CN1331762C - 水净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的重力自流水净化系统包括适于过滤颗粒物质的过滤单元和包含化学净化试剂的化学净化单元，其中该化学净化单元置于密闭的室中并与过滤单元流体相同，这样经过滤单元处理后的水依重力自流进入化学净化单元并在其中停留预定时间段，之后水通过适于回收溶出的化学净化试剂的去除装置排出该系统。该系统能确保输出高质量的微生物净水，同时维持重力自流过滤系统的简单性和优越性。

Description

水净化系统
发明领域
本发明涉及一种水净化系统，尤其是一种产生和分配高质量净化水的重力自流水净化系统。
背景技术
由于水的供应正被日益污染，因此改进有关水净化的技术是非常重要的。许多水体已经被污染到了一个很高的程度，这样就需要更好的水净化系统。
水中，尤其是饮用水中存在不希望的和潜在有害的污染物被许多人关注。这种关注造成了在家和其它地方对水处理设备的需求。许多水处理处理设备和方法已被发展成去除或中和化学的和微粒的污染物。其中一些设备和方法结合化学活性物质来处理水。例如，活性炭能够从水中去除不好的味道和气味，也能去除氯和其它反应活性化学物质。离子交换树脂用于从水中去除金属和其它离子。然而，没有发现单一物质或化学品能去除所有的污染物。
除了化学的和微粒的污染物，水中也经常含有生物污染物。用活性炭、离子交换树脂或其它化学活性水净化器通常不能完全去除这些污染物。生物污染物可能容易受严苛的化学处理的影响，但是这些化学品典型的是污染物或不能容易的被结合到重力自流处理装置中，尤其是那些适于家用的装置。许多这些生物污染物，如类似于似隐小孢子(cryptosporidium)的原生动物包囊，除对通过标准化学方法进行的去除具有抵抗力外，而且，其大小仅有几个微米。
一些水净化系统是可利用的。净化片、沸腾等经常被使用。水处理设备是众所周知的技术。这些设备可在水系统中直接使用，或在线或在终端，或在自包含序批式的系统。在线系统的一个例子是隐藏式的设备，用于在水到达水龙头之前过滤水。终端设备包括工作台面和装配有过滤装置的水龙头。自包含序批式的系统包括重力自流系统或水瓶式(carafe)单元。
碘化树脂系统也已经被用来消毒饮用水。这些系统包括树脂床中的碘化物分子，碘化物分子以珠子的形式紧紧束缚于基础共聚物——离子交换树脂上，通常是一个苯乙烯/二乙烯基苯(DVB)共聚物。水通过这个树脂床形成湍流。该湍流迫使这些微生物，如细菌、原生动物包囊和病毒，充分与碘化物珠子接触。接触的结果，碘以分子碘的形式被转移到这些微生物，与微生物进行氧化还原反应，使微生物失活。
碘也以微小的量被洗提进入水中，典型的约0.5ppm。释放出残余碘的精确量受停留时间、温度、流速，以及进水中的离子水平和类型的影响。
US5518613(Harrison First Intemational，Inc.1996)揭示了一个便携式的水净化和饮用设备，该设备被设计用来从待净化水中除去1-2微米大小的潜在有害的寄生虫。该设备包括化学净化试剂和停留室，其允许进行净化诱导期。该设备的这个功能是依靠所需的压降从而通过导管移动该流体，其范围是1-5psi(通过使用者嘴的抽吸产生)。
用于过滤出包囊的炭块也是一种众所周知的净化介质。
WO9529878(Recovery Engineering，Inc.1995)，公开了一种水净化设备，包括包含碘化树脂单元和活性炭单元的消毒单元。基本原理是维持停留室的体积和液体流速以使细菌、病毒和其它污染物失活。本质上也是液体流均匀前进，这样进入单元的液体第一部分引导液体流并不与在前或在后进入的液体混合。
然而，实践已表明通过使用碘化树脂和仅维持活塞流以及人工控制等待时间来达到对包囊理想的去除是不可能的。
这样，尽管存在上述可利用的知识和目前已知的不同形式的过滤/净化装置，但不可能在简单的重力自流过滤系统中实现理想的高微生物净化。
本发明提供了一种简单和经济的重力自流水净化系统，能实现理想的高微生物净化。该系统依照用户的需求来变化尺寸以适用于家庭/居民。
发明概述
本发明提供了一种重力自流水净化系统，包括适于过滤颗粒物质的过滤单元，和包含化学净化试剂的化学净化单元，其中化学净化单元被安置在密闭的室里，并与过滤单元以流体相通，这样经由过滤单元处理后的水就重力自流到化学净化单元，并在其中停留预定时间段，之后水经过适于回收沥滤了的化学净化试剂的去除装置排出该系统。
优点在于，本发明的系统有效的结合了颗粒物质的过滤单元和化学净化单元，因此不仅颗粒物(典型的是那些大于2微米的颗粒)被分离了，而且经过滤后的无颗粒物的水随后利用化学净化试剂处理足够的时间段以保证输送高品质的微生物净化水，并维持重力自流过滤系统的简单性和优越性。
详细描述和优选实施例
本发明的重力自流水净化系统典型的包括净化单元，该净化单元包括被隔离物分开的顶部室和底部室。过滤单元典型的被稳固于隔离物上并被放置于顶部室，化学净化单元被放置于底部室。
优选的过滤单元包括炭块。
为了保证有效的处理，水在化学净化单元停留足够的时间是很重要的。
典型的，通过在构造中配置源自化学净化单元的水排放通道来实现，这样所述水直到在化学净化单元中停留了确定的时间时才能从水排放通道排出。
优选的是水排放通道包括一个或多个管，该管有恰低于介于顶部和底部室之间的隔离物的进口。
水排放通道与用于回收沥滤了的化学净化试剂的去除装置连接。优选的是该净化装置包括装入收集室的抑菌活性碳。
依照本发明，水净化系统的特定实施方式列举于图1-3。如图1所示，该系统包括一个净化单元，该净化单元包括通过隔离物(PR)分开的顶部室(TC)和底部室(BC)。炭块(CB)被固定在隔离物的上边与底部室(BC)中的树脂筒(CR)流体相通。该树脂筒(CR)包含化学净化试剂。底部室(BC)提供有从底部密封侧(BS)开始一直延伸至恰低于隔离物(PR)的水平的管(P)。该管(P)的尺寸和位置控制水在底部室(BC)的停留时间从而控制水与树脂筒(CR)中的净化试剂的接触时间。从树脂筒(CR)排出的水由圆柱状的泄水管(J)引导。水集中在室(BC)直至水位到达管(P)的入口(I)处并向下流入一个共用的蓄水池(H)，然后流向悬挂于分配/收集室(CC/DC)中的去除单元(SC)。分配/收集室(CC/DC)中收集的水能够通过供用户的龙头(T)进行分配。
图2是本发明的另一个实施方式，其中该系统包含净化单元，该净化单元包括通过隔离物(PR)分开的顶部室(TC)和底部室(BC)。炭块(CB)被固定在隔离物(PR)的上边并与位于隔离物(PR)的下边的树脂筒(CR)流体相通。收集在底部室(BC)的水下流到设置在单元的基础(B)上的一个收集室(CC)中。水集中在收集室(CC)中直至水面达到去除单元(SC)的高度，该去除单元与收集室(CC)流体相通。水流经去除单元(SC)后被收集在分配室(DC)内并能通过用户的龙头(T)进行分配。
图3是本发明进一步的实施方式，它能够被安装在带有压力均衡装置的气泡顶部分配器上。
如图3所示，该系统包括有顶部室(TC)和底部室(BC)的净化单元，这两个室被维持在气密封的状态条件并通过隔离物(PR)被分开。炭块(CB)提供对颗粒物的过滤，筒(CR)提供化学净化。为了保持底部室的顶部和顶部室的顶部之间的等压，提供有压力均衡装置/阀(PV)。室(C)提供有从底部密封侧(BS)开始延伸直至恰低于隔离物(PR)高度的管(P)。水集中在室(C)直至水的水平面到达管的入口(I)并向下流入共用的蓄水池(H)，然后流向悬挂于底部室(BC)中的去除单元(SC)中。上面详细描述的净化单元安装在分配室(DC)的顶部并在底部室里通过中间开孔与分配器保持有效的连接，该中间开孔进一步以喷嘴(NZ)的形式延伸至分配器顶部。该分配器提供有龙头(T)，通过该龙头能实现已净化水的可调节供应。
依据本发明的系统的运行如下：
该净化系统包括安装有预过滤器的顶部室，所述预过滤器由粗粒沉积物过滤器和活性碳制成，从而能够去除氯、有机物、颗粒物和致病包囊。经过滤后水进入化学净化单元，该化学净化单元含有化学净化试剂，例如碘和氯，其适合浸注在惰性载体上，例如离子交换树脂。当水流经该化学净化单元时，会从树脂中溶去一定数量的化学净化试利。当水流过包括抑菌活性炭和/或离子交换树脂或任何其它已知装置的单元并保持一停留时间后，化学净化试剂就可以得以去除，该停留时间是水从化学净化单元排出后不低于30分钟的时间段。
优选的停留时间是在30-300分钟的范围，更优选的是60-180分钟。
微生物致死和包囊去除的示例
1200升Mumbai市政供应的自来水含有107单位噬菌体/ml，105单位包囊/l和108单位细菌/ml，同时仅有一种类型的有机微生物。水通过如图1(实施例1)描述的本发明的水净化器被过滤。在实施例2中，该水净化器的构造如实施例1但没有引入炭块。在实施例3中，使用的是一种传统类型的过滤器。
表1
    实施例     噬菌体   包囊     细菌
    实施例1     0   0     0
    实施例2     0   105个/l     0
    实施例3   104个/ml   0   0
表1中的数据表明本发明中的水净化器实现了完全的微生物杀灭。

Claims (4)

1.一种水净化系统，其中水在重力的影响下从含有待净化水的顶部室(TC)连续流进收集已净化水的分配室(DC)，该系统包括过滤颗粒物质的过滤单元(CB)、包含化学净化试剂的化学净化单元(CR)和用于从水中去除化学净化试剂的去除单元(SC)，所述各单元被设置为从顶部室至分配室的通道内的水顺序流经过滤单元、化学净化单元和去除单元，其中化学净化单元被安置在具有水排出通道的密闭室里，化学净化单元与过滤单元以流体相通，这样水流经过滤单元流入化学净化单元，并且所述化学净化单元提供水排出通道从而使从化学净化单元流出的水流经预定停留时间后到达去除单元。
2.一种如权利要求1所述的水净化系统，其中该预定停留时间不低于30分钟。
3.一种如权利力要求1所述的水净化系统，其中该过滤单元包括炭块。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的水净化系统，其中所述化学净化单元提供的水排出通道包括延伸至恰低于密封室的顶部的管，该管引导水至去除单元。
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