CN1048689A - 便携式水净化系统 - Google Patents

Abstract

一种便携式水净化系统包括一用于容纳污染水 源的便携式贮槽和一用于分离水和从污染水滞留物 中渗透的水溶性物质的分离组件。渗透物出口操作 连接于分离组件，用于从系统中释放水和水溶性物 质。回流导管操作连接于分离组件与贮槽之间，用于 将污染水滞留物返回到贮槽。柱塞与贮槽是操作连 接的，它包括一入口室，柱塞从贮槽抽吸污染水并迫 使污染水流经分离组件，使渗透物流出渗透物出口， 滞留物流出回流导管。

Description

本发明涉及一种从污染水中回收水的装置，更确切地说，本发明涉及一种用于从污染的水中除去污染物的便携式装置。

当没有正常饮用水的供应时，常常提出对纯净饮用水供应的要求。例如，野营者，猪人，游览车驾驶员，游艇船员和军事人员遇到没有现成的饮用水时常需要纯净的饮用水。但是，却有被微生物、烃或其它杂质污染的水。除了发生在偏远区的情况下，在世界上有些国家，纯净水的供应常常是很稀少的。

申请人和转让给本发明受让人的美国专利（系列号为194984）提供了一种从被烃和卤化烃污染的水中分离这些杂质的工艺。该工艺使用了用再生的亚铜铵或粘胶纤维素制作的中空纤维。该工艺提供了一种装置，该装置用于干燥烃和卤化烃，还提供一种无烃和卤化烃的水渗透物。

本发明提供一种用于就地净化可疑水的便携式装置，其中的微生物作用体，如病毒、细菌、霉菌，藻和其它如寄生虫的微生物，可有效地从现有的水源中除去。本发明还提供一种用于从可疑水中除去含油污物的，同时除去微生物的便携式装置。此外，本发明提供一种不用电或附加工具的能净化水的便携式装置。

按照本发明，提供了一种便携式水净化系统，它包括用于容纳一污染水源的便携式水贮存装置和用于分离水和从污染的水滞留物中渗透的水溶性物质的分离装置。一渗透（物）出口操作连接于分离装置，用以从该系统中释放水和水溶性物质，一回流管道是在分离装置与贮存容器之间作操作连接，以将污染的水滞留物返回到贮存容器。该发明的特征是：包括操作连接于贮存装置的柱塞装置以及包括一入口室，它用于从该入口室抽吸出污染水。该柱塞装置含有在其内的分离装置，用以迫使入口室中的污染水通过分离装置，使渗透（物）流出渗透（物）出口而滞留物流入回流管道。

当结合附图参阅下面的详细叙述后，将对本发明较好地理解，这样，本发明的其它优点会被很快认识到，其中附图为：

图1是按照本发明的便携式水净化系统经部分剖开后的正视图;

图2是作为本发明分离装置的一部分的中空纤维膜的放大的横剖面图。

在图中，一种按照本发明设计的便携式水净化系统总的是以标号“10”表示的。该系统10包括一用于容纳污染水源14于其内的便携式贮槽12。该贮槽12是一具有内部流体室16的容器12。该室包括一顶面18，一底面20和一延伸于它们之间的侧壁22。容器12与一手柄24相连，以提供一用于携带该系统10的简易装置。该容器12可具有不同的容量，如为1、3、5或10加仑容量。容量12包括一注水口26，用以向贮槽12中注入污染水14。

与贮槽12操作连接的是一桶28。该桶28包括一分离室30和一入口室32。该入口室32布置成与分离室30邻接并和它呈流体连通。桶28包括一锥形缩颈，在其底部设一回流出口34。与该回流出口34流体连通的是一出口导管36，它包括一位于容器12的内流体室16内的端部38。与入口室32流体连通的是一入口导管40，它包括一置于流体室16内的端部42。

入口导管40包括一第一单向阀44，它允许流体从内部流体室16向入口室32作单路定向流动。出口导管36包括一第二单向阀46，它允许从回流出口34向贮槽12的内流体室16作单路定向的流体流动。

系统10包括一用于分离水和从污染的水滞留物中渗透的水溶性物质的分离装置。更确切地说，该分离装置包括一总的以标号48表示的滤筒，它包括许多中空纤维膜;而这种膜由如再生的亚铜铵或粘胶纤维素的聚葡萄糖纤维（Polyglucose  fiber）组成。这种用于分离烃和来自水渗透物的卤化烃的纤维，在美国专利申请（系列号为194984）中详细讨论过。这些较好的膜用诸如粘胶或亚铜铵工艺制取的再生纤维素组成。再生中空纤维便于用作水净化组件中的膜，但也可采用粘胶绕成螺旋形板件或管件，或再生亚铜铵纤维素。这些膜具有从诸如病毒，细菌，霉菌和藻的微生物体和其它如寄生虫的微生物中分离水的能力。该膜还能从可疑水中除去含油污物的同时除去微生物。事实上膜是无孔隙的，但它能透过水而那些包括上述微生物的不溶水物质不能透过。当膜与污物如烃和卤化烃接触时不会降解。

如图2所示，每根纤维包括一内芯53和外表面55。如图1所示，内芯53与入口室32和出口34作流体连通。外表面55与分离室30和渗透物（Permeate）出口52作流体连通，渗透出口操作连接于分离组体48，以从系统10中释放出水和水溶性物质。

本发明包括柱塞装置，它与贮槽12是操作连接的，以从贮槽12中抽吸污染水和迫使污染水流经分离组件48，这样，渗透物流出渗透物出口52，滞留物流向回流导管36。更确切地说，该柱塞装置包括入口室32和一总的用标号54表示的、沿轴向可滑动地置于入口室中的柱塞。入口室32包括一围绕着入口室设置的壁58。柱塞装置54包括一置入口室32中的活塞60，它与围绕入口室设置的壁58相互密封配合。活塞60相对于壁58可作轴向的往复运动。一杆62与活塞60相连并从活塞沿轴向延伸。杆62暴露于桶28之外。一手柄件64与暴露于桶28之外的杆62连接。柱塞54提供了一泵吸机构，用于从贮槽12中抽吸污染水并进入入口室32中，然后迫使来自入口室32的污染水流经分离组件48。

如图1所示和上述，纤维50的中空芯与入口室32作直接的流体连通。另一个办法是，入口室32可和纤维50的外表面作流体连通，以使渗透物流到纤维的中空芯，该芯与分离室30和渗透物出口52作流体连通。

操作时，将一包括一置于桶28中的分离组件48的筒28安装于贮槽容器12上，以容纳待净化的水。通过注水口26将污染水注入容器12中。柱塞54向上移动，使污染水抽收到入口室32中。然后将柱塞54加压向下，以迫使污染水进入分离组件中，使水渗透物通过中空纤维50并从渗透物出口52流出。污染水滞留物保留于中空纤维50的芯中，并迫使其从出口34流出，流入出口导管36并终于流入容器12中。导管36的端部38与导管40的端部42是彼此隔开的，以使在出口导管36端部38流出的滞留物被抽吸到入口导管40端部42之前，能与容纳在容器12中的水混合。如图1所示，入口导管40的端部42靠近容器12的底面20，出口导管36的端部38被置于较接近于容器顶面18之处。这样可使在离开出口38的污染水滞留物被抽吸到入口导管40端部42之前，能和容纳于容器12中的污染水相混合。单向阀44，46阻止柱塞54将入口室32中的污染水经过入口导管40回流或将污染水吸入出口导管36中。

实例

例1：

一中空纤维分离组件，是通过将一束再生亚铜铵纤维素中空纤维的两端封装在聚氨基甲酸乙酯内而制成的。该聚氨基甲酸乙酯灌封材料应予以挖通，以露出中空纤维的通道。将该中空纤维束固定于一聚碳酸酯材料制成的管形件中。中空纤维膜水净化组件的工作表面积为0.2平方米。该中空纤维膜装置还配装一手泵，此整个组合件与贮槽连接。泵用于从贮槽抽吸污染水，并将水流经前述的中空纤维水净化组件的孔。在贮槽中置有含0.5%四氯乙烯和和0.5%柴油机燃料的水，以作净化用途。收集透过中空纤维膜组件的水，并用气相色谱法分析是否有烃和卤化烃的存在。

结果：对从中空纤维组件透过的水的气相色谱分析确定水不含有可检测出的烃和卤化烃。该分析方法的检测极限为0.05毫克/升。

例2：

如实例1所述的装置充注来自一水流的死水。死水中含有一种明显的绿色，经显微观测确定它是藻和其它微生物。将含有藻的污染死水泵经实例1系统部分所述的膜装置，再取样做显微镜分析。流过膜装置后采集的水样显现玻璃似地清晰和光亮。在通过膜后的净化水中看不到有藻和其它微生物。然后将净化水水样在37℃温度下培养7天。经7天培养后不发生藻的生长，水样仍保持玻璃似的清晰和光亮。对7天培养后的水样做显微观测，显示出无明显的微生物生长发生。

本发明已作了图解说明，可理解：其中所用的术语是专用于描述性质的言词而不是一种限制。

显然，按照上述的说明能对本发明作许多修改和变化。所以，可以理解，在所附的权利要求的范围内，本发明可以按如前面具体描述的以外的方式实施，而其中权利要求中的参考号仅仅为了方便而引用，并不起任何限制作用。

Claims (9)

1、一种便携式水净化系统(10)，它包括用于容纳一污染水源(14)的便携式贮存装置(12)；用于分离水和从污染的水滞留物中渗透的水溶性物质的分离装置(48)；一渗透(物)出口(52)，与所述分离装置(48)是操作连接的，用于从所述系统(10)释放水和水溶性物质；和一回流导管34，是在所述分离装置(48)和贮存装置(12)之间操作连接的，以将污染的水滞留物返回到所述贮存装置(12)；其特征在于，柱塞装置(54)操作连接于所述贮存装置(12)，它包括一入口室(32)，用于从该入口室抽吸出污染水，所述柱塞装置(54)包括在其内的分离装置，用以迫使所述入口室(32)中的污染水通过所述分离装置(48)，使渗透物流出所述渗透物出口(52)而滞留物流入所述回流导管(36)。

2、如权利要求1所述的系统，其进一步特征在于，还包括一与所述贮存装置（12）相连的桶（28），所述桶（28）包括一含有分离装置（48）的分离室（30），所述桶（28）还包括所述入口室（32），所述入口室（32）被置于邻近所述分离室（30）之处。

3、如权利要求2所述的系统，其进一步特征在于，所述入口室（32）包括一围绕该室而设置的壁（58）;所述柱塞装置（54）还包括一置于所述入口室（32）中的活塞（60），它和所述壁58相密封配合，以相对于该壁沿轴向往复运动，一连接于所述活塞（60）的杆（62），它从该活塞沿轴向延伸并外露于所述桶（28）外，以及一与所述桶（28）外部的所述杆（62）连接的手柄件（64）。

4、如权利要求3所述的系统，其进一步特征在于，所述分离装置（48）包括一滤筒，它包括许多由再生亚铜铵纤维素或粘胶纤维素纤维组成的中空纤维膜（50），每根所述纤维有一外表面和一内部中空芯，所述入口室（32）和回流导管（36）与所述外表面或内部中空芯是作直接流体连通的，所述渗透（物）出口（52）则和所述外表面或内部中空芯的相反面作流体连通。

5、如权利要求3所述的系统，其进一步特征在于，所述贮存装置包括一流体室，它有一顶面和一底面以及一延伸于它们之间的封闭的壁，用以容纳在其中的污染水;所述出口导管从所述桶延伸到所述流体室中，它有一端部;所述系统包括一入口导管，它具有一与所述入口室作流体连通的第一端和一置于所述流体室内且与所述出口导管端部彼此间隔的第二端。

6、如权利要求5所述的系统，其进一步特征在于，所述出口导管的所述端部置于靠近容器的所述顶面之处，所述入口导管的所述第二端置于靠近容器的所述底面之处。

7、如权利要求5所述的系统，其进一步特征在于，所述出口导管（36）包括第一单向阀装置（46），只允许流体沿从所述桶（28）向所述贮存装置（12）作单向流动，所述入口导管（40）包括第二单向阀装置（44），只允许流体沿从所述贮存装置（12）向所述入口室（32）作单向流动。

8、如权利要求1所述的系统，其进一步特征在于，所述贮存装置（12）包括一可将污染水（14）注入于所述贮存装置（12）的注水口（26）。

9、一种便携式水净化系统（10），它包括：一用以分离水和从污染的水滞留物中渗透的水溶性物质的分离装置（48）;一渗透（物）出口（56），它与所述分离器装置（48）是操作连接的，用于从所述系统（10）释放水和水溶性物质;和一回流导管（34），它在所述分离装置（48）与贮存装置（12）之间是操作连接的，以将污染的水滞留物返回到所述贮存装置（12）;其特征在于，柱塞装置（54）操作连接于所述贮存装置（12），它包括一入口室（32），用于从该入口室抽吸出污染水，所述柱塞装置（54）包括在其内的分离装置，用于迫使所述进口室32中的污染水通过所述分离装置（48），使渗透物流出所述渗透物出口（52）而滞留物流入所述回流导管（36）。