RU10744U1 - Бытовой мембранный фильтр для очистки питьевой воды самотеком - Google Patents

Abstract

1. Бытовой мембранный фильтр для очистки питьевой воды самотеком, содержащий корпус, неразборный мембранный фильтрующий элемент, образующий внутренний объем, соединенный с отводной трубкой, отличающийся тем, что мембранный фильтрующий элемент уложен по спирали, а внутренний объем заполнен сорбентом.2. Фильтр по п.1, в котором в качестве сорбента используется активированный уголь, содержащий серебро с добавками или без ионообменной смолы.

Description

Бытовой мембранный фильтр для очистки питьевой воды

МКИ: ЕОЗС 1/10 , B01D 13/00

самотеком.

Устройство относится к средствам водоподготовки и предназначено для дополнительной очистки холодной воды в быту или полевых условиях.

Известен компактный картридж для системы очистки питьевой воды (патент США 4913808,МКИ ВО ID 27/10), в котором используется две стадии очистки активированным углем, многослойная смесь для деминерализации и субмикронная фильтрация. Система может быть установлена на кухонный кран со сменой картриджа и обеспечивает получение питьевой воды в наиболее чистом виде, свободной от органики, бактерий, минералов и взвешенных частиц. Известен также многоступенчатый фильтр (патент США 5552046, МКИ ВО ID 27/10), в котором первая ступень очистки обеспечивается гранулированным активированным углем, заключенным в многослойную фильтруюшую среду имеющую размеры пор от 5 до 0,45 мкм в первом слое и 0,2 мкм или менее во втором. При этом 99% частиц с размерами больше 0,5 мкм удаляются первым слоем , а 99,9% бактерий и цистов во втором.

Данные устройства крепятся к крану, что не совсем удобно, если необходимо набрать из этого же крана воду, не предназначенную для питья. В этом случае фильтр необходимо снимать с крана, либо использовать фильтр в составе устройства, обеспечиваюш его поочередное подключение фильтрованной или не фильтрованной воды к выходу крана. Эти устройства требуют создания избыточного давления очищаемой воды и поэтому не применимы в полевых или условиях чрезвычайной ситуации.

Кроме того, в процессе работы фильтра на поверхности мембраны будет происходить накопление осадка. Причем толпщна слоя осадка на мембране пропорциональна объему отфильтрованной через неё воды. Под действием гидродинамического потока фильтрата осадок будет уплотняться или коагулировать, вследствие этого будет происходить уменьшение производительности фильтра, что в конце концов приведет к необходимости его замены.

Известны также бытовые мембранные фильтры (типа «Крымская росинка см, ТУ 56МП.13784701.001-92 и «Nerox - см. «Стандарты и качество, 1995,№11.- С 65.) для очистки питьевой воды самотеком.

Фильтр содержит фильтрующий элемент в виде плоской рамки, к плоскостям которой герметично присоединена трековая мембрана. Трековая мембрана - это специально обработанная полимерная пленка, в которой имеются поры размером 0,2 или 0,4 мкм. Внутренний объем фильтрующего элемента соединен с отводной гибкой трубкой длиной не менее 1 м. Фильтр помещается в очищаемую воду, которая находится в емкости расположенной примерно на 1 м выше емкости для сбора чистой воды. Такой фильтр можно использовать в бытовых и полевых условиях.

Данное устройство принимаем за прототип

Недостатками прототипа являются:

малый поток очищенной воды -16-20 л/сутки и необходимость частой регенерации, которые определяются малой площадью мембраны при относительно больших габариты фильтрующего элемента (190x210x35 мм), что не всегда удобно особенно в полевых условиях.

недостаточное качество очистки, связанное с наличием только одной мембранной ступени очистки, которая не позволяет очищать воду от растворенных химических примесей.

Таким образом, существует задача создания более удобного и эффективного в эксплуатации бытового водоочистителя.

Техническим результатом разработки данной полезной модели является увеличение производительности и ресурса за счет увеличения рабочей площади мембраны при зпменьшении габаритов фильтрующего элемента и улучшение очистки воды от растворенных примесей.

Для решения этой задачи, как и в прототипе, бытовой мембранный фильтр содержит неразборный мембранный фия ующий элемент, образ тощий внутренний объем, соединенный с гибкой отводной трубкой. В отлргчие от прототипа фильтрующий выполнен в виде спиральной конструкции, а его внутренний заполнен сорбентом. В качестве сорбента целесообразно использовать

активированный уголь, содержащий серебро с добавками или без ионообменных смол.

На Фиг. 1 приведена схема устройства. В его состав входят: 1 нижняя крышка, 2 - верхняя крышка , 3 - гибкая отводная трубка, 4 ситовая ткань, 5 - кольцо, 6 - отверстие, 7 - сорбент, 8 - корпус мембранного фильтрующего элемента, 9 - мембрана, 10 - сепаратор, 11обечайка корпуса фильтра, 12,13 - отверстия, 14 - грузило.

Бытовой мембранный фильтр представляет собой корпус, образованный верхней 2 и нижней 1 крышками и обечайкой 11. В корпусе размещён неразборный фильтрующий элемент из мембраны 9, уложенной в спираль внутри корпуса 8 фильтрующего элемента. Внутренний объем фильтрующего элемента заполнен сорбентом 7 и соединен с гибкой отводной трубкой 3. Отверстия 6 и 13 служат для пропускания воды к поверхности мембраны, свернутой в спираль, через отверстие 12 вода прошедшая через мембрану 9 попадает во внутренний объем, заполненный сорбентом 7. Сепаратор 10 выполнен из ситовой ткани и служит для отделения витков спирали мембраны 9 друг от друга.

На Фиг.2 приведена схема, показывающая работу фильтра. Фильтр 15 помещается в емкость 16 с очищаемой водой 17. Отводная трубка 3 помещается в емкость 18 для сбора очищенной воды 19, при этом между уровнем воды в емкости 16 и концом отводной трубки создается перепад высот Н.

На Фиг 3. приведена зависимость потока очищенной воды от объема очищенной водопроводной воды.

Работает устройство следующим образом. Две емкости 16 и 19 примерно одинаковой вместимости устанавливаются таким образом ,чтобы между ними был перепад высот. Очищаемая вода 17 наливается в верхнюю емкость 16. Фильтр 15 с трубкой 3 помещается в верхнюю емкость 16 на время необходимое для заполнения их водой. Свободный конец трубки 3 при этом остается над поверхностью воды 17. Вода попадает внутрь фильтра через отверстия 6 и 13 в крышках 1 и 2 корпуса. Нод действием разности давлений с одной и другой стороны мембраны 9 вода просачивается сквозь поры мембраны и через отверстия 12 в корпусе 8 попадает во внутренний объем фильтрующего элемента, проходит через сорбент 7 и попадает в отводную трубку 3. Носле заполнения фильтра и трубки водой свободный конец трубки 3 опускается в емкость 18 для сбора очищенной воды 19. Нод действием разности давлений, обусловленных разностью высот между емкостями 16 и 18, очищенная вода самотеком поступает в емкость 18.

Для остановки процесса фильтрации и облегчения последующего запуска необходимо поднять конец трубки 18 и повесить ее на край емкости 16с фильтром 15.

Данное устройство было реализовано в фильтре, в котором в качестве мембранной ступени использовался спиральный фильтр с трековой мембраной с порами 0,4 мкм, площадью 0,2 м, а в качестве сорбента - серебросодержащий активированный уголь типа АГ-8 (ТУ 6-15-04873044-54-92).

На Фиг. 3 приведена экспериментально измеренная зависимость удельной производительности фильтра от объема фильтрата.

Технические характеристики водоочистителя:

Габаритные размеры, мм, не более - 68 х 135.

Масса, г, не более - 210.

Поток очищенной воды, л/час, не менее - 3, Водоочиститель обеспечивает эффективную очистку при пропускании не менее 1000 л водопроводной воды.

Качество холодной водопроводной воды (г. Томск) после водоочистителя характеризуется следующими показателями:

Качество очистки модельной среды от синтетических поверхностноактивных веществ (СПАВ) и железа характеризуется следующими данными.

Преимущества водоочистителя в следующем:

простота эксплуатации, не требуется избыточное давление в водопроводной сети, не перекрывается в процессе очистки водопроводный кран, работа водоочистителя не требует надзора.

повыщенная по сравнению с аналогами скорость очистки (более 3 л/час) вследствие большей площади мембраны.

более широкий спектр очищаемых примесей и большая глубина очистки вследствие наличия второй сорбционной ступени очистки и большего времени контакта воды с сорбентом.

повышенный ресурс, связанный с тем, что удельный на единицу гшошади поток фильтрата через мембрану мал и не приводит к уплотнению слоя осадка на мембране, что является основной причиной снижения производительности мембранных фильтров.

Claims (2)

1. Бытовой мембранный фильтр для очистки питьевой воды самотеком, содержащий корпус, неразборный мембранный фильтрующий элемент, образующий внутренний объем, соединенный с отводной трубкой, отличающийся тем, что мембранный фильтрующий элемент уложен по спирали, а внутренний объем заполнен сорбентом.

2. Фильтр по п.1, в котором в качестве сорбента используется активированный уголь, содержащий серебро с добавками или без ионообменной смолы.