Способ тонкой очистки воды и фильтр-корректор

1 Изобретение относится к устройствам и способам тонкой очистки воды от большинства вредных веществ и организмов, снижения концентрации тяжелых металлов, пестицидов, радионуклидов и других вредных примесей, сохраняя при этом в фильтрате все важные для здоровья микроэлементы. Преимущественная область использования бытовые фильтры, а также устройства для тонкой очистки воды в условиях чрезвычайных обстоятельств. Известны способы и устройства для тонкой очистки воды, в которых дополнительно с основным фильтрирующим элементом использован фильтр предварительной очистки, выполненный в виде сетки из нетканного материала на основе минеральных или синтетических волокон (RU 2151747 С 1, С 02 F 9/00). Известный фильтр позволил производить очистку воды от грубых механических частиц. Известно также использование в качестве дополнительного фильтра эластичного корпуса из полиэтиленовой пленки (SU 862962 А, В 01 D 29/27). Однако, этот фильтр требует специальных средств для размещения эластичной оболочки. Он также используется для грубой очистки. Дополнительные фильтры могут быть выполнены в виде гофрированных сеток из металла (RU 2060784 С 1, В 01 D 29/58), в виде чехлов, одеваемых на отдельные секторы дискового фильтра (SU 227225 А, В 01 D 39/16), в виде дополнительных слоев, расположенных на основном фильтрующем элементе из кварцевой ткани с короткими волокнами, из кварцевой ткани с ультракороткими волокнами, с использованием ионообменного полотна, углеродного активированного нетканного материала (RU 2184596 С 1, В 01 D 29/58), что является сложным с точки зрения технологии изготовления и небезопасным для здоровья. Известно также использование полимерных микроволокон для изготовления дополнительных фильтрующих устройств. В известном устройстве указанные микроволокна связаны между собой склейкой в местах пересечения. Фильтр исключает грубые фракции (RU 2040303 С 1, В 01 D 24/58). Известны дополнительные фильтры, выполненные из натуральных и синтетических волокон, а также нетканных материалов на основе углерода (RU 2112582 С 1,В 01 D 29/48, RU 2181704 С 1, С 02 F 9/02). Вышеуказанные патенты описывают фильтры для исключения механических частиц 20 мкм, а также коллоидного железа. В патенте RU 2084411 С 1 описан волоконный дополнительный фильтр для обезвреживания бактерий. Волокно имеет особую форму. Известны, также, мембранные фильтры (JP 3128903 С 02 F 1/44, JP 3173916, С 02 F 1/44, JP 3124627, С 02 F 1/28, JP 3128250, С 02 F 1/28). Мембраны в известных фильтрах выполнены 2 керамическими и используют явление прямого и обратного осмоса, однако при этом достигается избыточное фильтрование, что лишает воду питательных свойств. Известны фильтры, выполненные на основе трековых мембран (RU 2130432, С 02 F 9/00,RU 2145943 С 1, С 02 F 9/00). Оба фильтра снабжены дополнительными фильтрующими средствами для грубой очистки. Наиболее близким к заявленному техническому решению является техническое решение по патенту RU 2145943. Используемая в известном фильтре трековая мембрана является наиболее эффективным фильтрующим элементом, т.к. имеет упорядоченную структуру с плотностью пор 400 млн.шт. на 1 см 2. Через поры проходят только молекулы воды и полезные для организма вещества. Трековая мембрана способна качественно очистить водопроводную воду. Кроме того, она имеет простую в эксплуатации и изготовлении конструкцию. Однако, на практике трековая мембрана не может работать без фильтра предварительной очистки, т.к. является хрупким изделием. Окалина, железная стружка и прочие грубые включения должны быть удалены перед тем, как вода попадет на трековую мембрану. В противном случае после первого промывания мембрана может быть приведена в состояние негодности. Используемый в известном фильтре на трековой мембране фильтр предварительной очистки в виде поролоновой пластины, размещенной внутри внешнего корпуса, не выполняет своей функции, т.к. из-за агрессивности среды быстро распадается, дополнительно загрязняя воду продуктами распада. При этом фильтрат приобретает неприятный запах. Таким образом, сочетание фильтрующего устройства в виде трековой мембраны с фильтром предварительной очистки в виде поролоновой пластины не только не достигает поставленной цели - тонкой очистки воды, но и существенно снижает надежность работы фильтра и его эффективность в целом. Современное состояние водоемов, водопроводных труб, полных окалины, механической стружки и др., превышение даже в водопроводной воде норм по железу, растворимому и нерастворимому, заставляет искать иные технические решения. Известны также нетканые материалы на основе полипропилена (ТПП, например ФН-2). Однако до настоящего времени они предназначались для использования в качестве механических фильтров для промышленных целей. Использовались такие свойства этих тканей, как механическая прочность и гидрофобность. В результате исследований, проведенных авторами настоящего изобретения, опытным путем установлено, что нетканый материал на основе полипропилена имеет такую структуру,величину и расположение отверстий, диаметр 3 которых 1020 мкм, которая в сочетании с трековой мембраной позволяет влиять на физико-химические свойства очищаемой воды, такие, например, как текучесть, а конструкция ткани в виде замкнутого объема, охватывающего кожух основного фильтра, на аэробные свойства воды. Кроме того, необходимо учитывать, что вода- основа жизни, она влияет на биохимические и физиологические процессы в организме. Изменение ее физико-химических свойств, ее структуры,например, уменьшение коэффициента поверхностного натяжения КПН способствует более эффективному усвоению ее клетками живого организма и, следовательно, снижает его энергетические затраты. Потребление воды с высоким содержанием КПН, наоборот может привести к обезвоживанию клеток или повышению энергетических затрат на ее усвоение. Это обстоятельство сильно влияет на иммунитет человека и может привести его к преждевременному старению. Существуют и другие параметры воды, как-то величина pН, жесткость, насыщенность ионами, окислительно-восстановительные функции, аэробные свойства и др., корректируя которые можно в значительной мере влиять на состояние живого организма, снижать его энергетические затраты, влиять на иммунитет человека со всеми вытекающими последствиями. Таким образом, технической задачей настоящего изобретения является наряду с очищением воды от хлорорганических соединений,тяжелых металлов, радионуклеидов, двух и трехвалентного железа, алюминия, мышьяка,болезнетворных бактерий и микробов при сохранении всех важных для здоровья микроэлементов, продление срока службы основного фильтрующего элемента и повышение эффективности его работы, а также обеспечение возможности корректировки физико-химических свойств воды при сохранении его габаритов без усложнения конструкции фильтра. Сущность изобретения сводится к способу тонкой очистки воды путем пропускания исходной воды через трековую мембрану, при этом предлагается предварительно пропускать ее через мембрану из нетканного материала на основе полипропилена. Для этого предлагается фильтр-корректор воды, содержащий в качестве основного фильтрующего элемента трековую мембрану с внешним корпусом. Имеется дополнительная мембрана на основе полипропилена,выполненная в виде чехла для корпуса основного фильтрующего элемента, образующего вокруг него замкнутый объем. Внешний корпус основного фильтрующего элемента может быть плоским, а чехол может быть выполнен в форме кармана с клапанами, перекрывающими друг друга, в случае использования его в накопительном режиме. Внешний корпус и чехол могут иметь цилиндрическую форму и предназначаться для работы под напором. Внешний кор 005222 4 пус также может иметь сквозные отверстия обеспечивающие дополнительный приток воды. Заявленное техническое решение ново, соответствует изобретательскому уровню и промышленно применимо. На чертеже представлен фильтр-корректор согласно настоящему изобретению. Фильтр цилиндрического типа на чертежах не показан, так как конструкция его общеизвестна, а отличается он только материалом мембраны. Внешний корпус основного фильтрующего элемента обозначен цифрой 1 (основание, две крышки и крепежные рамки), трековая мембраны - 2, дополнительная мембрана из нетканого материала на основе полипропилена - 3 , штуцер для подключения шланга - А, отверстие под штуцер в корпусе - 5, в чехле - 6, клапаны чехла- 7, 8, отверстия на внешнем корпусе - 9. При подготовке к работе на внешний корпус основного фильтрующего элемента 1 надевают дополнительную мембрану из нетканного материала на основе пропилена ТПП в виде чехла - 3, так, чтобы штуцер 4 в торце корпуса и отверстие 5 в торце чехла совместились, затем с помощью клапанов 7, 8 плотно закрывают корпус чехлом и подключают сливной шланг 9. Далее помещают фильтр-корректор в емкость с водой, расположенной выше емкости для фильтрата на 50-70 см. Нетканная мембрана на основе полипропилена благодаря своей плотности и упорядочности структуры отверстий работает следующим образом. Облегая внешний корпус, она образует замкнутый объем для него и работает как поплавок, заставляя фильтр всплывать на поверхность очищаемой воды. Всплывая на поверхность или находясь в погруженном состоянии, мембрана на основе полипропилена забирает воздух, а вместе с ним кислород, внутрь объема. Это позволяет связывать растворенные вещества (например) двухвалентное и коллоидное железо в воде, не доходя до трековой мембраны, в дальнейшем оно оседает на внешней крышке корпуса. Все грубые фракции также остаются на внешней поверхности чехла и затем смываются при осуществлении профилактики фильтра. На внешней крышке корпуса оседают аэробные бактерии,способствующие дополнительной очистке органических веществ, хлорсодержащие соединения и сероводород. Т.к. материал чехла имеет чрезвычайно мелкие упорядоченные отверстия, то он оказывая воздействие на структуру воды, в значительной мере способствует повышению ее текучести, а его работа совместно с трековой мембраной обеспечивает такое корректирование физико-химических параметров очищаемой воды, которое предположительно позволяет использовать фильтрат в качестве основы для БАД. Фильтр с плоским корпусом и фильтр с цилиндрическим корпусом работают аналогично. Сквозные отверстия 9 на внешнем корпусе 5 могут иметь разнообразную форму, например в виде узких щелей или круглых отверстий, общая площадь которых способствует притоку воды, но не ухудшает условия работы трековой мембраны. Проведенные исследования очищаемой воды и фильтрата, полученного с использованием настоящего изобретения, показывают, что достигаемое изменение структуры воды приводит к уменьшению коэффициента поверхностного натяжения, приближается к КПН живой клетки, что способствует эффективному усвоению фильтрата организмом, сокращая его энергетические затраты. Кроме того повышение текучести(снижение КПН) позволяет транспортировать в организме частицы, необходимые для жизни минералов и водорода также без дополнительных энергетических затрат, т.к. КПН фильтрата и КПН живой клетки становятся сходными. Эффективность транспортировки воды в жидкостях организма,необходимых для клетки питательных веществ и водорода влияет на клеточный метаболизм. Изменяется pH с 6,37 в воде, которая поступает в фильтр-корректор, до 7,47 в фильтрате. Вода диссоцирируется на Н+ и ОН-. B фильтрате собирается ОН гидроксильных групп. Изменяется окислительно-восстановительный потенциал. Если у исходной воды он составляет + 400 мкв,то у фильтрата 100 мкв. При прохождении через фильтр-корректор молекулы воды заряжаются. Если в исходной воде заряд составляет 300 мкв, после фильтрования осмосом до 20 мкв, то после фильтрования согласно изобретению, заряд фильтра повышается до 350 мкв, т.е. превышает заряд чистой родниковой воды. Между тем заряженная вода является биоактивной. Она способна в живом организме создавать системы с решетками из электронов и проявляет в результате антиоксидантное действие в том числе и в отношении свободных радикалов, которые, как известно, способствуют разрушению клеток. Т.к. от воды зависят многочисленные химические реакции в организме, и кроме того она служит определяющим компонентом во многих биохимических процессах, корректировка ее параметров имеет громадное значение. Жизнедеятельность нашего организма, процесс старения, иммунитет - все связано с качеством воды, которую мы потребляем ежедневно. Эффективность предлагаемого согласно настоящему изобретению фильтра, например по двухвалентному железу достигает 72%, по трехвалентному более 99%, по алюминию 99%. 6 Фильтр-корректор, работающий по способу, согласно настоящему изобретению, позволяет не только очищать воду от вредных примесей, изменять показатели запаха и органолептику, делая ее пригодной для питья, но и обогащает воду, за счет двойного воздействия на е структуру, благодаря прохождению через две мембраны, трековую и из нетканого материала на основе полипропилена, приближая ее параметры к параметрам воды в живом организме,что способствует сохранению здоровья человека и его излечению. Кроме того, фильтр-корректор является более надежным бытовым фильтром в эксплуатации, чем все известные из-за выполнения внешней мембраны в виде чехла из плотного материала, с которого легко смываются посторонние примеси, каковым является нетканный материал на основе пропилена, как с точки зрения механической защиты от внешних воздействий, путем создания аэробного эффекта благодаря своей конструкции, так и с точки зрения защиты нежной трековой мембраны, которая без дополнительной защиты в условиях России не работает совсем. Для улучшения свойств фильтракорректора могут быть дополнительно использованы известные технические решения в частности, дополнительная мембрана на основе полипропилена может быть предварительно обработана антисептиками и (или) коагулянтами или флокулянтами, а также ионообменными смолами . ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Фильтр-корректор питьевой воды, содержащий в качестве основного фильтрующего элемента трековую мембрану, заключенную во внешний корпус, а в качестве предфильтра мембрану из нетканого материала на основе полипропилена, образующие замкнутый объем,отличающийся тем, что предфильтр выполнен в виде чехла с клапанами, в рабочем положении перекрывающими друг друга, вышеуказанный чехол одет на внешний корпус, в котором размещен основной фильтрующий элемент, и образует вокруг него замкнутый объем. 2. Фильтр-корректор по п.1, отличающийся тем, что чехол, внешний корпус и основной фильтрующий элемент выполнены плоскими. 3. Фильтр-корректор по п.1, отличающийся тем, что чехол, внешний корпус и основной фильтрующий элемент выполнены цилиндрическими.