей загрузки, и токопроводящей шиной, соединяющей секции, перегородки выполнены из водонепроницаемого материала, одна из них выполнена в виде коаксиально расположенного в корпусе цилиндра или усеченного конуса с углом конусности не более 50^o, а другие установлены в кольцевом пространстве корпуса радиально или под углом к его стенке, при этом в перегородках выполнены отверстия для движения воды в соседних секциях в направлении снизу вверх и сверху вниз, отношение площади сечения которых к площади перегородки равно 4,2 - 230 и в последней секции перед загрузкой для обеззараживания расположен слой сорбента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для очистки воды фильтрованием и может быть использовано в бытовых условиях.

Известен бытовой фильтр, содержащий корпус, в котором расположен патрон с активированным углем [1]

Недостатком такого фильтра является невысокое качество очистки воды.

Наиболее близким к предлагаемому является фильтр для очистки воды, содержащий корпус, разделенный перегородками на последовательно расположенные секции, первая из которых по ходу движения очищаемой воды заполнена фильтрующей загрузкой для механической очистки, последующие сорбентами, а в последней размещена загрузка для обеззараживания [2]

Недостатками такого фильтра являются ограниченные функциональные возможности и относительно невысокая степень очистки воды.

Цель изобретения расширение спектра удаляемых веществ из очищаемой воды.

На фиг.1 представлен фильтр, продольный разрез; на фиг.2 то же, поперечный разрез.

Фильтр состоит из корпуса 1, по оси которого установлена коаксиально цилиндрическая или в виде усеченного конуса с углом конусности не более 50^о перегородка 2, выполненная из водонепроницаемого материала и из этого же материала в образованном кольцевом пространстве установлены радиально или под углом к стенке корпуса перегородки 3. Перегородка 2 и 3 разделяют корпус на пять секций, первая из которых по ходу движения очищаемой воды секция А заполнена слоем 4 гранул из алюминия фракции 1-10 мм, фильтрующей загрузкой 5 для механической очистки, например горелой породой, фракцией 2-4 мм и слоем для обеззараживания, например активированным углем, импрегнированным серебром 6, следующие секции Б, В и Г заполнены сорбентами, например активированным углем 7, последняя секция Д углем 7 и слоем для обеззараживания воды. Секция А соединена с любой секцией токопроводящей шиной 8. Все перегородки имеют отверстия 9, обеспечивающие движение очищаемой воды в соседних секциях снизу вверх и сверху вниз. Фильтр имеет торцовые крышки 10, уплотненные с корпусом резиновой прокладкой 11, а также подводящий 12 и отводящий 13 патрубки.

Экспериментально было установлено, что угол конусности усеченного конуса, т.е. перегородки 2, не должен превышать 50^о, каждая перегородка 3 может быть установлена под углом к радиусу в точке ее крепления к стенке корпуса в пределах 0^о 90^о. Площадь отверстий 9 по отношению к площади перегородок должна составлять 4,2-230.

Фильтр работает следующим образом.

Воду подают через входной патрубок 12 в нижнюю часть секции А. Восходящий поток проходит сквозь слой гранулированного алюминия 4, слой фильтрующей загрузки 5 и слой импрегнированного серебром активированного угля 6. За счет контактной разности потенциалов алюминия и активированного угля возникает электродвижущая сила, приводящая к растворению алюминия. Интенсивность растворения алюминия значительно увеличивают за счет создания внешней электрической цепи, которой является токоведущая шина 8, выполненная из алюминия.

Гидроксид алюминия и хлопьеобразование эффективно происходит на поверхности зерен фильтрующего материала 5. В качестве фильтрующего материала целесообразно применять алюмосиликаты, содержащие в основном оксиды алюминия и кремния. Одним из многочисленных представителей алюмосиликатов является "горелая порода".

Алюмосиликатный фильтрующий материал не только является зернистым фильтром и способствует интенсивному протеканию хлопьеобразования на поверхности зерен породы, но также обладает сорбционными свойствами по отношению к ионам тяжелых металлов.

В верхней части секции А жидкость, например воду, пропускают через слой импрегнированного серебром активированного угля 6. При этом обеспечивают дополнительную бактерицидную обработку и улучшение органолептических свойств воды. Такая бактерицидная обработка необходима в нерабочий период фильтра, что позволяет избежать биообрастания фильтрующего материала. Импрегнирование серебром активированного угля производят электролизом из раствора азотнокислого серебра.

Далее воду фильтруют в секции Б в направлении "сверху вниз", в секции В в направлении "снизу вверх", в секции Г в направлении "сверху вниз", в секции Д в направлении "снизу вверх". Все промежуточные секции заполнены активированным углем. В фильтре используют, например, уголь марки БАУ. В прототипе и других аналогах используют столб активированной загрузки высотой 0,1-0,2 м. Такая высота позволяет извлекать, например, фенол и другие углеводороды не более 10% при исходных концентрациях в несколько единиц ПДК. В предлагаемом устройстве высота фильтрующего слоя при использовании пяти секций составляет не менее 1 м, что значительно увеличивает эффект очистки. На выходе секции Д (последней секции) применен также слой импрегнированного серебром активированного угля 6. Перед отводящим патрубком 13 расположена тканевая прокладка 14 для предотвращения выноса активированного угля из фильтра.

Таким образом, в предлагаемом фильтре осуществляют дополнительное электрохимическое очищение ее при пропускании последовательно через слои гранулированного металла объемом V₁, минерального фильтрующего материала (активированного угля) объемом V₂ и сорбирующего материала объемом V₃ при соотношении объемов 1,1 (V₁+V₃)/V₂ 52. Посредством возникшей при таком расположении слоев контактной разности потенциалов производят пространственное разделение и закрепление соответственно катионов слоем гранулированного металла и анионов слоем сорбирующего материала. Осуществляя электрохимическое растворение гранулированного металла, вводят в жидкость образующиеся при этом ионы металла и дополнительно коагулируют ими загрязнения жидкости на поверхности частиц минерального фильтрующего материала.

В процессе механического очищения жидкости поддерживают соотношение объема фильтрующего материала V₂ к объему проходящей сквозь него в единицу времени жидкости V₄ в пределах 110 V₂/V₄ 3200. В процессе химического очищения меняют направление движения жидкости в соседних секциях фильтра на противоположное, поддерживая соотношение объема сорбирующего материала V₃ к объему проходящей через него в единицу времени жидкости V₄ в пределах 530 V₃/V₄ 12000.