RU2568730C1 - Individual facility for liquid purification - Google Patents
Individual facility for liquid purification Download PDFInfo
- Publication number
- RU2568730C1 RU2568730C1 RU2014141689/05A RU2014141689A RU2568730C1 RU 2568730 C1 RU2568730 C1 RU 2568730C1 RU 2014141689/05 A RU2014141689/05 A RU 2014141689/05A RU 2014141689 A RU2014141689 A RU 2014141689A RU 2568730 C1 RU2568730 C1 RU 2568730C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- individual liquid
- purifier according
- filter
- filtration unit
- liquid purifier
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Description
Изобретение предназначено для получения доброкачественной питьевой воды и может быть использовано в качестве индивидуального средства для очистки воды из водопровода и природных пресноводных источников.The invention is intended to produce benign drinking water and can be used as an individual means for purifying water from a water supply system and natural freshwater sources.
Техническим результатом является обеспечение экономичной и эффективной очистки воды от неорганических и органических соединений с сопутствующим ее обеззараживанием, в том числе в полевых условиях, как с использованием емкости с очищаемой водой, так и непосредственно из природных пресноводных источников.The technical result is the provision of cost-effective and efficient water purification from inorganic and organic compounds with its associated disinfection, including in the field, both using a tank with purified water and directly from natural freshwater sources.
Известен индивидуальный фильтр для очистки воды [RU 2133133], содержащий цилиндрический корпус, выполненный разъемным из двух частей, герметично соединенный со штуцером на выходе и с сеткой на входе, заполненный адсорбентом и ионообменным материалом, отличающийся тем, что соотношение длины каждой части корпуса и диаметра составляет (4÷5):1, при этом адсорбент в каждой из них ограничен слоями ионообменного материала, причем нижняя часть снабжена патрубком для герметичного соединения с верхней частью, отличающийся тем, что адсорбент представляет собой активированный уголь, содержащий 50÷70% микро- и мезопор от суммарного объема пор.A well-known individual filter for water purification [RU 2133133], comprising a cylindrical body, made detachable in two parts, hermetically connected to the outlet fitting and to the inlet mesh, filled with adsorbent and ion-exchange material, characterized in that the ratio of the length of each part of the housing and the diameter is (4 ÷ 5): 1, while the adsorbent in each of them is bounded by layers of ion-exchange material, and the lower part is equipped with a pipe for tight connection with the upper part, characterized in that the adsorbent is an activated carbon containing 50 ÷ 70% of the micro and mesopores of the total pore volume.
Основным недостатком данного технического решения является необходимость предварительного обеззараживания очищаемой жидкости в течении 3 минут при помощи 5% спиртового раствора йода из расчета 1 мл/л по расчетам заявителя. Таким образом, существует необходимость дополнительно иметь при себе обеззараживающий раствор, емкость для очищаемой жидкости, а также средства измерения объема жидкостей для точной дозировки. При этом требуется ожидание в течение указанного временного интервала перед последующей очисткой и употреблением. Из этого также вытекает невозможность употребления очищенной жидкости напрямую из открытого источника.The main disadvantage of this technical solution is the need for preliminary disinfection of the liquid being cleaned for 3 minutes with a 5% alcohol solution of iodine at the rate of 1 ml / l according to the calculations of the applicant. Thus, there is a need to additionally carry a disinfecting solution, a container for the liquid to be cleaned, and also means for measuring the volume of liquids for accurate dosing. This requires waiting for the specified time interval before subsequent cleaning and use. This also implies the impossibility of using purified liquid directly from an open source.
Известен индивидуальный фильтр для очистки воды [RU 2160145], содержащий корпус, выполненный из двух частей, герметично соединенный со штуцером или мундштуком на выходе и сеткой на входе, заполненный фильтрующим материалом, части корпуса соединены одна с другой посредством шарнира, имеющего одно или несколько кольцевых уплотнений и отверстие для прохода очищаемой воды. Шарнир может быть выполнен в виде хвостовика, состоящего из цилиндрической и конической частей, при этом цилиндрическая часть выполнена как одно целое с одной частью корпуса и расположена в боковом отверстии второй части корпуса, а коническая часть хвостовика имеет прорези или пазы и размещена в полости второй части корпуса. Шарнир расположен на боковых стенках корпуса для обеспечения возможности поворота частей корпуса относительно друг друга в параллельных плоскостях. Фильтр снабжен емкостью для исходной воды, вмещающей фильтр и флакон с бактерицидным средством, В качестве фильтрующего материала может быть использован активированный уголь, заключенный между слоями ионообменного или иглопробивного полотна из полипропилена.Known individual filter for water purification [RU 2160145], comprising a housing made of two parts, hermetically connected to the nozzle or mouthpiece at the outlet and the inlet mesh filled with filter material, the housing parts are connected to each other by a hinge having one or more annular seals and a hole for the passage of purified water. The hinge can be made in the form of a shank, consisting of a cylindrical and conical parts, while the cylindrical part is made integrally with one part of the body and is located in the side hole of the second part of the body, and the conical part of the shank has slots or grooves and is placed in the cavity of the second part corps. The hinge is located on the side walls of the housing to enable rotation of the housing parts relative to each other in parallel planes. The filter is equipped with a container for the source water containing the filter and a bottle with a bactericidal agent. Activated carbon enclosed between layers of an ion-exchange or needle-punched polypropylene fabric can be used as a filter material.
Данное изобретение имеет схожие с рассмотренным выше техническим решением конструкцию, фильтрующие материалы и методы очистки. Недостатки аналогичны.This invention has a design similar to the above technical solution, filter materials and cleaning methods. The disadvantages are similar.
Также известен походный фильтр для очистки воды [RU 120370], содержащий заборный фильтр грубой очистки воды, всасывающую трубку, корпус, состоящий из соосных верхней и нижней частей, предфильтр, ручной насос, сорбирующий фильтр, согласно техническому решению, снабжен стерилизующим микрофильтром, установленным за сорбирующим фильтром, поршень ручного насоса выполнен как продолжение верхней части корпуса, цилиндр ручного насоса выполнен как продолжение нижней части корпуса, торцы поршня и цилиндра снабжены соответственно нагнетающим и всасывающим клапанами, корпус выполнен разъемным за счет взаимного поворота его составных частей вокруг продольной оси в положении верхней мертвой точки насоса, а верхняя часть корпуса снабжена трубкой для отвода очищенной воды, оснащенной мундштуком со съемным защитным колпачком, при этом стерилизующий микрофильтр выполнен на основе положительно заряженной мембраны с размерами пор 0.2 мкм.Also known is a travel filter for water purification [RU 120370], comprising a coarse water intake filter, a suction tube, a housing consisting of coaxial upper and lower parts, a prefilter, a hand pump, a sorption filter, according to the technical solution, equipped with a sterilizing microfilter installed behind sorbing filter, the piston of the hand pump is made as a continuation of the upper part of the housing, the cylinder of the hand pump is made as a continuation of the lower part of the housing, the ends of the piston and cylinder are equipped with a pump and suction, respectively With the help of valves, the casing is detachable due to the mutual rotation of its components around the longitudinal axis in the position of the top dead center of the pump, and the upper part of the casing is equipped with a pipe for removing purified water, equipped with a mouthpiece with a removable protective cap, while the sterilizing microfilter is made on the basis of a positively charged membranes with pore sizes of 0.2 μm.
Недостатками данной полезной модели являются относительно большие габариты, наличие движущихся частей, что увеличивает сложность и снижает надежность конструкции, необходимость приложения физических усилий для прокачки жидкости через фильтрующую среду, невозможность безнапорной фильтрации.The disadvantages of this utility model are the relatively large dimensions, the presence of moving parts, which increases the complexity and reduces the reliability of the design, the need for physical efforts to pump fluid through the filter medium, and the impossibility of pressureless filtration.
Известен походный патронный фильтр для воды [RU 110285], содержащий цилиндрический корпус, дно которого выполнено с радиально направленными ребрами жесткости, имеющий входное отверстие для загрязненной воды и выходное отверстие для очищенной воды, а фильтрующий материал содержит порошкообразные и волокнистые частицы. Фильтрующий элемент, размещенный внутри цилиндрического корпуса фильтра образует с ним неразъемный картридж-патрон, входное отверстие которого размещено в его верхней торцевой части и снабжено резьбовым патрубком, направленным внутрь объема картриджа и снабженного внутренне стандартной резьбой для возможности навинчивания стандартных пластмассовых бутылок, предназначенных для пищевых жидкостей, а выходное отверстие снабжено навинчивающей пробкой с отверстием для выхода очищенной воды, на вертикальных стенках корпуса выполнены горизонтальные ребра жесткости, обращенные внутрь корпуса, внутри картриджа между верхним и нижним слоями гидрофобной ваты, образующих предфильтр и постфильтр, соответственно, размещен слой сорбента. При этом корпус картриджа выполнен из пищевой пластмассы. В качестве сорбента используется вспененный графит типа «Grafenum» или «Графен». Во входное отверстие запрессована резьбовая бутылочная пробка с центральным отверстием, а также в качестве приемной воронки завернута стандартная пластмассовая бутылка с отрезанным дном. В дне патрона выполнено технологическое отверстие диаметром больше выходного отверстия картриджа, закрытое крышкой, в которой выполнено упомянутое отверстие для выхода очищенной воды.Known marching cartridge filter for water [RU 110285], containing a cylindrical body, the bottom of which is made with radially directed stiffeners, having an inlet for contaminated water and an outlet for purified water, and the filter material contains powdery and fibrous particles. The filter element located inside the cylindrical filter housing forms with it an integral cartridge cartridge, the inlet of which is located in its upper end part and is equipped with a threaded nozzle directed inside the cartridge volume and provided with an internally standard thread for the possibility of screwing standard plastic bottles intended for food liquids and the outlet is provided with a screw plug with an opening for the outlet of purified water, on the vertical walls of the housing The horizontal stiffening ribs facing the inside of the housing, inside the cartridge between the upper and lower layers of hydrophobic cotton wool, which form the pre-filter and post-filter, respectively, the sorbent layer is placed. In this case, the cartridge housing is made of food-grade plastic. Foamed graphite of the Grafenum or Graphene type is used as the sorbent. A threaded bottle cap with a central hole is pressed into the inlet, and a standard plastic bottle with a cut bottom is wrapped as a receiving funnel. In the bottom of the cartridge, a technological hole is made with a diameter larger than the outlet of the cartridge, closed by a lid, in which the aforementioned hole for the outlet of purified water is made.
Важнейшим недостатком данного технического решения является невозможность бактериологической очистки, что не позволяет использовать данную полезную модель в том виде, в котором она заявлена, для питья из источников, содержащих микробиологическое загрязнение, т.к. потребуется предварительное обеззараживание химическими средствами. Отсутствие герметичного закрепления предфильтра и постфильтра к стенкам корпуса вызовет пристеночный эффект, т.е. протечку очищаемой жидкости вдоль стенок в обход предфильтра, что снизит степень ее очистки, и в обход постфильтра, что также снизит степень очистки и вызовет вымывание частиц сорбента в емкость с отфильтрованной водой. Также, конструкция не предназначена для фильтрации и употребления воды напрямую из открытого источника через фильтр, т.е. методом всасывания.The most important disadvantage of this technical solution is the impossibility of bacteriological purification, which does not allow the use of this utility model in the form in which it is declared for drinking from sources containing microbiological contamination, because chemical disinfection will be required. The absence of tight fastening of the prefilter and postfilter to the walls of the housing will cause a wall effect, i.e. leakage of the liquid being cleaned along the walls bypassing the prefilter, which will reduce the degree of its purification, and bypassing the postfilter, which will also reduce the degree of purification and will cause the sorbent particles to be washed out into the container with filtered water. Also, the design is not intended for filtering and drinking water directly from an open source through a filter, i.e. suction method.
Также известен переносной фильтр для очистки воды [RU 18648], содержащий корпус с дном, отводящим патрубком, средством для подачи очищаемой воды и фильтрующим элементом, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде, по крайней мере, одной пластины керамического пластинного мембранного тангенциального фильтра, имеющей, по крайней мере, один продольный канал, и установленный в корпусе с образованием герметичной полости для сбора очищенной жидкости, при этом отводящий патрубок сообщен с полостью для сбора очищенной воды, средство для подачи очищаемой воды выполнено в виде патрубка, присоединенного к противоположной от дна части корпуса, а в дне выполнено, по крайней мере, одно отверстие или щель для отвода недоочищенной воды. Отверстие или отверстия в дне корпуса выполнены соосными каналу или каналам в пластине и отношение размера отверстия к размеру канала выполнено составляющим 0.1÷1.0. Ширина щели в дне выполнена соизмеримой с шириной пластины и отношение площади ее поперечного сечения к площади поперечного сечения канала составляет 0.05÷1.0. Фильтр может быть снабжен накидной гайкой с герметизирующим уплотнением, для подсоединения фильтра к походной фляге в процессе движения человека.Also known is a portable filter for water purification [RU 18648], comprising a housing with a bottom, a discharge pipe, means for supplying purified water and a filter element, characterized in that the filter element is made in the form of at least one plate of a ceramic plate membrane tangential filter having at least one longitudinal channel and installed in the housing with the formation of an airtight cavity for collecting purified liquid, while the outlet pipe is in communication with the cavity for collecting purified water, means d For the supply of purified water, it is made in the form of a pipe attached to the part of the housing opposite from the bottom, and at least one hole or slot is made in the bottom for draining under-treated water. The hole or holes in the bottom of the housing are made coaxial with the channel or channels in the plate, and the ratio of the size of the hole to the channel size is 0.1–1.0. The width of the slit in the bottom is made comparable with the width of the plate and the ratio of its cross-sectional area to the channel cross-sectional area is 0.05 ÷ 1.0. The filter can be equipped with a union nut with a sealing seal to connect the filter to the camping flask during human movement.
Одним из недостатков данного фильтра является то, что часть воды выходит неочищенной через отверстия в дне корпуса. Это замедляет процесс очистки, т.к. при заданном начальном объеме жидкости, цикл фильтрации приходится повторять несколько раз, чтобы очистить этот объем полностью. В описании сказано, во фляге вода может быть дополнительно обеззаражена с помощью, например, йода. Таким образом, существует необходимость дополнительно иметь при себе раствор йода, а также средства измерения объема жидкостей для точной дозировки обеззараживающего раствора. При этом требуется ожидание в течение некоторого времени для завершения процесса обеззараживания. Кроме того, перед употреблением желательна очистка адсорбентом воды, содержащей йод. Из этого вытекает невозможность употребления очищенной жидкости напрямую из открытого источника.One of the disadvantages of this filter is that part of the water comes out untreated through holes in the bottom of the housing. This slows down the cleaning process, as for a given initial volume of liquid, the filtration cycle must be repeated several times to clear this volume completely. The description says that in the flask the water can be further disinfected with, for example, iodine. Thus, there is a need to additionally carry an iodine solution, as well as means for measuring the volume of liquids for the exact dosage of the disinfecting solution. This requires waiting for some time to complete the disinfection process. In addition, it is desirable to purify the iodine-containing water with an adsorbent before use. This implies the impossibility of using purified liquid directly from an open source.
Известно портативное двухступенчатое ультрафильтрационное устройство [US 8 557 115], содержащее: картридж, включающий корпус, содержащий первую ступень стерилизации с первым полупроницаемым фильтрующим элементом и вторую ступень стерилизации со вторым полупроницаемым фильтрующим элементом, при этом корпус включает крышку, имеющую входное и выходное отверстие для жидкости, дно и элемент, разделяющий первую и вторую ступени стерилизации, первый полупроницаемый фильтрующий элемент окружен вторым полупроницаемым фильтрующим элементом и находится вблизи наружной стенки корпуса, при этом входное отверстие для жидкости соединено с первой ступенью стерилизации, а выходное отверстие соединено со второй ступенью, отличающееся тем, что первый и второй полупроницаемые фильтрующие элементы герметично закреплены на дне корпуса так, что жидкость, пройдя через входное отверстие, протекает через первый полупроницаемый фильтрующий элемент, где происходит ее очистка, после чего снова фильтруется, проходя через второй полупроницаемый фильтрующий элемент, и затем покидает корпус через выходное отверстие; трубку с двойными стенками, расположенную у крышки, имеющую отверстия во внешней стенке для доступа воды во внешнюю ее камеру, при этом внешняя камера соединяет входное отверстие в корпусе устройства с первой ступенью стерилизации, а внутренняя - вторую ступень стерилизации с выходным отверстием в корпусе устройства. В одном из исполнений устройство оснащено интегрированным в корпус ручным насосом, в другом исполнении - выносным ножным насосом. В третьем исполнении предусмотрено подключение напрямую к напорной линии насоса или водопровода. Выходное отверстие оснащено герметично закрывающейся крышкой. Встроенные обратные клапаны обеспечивают одностороннее течение жидкости внутри фильтра. В качестве полупроницаемых фильтрующих элементов используется полое волокно.A portable two-stage ultrafiltration device is known [US 8 557 115], comprising: a cartridge comprising a housing comprising a first sterilization step with a first semi-permeable filter element and a second sterilization step with a second semi-permeable filter element, the housing comprising a lid having an inlet and an outlet for liquid, the bottom and the element separating the first and second stages of sterilization, the first semi-permeable filter element is surrounded by a second semi-permeable filter element and sits near the outer wall of the housing, while the fluid inlet is connected to the first stage of sterilization, and the outlet is connected to the second stage, characterized in that the first and second semi-permeable filter elements are hermetically fixed to the bottom of the housing so that the liquid, passing through the inlet flows through the first semi-permeable filter element, where it is cleaned, and then filtered again, passing through the second semi-permeable filter element, and then leaves the housing through outlet a double-walled tube located at the lid, with openings in the outer wall for water to enter its outer chamber, while the outer chamber connects the inlet in the device body with the first sterilization stage, and the inner one - the second sterilization stage with the outlet in the device body. In one version, the device is equipped with a hand pump integrated in the housing; in another version, it is equipped with an external foot pump. In the third version, it is connected directly to the pressure line of the pump or water supply. The outlet has a hermetically sealed cover. Integrated check valves provide one-way fluid flow inside the filter. As semipermeable filtering elements, hollow fiber is used.
К недостаткам данного технического решения можно отнести общую сложность конструкции, что увеличивает стоимость данного устройства, при этом наличие насоса потенциально снижает его надежность и увеличивает габариты. Отсутствие предфильтра способствует укоренному засорению пор полых волокон и, соответственно, снижению ресурса. Не предусмотрена безнапорная фильтрация.The disadvantages of this technical solution include the overall design complexity, which increases the cost of this device, while the presence of a pump potentially reduces its reliability and increases its dimensions. The absence of a prefilter contributes to the rooted clogging of the pores of the hollow fibers and, accordingly, a decrease in the resource. Pressureless filtration is not provided.
Известен также фильтр в сборе [US 5 609 759], для использования, в частности, с пластиковой бутылкой с открытым горлышком с внутренним диаметром около 50 мм или меньше (например, около 25 мм), включающий фильтрующий материал в виде трубки, присоединенный к одной поверхности крышки, в то время как клапан установлен на противоположной поверхности крышки. Трубка предпочтительно из фильтрующего материала, такого как активированный уголь со связующим из пластика, имеющий практически сплошную водопроницаемую поверхность, внутреннюю полость, первый закрытый торец и второй открытый торец. Трубка своим вторым открытым торцом соединена со второй поверхностью крышки методом ультразвуковой сварки, механически или при помощи клея. Крышка имеет крепежный узел для соединения с горлышком бутылки, такой как внутренняя резьба или замок. Клапан может быть возвратно-поступательным, соской от детских бутылочек или распыляющим устройством. Биоцидная среда может быть размещены внутри полости фильтрующей трубки, а трубка может быть обернута фильтрующим материал, имеющим размер пор около 1÷4 мкм. Фильтрующий материал способен снизить уровень хлора в воде, проходящей через него, по крайней мере на 50% при скорости потока 5 мл/сек.A complete filter assembly is also known [US 5,609,759], for use, in particular, with an open-necked plastic bottle with an inner diameter of about 50 mm or less (for example, about 25 mm), including filter material in the form of a tube attached to one the surface of the cap, while the valve is mounted on the opposite surface of the cap. The tube is preferably made of filter material, such as activated carbon with a plastic binder, having a substantially continuous permeable surface, an internal cavity, a first closed end and a second open end. The tube with its second open end is connected to the second surface of the lid by ultrasonic welding, mechanically or with glue. The cap has a mounting unit for connecting to the neck of the bottle, such as an internal thread or lock. The valve may be a reciprocating, teat from baby bottles or a spray device. The biocidal medium can be placed inside the cavity of the filter tube, and the tube can be wrapped with filter material having a pore size of about 1 ÷ 4 μm. The filter media is able to reduce the level of chlorine in the water passing through it by at least 50% at a flow rate of 5 ml / sec.
К недостаткам данного технического решения можно отнести ограниченные возможности очистки. В описании сказано, что в полости трубки из фильтрующего материала может быть размещена биоцидная среда, но не указана какого типа. Применение концентраций, достаточных для гарантированного уничтожения микробиологии, большинства биоцидных материалов требует после себя, как правило, стадии доочистки. В конструкции данного фильтра блок доочистки не представлен. При этом отсутствие ионообменных материалов не позволяет производить очистку жидкости от ионов тяжелых металлов. В конструкции устройства также не предусмотрен отдельный клапан для поступления воздуха в емкость с фильтруемой водой с изолированным от тока воды каналом, что может замедлять или даже прекращать ток воды через фильтр при фильтрации самотеком или при использовании бутылки с жесткими стенками.The disadvantages of this technical solution include limited cleaning options. The description says that a biocidal medium can be placed in the cavity of the tube made of filter material, but it is not indicated what type. The use of concentrations sufficient to guarantee the destruction of microbiology of most biocidal materials requires, as a rule, a post-treatment stage. In the design of this filter, a post-treatment unit is not represented. In this case, the absence of ion-exchange materials does not allow the liquid to be purified from heavy metal ions. The design of the device also does not provide a separate valve for air to enter the tank with filtered water with a channel isolated from the water flow, which can slow down or even stop the flow of water through the filter when filtering by gravity or when using a bottle with hard walls.
Наиболее близкой по технической сущности и совокупности признаков является система фильтрации, устанавливаемая на бутылку [US 6 569 329], как правило, включающая в себя совокупность различных элементов для фильтрации или элементов для фильтрации и обработки воды, имеющих общую центральную ось и смонтированных на крышке с ручным клапаном с возможностью их размещения внутри бутылки после установки. Присоединение фильтрующих и обрабатывающих воду элементов к крышке может быть обеспечено посредством винтовой резьбы, или посадке с натягом. Внешний фильтроэлемент может представлять собой фильтрующий элемент преимущественно радиального тока для удаления хлора, а внутренний фильтроэлемент содержит ароматизирующий, витаминизирующий, минерализирующий или лекарственный компонент и при этом включает смесительную камеру, которая представляет собой камеру осевого потока, радиально окруженную ароматизирующим и т.д. компонентом. И наоборот, внутренний фильтроэлемент может представлять собой фильтрующий элемент преимущественно радиального тока из углеродного композита, используемый самостоятельно или в сочетании с одним или несколькими независимыми внешними фильтроэлементами, которые могут быть радиального или осевого тока и служить для удаления различных биологических, органических и неорганических примесей. Крышка содержит клапан для заполнения воздухом объема бутылки, освобождаемого в процессе фильтрации воды.The closest in technical essence and combination of features is a filtration system mounted on a bottle [US 6 569 329], usually including a set of different elements for filtering or elements for filtering and treating water, having a common central axis and mounted on the lid with manual valve with the possibility of their placement inside the bottle after installation. The connection of the filtering and water-treating elements to the cover can be achieved by means of a screw thread, or an interference fit. The external filter element may be a filter element of predominantly radial current for removing chlorine, and the internal filter element contains a flavoring, fortifying, mineralizing or medicinal component and includes a mixing chamber, which is an axial flow chamber radially surrounded by flavoring, etc. component. Conversely, the internal filter element can be a filter element of mainly radial current from a carbon composite, used alone or in combination with one or more independent external filter elements, which can be radial or axial current and serve to remove various biological, organic and inorganic impurities. The cap contains a valve for filling with air the volume of the bottle released during the filtration of water.
Главным недостатком этой фильтрующей системы являются ее габариты, т.к. фильтроэлементы размещены концентрически, один внутри другого, что не представляет возможным размещение конструкции, содержащей фильтроэлементы в достаточном объеме для полноценной многоразовой очистки, внутри горлышка стандартной ПЭТ бутылки. Поэтому завяленный диапазон диаметров горлышка бутылки, в связке с которой предполагается использование данной фильтрующей системы, составляет 35÷73 мм, что превышает размеры горлышка распространенной повсеместно ПЭТ бутылки, параметры которой в соответствии со стандартом РСО 1810 и РСО 1881: внутренний диаметр горлышка - 21.74 мм, наружный диаметр резьбы - 27.4 мм. Конструкция фильтра также не предусматривает употребление воды напрямую из открытого источника. Таким образом без специальной бутылки использование этой фильтрующей системы невозможно. Все это существенно ограничивает удобство и область применения данного технического решения.The main disadvantage of this filtering system is its dimensions, as filter elements are placed concentrically, one inside the other, which makes it impossible to place a structure containing sufficient filter elements for full reusable cleaning, inside the neck of a standard PET bottle. Therefore, the cured diameter range of the bottle neck, in conjunction with which this filter system is supposed to be used, is 35 ÷ 73 mm, which exceeds the size of the neck of the ubiquitous PET bottle, the parameters of which are in accordance with the RSO 1810 and RSO 1881 standards: the inner diameter of the neck is 21.74 mm , the outer diameter of the thread is 27.4 mm. The design of the filter also does not provide for the use of water directly from an open source. Thus, without a special bottle, the use of this filter system is not possible. All this significantly limits the convenience and scope of this technical solution.
Технической задачей является разработка компактного переносного фильтрующего устройства, обладающего свойствами эффективной комплексной очистки воды от ионов тяжелых металлов, железа, органических соединений, например, фенола и его производных, АПАВ, бензола и его производных, летучих галогенсодержащих соединений (хлороформа, четыреххлористого углерода), пестицидов и микроорганизмов, в том числе в полевых условиях, как с использованием доступной, повсеместно распространенной емкости с очищаемой водой, такой как ПЭТ бутылка, так и непосредственно из природных пресноводных источников.The technical task is to develop a compact portable filter device with the properties of effective complex water purification from ions of heavy metals, iron, organic compounds, for example, phenol and its derivatives, ACAS, benzene and its derivatives, volatile halogen-containing compounds (chloroform, carbon tetrachloride), pesticides and microorganisms, including in the field, both using an accessible, ubiquitous container with purified water, such as a PET bottle, and sredstvenno from natural sources of freshwater.
Технический результат достигается тем, что предложено индивидуальное средство для очистки жидкости, состоящее из последовательно расположенных по току воды следующих узлов: первого узла фильтрации, снабженного обратным клапаном для выхода воздуха и выполненного в виде цилиндрической оболочки с радиальными отверстиями, содержащей адсорбирующий компонент или фильтр механической очистки, выполненные в виде полого цилиндра; средства крепления, выполненного в виде цилиндрической оболочки, имеющей резьбу на внутренней поверхности; второго узла фильтрации, выполненного в виде цилиндрической оболочки с вентиляционным отверстием, соединенным каналом с обратным клапаном для выхода воздуха, внутри которой по ходу течения жидкости установлены ионообменное полотно, слой бактериостатического адсорбирующего компонента и пучок П-образных полых волокон, пропущенных концами через торцевой блок; узла вывода очищенной воды, снабженного обратным клапаном для выхода очищенной воды и выполненного в виде цилиндрической оболочки, имеющей резьбу на внешней поверхности.The technical result is achieved by the fact that an individual means for purifying a liquid is proposed, consisting of the following nodes sequentially arranged in a water current: a first filtration unit equipped with a check valve for air outlet and made in the form of a cylindrical shell with radial holes containing an adsorbent component or a mechanical cleaning filter made in the form of a hollow cylinder; fastening means made in the form of a cylindrical shell having a thread on the inner surface; the second filtration unit, made in the form of a cylindrical shell with a ventilation hole, connected by a channel with a non-return valve for air outlet, inside of which an ion-exchange cloth, a layer of bacteriostatic adsorbent component and a bundle of U-shaped hollow fibers passed through the end block are installed along the liquid flow; node output of purified water, equipped with a check valve for the release of purified water and made in the form of a cylindrical shell having a thread on the outer surface.
Целесообразно, что для универсальности и широкого применения параметры наружной и внутренней резьб соответствуют таковым в распространенных в свободной продаже ПЭТ бутылках для питья и крышках для них (некоторые из крышек могут быть оснащены средством для питья, например, клапаном, трубочкой или соской), а именно стандартам РСО 1810 и РСО 1881. Таким образом, эти бутылки и крышки могут быть легко использованы в составе заявленного индивидуального средства для очистки воды.It is advisable that for versatility and widespread use, the parameters of the external and internal threads correspond to those in the widely sold PET bottles for drinking and lids for them (some of the lids may be equipped with a means for drinking, for example, a valve, tube or teat), namely standards РСО 1810 and РСО 1881. Thus, these bottles and caps can be easily used as part of the declared individual means for water purification.
Для потребления очищенной воды напрямую из источника поверх первого узла фильтрации на резьбу средства крепления может быть установлен цилиндрический кожух, имеющий с одной стороны ответную резьбовую часть, а с другой - отверстие в оболочке для входа воды, снабженное заглушкой.For consumption of purified water directly from the source, a cylindrical casing can be installed on the threads of the fastening means on top of the first filtration unit, having a mating threaded part on one side and a hole in the water inlet shell provided with a plug on the other.
Технический результат достигается также тем, что в качестве адсорбирующего компонента первого узла фильтрации используют угольный фильтр, выполненный в форме карбон-блока, или углеродсодержащий нетканый материал, скрученный в один или более слоев и зафиксированный в форме полого цилиндра.The technical result is also achieved by the fact that as an absorbent component of the first filtration unit, a carbon filter made in the form of a carbon block or a carbon-containing nonwoven material twisted into one or more layers and fixed in the form of a hollow cylinder is used.
Использование подобных видов адсорбирующего компонента позволяет осуществлять очистку как от механических загрязнений, так и от органических соединений, например, фенола и его производных, АПАВ, бензола и его производных и летучих галогенсодержащих соединений (хлороформа, четыреххлористого углерода). При этом удаление взвешенных частиц из очищаемой воды позволяет предотвратить их попадание на ионообменное полотно и частично на половолоконный модуль, представляющий собой пучок ∩-образных полых волокон, пропущенных концами через торцевой блок, и, как следствие, продлить срок эксплуатации фильтровального патрона.The use of such types of adsorbent component allows purification both from mechanical impurities and from organic compounds, for example, phenol and its derivatives, ASAW, benzene and its derivatives and volatile halogen-containing compounds (chloroform, carbon tetrachloride). At the same time, the removal of suspended particles from the treated water helps to prevent them from falling onto the ion-exchange cloth and partially onto the hollow fiber module, which is a bundle of образ-shaped hollow fibers passed by the ends through the end block, and, as a result, to extend the life of the filter cartridge.
Важно, что адсорбирующий компонент или фильтр механической очистки имеют средний размер пор 5÷100 мкм и содержатся в количестве 5÷20 об.%. Заявленное содержание объясняется тем, что при содержании менее 5 об.% не обеспечивается эффективное удаление органических примесей и взвешенных частиц, содержание более 20 об.% является экономически нецелесообразным и приводит к ухудшению гидродинамических характеристик фильтра.It is important that the absorbent component or filter of mechanical cleaning have an average pore size of 5 ÷ 100 μm and are contained in an amount of 5 ÷ 20 vol.%. The claimed content is explained by the fact that when the content is less than 5 vol.%, The effective removal of organic impurities and suspended particles is not provided, the content of more than 20 vol.% Is not economically feasible and leads to a deterioration in the hydrodynamic characteristics of the filter.
Целесообразно, что карбон-блок изготавливают из полимерного связующего (например, порошка полиэтилена) и углеродного компонента в количестве 80÷90 масс.% карбон-блока, имеющего йодное число не менее 1100 мг/г и представляющего из себя гранулированный активированный уголь с размером гранул 0.04÷1.7 мм, или порошкообразный активированный уголь, или углеродное волокно, или их смесь. Содержание углеродного компонента менее 80 масс.% не обеспечивает очистку от органических соединений до приемлемого уровня, при содержании выше 90 масс.% карбон-блок становится хрупким, что влечет за собой вероятность вымывания составляющих его частиц. При этом использование углеродного компонента с йодным числом менее 1100 мг/г также не позволяет добиться высокой эффективности удаления органических примесей.It is advisable that the carbon block is made of a polymer binder (for example, polyethylene powder) and a carbon component in an amount of 80 ÷ 90 wt.% Carbon block having an iodine number of at least 1100 mg / g and consisting of granular activated carbon with a granule size 0.04 ÷ 1.7 mm, or powdered activated carbon, or carbon fiber, or a mixture thereof. The content of the carbon component of less than 80 wt.% Does not provide purification from organic compounds to an acceptable level; when the content is above 90 wt.%, The carbon block becomes brittle, which entails the possibility of leaching of its constituent particles. At the same time, the use of a carbon component with an iodine number less than 1100 mg / g also does not allow to achieve high removal efficiency of organic impurities.
Карбон-блок изготавливают методом нагрева смеси полимерного связующего и углеродного компонента до температуры плавления связующего и последующей экструзии в форму полого цилиндра. После затвердевания выходящая из экструдера заготовка карбон-блока нарезается на отрезки требуемой длины.The carbon block is made by heating a mixture of a polymer binder and a carbon component to the melting temperature of the binder and subsequent extrusion into a hollow cylinder. After hardening, the carbon block blank exiting the extruder is cut into pieces of the required length.
Предпочтительно, что углеродсодержащий нетканый материал представляет из себя комбинацию углеродных и полимерных волокон с содержанием углеродного волокна в количестве 30÷80 масс.% нетканого материала. При этом йодное число углеродного волокна должно быть не менее 1100 мг/г для высокой эффективности удаления органических примесей. Содержание углеродных волокон менее 30 масс.% снижает эффективность удаления органических примесей ниже 50%, что не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к очистным устройствам для подготовки питьевой воды. При содержании более 80 масс.% нетканый материал становится слишком хрупким для оформления его в виде полого цилиндра.It is preferable that the carbon-containing non-woven material is a combination of carbon and polymer fibers with a carbon fiber content of 30 ÷ 80 wt.% Non-woven material. In this case, the iodine number of the carbon fiber should be at least 1100 mg / g for high efficiency removal of organic impurities. The carbon fiber content of less than 30 wt.% Reduces the efficiency of removing organic impurities below 50%, which does not meet the requirements for treatment devices for the preparation of drinking water. With a content of more than 80% by mass, the nonwoven material becomes too fragile to be formed into a hollow cylinder.
В зависимости от условий эксплуатации на месте адсорбирующего компонента первого узла фильтрации может быть также установлен фильтр механической очистки, представляющий собой: водопроницаемый полый цилиндр из напыленного полипропилена; водопроницаемый полый цилиндр из пористой керамики; водопроницаемый цилиндрический каркас с намотанной полипропиленовой и/или полиамидной нитью; нетканое полотно, скрученное в один или более слоев и зафиксированное в форме полого цилиндра.Depending on the operating conditions, a mechanical cleaning filter can also be installed at the site of the absorbent component of the first filtration unit, which is: a permeable hollow cylinder made of sprayed polypropylene; permeable hollow cylinder made of porous ceramics; a permeable cylindrical frame with wound polypropylene and / or polyamide thread; non-woven fabric twisted in one or more layers and fixed in the form of a hollow cylinder.
Предпочтительно, что адсорбирующий компонент или фильтр механической очистки первого узла фильтрации в торцевых частях имеют герметичное крепление к оболочке полого цилиндра первого узла фильтрации.Preferably, the adsorbent component or filter for mechanical cleaning of the first filtration unit in the end parts are sealed to the shell of the hollow cylinder of the first filtration unit.
Ионообменное полотно обеспечивает не только эффективную очистку воды от ионов тяжелых металлов и растворенного и коллоидного железа, но также обеспечивает дополнительную очистку воды от взвешенных частиц, что положительно сказывается на ресурсе половолоконного модуля.The ion-exchange fabric provides not only effective water purification from heavy metal ions and dissolved and colloidal iron, but also provides additional water purification from suspended particles, which positively affects the resource of the hollow fiber module.
Важно, что ионообменное полотно содержится в количестве 2÷8 об.%. Содержание менее 2 об.% не обеспечивает эффективного удаления ионов тяжелых металлов и форм железа, а содержание более 8 об.% является экономически нецелесообразным.It is important that the ion exchange web is contained in an amount of 2 ÷ 8 vol.%. A content of less than 2 vol.% Does not provide for the effective removal of heavy metal ions and iron forms, and a content of more than 8 vol.% Is not economically feasible.
Также важно, что общая обменная емкость ионообменного полотна составляет 1.5÷8 мг-экв/г. Для достижения эффективного удаления ионов тяжелых металлов, а также растворенного и коллоидного железа общая обменная емкость ионообменного полотна должна быть не менее 1.5 мг-экв/г. Увеличение же общей обменной емкости полотна более 8 мг-экв/г приводит к уменьшению прочностных характеристик полотна, что делает невозможным его использование.It is also important that the total exchange capacity of the ion exchange web is 1.5–8 mEq / g. In order to achieve effective removal of heavy metal ions, as well as dissolved and colloidal iron, the total exchange capacity of the ion-exchange fabric should be at least 1.5 mEq / g. An increase in the total exchange capacity of the web of more than 8 mEq / g leads to a decrease in the strength characteristics of the web, which makes it impossible to use.
Предпочтительно, что ионообменное полотно имеет герметичное соединение с оболочкой полого цилиндра второго узла фильтрации.Preferably, the ion exchange web is sealed to the shell of the hollow cylinder of the second filtration unit.
Очистка воды от микроорганизмов осуществляется пучком ∩-образных полых волокон со средним размером пор не менее 0.01 мкм и наружным и внутренним диаметром, соответственно, 250÷350 и 80÷130 мкм, залитых свободными концами в торцевой блок. Использование ∩-образных полых волокон, направленных своей верхушкой навстречу потоку очищаемой воды, позволяет обеспечить достаточную плотность их упаковки, а значит увеличить эффективную поверхность фильтрации.Water purification from microorganisms is carried out by a bundle of ∩-shaped hollow fibers with an average pore size of at least 0.01 μm and an outer and inner diameter of 250 ÷ 350 and 80 ÷ 130 μm, respectively, which are filled with free ends into the end block. The use of ∩-shaped hollow fibers directed by their apex towards the flow of purified water allows us to ensure a sufficient packing density, which means to increase the effective filtration surface.
Целесообразно, что в качестве материала полых волокон используется полимер, выбранный из ряда: полипропилен, полиэтилен, полисульфон, полиалкилсульфон, поливинилиденфторид, полиакрилонитрил.It is advisable that a polymer selected from the range of polypropylene, polyethylene, polysulfone, polyalkylsulfone, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile is used as the material of the hollow fibers.
Целесообразно также, что 10÷20 мас.% полых волокон предварительно обработаны гидрофилизующим агентом, в качестве которого используют неионогенные поверхностно-активные вещества на основе полиэтиленгликоля. Подбор характеристик полых волокон и предварительная обработка определенной части полых волокон гидрофилизующим агентом позволяют улучшить гидродинамические условия разделения в половолоконном модуле и, в целом, осуществлять в том числе и безнапорную фильтрацию.It is also advisable that 10 ÷ 20 wt.% Hollow fibers are pretreated with a hydrophilizing agent, which is used nonionic surfactants based on polyethylene glycol. The selection of the characteristics of the hollow fibers and the preliminary treatment of a certain part of the hollow fibers with a hydrophilizing agent can improve the hydrodynamic separation conditions in the hollow fiber module and, in general, carry out pressure-free filtration as well.
Предпочтительно, что объем полых волокон составляет 25÷50 об.%. Содержание менее 25 об.% даже при условии обработки большей части поверхности гидрофобизирующим агентом приводит к ухудшению гидродинамических характеристик фильтра, а более 50 об.% является экономически нецелесообразным.Preferably, the volume of hollow fibers is 25 ÷ 50 vol.%. A content of less than 25 vol.% Even if the majority of the surface is treated with a hydrophobizing agent leads to a deterioration in the hydrodynamic characteristics of the filter, and more than 50 vol.% Is not economically feasible.
Важно, что торцевой блок, выполненный из полимеризованной смолы или из стекловидного полимера, имеет герметичное соединение с оболочкой полого цилиндра второго узла фильтрации. Использование торцевого блока способствует формированию потока фильтрата на выходе из второго узла фильтрации.It is important that the end block made of polymerized resin or glassy polymer has a tight connection with the shell of the hollow cylinder of the second filtration unit. The use of the end block contributes to the formation of a filtrate stream at the outlet of the second filtration unit.
Половолоконный модуль изготовляется следующим образом. Полые волокна собирают в ∩-образные пучки, концы которых помещают в полый цилиндр второго узла фильтрации. Затем полый цилиндр примерно на пятую часть заполняют смолой или жидким мономером и проводят их полимеризацию до получения твердого или стекловидного материала торцевого блока. Полученную заготовку торцевого блока примерно на половину толщины обрезают гильотинным ножом для высвобождения концов полых волокон.The hollow fiber module is manufactured as follows. Hollow fibers are collected in ∩-shaped bundles, the ends of which are placed in the hollow cylinder of the second filtration unit. Then, about a fifth of the hollow cylinder is filled with resin or liquid monomer and their polymerization is carried out to obtain a solid or glassy material of the end block. The resulting billet of the end block is cut about half the thickness by a guillotine knife to release the ends of the hollow fibers.
Использование половолоконного модуля позволяет разделить очищаемую воду на фильтрат и маточный раствор.The use of a hollow fiber module allows you to separate the purified water into the filtrate and the mother liquor.
Слой бактериостатического адсорбирующего компонента сорбирует компоненты маточного раствора, содержащего соли металлов и органические соединения, а также ингибирует процесс размножения микроорганизмов внутри устройства. В качестве бактериостатического адсорбирующего компонента используют смесь гранулированных сорбентов, состоящую из серебросодержащего активированного угля с концентрацией Ag от 0.05 до 5.0 масс.% и с размером гранул 0.3÷1.7 мм, активированного угля с размером гранул 0.3÷1.7 мм и карбоксилсодержащих катионитов.The layer of bacteriostatic adsorbent component sorb the components of the mother liquor containing metal salts and organic compounds, and also inhibits the process of reproduction of microorganisms inside the device. As a bacteriostatic adsorbing component, a mixture of granular sorbents is used, consisting of silver-containing activated carbon with an Ag concentration from 0.05 to 5.0 wt% and with a granule size of 0.3 ÷ 1.7 mm, activated carbon with a granule size of 0.3 ÷ 1.7 mm and carboxyl-containing cation exchangers.
Целесообразно, что бактериостатический адсорбирующий компонент содержится в количестве до 15 об.%. Содержание бактериостатического адсорбирующего компонента в индивидуальном средстве для очистки жидкости свыше 15 об.% экономически нецелесообразно, к тому же может приводить к увеличению серебра в очищенной воде выше нормативов, установленных в СанПиН 2.1.4.1074-01.It is advisable that the bacteriostatic adsorbent component is contained in an amount of up to 15 vol.%. The content of the bacteriostatic adsorbent component in an individual liquid purifier above 15 vol.% Is not economically feasible, moreover, it can lead to an increase in silver in purified water above the standards established in SanPiN 2.1.4.1074-01.
Предпочтительно, что первый узел фильтрации имеет съемный элемент, закрепленный на нем механически (защелки, резьба), демонтировав который возможно получить доступ к адсорбирующему компоненту первого узла фильтрации с целью его замены или промывки. Съемный элемент оснащен описанным выше обратным клапаном для выхода воздуха и трубкой, ведущей к нему. Второй узел фильтрации также содержит трубку, идущую от вентиляционного отверстия. При установке съемного элемента эти трубки соединяются и образуют единый канал. Герметичность соединения обеспечивается полимерным уплотнителем или посадкой на коническую поверхность. Оболочка первого узла фильтрации и съемный элемент имеют место соединения друг с другом с внешней стороны адсорбирующего компонента, до контакта с ним неочищенной воды, что позволяет не применять уплотнитель, а также конические поверхности в местах установки адсорбирующего компонента, что в сумме обеспечивает герметичность его установки и препятствует проникновению очищаемой воды внутрь фильтра, минуя адсорбирующий компонент.It is preferable that the first filtration unit has a removable element mechanically fixed on it (latches, threads), by dismantling which it is possible to access the absorbent component of the first filtration unit in order to replace or rinse it. The removable element is equipped with the above-described non-return valve for air outlet and a tube leading to it. The second filtration unit also includes a tube extending from the vent. When installing a removable element, these tubes are connected and form a single channel. The tightness of the connection is provided by a polymer seal or by landing on a conical surface. The shell of the first filtration unit and the removable element are connected to each other from the outside of the absorbent component until untreated water comes into contact with it, which eliminates the need for a sealant, as well as conical surfaces at the places of installation of the absorbent component, which in total ensures the tightness of its installation and prevents the penetration of purified water into the filter, bypassing the adsorbent component.
Соединение первого узла фильтрации и второго узла фильтрации может быть механическим (защелки, резьба), адгезивным (клей), сваркой (ультразвуком). Герметичность соединения первого узла фильтрации и второго узла фильтрации обеспечивают посредством полимерного кольцевого уплотнителя, не позволяющего воде и воздуху перемещаться в и/или из фильтра, тем самым препятствуя нарушениям в работе индивидуального средства для очистки жидкости. Для тех же целей размещают уплотнитель в зоне средства крепления и на крышке для питья. Таким образом допускается использование в качестве материала корпуса фильтра как эластичных, так и неэластичных полимеров.The connection of the first filtration unit and the second filtration unit can be mechanical (latches, threads), adhesive (adhesive), welding (ultrasound). The tightness of the connection of the first filtration unit and the second filtration unit is ensured by means of a polymer ring seal that does not allow water and air to move into and / or from the filter, thereby preventing disturbances in the operation of an individual liquid purifier. For the same purposes, place a seal in the area of the fastener and on the lid for drinking. Thus, it is allowed to use both elastic and inelastic polymers as the filter housing material.
Изобретение проиллюстрировано Фиг. 1 и Фиг. 2, которые иллюстрируют, но не ограничивают возможные исполнения заявленного индивидуального средства для очистки жидкости.The invention is illustrated in FIG. 1 and FIG. 2, which illustrate, but do not limit the possible performance of the claimed individual means for cleaning liquids.
На Фиг. 1 представлена принципиальная схема индивидуального средства для очистки жидкости, на которой: 1 - обратный клапан для выхода воздуха; 2 - оболочка первого узла фильтрации; 3 - радиальные отверстия; 4 - адсорбирующий компонент / фильтр механической очистки; 5 - средство крепления фильтра; 6 - оболочка второго узла фильтрации; 7 - вентиляционное отверстие; 8 - воздушный канал; 9 - ионообменный материал; 10 - сетка; 11 - слой бактериостатического адсорбирующего компонента; 12 - ∩-образные полые волокна; 13 - торцевой блок; 14 - обратный клапан для выхода очищенной жидкости; 15 - узел вывода очищенной воды; 16 - средство крепления крышки; 23, 24 - уплотнители; 25 - съемный элемент.In FIG. 1 is a schematic diagram of an individual liquid purification agent, in which: 1 - a check valve for air outlet; 2 - the shell of the first filtration unit; 3 - radial holes; 4 - absorbent component / filter for mechanical cleaning; 5 - filter mounting means; 6 - the shell of the second filtration unit; 7 - a vent; 8 - air channel; 9 - ion exchange material; 10 - mesh; 11 - a layer of bacteriostatic absorbent component; 12 - ∩-shaped hollow fibers; 13 - end block; 14 - check valve for the release of purified liquid; 15 - node output purified water; 16 - means for securing the cover; 23, 24 - seals; 25 - removable element.
На Фиг. 2 представлен тот же фильтр, дополнительно оснащенный кожухом-трубкой и крышкой, на которой: 17 - крышка; 18 - средство для питья; 19 - защитный колпак; 20 - кожух-трубка; 21 - отверстие для входа воды; 22 - заглушка.In FIG. 2 shows the same filter, additionally equipped with a casing-tube and a cover, on which: 17 - cover; 18 - a means for drinking; 19 - a protective cap; 20 - casing tube; 21 - hole for water inlet; 22 - a stub.
Индивидуальное средство для очистки жидкости работает следующим образом (Фиг. 1 и Фиг. 2).An individual means for cleaning liquid works as follows (Fig. 1 and Fig. 2).
В одном из вариантов использования заявляемое устройство присоединяют к емкости с очищаемой водой с закрытым объемом и нежесткими стенками, например, к ПЭТ бутылке, заполненную очищаемой жидкостью, с помощью средства крепления (5). Уплотнитель (23) герметизирует соединение. Емкость переворачивают над приемным сосудом (например, стакан) и сжимается руками. Под действием избыточного давления вода поступает через радиальные отверстия (3) внутрь оболочки первого узла фильтрации (2), где, проходя через адсорбирующий компонент (4), очищается от взвешенных частиц, органических соединений, например, фенола и его производных, АПАВ, бензола и его производных и летучих галогенсодержащих соединений (хлороформа, четыреххлористого углерода), а в случае использования фильтра механической очистки (4) - только от взвешенных частиц. Далее жидкость, пройдя через оболочку узла крепления (5), поступает во второй узел фильтрации (6), где благодаря ионообменному материалу (9), зафиксированному между корпусом узла крепления (5) и сеткой (10), сначала очищается от неорганических соединений, например, ионов тяжелых металлов, а также растворенного и коллоидного железа, а затем, при помощи половолоконного модуля, состоящего из пучка ∩-образных полых волокон (12) и торцевого блока (13), избавляется от микроорганизмов. Затем очищенная жидкость попадает в узел вывода очищенной воды (15), где, пройдя через обратный клапан для выхода очищенной жидкости (14), вытекает в приемный сосуд, либо потребляется человеком через крышку (17), оснащенную средством для питья (18), герметично установленную на фильтр при помощи средства крепления крышки (16), или напрямую через узел вывода очищенной воды (15). Средство для питья (18) может иметь защитный колпак (19) для предотвращения попадания пыли или неочищенной воды на него либо при транспортировке. Герметичность соединения первого узла фильтрации и второго узла фильтрации осуществляют посредством полимерного кольцевого уплотнителя (24). После частичного опорожнения сжатие емкости с очищаемой водой прекращается, вследствие чего, стенки емкости распрямляются, стремясь принять прежний объем, при этом внутри образуется вакуум, засасывающий воздух из атмосферы через вентиляционное отверстие (7), который, пройдя через воздушный канал (8), поступает в емкость через обратный клапан для выхода воздуха (1). При этом обратный клапан (1) препятствует попаданию воды внутрь канала (8) и выходу ее через отверстие (7), миновав фильтрующие компоненты, а обратный клапан (14) препятствует обратному ходу жидкости в фильтре и попаданию внутрь его воздуха. После заполнения емкости воздухом, цикл фильтрации повторяется. В этом варианте использования также возможно потребление пользователем очищенной воды через герметично закрепленную на узле вывода (15) при помощи средства крепления (16) крышку (17), оснащенную средством для питья (18), методом всасывания.In one use case, the inventive device is connected to a container with purified water with a closed volume and non-rigid walls, for example, to a PET bottle filled with the liquid to be cleaned using fastening means (5). The seal (23) seals the connection. The container is turned over the receiving vessel (for example, a glass) and is compressed by hands. Under the influence of excess pressure, water enters through the radial openings (3) into the shell of the first filtration unit (2), where, passing through the adsorbent component (4), it is purified from suspended particles, organic compounds, for example, phenol and its derivatives, ACAS, benzene and its derivatives and volatile halogen-containing compounds (chloroform, carbon tetrachloride), and in the case of using a mechanical cleaning filter (4) - only from suspended particles. Further, the liquid, passing through the shell of the mount (5), enters the second filtration unit (6), where, thanks to the ion-exchange material (9) fixed between the body of the mount (5) and the mesh (10), it is first cleaned of inorganic compounds, for example , heavy metal ions, as well as dissolved and colloidal iron, and then, using a hollow fiber module, consisting of a bundle of ∩-shaped hollow fibers (12) and an end block (13), gets rid of microorganisms. Then, the purified liquid enters the outlet of the purified water (15), where, passing through the check valve for the outlet of the purified liquid (14), it flows into a receiving vessel or is consumed by a person through the lid (17) equipped with a drinker (18), hermetically mounted on the filter using the cover fastening means (16), or directly through the purified water outlet assembly (15). The drinker (18) may have a protective cap (19) to prevent dust or untreated water from getting on it or during transportation. The tightness of the connection of the first filtration unit and the second filtration unit is carried out by means of a polymer ring seal (24). After partial emptying, the compression of the container with the water to be cleaned stops, as a result, the walls of the container are straightened, trying to take the previous volume, while a vacuum is formed inside, sucking air from the atmosphere through the ventilation hole (7), which, passing through the air channel (8), enters into the container through the check valve for air outlet (1). In this case, the non-return valve (1) prevents the ingress of water into the channel (8) and its outlet through the hole (7), bypassing the filter components, and the non-return valve (14) prevents the backward flow of liquid in the filter and the ingress of air into it. After filling the tank with air, the filtration cycle is repeated. In this use case, it is also possible for the user to consume purified water through a lid (17) sealed on the outlet assembly (15) by means of fastening (16) and equipped with a drinking means (18) by the suction method.
В другом варианте использования заявляемое устройство присоединяют к емкости с открытым объемом (ПЭТ бутылка без дна и т.п.) с помощью средства крепления (5). Уплотнитель (23) герметизирует соединение. Собранную конструкцию переворачивают емкостью вверх, фиксируют в таком положении, снизу устанавливают приемный сосуд для очищенной воды, после чего емкость наполняется очищаемой водой, которая поступает в фильтр аналогично предыдущему варианту использования и проходит через него гравитационным методом. Процессы очистки жидкости, происходящие внутри фильтра, также аналогичны предыдущему варианту использования. Далее очищенная вода попадает в приемный сосуд и готова к употреблению. В этом варианте использования обратный клапан (1) постоянно закрыт и препятствует попаданию воды внутрь канала (8) и выходу ее через отверстие (7), миновав фильтрующие компоненты, а обратный клапан (14) постоянно открыт, обеспечивая выход воды из фильтра.In another use case, the inventive device is connected to an open volume container (PET bottle without a bottom, etc.) using fastening means (5). The seal (23) seals the connection. The assembled structure is turned upside down with a container, fixed in this position, a receiving vessel for purified water is installed from below, after which the container is filled with purified water, which enters the filter similarly to the previous use case and passes through it by the gravitational method. The liquid purification processes taking place inside the filter are also similar to the previous use case. Next, the purified water enters the receiving vessel and is ready for use. In this use case, the non-return valve (1) is constantly closed and prevents water from entering the channel (8) and leaving it through the hole (7), bypassing the filter components, and the non-return valve (14) is constantly open, allowing water to exit the filter.
В третьем варианте использования к заявляемому устройству присоединяют кожух-трубку (20) с помощью средства крепления (5). Уплотнитель (23) герметизирует соединение. Фильтр опускается нижней частью кожуха-трубки (20) в емкость с открытым объемом или в природный пресноводный источник. Через герметично закрепленную на узле вывода (15) при помощи средства крепления (16) крышку (17), оснащенную средством для питья (18), пользователь, создавая в ротовой полости вакуум, всасывает очищенную жидкость через фильтр. Очищаемая жидкость через отверстие для входа воды (21) попадает в кожух-трубку (20), затем, пройдя через радиальные отверстия (3) в оболочке (2), поступает в первый узел фильтрации. Процессы очистки жидкости, происходящие внутри фильтра, также аналогичны предыдущим вариантам использования. В этом варианте использования обратный клапан (1) постоянно закрыт, а обратный клапан (14) препятствует обратному ходу жидкости в фильтре и попаданию внутрь его воздуха. Средство для питья (18) также может иметь защитный колпак (19) для предотвращения попадания пыли или неочищенной воды на него либо при транспортировке.In the third use case, the casing-tube (20) is attached to the inventive device using the fastening means (5). The seal (23) seals the connection. The filter is lowered by the lower part of the casing-tube (20) into a container with an open volume or into a natural freshwater source. Through a cap (17) sealed to an outlet assembly (15) using fastening means (16), equipped with a drinker (18), the user, by creating a vacuum in the oral cavity, sucks the purified liquid through a filter. The liquid to be cleaned through the water inlet (21) enters the casing-tube (20), then, passing through the radial holes (3) in the shell (2), it enters the first filtration unit. Liquid purification processes taking place inside the filter are also similar to previous use cases. In this use case, the non-return valve (1) is constantly closed, and the non-return valve (14) prevents the liquid from returning in the filter and air entering it. The drinker (18) may also have a protective cap (19) to prevent dust or untreated water from getting on it or during transportation.
Ниже приведены примеры достижения технического результата при использовании заявляемого индивидуального средства для очистки жидкости производительностью до 0.3 дм3/мин. Примеры иллюстрируют, но не ограничивают применение предложенного устройства.The following are examples of achieving a technical result when using the claimed individual means for cleaning liquids with a productivity of up to 0.3 dm 3 / min. The examples illustrate but do not limit the application of the proposed device.
В качестве примеров, ниже приведены данные протоколов лабораторных исследований проб воды из системы централизованного водоснабжения г. Москвы, искусственно контаминированных исследуемыми загрязнителями, до и после использования заявляемого индивидуального средства для очистки жидкости.As examples, the following are the data from the protocols of laboratory studies of water samples from the centralized water supply system of Moscow, artificially contaminated with the studied pollutants, before and after using the claimed individual means for liquid purification.
Пример 1. Индивидуальное средство для очистки жидкости, содержащее полые волокна 25 об.%, ионообменное полотно 2 об.%, карбон-блок из углеродных волокон 5 об.%.Example 1. An individual liquid purifier containing hollow fibers of 25 vol.%, An ion-exchange cloth of 2 vol.%, A carbon block of carbon fibers of 5 vol.%.
Пример 2. Индивидуальное средство для очистки жидкости, содержащее полые волокна 45 об.%, ионообменное полотно 5 об.%, карбон-блок из углеродных волокон 12 об.%.Example 2. An individual liquid purifier containing hollow fibers of 45 vol.%, An ion-exchange cloth of 5 vol.%, A carbon block of carbon fibers of 12 vol.%.
Пример 3. Индивидуальное средство для очистки жидкости, содержащее полые волокна 50 об.%, ионообменное полотно 8 об.%, карбон-блок из углеродных волокон 20 об.%.Example 3. An individual liquid purifier containing hollow fibers of 50 vol.%, An ion-exchange cloth of 8 vol.%, A carbon block of carbon fibers of 20 vol.%.
Заявляемое в качестве изобретения индивидуальное средство для очистки жидкости направлено на обеспечение экономичной и эффективной очистки воды от механических взвесей, органических и неорганических соединений с сопутствующим ее обеззараживанием, в том числе в полевых условиях, как с использованием емкости с очищаемой водой, так и непосредственно из природных пресноводных источников.The individual liquid purification agent claimed as an invention is aimed at providing economical and effective water purification from mechanical suspensions, organic and inorganic compounds with its concomitant disinfection, including in field conditions, both using a tank with purified water and directly from natural freshwater sources.
Claims (24)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014141689/05A RU2568730C1 (en) | 2014-10-16 | 2014-10-16 | Individual facility for liquid purification |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014141689/05A RU2568730C1 (en) | 2014-10-16 | 2014-10-16 | Individual facility for liquid purification |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2568730C1 true RU2568730C1 (en) | 2015-11-20 |
Family
ID=54598123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014141689/05A RU2568730C1 (en) | 2014-10-16 | 2014-10-16 | Individual facility for liquid purification |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2568730C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2630121C1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-09-05 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (АО "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") | Microfiltration device for water treatment from mechanical pollution |
| RU2731706C1 (en) * | 2020-02-14 | 2020-09-08 | Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС") | Porous block filter material for complex purification of drinking water and a method for production thereof |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6569329B1 (en) * | 1999-05-06 | 2003-05-27 | Innova Pure Water Inc. | Personal water filter bottle system |
| JP2004230358A (en) * | 2003-02-03 | 2004-08-19 | Toray Ind Inc | Desk top type water purifier |
| CN2637473Y (en) * | 2003-08-19 | 2004-09-01 | 叶建荣 | Improved siphon water purifier |
| RU2429200C2 (en) * | 2006-02-14 | 2011-09-20 | Мицубиси Рейон Клинсуй Ко., Лтд. | Device for drinking water |
| RU2472567C1 (en) * | 2011-08-08 | 2013-01-20 | Закрытое акционерное общество "МЕТТЭМ-технологии" | Household filter cell for tap water purification |
| WO2013035748A1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | 三菱レイヨン・クリンスイ株式会社 | Water purification cartridge and water purification apparatus |
-
2014
- 2014-10-16 RU RU2014141689/05A patent/RU2568730C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6569329B1 (en) * | 1999-05-06 | 2003-05-27 | Innova Pure Water Inc. | Personal water filter bottle system |
| JP2004230358A (en) * | 2003-02-03 | 2004-08-19 | Toray Ind Inc | Desk top type water purifier |
| CN2637473Y (en) * | 2003-08-19 | 2004-09-01 | 叶建荣 | Improved siphon water purifier |
| RU2429200C2 (en) * | 2006-02-14 | 2011-09-20 | Мицубиси Рейон Клинсуй Ко., Лтд. | Device for drinking water |
| RU2472567C1 (en) * | 2011-08-08 | 2013-01-20 | Закрытое акционерное общество "МЕТТЭМ-технологии" | Household filter cell for tap water purification |
| WO2013035748A1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | 三菱レイヨン・クリンスイ株式会社 | Water purification cartridge and water purification apparatus |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2630121C1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-09-05 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (АО "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") | Microfiltration device for water treatment from mechanical pollution |
| RU2731706C1 (en) * | 2020-02-14 | 2020-09-08 | Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС") | Porous block filter material for complex purification of drinking water and a method for production thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7507338B2 (en) | Universal water purifier unit assembly device | |
| KR880000292Y1 (en) | Hollow fiber filtering module | |
| RU2596747C2 (en) | Cartridge for purifying water and water treatment plant | |
| KR101547362B1 (en) | Microporous filter with an antimicrobial source | |
| JP2018527035A5 (en) | ||
| TWI549734B (en) | Water purification cartridge, water pruifier and filter material | |
| JP2004230335A (en) | Water purification cartridge, and water purifier | |
| WO2012169577A1 (en) | Water-purifying cartridge and water purifier | |
| RU2568730C1 (en) | Individual facility for liquid purification | |
| WO2015016245A1 (en) | Simplified portable water purifier and purifier cartridge thereof | |
| CN207581536U (en) | A kind of purifying drinking device of Portable field | |
| JPS637353Y2 (en) | ||
| CN212050787U (en) | Combined ultrafiltration membrane filter element | |
| JPH0133191Y2 (en) | ||
| RU2472567C1 (en) | Household filter cell for tap water purification | |
| JP4076848B2 (en) | Water purifier | |
| RU146493U1 (en) | DEVICE FOR CLEANING WATER WITH A BALL OR ELLIPTIC FORM CARTRIDGE | |
| KR20130007491U (en) | Aquarium filter with sterilization function | |
| CN102688640B (en) | Barreled drinking water air inlet purifier | |
| JPH0614867Y2 (en) | Water purifier | |
| JP5629677B2 (en) | Portable water purifier | |
| CN107879497A (en) | Compound water purifier | |
| CN202682976U (en) | Inlet air purifier for barreled drinking water | |
| JP3563515B2 (en) | Water purifier | |
| CN211770602U (en) | Air-blocking-prevention coaxial composite multistage filtering filter element and water purifying equipment thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |