RU2043166C1

RU2043166C1 - Filter for purifying water

Info

Publication number: RU2043166C1
Application number: RU93007750A
Authority: RU
Inventors: Р.Г. Сафин; В.А. Лашков; Л.Г. Голубев; В.В. Пасынков
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Комэнерго"; Научно-технические центр по разработке прогрессивного оборудования
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1993-02-09
Publication date: 1995-09-10

Abstract

FIELD: purifying liquids. SUBSTANCE: filter has housing 1 with cell 2 filled with activated coal 3, units 4 and 8 for supplying contaminated liquid and purified liquid, and cell 9 filled with ionite 10. Cell 2 is separated into insulated sections by dielectric baffles. Electrodes 19 connected with an AC power source are arranged from the inner side of opposite wall of cell 2. EFFECT: enhanced quality of purifying. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике очистки жидкостей фильтрованием и может быть использовано в хозяйственно-бытовом водоснабжении. Преимущественно изобретение предназначено для очистки питьевой воды от органических примесей, минеральных солей и следов тяжелых металлов. The invention relates to techniques for cleaning liquids by filtration and can be used in domestic water supply. Mostly the invention is intended for the purification of drinking water from organic impurities, mineral salts and traces of heavy metals.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является установка для обессоливания воды, содержащая фильтр с активированным углем, фильтр со смешанным слоем ионита, катионообменной и амионообменной мембран, а также катодом и анодом, подключенным к источнику электропитателя. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a water desalination plant containing an activated carbon filter, a filter with a mixed layer of ion exchanger, cation exchange and amino exchange membranes, as well as a cathode and anode connected to a power source.

Недостатками установки являются сложность организации процессов очистки и регенерации фильтрующего слоя, а также нестабильная работа ионообменных мембран. The disadvantages of the installation are the complexity of the organization of the processes of cleaning and regeneration of the filter layer, as well as the unstable operation of ion-exchange membranes.

Указанные недостатки обусловлены необходимостью использования сложного электротехнического оборудования для контроля и поддержания режимов нормальной работы фильтра, что ограничивает область его применения и не позволяет использовать в быту для очистки питьевой воды. These disadvantages are due to the need to use sophisticated electrical equipment to control and maintain normal filter operation, which limits its scope and does not allow use in drinking water for domestic purposes.

Коллоидные частицы и органические вещества, присутствующие в природной воде и в самих ионитах, осаждаются на ионообменных мембранах, "отравляя" их. Поэтому установка обессоливания воды электродиазилом не всегда работает достаточно стабильно. Colloidal particles and organic substances present in natural water and in the ion exchangers themselves are deposited on ion-exchange membranes, "poisoning" them. Therefore, the installation of desalting water with electrodiazyl does not always work stably enough.

Целью изобретения является упрощение обслуживания фильтра при очистке жидкости и регенерации сорбентов. The aim of the invention is to simplify filter maintenance when cleaning liquids and regenerating sorbents.

Указанная цель достигается тем, что в известном фильтре для очистки воды, включающем соединенные последовательно кассеты с активированным углем и ионитом, узлы подвода загрязненной и отвода очищенной жидкости, а также электрическую схему с электродами, кассеты размещены в общем корпусе, причем кассета с ионитом снабжена патрубком подвода регенерирующей среды, а кассета с активированным углем выполнена прямоугольной из диэлектрического материала и разделена на изолированные ячейки последовательности в противоположных стенках кассеты, при этом с внутренней стороны этих стенок размещены электроды, которые прерываются в местах защемления перегородок. This goal is achieved by the fact that in the known filter for water purification, comprising sequentially connected cassettes with activated carbon and ion exchanger, nodes for supplying contaminated and discharging purified liquid, as well as an electrical circuit with electrodes, the cassettes are placed in a common housing, and the cassette with ion exchanger is equipped with a nozzle supply of the regenerating medium, and the activated carbon cartridge is made of rectangular dielectric material and is divided into isolated cells of the sequence in the opposite walls of the cassettes While on the inside of these walls has electrodes which are interrupted in places pinching partitions.

Сопоставильный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение отличается тем, что кассеты размещены в общем корпусе, причем кассета с ионитом снабжена патрубком подвода регенерирующей среды, а кассета с активированным углем выполнена прямоугольной из диэлектрического материала и разделена на изолированные ячейки продольными диэлектрическими перегородками, защемленными в чередующейся последовательности в противоположных стенках кассеты, при этом с внутренней стороны этих стенок размещены электроды, которые прерываются в местах защемления перегородок. Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the claimed technical solution is characterized in that the cassettes are located in a common housing, the cassette with ion exchanger is equipped with a nozzle for supplying a regenerating medium, and the cassette with activated carbon is made of rectangular dielectric material and is divided into isolated cells by longitudinal dielectric partitions pinched in alternating sequence in opposite walls of the cassette, while electrodes are placed on the inside of these walls , which are interrupted at the pinched partitions.

Благодаря этому обеспечивается быстрое и гарантированное восстановление сорбционной активности фильтрующих элементов, что позволяет многократно использовать фильтры для очистки питьевой воды в домашних условиях без замены адсорбентов в течение всего срока эксплуатации. This ensures a quick and guaranteed restoration of the sorption activity of the filter elements, which allows you to reuse filters to purify drinking water at home without replacing adsorbents during the entire period of operation.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."

При изучении других технических решений в данной области техники признаки, отличающие изобретение от прототипа не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию "существенные отличия". In the study of other technical solutions in the art, the features that distinguish the invention from the prototype were not identified and therefore they provide the claimed technical solution according to the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 представлена общая схема предлагаемого фильтра; на фиг.2 поперечное сечение кассеты с активированным углем. In FIG. 1 presents a General diagram of the proposed filter; figure 2 is a cross section of a cartridge with activated carbon.

Фильтр для очистки воды состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором расположена кассета 2 с активированным углем 3; узла 4 подачи загрязненной жидкости с патрубком 5, разбрызгивателем 6 и трубой 7 для подвода регенерирующей среды; узла 8 отвода очищенной жидкости с кассетой 9 с ионитом 10 и патрубком 11. Кассеты 2 и 9 имеют перфорированные крышки 12 и 13 и днища 14 и 15 для прохода жидкости. The filter for water purification consists of a cylindrical body 1, in which there is a cartridge 2 with activated carbon 3; node 4 for supplying contaminated liquid with a nozzle 5, a sprinkler 6 and a pipe 7 for supplying a regenerating medium; node 8 of the outlet of the cleaned liquid with a cartridge 9 with an ion exchanger 10 and a nozzle 11. The cartridges 2 and 9 have perforated covers 12 and 13 and bottoms 14 and 15 for the passage of liquid.

Труба 7 для подвода регенерирующей среды введена в зону узла 8 отвода очищенной жидкости, а ее нижний конец расположен над кассетой 9 с ионитом 10. A pipe 7 for supplying a regenerating medium is introduced into the zone of the node 8 for the removal of purified liquid, and its lower end is located above the cartridge 9 with the ion exchanger 10.

Кассета 2 разделена продольными диэлектрическими перегородками 16 на изолированные ячейки. С внутренней стороны стенок 17 и 18 кассеты 2 установлены электроды 19, соединенные через резистор 20 с источником переменного тока. Cassette 2 is divided by longitudinal dielectric partitions 16 into insulated cells. On the inner side of the walls 17 and 18 of the cassette 2, electrodes 19 are mounted, connected through a resistor 20 to an AC source.

Фильтр работает следующим образом. The filter works as follows.

Загрязненная вода через патрубок 6 поступает в разбрызгиватель 6 узла 4 подачи жидкости. Проходя через разбрызгиватель 6, струя распадается и равномерно по всей площади поступает в кассету 2 с активированным углем 3 через перфорированную крышку 12. Слой активированного угля 3 сорбирует органические вещества. Предварительно очищенная вода отводится из кассеты 2 через перфорированное днище 14 и поступает в узел 8 очищенной воды. Contaminated water through the pipe 6 enters the sprayer 6 of the node 4 fluid supply. Passing through the sprayer 6, the jet disintegrates and evenly over the entire area enters the cartridge 2 with activated carbon 3 through the perforated cover 12. A layer of activated carbon 3 sorb organic substances. Pre-purified water is discharged from the cartridge 2 through the perforated bottom 14 and enters the purified water unit 8.

В кассете 9 с ионитом 10 (катионитом) из воды удаляются ионы тяжелых металлов. Очищенная вода удаляется из фильтра через перфорированное днище 15 и патрубок 11. In cassette 9 with ion exchanger 10 (cation exchanger), heavy metal ions are removed from the water. The purified water is removed from the filter through the perforated bottom 15 and the pipe 11.

После исчерпания обменивающихся ионов водорода (Н⁺) катионита 10 и насыщения активированного угля 3 органическими веществами проводят регенерацию сорбентов.After exhausting the exchanging hydrogen ions (H ⁺ ) of cation exchange resin 10 and saturating activated carbon 3 with organic substances, sorbents are regenerated.

Для регенерации катионита 10 через трубу 7 пропускают растворы соли поваренной (или кислую среду), который, проходя через кассету 9 с ионитом 10, восстанавливает его свойства. To regenerate cation exchange resin 10, solutions of sodium chloride (or an acidic medium) are passed through a pipe 7, which, passing through a cartridge 9 with ion exchange resin 10, restores its properties.

Для регенерации активированного угля 3 электроды 19 подключают к источнику переменного тока. Благодаря разделению кассеты 2 диэлектрическими перегородками 16 электрический ток последовательно проходит через активированный уголь 3 в изолированных ячейках, разогревая его. Разделение на изолированные ячейки обусловлено необходимостью обеспечения одинаковых условий во всем слое угля. Чем меньше сечение проводника (изолированной ячейки с активированным углем 3), тем равномернее электрический ток нагревает адсорбент. В слое активированного угля 3 не разделенного на ячейки, возникают большие градиенты температуры, обусловленные разной плотностью слоя в центре и на периферии кассеты 2. For the regeneration of activated carbon 3 electrodes 19 are connected to an alternating current source. Due to the separation of the cassette 2 by dielectric partitions 16, an electric current sequentially passes through activated carbon 3 in isolated cells, heating it. Separation into isolated cells is due to the need to ensure the same conditions throughout the coal layer. The smaller the cross section of the conductor (insulated cell with activated carbon 3), the more uniformly the electric current heats the adsorbent. In the activated carbon layer 3 not divided into cells, large temperature gradients arise due to different layer densities in the center and on the periphery of the cartridge 2.

При нагревании активированного угля 3 испаряется вода вместе с органическими веществами и восстанавливается его сорбционная активность. When heated activated carbon 3, water evaporates along with organic substances and its sorption activity is restored.

Длительность процессов регенерации активированного угля 3 и катионита 10 составляет не более 10 мин. Напряжение на электродах 9-12 В,температура нагрева активированного угля 90-100^оС.The duration of the processes of regeneration of activated carbon 3 and cation exchange resin 10 is not more than 10 minutes The voltage at the electrodes is 9-12 V, the heating temperature of activated carbon is 90-100 ^о С.

Таким образом, простота в обслуживании фильтра и надежная регенерация адсорбентов позволяет использовать его для очистки питьевой воды в домашних условиях без замены активированного угля и ионита в течение всего срока эксплуатации. Thus, the ease of maintenance of the filter and the reliable regeneration of adsorbents allows it to be used to purify drinking water at home without replacing activated carbon and ion exchanger during the entire period of operation.

Claims

A FILTER FOR WATER PURIFICATION, including cassettes with activated carbon and ion exchanger connected in series, nodes for supplying contaminated and discharging purified liquid, an electric circuit with electrodes, characterized in that the cassettes are located in a common housing, the cassette with ion exchanger equipped with a supply pipe for the regenerating medium, and the cassette with activated carbon is made of a rectangular shape made of dielectric material and equipped with longitudinal dielectric partitions dividing it into insulated cells, pinched in a series sequence in opposite walls of the cassette, while on the inner side of these walls are placed electrodes, interrupted at the pinch points of the partitions.