Способ очистки воды
Номер патента: 16676
Опубликовано: 30.06.2012
Авторы: Агарвал Свати, Чаттерджи Джайдип, Дагаонкар Маной Вилас, Маджумдар Удаян
Формула / Реферат
1. Способ очистки питьевой воды, в котором используют устройство, содержащее верхнюю емкость, гидравлически соединенную с нижней емкостью через (i) проход, дозирующий биоцид, содержащий трубку Вентури, и (ii) байпасный проход, у которого площадь поперечного сечения упомянутого прохода больше площади поперечного сечения зоны сужения трубки Вентури; причем упомянутый проход, дозирующий биоцид, гидравлически соединен с биоцидным контейнером, содержащим жидкий биоцид; отношение площади поперечного сечения байпасного прохода к площади поперечного сечения зоны сужения трубки Вентури находится в диапазоне от 1,2:1 до 400:1; при этом способ включает этапы при полном или частичном режиме заполнения:
наполнения верхней емкости от 1 до 100 л воды;
прохода воды под действием силы тяжести от верхней емкости до нижней емкости через трубку Вентури и байпасного прохода одновременно;
причем биоцид всасывается из биоцидного контейнера через проход, дозирующий биоцид в зону сужения трубки Вентури;
сбора воды в нижнюю емкость.
2. Способ по п.1, в котором жидкий биоцид является водным раствором гипохлорита натрия, натрий дихлоризоцианидовой кислоты, йода, четвертичных аммониевых соединений или глютерадина.
3. Способ по п.1, в котором жидкий биоцид представляет собой водный раствор гипохлорита натрия.
4. Способ по п.3, в котором концентрация водного раствора гипохлорита натрия в биоцидном контейнере находится в диапазоне от 0,01 до 50 вес.% воды.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором концентрация биоцида в нижнем контейнере находится в диапазоне от 0,5 до 100 частей на миллион по весу.
Текст
Изобретение относится к способам очистки воды под действием силы тяжести с помощью устройств, содержащих контролируемый дозатор жидкого биоцида для снабжения безопасной и гигиеничной питьевой водой. Объектом изобретения является система для разведения жидкого биоцида в воде для ее обеззараживания с помощью устройства для очистки воды. Специальное устройство обеспечивает большой коэффициент разбавления в течение длительного временного промежутка без использования электрических контролирующих устройств. Изобретение предоставляет способ, осуществляемый с помощью устройства,содержащего дозатор биоцида, выполненный в виде трубки Вентури, байпасный проход, в котором площадь поперечного сечения упомянутого прохода больше, чем площадь поперечного сечения зоны сужения трубки Вентури. 016676 Область техники, которой относится изобретение Изобретение относится к способам очистки воды под действием силы тяжести с использованием дозатора жидкого биоцида в виде трубки Вентури для приготовления безопасной и гигиеничной питьевой воды с потребительскими целями. Уровень техники В связи с промышленным развитием и увеличением численности населения во всем мире доступность безопасной питьевой воды для потребления людьми становится важной задачей. Хотя растущая индустриализация принесла с собой желаемое улучшение в уровне комфорта для многих людей, побочным эффектом этого явления стали тяжелые нагрузки на экосистему. Одной из таких нагрузок является загрязнение источников питьевой воды, традиционно используемых для питья, таких как колодцы, реки,ручьи и озера. Вода загрязняется не только химическими веществами, но также вредными микроорганизмами из промышленных и сельскохозяйственных отходов. В связи с необходимостью очистки воды в течение последних десятилетий были разработаны и применены некоторые водоочищающие технологии. Один из классов таких технологий связан с очисткой воды на муниципальном уровне, другой предназначен для использования в индивидуальных домах. В немногих сельских и поселковых районах есть какие-либо муниципальные системы очистки воды. В городских районах, имеющих муниципальные системы очистки, вода, как правило, частично загрязняется при ее прохождении в трубопроводах от систем очистки до индивидуальных домов. Поэтому существует потребность в устройствах очистки воды при использовании непосредственно в домах. Традиционные методы очистки воды кипячением становятся дорогими в связи с ростом стоимости топлива и электроэнергии, необходимой для кипячения воды. Есть много других устройств, которые основаны на применении ультрафиолетового излучения или обратного осмоса, которые применяют для получения питьевой воды. Их недостатком является необходимость в электроэнергии и проточной воде для работы этих устройств. Во многих сельских районах и в развивающихся странах непрерывное электроснабжение часто отсутствует. Людям приходится собирать воду в емкости из колодцев и общественных водоразборных колонок, следовательно, проточная вода на кухнях им не доступна. Поэтому в последнее время разрабатывается класс водоочистных устройств, работающих без электричества и водопровода, для получения безопасной питьевой воды. В подобных устройствах, которые часто называют устройства, работающие под действием силы тяжести, обеззараживание микроорганизмов производится путем добавления биоцидов к воде. Биоциды могут быть в твердом, жидком или газообразном виде. Примером твердых биоцидов являются гипохлорит кальция, натрия дихлоризоционурат, трихлорцианидные кислоты т.д., озон и хлор являются примерами газообразных биоцидов. Твердые биоциды обладают тем преимуществом, что их количество может быть добавлено к объемам воды на требуемом уровне дозировки. Тем не менее затруднительно обеспечить точную дозу твердых биоцидов в системах очистки воды, работающих под действием силы тяжести в непостоянном режиме, в которых вода течет из входной верхней емкости в нижнюю емкость с очищенной водой. Недостаток газообразных биоцидов заключается в том, что они не удобны для хранения в домашних системах очистки. Жидкие биоциды включают гипохлорит натрия, йод, четвертичные аммониевые соединения и глютеральдегид. В системах, работающих в непостоянном режиме под действием силы тяжести, использование для дозирования жидкого биоцида будет удобнее и проще. Это в целом верно и для промышленной очистки, например для муниципального оборудования для очистки воды. При использовании в домашних системах очистки возникают определенные проблемы с использованием жидкого биоцида. Для обеспечения компактности домашнего устройства объем биоцида в камере должен быть небольшим, в связи с чем необходимо использовать высокие концентрации жидкого биоцида. Количество биоцида, необходимое для микробиологического обеззараживания, часто имеет порядок несколько частей на миллион, так сказать 0,0001% и выше. Добавление большого количества биоцида требует дополнительных устройств дегазирования биоцида перед его применением людьми, если этого не делать, он создает неприятный вкус и запах, который может быть даже вредным при слишком высокой концентрации. Поэтому крайне важен контроль за дозировкой вносимого биоцида. Одним из требований к таким системам, работающим в непостоянном режиме, является наличие пропорционального устройства для контроля за дозированием жидкого биоцида. Такое устройство гарантирует, что количество жидкостного биоцида будет дозироваться пропорционально количеству очищаемой воды, что должно быть выполнено без применения контролирующих электрических устройств. Должны быть использованы очень простые статические механические устройства, известные с давних времен, и такое устройство - трубка Вентури. Трубка Вентури представляет собой простое устройство, которое состоит из трубки, имеющей суженную часть, которая связана с источником дозируемой жидкости. При прохождении воды через трубку и ее суженную часть происходит увеличение скорости движения воды и уменьшение давления в этой части. Это уменьшение давления используется для всасывания дозируемой жидкости. Когда количество дозируемой жидкости тщательно рассчитано, оно пропорционально количеству воды, протекающему через трубку.-1 016676 Известны устройства, использующие этот явление для пропорциональной дозировки одной жидкости в протекающий поток второй жидкости. В изобретении WO 20060109736 описывается дозаторсмеситель для смешивания и дозирования чистящего раствора с растворителем. Устройство включает открытую емкость для смешивания. Смеситель-дозатор включает корпус и крышку, которая прикреплена на емкости с возможностью смещения на его отверстии, крышка содержит конструктивный элемент, изготовленный в виде трубки Вентури, в которой производится смешивание раствора и растворителя. Устройство отличается тем, что содержит радиальные отверстия в трубчатом элементе, которые определяют пропорциональность между количеством растворителя и раствора, а крышка изготовлена так, что имеет отверстия для прохода воздуха через нее. Воплощение изобретения относится к смешиванию чистящего раствора с водой, где коэффициент разбавления и, как следствие, точность и повторяемость результатов не очень высока и не достаточно стабильна во времени, таким образом, нет уверенности, что жесткий контроль концентрации биоцида будет обеспечен для использования в системах очистки воды, работающих под действием силы тяжести. В патенте ЕР 0736483 В 1 (1998) описывается дозатор концентрата для фруктовых соков, где концентрат фруктового сока и вода смешиваются с помощью устройства, которое работает по принципу трубки Вентури. Дозирующее устройство имеет средства охлаждения, датчики, контролирующие низкий и высокий уровень жидкости в дозирующем баке с помощью вакуумного клапана. Клапан сбрасывает излишки в воздух для поддержания порции концентрата в линии, которая действует при сигнале от датчика, работающего при наличии концентрата в линии его подачи. В этом устройстве используется трубка Вентури, но устройство работает с использованием электроэнергии из-за большого числа контрольных функций, которые для воплощения настоящего изобретения не требуются. Трубка Вентури используется в устройствах для доставки биоцида. В патенте US 6272879B1 (2001) описана система для охлаждения и обеззараживания жидкости в виде контейнера на опорной раме. Устройства охлаждения размещены на опорной раме, устройство, направляющее жидкость, включает входную секцию для входа жидкости в контейнер, секцию охлаждения и секцию возврата жидкости в контейнер. Секция охлаждения и возврата жидкости возвращает охлажденную жидкость в контейнер, эта циркуляция обеспечивается насосами. Устройство дезинфекции жидкости соединено с устройством, направляющим жидкость, и содержит трубку Вентури для дозирования бактерицида. Кроме того, имеется фильтрующее устройство для задерживания твердых частиц в жидкости, проходящей через устройство,направляющее жидкость. Техническое решение, описанное в этой публикации, направлено на дезинфекцию контейнеров, где хранится охлажденная вода, предназначенная для использования. Течение жидкости обеспечивается насосом и, следовательно, может точно контролироваться. Поэтому в этом устройстве результаты дозирования биоцида при всасывании с помощью трубки Вентури хорошо предсказуемы. Не так обстоит дело в системах очистки воды, работающих под действием силы тяжести, как в воплощении настоящего изобретения, здесь скорость потока воды может изменяться в широких пределах в зависимости от высоты заполнения резервуара потребителем. Система дозирования биоцида в этом случае должна быть настроена для введения точного количества биоцида при различных условиях. В патенте US 2004/0055969 описывается система и способ очистки воды, содержащий перемешивающее устройство, которое использует озон, и химические составляющие дозируются с помощью трубки Вентури, загрязненная вода образует смесь, в которой происходит окисление и обеззараживание воды от водорослей. Система использует большой уровень озонового потока и химических составляющих. Важным техническим решением в этом патенте является сепаратор, который отделяет озон от воды,обеспечивая эффективную рециркуляцию озона. В этой системе расход воды также контролируется с помощью насоса, поэтому сравнительно легко контролировать химические составляющие, используемые при всасывании в трубку Вентури для обеззараживания воды. Кроме того, эта система широко используется для очистки, осветления и стабилизации воды в плавательных бассейнах, SPA, горячих ваннах или других системах циркуляции воды, где необходим не столь строгий контроль за концентрацией биоцида,каким он должен быть в системе для питьевой воды. Таким образом, ни одно из перечисленных выше решений специфических проблем не применимо в системах очистки воды, работающих под действием силы тяжести, где необходим точный и воспроизводимый контроль концентрации биоцида при большом коэффициенте разбавления. Использование трубки Вентури требует небольшой емкости для биоцида с высокой концентрацией, большого водяного бака для обеспечения ppm уровней раствора биоцида в очищенной воде. При выполнении этих противоположных требований необходимо найти решение, обеспечивающее гораздо более высокий уровень точности в дозировании биоцида, так как соблюдение этого требования должно будет обеспечиваться в течение длительного времени. В воплощении технического решения по данному изобретению найдено решение этой проблемы путем создания конфигурации из устройства, дозирующего биоцид, с использованием трубки Вентури в системе очистки воды, работающей под действием силы тяжести, которое позволило преодолеть большинство недостатков ранее разработанных дозирующих систем.-2 016676 Сущность изобретения Объектом настоящего изобретения является система разведения растворов жидкого биоцида в воде для ее очистки с использованием устройства для очистки воды, работающего под действием силы тяжести. Другим объектом настоящего изобретения является система разведения растворов жидкого биоцида в воде для ее очистки с использованием устройства для очистки воды, работающего под действием силы тяжести, которое обеспечивает большой коэффициент разбавления в течение длительного времени. Еще одним предметом настоящего изобретения является создание системы разведения растворов жидкого биоцида в воде, в котором ни потоки воды, ни расход биоцида не контролируются с использованием каких-либо электрических устройств. В воплощении настоящего изобретения предусматривается устройство для очистки воды, работающее под действием силы тяжести, содержащее:(а) верхнюю емкость, связанную гидролинией с нижней емкостью через (i) проход, дозирующий расход биоцида, содержащий трубку Вентури, и (ii) дополнительный байпасный проход, в котором площадь поперечного сечения больше, чем площадь поперечного сечения зоны сужения трубки Вентури;(б) упомянутый проход, дозирующий расход биоцида, размещен в гидролинии контейнера, содержащего биоцид, таким образом, что часть воды, подаваемая в верхнюю емкость, проходит через упомянутый проход, дозирующий расход биоцида и через упомянутую трубку Вентури, за счет чего биоцид всасывается в упомянутую трубку Вентури, в то время как часть воды из верхней емкости проходит через упомянутый байпасный проход и сливается в упомянутую нижнюю емкость. Предпочтительно упомянутое устройство содержит сифонную трубку, расположенную перед упомянутой трубкой Вентури, и гидролинию для их соединения. Наличие сифона обеспечивает почти непрерывный расход воды через упомянутую трубку Вентури. Воплощение изобретение относится к устройствам для очистки воды, которые могут быть использованы в частных домах. Оно предназначено для обеспечения семьи питьевой водой при низких затратах на ее очистку. Устройство не требует электроснабжения и проточной воды. Оно действует при полном или частичном режиме заполнения требуемым количеством воды верхней емкости водоочистного устройства. Устройство в целом хорошо работает при объеме верхней емкости в диапазоне от 1 до 100 л,более предпочтительно от 1 до 50 л. Существенной особенностью данного устройства является соединение верхней и нижней емкости по крайней мере двумя проходами. Первый наиболее важный проход из верхней емкости в нижнюю называется "проход, дозирующий расход биоцида", он содержит трубку Вентури. Устройство содержит по крайней мере еще один проход из верхней емкости в нижнюю, который является байпасным проходом. В воплощении изобретения может содержаться более одного байпасного прохода. Когда применен только один байпасный проход, он имеет большую площадь поперечного сечения по сравнению с площадью поперечного сечения суженной части трубки Вентури. Когда применяется более чем один байпасный проход, по крайней мере один из байпасных проходов имеет большую площадь поперечного сечения по сравнению с площадью поперечного сечения суженной части трубки Вентури. Соблюдение таких условий, с одной стороны, обеспечивает контроль критической концентрации биоцида в нижней емкости, которая обычно ограничивается диапазоном от 0,5 до 100 частей на миллион (промилле) по весу, от начальной порции жидкого биоцида, обычная доступная концентрация которой находится в диапазоне от 0,01 до 50 вес.% в воде. С другой стороны, применение байпасного прохода обеспечивает достаточную турбулентность при течении воды из верхней емкости в нижнюю, позволяя быстро и надежно смешивать жидкий биоцид с водой в нижней емкости. Соотношение между площадями поперечных сечений байпасного прохода и суженной части трубки Вентури предпочтительно должно находиться в диапазоне от 1,2:1 до 400:1 и более предпочтительно в диапазоне от 2:1 до 50:1. Площадь поперечного сечения байпасного прохода определяется сечением в самой узкой части прохода. Для прохода, имеющего сечение, подобное окружности, овалу, квадрату или прямоугольнику,площадь поперечного сечения одна и та же по длине прохода. При проходе с нерегулярным сечением площадь поперечного сечения определяется по самому узкому месту. Биоцид дозируется в воду, проходящую через проход, дозирующий расход биоцида с использованием трубки Вентури. Биоцид хранится в биоцидных контейнерах, которые обычно расположены ниже трубки Вентури, т.е. жидкий биоцид всасывается в трубку Вентури. В воплощении данного изобретения трубка Вентури расположена предпочтительно в диапазоне от 0,1 до 10 см над верхней частью биоцидного контейнера. Объем жидкого биоцида, поступающего в воду через проход, дозирующий расход биоцида, зависит от расхода воды через него. Предусмотренный по крайней мере один байпасный проход обеспечивает использование очень концентрированного жидкого биоцида. Это позволяет иметь небольшой биоцидный контейнер, что обеспечивает компактность конструкции и количество жидкого биоцида не нужно слишком часто пополнять. Подходящие биоцидные жидкости, которые могут быть использованы в устройстве по изобретению, включают водные растворы гипохлорита натрия, натрий дихлор-изоциануровые кислоты, йод, четвертичные аммониевые соединения или глютеральдегид. Наиболее предпочтительно применение жидко-3 016676 го биоцида в виде водного раствора гипохлорита натрия. Когда гипохлорит натрия используется в качестве жидкого биоцида, он добавляется в биоцидный контейнер в концентрации, находящейся в диапазоне от 0,01 до 50 вес.%, более предпочтительный диапазон от 1 до 20 вес.% в воде. При использовании устройства по изобретению можно получить концентрацию биоцида в нижней емкости в диапазоне от 0,5 до 100 ppm по весу, более предпочтительно в диапазоне от 1 до 50 ppm по весу в воде. Вода течет через проход, дозирующий расход биоцида, через трубку Вентури перед выходом в нижнюю емкость. Трубки Вентури являются устройствами, где воздух или жидкость протекает через трубу и сужение в ней. Принципы работы трубки Вентури хорошо известны и обычно рассчитываются с использованием уравнения Бернулли. В трубке Вентури при ускорении жидкости в сужении падает давление и образуется частичный вакуум. Эффект Вентури используется во многих технических решениях. Видное место среди них занимают приборы для измерения скорости жидкости путем измерения разности давлений на входе и на выходе устройства. Эффект Вентури также используется для демонстрации эффекта подъемной силы в крыле самолета. Слишком большая площадь поперечного сечения в суженной части может создать опасность появления воздушных пузырьков в трубке Вентури, что приведет к снижению точности. Площадь суженной части предпочтительно делать относительно небольшой. В устройстве с трубкой Вентури по воплощению настоящего изобретения предпочтительно иметь отношение площади поперечного сечения на входе в проход, дозирующий расход биоцида, к площади поперечного сечения в суженной части в диапазоне от 1,5:1 до 100:1 и предпочтительно в диапазоне от 1,5:1 до 50:1. Выход из этого прохода предпочтительно конструировать таким образом, чтобы обеспечить турбулентность потока воды при его входе в нижнюю емкость. Это может быть достигнуто за счет достаточной высоты между верхней частью нижней емкости и выхода из байпасного прохода. Другой выход из байпасного прохода предусмотрен в распределителе. Кроме указанных отношений между площадями сечений на входе и в зоны сужения трубки Вентури и от отношения между площадями сечений байпасного прохода и суженой зоны дозировка биоцида также зависит от отношения между площадями сечений линии всасывания биоцида и суженной части трубки Вентури. Если площадь зоны сужения трубки Вентури слишком велика по сравнению с площадью сечения линии всасывания, уменьшение давления может оказаться недостаточным для точного дозирования биоцида. С другой стороны, если площадь сечения линии всасывания слишком мала, трение, с которыми раствор биоцида будет всасываться из-за его вязкости, также может привести к неточной дозировке. Таким образом, предпочтительно, чтобы отношение площадей поперечного сечения трубки Вентури, что и линии всасывания раствора биоцида, находилось между 2:1 и 20:1. В целом в водоочистных устройствах, работающих под действием силы тяжести, заливаемая вода фильтруется, освобождаясь от загрязнения, прежде чем она подвергается действию биоцида. В воплощении настоящего изобретения предусмотрено, что устройство обеспечивает большую производительность, когда фильтр будет установлен после дозирования биоцида в воду, когда устройство не содержит сифонной камеры и сифонной трубы. С другой стороны, когда устройство содержит сифонную камеру с сифонной трубкой, предпочтительно, чтобы фильтр находился перед сифонной камерой таким образом,чтобы вода, поступающая в сифонную камеру, была очищена от загрязнений. Подходящие типы фильтров включают нити из углепластика, или ткани, или их комбинации. Фильтр может быть изготовлен из тканого или нетканого материала. Рекомендуются ткани из полиэфирных материалов или полипропилена. Изобретение будет лучше понятно при рассмотрении иллюстраций, которые не ограничивают пример воплощения. Краткое описание чертежей Фиг. 1 схематично иллюстрирует воплощение устройства очистки воды, работающего под действием силы тяжести, по данному изобретению. Фиг. 2 показывает поперечное сечение по выноске С, отмеченной на фиг. 1, где даны относительные размеры прохода, дозирующего биоцид через трубку Вентури, и байпасного прохода. Фиг. 3 схематично показывает другое воплощение устройства очистки воды, работающее под действием силы тяжести, по данному изобретению, включающее сифонную трубку. Фиг. 4 показывает поперечное сечение по выноске D, отмеченной на фиг. 3, показывающей сифонную трубку и трубку Вентури. Фиг. 5 показывает график дозирования хлорина во времени при использовании воплощения изобретения по фиг. 3.-4 016676 Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Как следует из чертежей, фиг. 1 представляет устройство для очистки воды, работающее под действием силы тяжести (WPD). Устройство водоочистки содержит верхнюю емкость (ТС) и нижнюю емкость(ВС). Верхняя и нижняя емкости связаны через два параллельных прохода: проход, дозирующий биоцид(BDP), и байпасный проход (ВРР). Проход, дозирующий биоцид, выполнен в виде трубки Вентури (V),которая находится на входе в нижнюю емкость. Трубка Вентури соединена с контейнером биоцида(ВСС), размещенным на более низком уровне по сравнению с областью подсоса трубки Вентури (BSP). Нижняя емкость (ВС) имеет фильтр (F), выполненный из скрученной полистирольной ткани. Фильтр находится перед коллекторной емкостью (СС). Фиг. 2 показывает поперечное сечение по выноске С, отмеченной на фиг. 1. На фиг. 2 показана конфигурация и относительные размеры прохода, дозирующего биоцид, с трубкой Вентури и байпасным проходом. Как видно, эти два прохода параллельны. Слева показан проход, дозирующий биоцид (BDP). В этом проходе (BDP) имеется входная зона, имеющая площадь поперечного сечения (Ain), как показано на фиг. 2. Входная зона идет в трубку Вентури (V), которая имеет зону сужения с площадью поперечного сечения (Av). Зона сужения подключена к биоцидному контейнеру (не показан) линией всасывания биоцида (BSP). Байпасный проход (ВРР) показан справа на фиг. 2. В данном конкретном воплощении он представляет собой простую цилиндрическую трубу с площадью поперечного сечения (Авр). В процессе работы вода подается в верхнюю емкость по стрелке (IN). Под действием силы тяжести часть воды стекает вниз через проход, дозирующий биоцид (BDP), а часть воды стекает вниз через байпасный проход (ВРР). Когда вода проходит через трубку Вентури в проходе, дозирующем биоцид (BDP),скорость увеличивается, а давление уменьшается, поэтому происходит подсасывание биоцида против действия силы тяжести из биоцидного контейнера (ВСС) через проход, по которому производится всасывание биоцида (BSP) в трубку Вентури, где он смешивается с текущей водой, чтобы позже стечь в нижнюю емкость (ВС). Два прохода, а именно проход, дозирующий биоцид (BDP), и байпасный проход(ВРР), настроены таким образом, что больший объем воды протекает через обходной проход по сравнению с проходом, дозирующим биоцид (BSP). Соотношение скоростей потока в этих двух проходах обеспечивает, с одной стороны, желаемое разбавление жидкого биоцида до меньшего уровня концентрации(ppm), а с другой стороны, обеспечивает достаточную турбулентность в нижней емкости для обеспечения быстрого и эффективного смешивания раствора биоцида с водой. Не углубляясь в теорию, следует добавить к вышесказанному, что принцип последовательного растворения в дальнейшем поможет достигнуть желаемой точности и воспроизводимости при растворении биоцида. Вода, которая собирается в нижней емкости, фильтруется, освобождается от загрязнений при прохождении через фильтр (F) и собирается в коллекторную емкость (СС), откуда очищенная вода распределяется, как показано, в направлении, указанном стрелкой (OUT). На фиг. 3 показаны верхняя емкость (ТС) водоочистного устройство и нижняя емкость (ВС), соединенные через два параллельных прохода: проход, дозирующий биоцид (BDP), и байпасный проход(ВРР). Вода, поступающая извне, фильтруется через фильтр (F), затем поступает в коллекторную емкость(СС), после чего она поступает в проход, дозирующий биоцид (BDP). Этот фильтр (F) предпочтительно изготовлен из углепластика, или ткани, или их комбинаций, которые устраняют взвешенные частицы,древесные отходы, органику, запах и обесцвечивают воду. Байпасный проход, в свою очередь, открывает проход в сифонную камеру (SC), которая содержит одну U-образную сифонную трубку (ST). Один конец сифонной трубки (ST) подключен к входу трубки Вентури (V), которая подключена также к биоцидному контейнеру (ВСС), размещенному на более низком уровне в сравнении с трубкой Вентури для всасывания биоцида из прохода (BSP). Биоцидный контейнер установлен на двух опорах (S). Во время работы вода подается в верхнюю емкость, как показано по стрелке (IN). Она проходит через фильтр (F), а затем поступает в коллекторную емкость (СС). Коллекторная емкость содержит два байпасных прохода (ВРР) и проход, дозирующий биоцид (BDP). После фильтрации очищенная вода разделяется на два потока, один поток проходит через сифонную камеру (SC), а другой поток проходит через байпасный проход (ВРР) и поступает прямо в нижнюю емкость (ВС). Сифонная камера (SC) содержит сифонную трубку (ST), соединенную с нижней частью сифонной камеры и с трубкой Вентури (V),соединенной с сифонной трубкой на выходе из сифонной камеры. Под действием силы тяжести часть воды стекает вниз через проход, дозирующий биоцид (BDP), а часть воды стекает вниз через байпасный проход (ВРР). Когда уровень воды в сифонной трубке (ST) увеличивается до ее высоты, вода течет через сифонную трубку, а затем через трубку Вентури (V). Этим в дальнейшем обеспечивается почти постоянный поток воды. Вытекание воды создает разрежение, за счет чего происходит подсос биоцида против действия силы тяжести раствора в биоцидный контейнере (ВС) и его проход через проход, дозирующий биоцид (BDP), в трубку Вентури, где происходит его смешивание с водой и затем перетекание в нижнюю емкость (ВС). Эти два прохода, а именно проход, дозирующий биоцид (BDP), и байпасный проход (ВРР),настроены таким образом, что больший объем воды идет через байпасный проход (ВРР) по сравнению с проходом, дозирующим биоцид (BDP). Соотношение скоростей потока в этих двух проходах обеспечивает, с одной стороны, желаемое разбавление жидкого биоцида до меньшего уровня концентрации (p.m),а с другой стороны, обеспечивает достаточную турбулентность в нижней емкости для обеспечения быст-5 016676 рого и эффективного смешивания раствора биоцида с водой. Вода, которая собирается в нижней емкости, далее уходит из нее в направлении, указанном стрелкой (OUT). Фиг. 4 показывает поперечное сечение по выноске D (на фиг. 3), где более ясно видны сифонная трубка и трубка Вентури и их относительное расположение в устройстве. Воплощение изобретение ниже будет продемонстрировано на примерах, не ограничивающих его применения. Примеры Пример 1. Устройство для очистки воды по фиг. 1 было использовано для фильтрации воды. Объем верхней емкости 4 л. Устройство эксплуатировалось с напором 40 мм воды в верхней емкости. Диаметр на входе в проход, дозирующий биоцид, составляет 4 мм, диаметр зоны сужения в трубке Вентури - 3 мм. Трубка диаметром в 6 мм была использована в качестве байпасного прохода. В качестве биоцида использовался гипохлорит натрия, концентрация которого была 4% от веса воды в биоцидном контейнере. Трубка диаметром 1 мм используется в проходе всасывания биоцида. Концентрация хлора в нижней емкости измерялось дважды, результаты представлены в табл.1. Сравнительный пример А. Водоочистное устройство, как показано в табл. 1, было использовано без предусмотренного байпасного прохода. Эксперименты были проведены дважды и результаты представлены в табл. 1. Таблица 1 В обоих примерах, т.е. пример 1 и сравнительный пример А, величина отношения Ain/Av (отношение площадей поперечного сечения на входе в трубку к площади поперечного сечения в зоны сужения трубки Вентури) составила 1,8. Данные в табл. 1 свидетельствует о том, что концентрация хлора может быть получена в желаемых низких концентрациях с помощью воплощения устройства по изобретению, в сравнении с ранее использовавшимися устройствами, при применении которых концентрация хлора была слишком высока для использования в питьевой воде. Примеры 2-8. Устройство, используемое в примере 1, было использовано для проведения экспериментов, например от 2 до 8, при этом были использованы проходы, дозирующие биоцид, разного диаметра (как показано в табл. 2). Концентрация хлора в нижней емкости была измерена дважды и средние концентрации указаны в табл. 2. Таблица 2 Для всех примеров 2-8 диаметр байпасного прохода составил 6 мм, таким образом, соотношение Аврр/Av было 4,0. Данные в табл. 2 показывают, что устройство по воплощенному изобретению хорошо работает при отношениях Ain/Av в диапазоне от 1,5 до 50. Пример 9. Водоочистное устройство, приведенное на фиг. 3, используется для фильтрации воды. В верхней камере объем 8 л. Прибор работал с напором 120 мм воды в верхней емкости. Диаметр входа в проход,дозирующий биоцид, составил 8 мм, а диаметр зоны сужения трубки Вентури был 3 мм. Пять труб диаметром 3 мм были использованы в качестве байпасного прохода. В качестве биоцида использовался гипохлорит натрия на 1% веса воды в биоцидном контейнере. Трубы диаметром 1 мм использовались в линии всасывания раствора биоцида. Концентрация хлора в нижней емкости измерялась при объеме более 750 л, результаты представлены на фиг. 5. На фиг. 5 видно, что доза хлора была практически неизменной во всем пролитом через устройство объеме воды 750 л. Кроме того, концентрация хлора хорошо укладывалась в рамки желаемого диапазона. Из примеров следует, что простое устройство для дозирования жидкого биоцида обеспечивает решение проблемы водоочистки при использовании силы тяжести в устройстве.-6 016676 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ очистки питьевой воды, в котором используют устройство, содержащее верхнюю емкость, гидравлически соединенную с нижней емкостью через (i) проход, дозирующий биоцид, содержащий трубку Вентури, и (ii) байпасный проход, у которого площадь поперечного сечения упомянутого прохода больше площади поперечного сечения зоны сужения трубки Вентури; причем упомянутый проход, дозирующий биоцид, гидравлически соединен с биоцидным контейнером, содержащим жидкий биоцид; отношение площади поперечного сечения байпасного прохода к площади поперечного сечения зоны сужения трубки Вентури находится в диапазоне от 1,2:1 до 400:1; при этом способ включает этапы при полном или частичном режиме заполнения: наполнения верхней емкости от 1 до 100 л воды; прохода воды под действием силы тяжести от верхней емкости до нижней емкости через трубку Вентури и байпасного прохода одновременно; причем биоцид всасывается из биоцидного контейнера через проход, дозирующий биоцид в зону сужения трубки Вентури; сбора воды в нижнюю емкость. 2. Способ по п.1, в котором жидкий биоцид является водным раствором гипохлорита натрия, натрий дихлоризоцианидовой кислоты, йода, четвертичных аммониевых соединений или глютерадина. 3. Способ по п.1, в котором жидкий биоцид представляет собой водный раствор гипохлорита натрия. 4. Способ по п.3, в котором концентрация водного раствора гипохлорита натрия в биоцидном контейнере находится в диапазоне от 0,01 до 50 вес.% воды. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором концентрация биоцида в нижнем контейнере находится в диапазоне от 0,5 до 100 частей на миллион по весу.
МПК / Метки
МПК: A47L 15/44, D06F 39/02, C02F 1/50
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-16676-sposob-ochistki-vody.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ очистки воды</a>
Предыдущий патент: Способы получения фенилпиразолов и кристаллическая форма производного фенилпиразола
Следующий патент: Лекарственное средство для лечения гриппа у птиц
Случайный патент: Новые твердые формы мезопрогестина-11β-[4е-(гидроксииминометил)фенил]-17α-метоксиметил-17β-метоксиэстра-4,9-диен-3-она