RU39329U1

RU39329U1 - FILTER-CORRECTOR OF DRINKING WATER

Info

Publication number: RU39329U1
Application number: RU2004109310/22U
Authority: RU
Inventors: В.В. Засименко; В.М. Медведев; Б.В. Засименко
Original assignee: Засименко Валентин Валентинович; Медведев Виктор Михайлович; Засименко Борис Валентинович
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2004-07-27

Abstract

1. Фильтр-корректор питьевой воды, выполненный на основе трековой мембраны, размещенной на корпусном основании, снабженный средствами для предварительной очистки воды, отличающийся тем, что вышеуказанные средства для предварительной очистки воды выполнены в виде дополнительных мембран, имеющих форму съемных чехлов, образующих замкнутые объемы, причем одна из этих мембран выполнена из ткани на основе полипропилена, а другая - из сорбционного (углеродисто-волокнистого) материала, мембрана из ткани на основе полипропилена предназначена для контактирования с внешней средой, создавая первую ступень очистки, и образует замкнутый объем вокруг мембраны из сорбционного материала, создающего вторую ступень очистки, при этом мембрана из сорбционного материала размещена между мембраной из ткани на основе полипропилена и трековой мембраной таким образом, чтобы очищенная на ней жидкость поступала на трековую мембрану, на которой производится третья ступень очистки.2. Фильтр-корректор по п.1, отличающийся тем, что трековая мембрана охвачена чехлом - мембраной из углеродисто-волокнистого материала, а мембрана из углеродисто-волокнистого материала - чехлом из ткани на основе полипропилена.3. Фильтр-корректор по п.1, отличающийся тем, что корпусное основание для трековой мембраны выполнено в форме плоского прямоугольника или квадрата.4. Фильтр-корректор по п.1, отличающийся тем, что корпусное основание для трековой мембраны выполнено в форме цилиндра.5. Фильтр-корректор по п.1, отличающийся тем, что средства для третьей ступени очистки и средства для первой и второй ступеней очистки выделены в раздельные блоки, связанные ме1. Filter-corrector for drinking water, made on the basis of a track membrane located on the housing base, equipped with means for preliminary water purification, characterized in that the above means for preliminary water purification are made in the form of additional membranes having the form of removable covers that form closed volumes moreover, one of these membranes is made of polypropylene-based fabric, and the other is made of sorption (carbon-fiber) material, the membrane of polypropylene-based fabric is intended for I contact the external environment, creating the first stage of purification, and forms a closed volume around the membrane of the sorption material that creates the second stage of purification, while the membrane of the sorption material is placed between the membrane made of polypropylene-based fabric and the track membrane so that it is cleaned on it liquid entered the track membrane, on which the third stage of purification is performed. 2. The filter corrector according to claim 1, characterized in that the track membrane is covered by a cover - a membrane of carbon fiber material, and the membrane of carbon fiber material is covered by a cover of polypropylene fabric. The filter corrector according to claim 1, characterized in that the housing base for the track membrane is made in the form of a flat rectangle or square. The filter corrector according to claim 1, characterized in that the housing base for the track membrane is made in the form of a cylinder. The filter corrector according to claim 1, characterized in that the means for the third cleaning stage and the means for the first and second cleaning stages are allocated in separate blocks connected

Description

Полезная модель относится к устройствам тонкой микроочистки воды от вредных примесей, вредных веществ и организмов, выполненным на основе трековых мембран.The utility model relates to devices for fine micro-purification of water from harmful impurities, harmful substances and organisms, made on the basis of track membranes.

Преимущественная область использования -в бытовых фильтрах, а также в устройствах для тонкой очистки воды в условиях чрезвычайных обстоятельств.The main area of use is in household filters, as well as in devices for fine water purification in emergency situations.

Известны фильтры для тонкой очистки воды на основе трековых мембран известны (RU 2130432 С 02 F 9/00, RU 2145943 С 02 F 9/00). Как правило, они имеют приспособления для предварительной очистки воды перед попаданием ее на трековую мембрану, предназначенные для грубой очистки. В частности, использование в качестве такого средства паролоновой пластины в условиях агрессивных сред может дополнительно загрязнить фильтрат продуктами своего распада, затруднить работу хрупкой трековой мембраны, т.е. не обеспечить надежную и эффективную работу фильтра.Known filters for fine water purification based on track membranes are known (RU 2130432 C 02 F 9/00, RU 2145943 C 02 F 9/00). As a rule, they have devices for preliminary purification of water before it enters the track membrane, designed for rough cleaning. In particular, the use of a foam rubber plate as such a medium in aggressive environments can additionally contaminate the filtrate with its decomposition products and impede the operation of the fragile track membrane, i.e. Do not provide reliable and efficient filter operation.

Иногда в качестве дополнительных фильтрующих средств в фильтрах на трековых мембранах используют волокнистые мембраны, а трековую мембрану укрепляют с помощью металлической сетки (WO 99/22843 В 01 D 39/00). Однако, эти устройства не обеспечивают надежную сорбцию вредных примесей из-за краткого по времени контактирования предфильтра с водой, а металлическая сетка в условиях агрессивных сред может коррозировать.Sometimes, fibrous membranes are used as additional filtering agents in filters on track membranes, and the track membrane is reinforced with a metal mesh (WO 99/22843 B 01 D 39/00). However, these devices do not provide reliable sorption of harmful impurities due to the short time of contacting the prefilter with water, and the metal mesh in corrosive environments can corrode.

Известно также использование в качестве дополнительных фильтрующих средств в фильтрах для тонкой очистки (не на трековых мембранах) тканей на основе полипропилена (WO 97/00114В 01 D 29/56, ЕР 1262461 С 02 F 9/00, RU 2019262 В 01 D 39/00, RU 2038316 С 02 F 1/28, RU 2131759 В 01 D 27/02, RU 2131759 В 01 D 27/02, RU 2206519 С 02 F 9/02), It is also known to use polypropylene-based fabrics (WO 97 / 00114B 01 D 29/56, EP 1262461 C 02 F 9/00, RU 2019 262 B 01 D 39 / as additional filtering agents in filters for fine cleaning (not on track membranes) 00, RU 2038316 С 02 F 1/28, RU 2131759 В 01 D 27/02, RU 2131759 В 01 D 27/02, RU 2206519 С 02 F 9/02),

однако во всех этих устройствах полипропиленовая ткань не является мембраной, это сборка из колец прокладки и т.п., она не образует замкнутый объем вокруг основного фильтрующего элемента, в связи с чем не способна проявлять аэрционные свойства.however, in all these devices, polypropylene fabric is not a membrane, it is an assembly of gasket rings, etc., it does not form a closed volume around the main filter element, and therefore is not able to exhibit aeration properties.

Некоторые из этих фильтров снабжены сорбционными приспособлениями, выполненными на основе угольно-волокнистого материала (RU 2188165 С 02 F 9/04).Some of these filters are equipped with sorption devices made on the basis of carbon fiber material (RU 2188165 C 02 F 9/04).

Однако, ни один из вышеуказанных фильтров на основе трековоых мембран, а также ни один из микрофильтров, использующих отличные от трековой мембраны принцип фильтрации, не позволяет достичь полной очистки воды от вредноых примесей, органических соединений и микроорганизмов.However, none of the above filters based on track membranes, as well as none of the microfilters using the filtration principle different from the track membrane, can achieve complete purification of water from harmful impurities, organic compounds and microorganisms.

В известных проточных фильтрах вода протекает довольно быстро (~ 3 сек), а для качественной очистки воды требуется задержка ее на сорбционных приспособлениях ~15 мин, только в этом случае может происходить надежное связывание вредных примесей и органических соединений. В известных накопительных фильтрах, а именно к ним относится заявленное устройство, этот процесс занимает ~ 3 мин. За такой короткий срок сорбент не успевает обеспечить достаточного контактирования с водой, и из воды удаляется лишь часть вредных органических примесей и тяжелых металлов, а это приводит также к биообрастанию сорбентов, повышает нагрузку на трековую мембрану.In known flow filters, water flows quite quickly (~ 3 sec), and for high-quality water purification it requires a delay of ~ 15 min on sorption devices, only in this case reliable binding of harmful impurities and organic compounds can occur. In known storage filters, namely, the claimed device refers to them, this process takes ~ 3 minutes. For such a short time, the sorbent does not have time to ensure sufficient contact with water, and only part of harmful organic impurities and heavy metals are removed from the water, and this also leads to biofouling of the sorbents, increases the load on the track membrane.

Задачей данного устройства является создание наиболее эффективного фильтра для микро-фильтрации с надежной защитой трековой мембраны, т.е. надежного и эффективного фильтра.The objective of this device is to create the most effective filter for micro-filtration with reliable protection of the track membrane, i.e. reliable and efficient filter.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является фильтр для тонкой очистки воды на основе трековой мембраны с дополнительными фильтрующими средствами для предварительной очистки воды (RU 2145943).Closest to the claimed technical solution is a filter for fine water purification based on a track membrane with additional filtering means for preliminary water purification (RU 2145943).

Решение технической задачи, заключающейся в создании фильтра на основе трековой мембраны с приспособлениями для дополнительной фильтрации, более эффективного и надежного, обеспечивается тем, что вышеуказанный фильтр снабжают двумя мембранами, одна из которых замедляет поток воды, создавая условия для эффективной сорбции на другой мембране. При этом средства для дополнительной фильтрации выполнены из известных материалов: одна из мембран - из ткани на основе полипропилена (ТПП) с отверстиями ~ (10-20) мкм, полученной, например, путем экструзии, а другая - из сорбционного (углеродисто-волокнистого) материала (УВ). Однако, установка их перед трековой мембраной (ТМ) в виде охватывающих друг друга объемов, взаимное расположение (сначала мембрана из ТПП, затем - мембрана из УВ, и наконец, - ТМ), позволяют проявить вышеуказанные свойства и решить поставленную выше задачу.The solution to the technical problem, which consists in creating a filter based on a track membrane with devices for additional filtration, more efficient and reliable, is ensured by the fact that the above filter is equipped with two membranes, one of which slows the flow of water, creating conditions for efficient sorption on the other membrane. Moreover, the means for additional filtration are made of well-known materials: one of the membranes is made of polypropylene-based fabric (TPP) with openings of ~ (10-20) microns, obtained, for example, by extrusion, and the other from sorption (carbon-fiber) material (HC). However, installing them in front of the track membrane (TM) in the form of volumes enclosing each other, their mutual arrangement (first the membrane from the CCI, then the membrane from HC, and finally, the TM), allow us to display the above properties and solve the problem posed above.

Сущность заявленного технического решения заключается в том, что в фильтре-корректоре питьевой воды, выполненном на основе трековой мембраны, размещенной на корпусном основании, и снабженном средствами для предварительной очистки воды, вышеуказанные средства выполнены в виде дополнительных мембран, имеющих форму съемных чехлов, образующих замкнутые объемы. Одна из этих мембран выполнена на основе полипропилена (ТИП), а другая - из сорбционного (углеродисто-волокнистого) материала (УВ). Мембрана из ТПП предназначена для контактирования с внешней средой, создавая первую ступень очистки воды. Она образует замкнутый объем вокруг мембраны из УВ, на которой обеспечивается вторая ступень очистки. При этом мембрана из сорбционного материала размещена между мембраной на основе полипропилена и трековой мембраной таким образом, чтобы очищенная на ней жидкость поступала на трековую мембрану, на которой производится третья ступень очистки.The essence of the claimed technical solution lies in the fact that in the filter-corrector of drinking water, made on the basis of a track membrane placed on the housing base, and equipped with means for preliminary water purification, the above means are made in the form of additional membranes in the form of removable covers forming closed volumes. One of these membranes is made on the basis of polypropylene (TIP), and the other is made of sorption (carbon-fiber) material (HC). The membrane from the CCI is designed for contact with the external environment, creating the first stage of water purification. It forms a closed volume around the HC membrane, on which a second cleaning stage is provided. In this case, a membrane of sorption material is placed between the polypropylene-based membrane and the track membrane so that the liquid purified on it enters the track membrane, on which the third stage of purification is performed.

При этом трековая мембрана может быть охвачена чехлом из сорбционного материала, а мембрана на основе сорбционного материала - чехлом, выполненным на основе полипропилена.In this case, the track membrane can be covered by a cover made of sorption material, and a membrane based on sorption material can be covered by a cover made on the basis of polypropylene.

Корпусное основание для трековой мембраны может быть выполнено в виде плоского прямоугольника или квадрата.The housing base for the track membrane can be made in the form of a flat rectangle or square.

Оно также может иметь цилиндрическую форму.It may also have a cylindrical shape.

Средства для третьей ступени очистки и средства для первой и второй ступеней очистки могут быть выполнены в виде раздельных блоков, связанных между собой трубопроводом, при этом, по крайней мере, блок, содержащий средства для третьей ступени очистки, снабжен отдельным внешним корпусом.The means for the third stage of cleaning and the means for the first and second stages of cleaning can be made in the form of separate blocks interconnected by a pipeline, while at least the block containing means for the third stage of cleaning is provided with a separate external housing.

Фильтр-корректор может иметь все мембраны, выполненные в виде плоских прямоугольников или квадратов.The corrector filter can have all membranes made in the form of flat rectangles or squares.

Он также может иметь все мембраны, выполненные цилиндрическими.It can also have all cylindrical membranes.

Фильтр-корректор может иметь мембраны в блоках, не совпадающие по форме, по типу: один блок - одна форма.The corrector filter can have membranes in blocks that do not match in shape, in type: one block - one shape.

Съемные чехлы могут быть выполнены в виде плоских цилиндрических карманов с одной стороны и отверстием для трубопровода с другой стороны.Removable covers can be made in the form of flat cylindrical pockets on one side and a hole for the pipeline on the other side.

На чертеже схематично изображен фильтр-корректор питьевой воды на примере плоского фильтра прямоугольной формы.The drawing schematically shows a filter-corrector for drinking water on the example of a flat filter of a rectangular shape.

Первая стадия очистки происходит на съемном чехле мембраны, выполненной на основе полипропилена (ТПП) 1 с отверстиями ~ (10-20) мкм, затем наступает вторая ступень очистки на подобном по форме чехле из углеродисто-волокнистого материала (УВ) 2, затем вода поступает на трековую мембрану (ТМ) 3, где проходит третью ступень очистки. Чехлы имеют клапаны 4 для обеспечения возможности герметизации съема и промывки мембран из ТПП и УВ, а также отверстия 5 для вывода фильтрата по трубопроводу. Трековая мембрана размещена на корпусном основании 7 и может иметь дополнительный пластмассовый корпус с отверстиями (не The first stage of cleaning takes place on a removable membrane cover made on the basis of polypropylene (TPP) 1 with openings of ~ (10-20) microns, then the second stage of cleaning occurs on a similar shape of a cover made of carbon fiber material (HC) 2, then water enters on the track membrane (TM) 3, where the third stage of cleaning takes place. The covers have valves 4 to provide the possibility of sealing the removal and washing of membranes from the CCI and HC, as well as holes 5 for the output of the filtrate through the pipeline. The track membrane is located on the housing base 7 and may have an additional plastic housing with holes (not

показано). Между мембраноами 2 и 3 может размещаться вспомогательная деталь 8 из литого полипропилена.shown). Between the membranes 2 and 3 can be placed auxiliary part 8 of molded polypropylene.

Собранный фильтр-корректор помещают в емкость с водой, расположенной выше емкости фильтрата на 50-70 см. Мембрана из ТПП образует замкнутый объем и заставляет фильтр всплывать на поверхность воды, при этом мембрана на основе полипропилена набирает воздух, а с ним - кислород внутрь объема. Это позволяет связывать растворенные вещества (например, двухвалентное и коллоидное железо, не доходя до следующей мембраны).The assembled filter corrector is placed in a container with water located 50-70 cm above the filtrate tank. A membrane from the CCI forms a closed volume and causes the filter to float to the surface of the water, while the polypropylene-based membrane draws air and, with it, oxygen into the volume . This allows you to bind dissolved substances (for example, ferrous and colloidal iron, not reaching the next membrane).

За счет перепада высот трековая мембрана работает как гравитационный насос, засасывая воздух из внешнего пространства. Содержащийся в воздухе кислород растворяется в воде, находящейся в подающей емкомти. Полученный таким образом кислород доокисляет растворенные в воде вещества. Продукты окисления задерживаются на дальнейших ступенях очистки. Таким образом осуществляется эффект аэрации.Due to the elevation difference, the track membrane works like a gravity pump, sucking in air from the outside. The oxygen in the air dissolves in the water in the supply tank. The oxygen thus obtained oxidizes the substances dissolved in water. Oxidation products are delayed in further purification steps. Thus, the effect of aeration.

Фильтрат поступает на мембрану из углеродисто-волокнистого материала (УВ) и остается на ней - 15 мин, т.к. до этого скорость потока воды была задержана ТПП. Более плотный контакт (более длительный) воды с сорбентом позволяет обогатить воду растворенным кислородом, что способствует более эффективной очистке. Исключена проблема с биообрастанием сорбента и миграцией микрофлоры в очищенную воду. Последняя ступень фильтрации происходит на ТМ.The filtrate enters the membrane of carbon fiber material (HC) and remains on it for 15 minutes, because before that, the water flow rate was delayed by the CCI. A more dense contact (longer) of water with the sorbent allows to enrich the water with dissolved oxygen, which contributes to more efficient cleaning. The problem with biofouling of the sorbent and the migration of microflora into purified water is eliminated. The last stage of filtration occurs on the TM.

Двойная микрофильтрация (ТМ и ТПП) в сочетании с сорбцией на УВ при работе фильтра-корректора в капельном режиме, т.е. при длительном взаимодействии с одним и тем же объемом воды позволяет исключить попадание в фильтрат частиц угля и угольной пыли, а также значительно улучшить показатели очистки воды от следующих примесей:Double microfiltration (TM and TPP) in combination with hydrocarbon sorption during the operation of the filter corrector in the drip mode, i.e. with prolonged interaction with the same volume of water, it eliminates the ingress of coal particles and coal dust into the filtrate, and also significantly improves the performance of water purification from the following impurities:

- свободный и связанный хлор,- free and bound chlorine,

- фенолы,- phenols,

- пестициды,- pesticides

- бензин,- gasoline,

- тяжелые металлы, газообразные вещества и пр., а также предотвратить активное размножение микроорганизмов. В сочетании с улучшенной за счет последовательной микрофильтрации воды на ТМ и ТПП, влияющей на ее структуру, а также аэрации, которая происходит между ТИП и УВ, эффективной сорбции получается фильтрат с очень высокими показателями очистки. При этом предложенный фильтр-корректор является надежным изделием, так как он защищен от механических повреждений чехлом из высокопрочного материала (ТПП).- heavy metals, gaseous substances, etc., and also to prevent the active reproduction of microorganisms. In combination with the improved water through sequential microfiltration of HM and TPP, which affects its structure, as well as aeration that occurs between TIP and HC, effective sorption results in a filtrate with very high purification rates. At the same time, the proposed filter corrector is a reliable product, since it is protected from mechanical damage by a cover made of high-strength material (CCI).

Аналогично фильтрация происходит и при выполнении мембран цилиндрическими, а также при выполнении фильтра из двух блоков. При этом возможны комбинации, например, один из блоков третьей ступени очистки может быть выполнен цилиндрическим, а другой - первой и второй ступеней -плоским. Выбор той или иной формы мембран, а также корпусного основания трековой мембраны зависит от технологических возможностей изготовителей и области применения фильтров. В случае выполнения блока третьей степени очистки цилиндрическим, он защищен от влияния внешней среды пластмассовым корпусом.Similarly, filtering occurs when the membranes are cylindrical, and also when the filter is made of two blocks. In this case, combinations are possible, for example, one of the blocks of the third cleaning stage can be made cylindrical, and the other of the first and second stages flat. The choice of this or that form of membranes, as well as the case base of the track membrane, depends on the technological capabilities of the manufacturers and the scope of the filters. In the case of a block of the third degree of purification being cylindrical, it is protected from the environment by a plastic case.

Claims

1. Filter-corrector for drinking water, made on the basis of a track membrane located on the housing base, equipped with means for preliminary water purification, characterized in that the above means for preliminary water purification are made in the form of additional membranes having the form of removable covers that form closed volumes moreover, one of these membranes is made of polypropylene-based fabric, and the other is made of sorption (carbon-fiber) material, the membrane of polypropylene-based fabric is intended for I contact the external environment, creating the first stage of purification, and forms a closed volume around the membrane of the sorption material that creates the second stage of purification, while the membrane of the sorption material is placed between the membrane of the fabric based on polypropylene and the track membrane so that it is cleaned on it the liquid entered the track membrane, on which the third stage of purification is performed.

2. The filter corrector according to claim 1, characterized in that the track membrane is covered by a cover - a membrane of carbon fiber material, and the membrane of carbon fiber material is covered by a cover of polypropylene fabric.

3. The filter corrector according to claim 1, characterized in that the housing base for the track membrane is made in the form of a flat rectangle or square.

4. The filter corrector according to claim 1, characterized in that the housing base for the track membrane is made in the form of a cylinder.

5. The filter corrector according to claim 1, characterized in that the means for the third stage of cleaning and the means for the first and second stages of cleaning are allocated in separate blocks connected by a pipeline, while at least a block containing means for the third stage of cleaning equipped with a separate external housing.

6. The filter corrector according to claim 1 or 5, characterized in that all filter membranes are in the form of flat rectangles or squares.

7. The filter corrector according to claim 1 or 5, characterized in that all filter membranes are cylindrical.

8. The filter corrector according to claim 5, characterized in that the shape of the membranes in the blocks is selected by type: if in one block a flat shape, then in the other block a cylindrical shape.

9. The filter corrector according to claim 1, characterized in that the removable covers are made in the form of flat cylindrical pockets with valves on one side and an opening for the pipeline on the other side.