CS225087B1 - Zařízeni na úpravu vod; - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení,určeného k úpravě vody gravitační filtraci přes zavzdušněné filtrační lože·

Zařízení podle vynálezu umožňuje jednoduchým způsobem upravovat vodu sorpčními,výměnnými,přípádně desinfekčními materiály bez nebezpečí druhotné bakteriální kontaminace filtrátu a bez odstraňování vzduchu z filtračního lože, při současném zachování základních fyzikálních podmínek pro průběh sorpce.

Nároky na dodávku pitné vody se s rozvojem civilizace celosvětově zvyšují.

Na drahé straně se vlivem civilizačních odpadů zhoršuje jakost povrchových a podzemních vod, jako zdrojů pro vodárenskou úpravu. Důsledkem toho je, že pitná voda se vyrábí ze zdrojů zhoršující ae kvality. 4febe* pouze jedno, maximálně dvě procenta z dodávané pitné vody je přímo požíváno lidmi, je snaha řešit problém zhoršující se kvality pitné vody oddělenou dodávkou užitkové a kvalitní pitné vody dvěma nezávislými vodovodními systémy.

Dalším možným řešením je dodávka takzvané balené pitné vody konzervách nebo láhvích. Nejrc&ířenějším řešením je však používání domácnostních filtrů, kterými si spotřebitelé doupravují vodu na ten stupen jakosti nebo na to složení, které jim vyhovuje, v množství,které potřebují ·

Domácnost ní filtry musí v miniaturním prostoru a při laické obsluze zvládat v podstatě stejné technologické procesy, které jsou jinak realizovány ve velkých, průmyslově provozovaných úpravnách vody· Z toho vyplývá řada problémů s jejich konstrukcí a se způsobem jejich provozování· *

Jsou to m.j· problémy s udržením, případně nezhoršením bakteriologické nezávadnosti filtrátu, se snižováním průtoku v důsledku zavzdušňování filtračního lože a s nepřekročením maximálního přípustného průtoku vody přes filtr· U zařízení používajících iontoměničů jsou Často potíže s výškou zařízení. Výrobci totiž doporučují minimální vrstvy iontoměničů 600 mm nebo více ·

Λ

225 087

Zvýšená bakteriologická závadnost filtrátu vyplývá ze skutečnosti, že domácnostní filtry bývají umístěny v teplých místnostech,zpravidla v kuchyních. V případě, že filtr není na přívodu vody opatřen vhodným zařízením k zadržení nebo likvidaci bakterií, dochází totiž v důsledku periodického proteplování obsahu filtru k namnožení bakterií, které se zachytily z vody na filtrační náplni. K. této druhotné bakteriální kontaminaci dochází Již čtvrtý až pátý den provozu filtru.

Zavzdušňování domácnostních filtrů je neobyčejně masivní. Souvisí to se značnými teplotními rozdíly mezi přiváděnou vodovodní vodou-zpravidla 4 až 12 °C-a teplotou místnosti -zpravidla 2O°C , v kuchyních i více a s nepravidelným režimem provozu filtrů. Proto jsou dosud známe domácnost ní filtry,které jsou plněny granulovanými sorbenty, trvale nebo dočasně napojeny na nějaký tlakový systém, apravidla na vodovodní rozvod, s přetla kem cca 0,15 až 0,6 láPa.Vodovodni tlak slouží k vypuzení vzduchových bublin, příp. k překonání jimi způsobeného hydraulického odporu.Jsou častá řeáení, používající ke snadnějšímu vypuzení vzduchu průtok filtrem zdola nahoru ·

Problém nepřekročení maximálního průtoku u zařízení napojených na domovní vodovodní instalaci je dán skutečností, že běžná vodovodní instalace je schopná dávat o jeden až dva řády vyšší průtok, než bývá přiměřené výkonům zařízení pro dodatečnou úpravu vody. Problém je zpravidla řešen vsazením clonky nebo jiného redukčního elementu do přívodu vody na filtr. 3e známo i řešení používající k regulaci průtoku vhodně dimenzované násosky na odtoku filtrátu z filtru .

Potíže s dodržováním doporučených výšek filtračních sloupců iontoměničů jsou evidentní - zařízení s výškou sloupce min. 600 mm lze těžko v domácnostech umístit. Je snižováním sloupce se u iontoměničů snižuje využití jejich výměnné kapacity.Problém se řeší dvojím způsobem. BuS doporučované výšky nejsou dodrženy a kapacita ionexového lože není plně využita . To u domácnostních zařízení zpravidla vyhovuje. Nebo dodržovány jsou. Potom vznikají vysoká ionexová zařízení, umisťovaná zpravidla v suterénech budouv, koup&nách nebo podobně.

Výše uvedené nedostatky jsou řešeny zařízením na úpravu vody podle vynálezu, jehož podstatou je filtrační těleso s regulátorem průtoku,které jsou umístěny pod Zásobníkem vstupní vody.[zásobník je přitom uzpůsoben tak, že udržuje konstantní hydrostatický tlak nad filtrem. Lze jej provést jako nádrž s plovákovým ventilem na přívodu vody, jako Liariotteovu láhev, nebo podobně. Regulátor průtoku eliminuje .vliv odporu vzduchu

225 057 obsaženého v proměnlivých množstvích ve filtrační náplni, na velikost průtoku vody zavzdušněpým filtračním ložem·

Zamezení druhotné bakteriální kontaminace je docíleno tim, že objem filtračního materiálu se volí tak malý, aby nápln byla vyčerpána za jedno nebo několik použití, v průběhu jednoho až čtyř dnů. To platí pro případy, kdy se požaduje nezhoršení bakteriologie iých vlastností vody·

V ostatních případech lze volit objemy filtračních hmot vyšší·

Je-li požadováno nikoliv pouhé nezhoršení, ale naopak zlepšení bakteriologických vlastností filtrátu, lze toho docílit vřazením vrstvy nebo tablety materiálu, uvolňujícího adekvátní množství desinfekčního činidla·

Je-li filtrační materiál uspořádán tak, že výška filtračního lože nepřesáhne několik desítek, maximálně stovek milimetrů ( dle zrnění náplně) , potom takovéto nízké lože propustí gravitačně přivedenou vodu přesto, z že z nej nebyl před filtrací vypuzen vzduch, a přesto, že vlivem postupV ného oteplování přiváděné vody dochází k dalšímu masivnímu zavzdušnování filtračního lože. Vlivem různého stupně zavzdušnění js však propustnost takového lože velmi různá. K Vyrovnání průtoků slouží regulátor, popsaný níže.

• Bylo zjištěno, že xavzdušněné filtrační lože oproti loži zavodněnému vykazuje příznivější závislost užitečné kapacity ionexu na výšce sloupce filtračního lože, jak je dále uvedeno :

Při denitrifikaci a desodorizaci vody filtrem, složeným z aktivního uhlí a silně bazického anexu, bylo docíleno při koncentraci NOj ve vstupní vodě 88 mg 1 těchto výsledků :

druh lože	výška anexu mm	specifické zatížení •4 «4 V IT.h	Konc.15 mg L NO^ ve filtrátu bylo dosaženo po přefiltrování specifického objemu filtrátu
zavzdušněné	50	22,6	'135
	50	• 20,9	100
	116	20,7	113 '
zavodněné	174	19,9	129
	205	25,0	135

Poznámka: Specifický objem filtrátu je podíl objemu filtrátu a objemu použitého ionexu · //

225 087

Na připojených výkresech jsou znázorněny dva příklad}' možného provedení zařízení dle vynálezu, kde obr. 1. znázorňuje svislý řez zařízením, opatřeným filtračním tělesem s dvěma druhy filtračního materiálu ve třech vrstvách , s regulátorem průtoku umístěným souose a pevně spojeným se škrticím elementem , obr. 2. znázorňuje jiné provedení téhož zařízení, s filtračním tělesem obsahujícím jeden druh filtračního materiálu , s regulátorem, opatřeným vyměnitelným škrticím elementem a umístěným mimo osu zařízení ·

Zařízení dle obr.l. a obr. 2. se skládá ze zásobníkujvstupní vody, opatřeného trubicí ke dnu 2 a tubusem J5 a fungujícím tedy jako Mariotteova láhev. V tubusu 2 upevněno filtrační těleso _£ , s náplní sorpčnich,výměnných,příp.desinfekčních hmot, které je opatřeno regulátoremfprůtoku, na jehož spodním konci je umístěft škrticí element 6, ·

Vstupní voda, jednorázově nalitá do zásobníku 1 , prochází zavzdušněnou náplní filtračního tělesa £ . Filtrát je veden do regulátoru 2 , ve kte rém se vlivem škrtícího elementu 6. vystaví jeho hladina na výšku h · Stoupne-li odpor filtračního lože, sníží se průtok filtrátu a zároveň se sníží i výška h , určující spolu s dimenzemi elementu 6 velikost výtoku filtrátu ze zařízení · V tomtéž'okamžiku se však zároveň zvýší výška H , která naopak zvyšuje průtok filtrem, zvýšením hydrostatického tlaku, pod kterým filtr pracuje. Naopak při snížení odporu filtru dává filtr větší výkon, výška h proto vzroste, čímž se sníží výška H , v důsledku čehož dochází naopak ke snížení průtoku filtrem ·

Uspořádáním zásobníku 1 jako Mariotteovy láhve a zařazením regulátoru 2 na odtok filtrátu se tedy udržuje průtok zařízením v mezích, přiměřených použitým filtračním hmotám ·

Zařízením dle ofch. l.,nebo obr.2. lze výhodně upravovat zvláště malá množství vody pro potřeby jedné demácnosti. V tomto provedení je pro malé rozměry a nezávislost na zdroji tlakové vody vhodný i najbesty · Jednoduchými opatřeními se vyhýbá druhotné bakteriální kontaminaci filtrátu, přičemž zajišťuje nepřekročení maximálního průtoku vody filtrem, bez odvzdušnování filtračního loze. Obsluha zařízení je omezena na nalití vody do zásobníku a výměnu filtračních těles. Vliv laické obsluhy je tedy omezen na minimum. Při takových druzích úprav vody iontoměniči, při kterých se nevyžaduje ve filtrátu nulový obsah odstraňované součásti, je zařízení produkující malá množství vody zajímavé i tím, že umožňuje smíšení prvých podílů filtrátu, obsahujících hluboce podlimitní končen225 087 trace odstraňované složky , s podíly, obsahujícími nadlimitní koncentrace

Zařízení na úpravu vody dle vynálezu nalezne použití například při výrobě domácnostních filtrů, nezávislých na přítomnosti vodovodní instalace. Je výhodné pro denitrifikaci vody určené k přípravě umělé stravy kojenců.

Claims (1)

1. Předmět vynálezu

   Zařízení na úpravu vody gravitační filtrací přes zavzdušněné lože,tvořené sorpčními,výměnnými, nebo desinfekčními hmotami, nebo jejich kombinacemi, vyznačené tím, že filtrační těleso (4) umístěné pod zásobníkem (1) je opatřeno regulátorem průtoku (5) , ňa jehož spodní části je umístěn škrticí element (6) .