Патент на изобретение №2220914

(54) СПОСОБ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ ВОДЫ

(57) Реферат:

Изобретение предназначено для очистки воды от железа в бытовых условиях. Способ заключается в пропускании водовоздушной смеси под напором через сухой вращающийся фильтр в радиальном по отношению к оси его вращения направлении. Для осуществления способа может быть использован бытовой обезжелезиватель воды, имеющий воздушную турбину с центробежным насосом на ее оси и тонковолокнистый фильтр в виде нетканого полиэфирного волокна, закрепленный в турбине снаружи ее лопаток. Способ обеспечивает эффективную очистку воды от железа без периодической промывки фильтра, без изменения температуры и атмосферного давления очищаемой воды.

Изобретение относится к области очистки воды от железа и может найти применение в водоснабжении садовых участков, при использовании бытовых обезжелезивателей.

Известны способы обезжелезивания воды путем пропускания водовоздушной смеси сквозь сухой неподвижный фильтр /1-3/. Недостатком таких способов является заиливание фильтра нерастворимыми солями железа и необходимость частой промывки его.

Наиболее близким по технической сущности является способ, описанный в а. с. 732211.

Целью изобретения является создание более эффективного способа, не требующего промывки фильтра. С этой целью, создаваемая обезжелезивателем водовоздушная смесь пропускается в радиальном по отношению к оси его вращения направлении сквозь сухой вращающийся фильтр. Использование вращающегося фильтра повышает эффективность способа за счет увеличения скорости фильтрации и скорости реакции. Скорость фильтрации возрастает благодаря действию на водовоздушную смесь, проходящую сквозь фильтр, центробежной силы. Скорость реакции также возрастает. Волокна фильтра, покрытые пленкой катализатора, образующегося при дегидратации солей Fe, омываются водой с максимальной концентрацией растворенных солей Fe, а вода после контакта с катализатором, с меньшей концентрацией растворенных солей Fe, отбрасывается центробежной силой. Величина центробежной силы пропорциональна массе вещества, поэтому хлопья дегидрата железа отбрасываются быстрее очищаемой воды и не заиливают вращающийся фильтр. Очищаемая вода все время смачивает поверхность волокон, покрытую пленкой катализатора. Это позволяет использовать фильтр без его промывки, что является дополнительным преимуществом способа.

Для осуществления способа можно использовать бытовой обезжелезиватель воды, имеющий воздушную турбину с центробежным насосом на ее оси и тонковолокнистый фильтр в виде нетканого полиэфирного полотна, закрепленный в турбине снаружи ее лопаток. Фильтр может быть двухслойным, с внутренним слоем из стекловолокна или другого материала.

Центробежный насос обезжелезивателя погружается в сосуд с очищаемой водой и прибор подключают к электросети. Соединенный с воздушной турбиной центробежный насос поднимает воду и распыляет ее внутри воздушной турбины. Одновременно с этим горизонтальные лопатки турбины создают мощный напор воздуха. Вертикальные лопатки турбины бьют по брызгам воды и придают им ускорение в радиальном по отношению к оси вращения направлении. Таким образом, водовоздушая смесь пропускается под напором через вращающийся фильтр. Существенно, что волокна или гранулы фильтра придают водовоздушной смеси дополнительное ускорение в радиальном направлении во время ее прохождения через фильтр.

Сильное и многократное дробление капель очищаемой воды в воздушном потоке приводит к эффективному взаимодействию растворенных в ней солей Fe с кислородом воздуха и реакции дегидратации, которая происходит внутри фильтра, на поверхности волокон или гранул, покрытых каталитической пленкой из окислов железа. Соли Fe переходят в нерастворимую форму в виде хлопьев. Кроме того, на поверхности каталитической пленки образуются ядра кристаллизации, на которых в мощном воздушном потоке вырастают зерна окисла железа. Центробежные силы отбрасывают их вместе с хлопьями дегидрата из фильтра на внутреннюю стенку корпуса прибора и они стекают вместе с водой вниз и осаждаются на дно сосуда. Однако хлопья нерастворимых солей железа остаются при работе обезжелезивателя во взвешенном состоянии и вместе с водой вновь и вновь поднимаются центробежным насосом и распыляются внутри турбины.

Присутствие в воде хлопьев дегидрата не мешает протеканию реакции, а наоборот ускоряет ее, так как хлопья не закрывают каталитическую пленку и сами вновь укрупняются при прохождении водовоздушной смеси через фильтр.

При первом использовании необходима предварительная подготовка прибора, при которой прибор пропускает через фильтр очищаемую воду в течение двух – трех суток, до образования на волокнистом фильтре заметной каталитической пленки коричневого цвета.

Предложенный способ обезжелезивания воды был реализован для очистки воды из артезианской скважины глубиной 75 м в Шаховском районе Подмосковья. Первоначальное содержание растворенных солей железа в воде составляло 2,59 мг/л. В качестве индикатора концентрации растворенных солей железа использовался в домашних условиях раствор железосинеродистого калия в чистой колодезной воде, не содержащей растворенных солей железа. Слабый раствор имел бледно-розовую окраску. Такой же цвет имеет слабый раствор железосинеродистого калия в московской водопроводной воде, с концентрацией растворенных солей железа не более 0,3 мг/л. При добавлении к нему артезианской воды он сразу приобрел ярко-пурпурный цвет. Циклическая работа обезжелезивателя продолжалась до тех пор, пока проба очищенной воды не перестала менять бледно-розовый цвет контрольного индикатора. После отстаивания очищенная вода фильтровалась через активированный уголь.

Предложенный способ не требует изменения температуры и атмосферного давления очищаемой воды.

Источники информации
1. Золотова Е.Ф. Очистка воды от железа. М., Стройиздат, 1975.

2. Авторское свидетельство 814884, 25.03.81.

3. Авторское свидетельство 732211, 14.07.77, прототип.

Формула изобретения

Способ обезжелезивания воды, включающий создание водовоздушной смеси с последующим пропусканием водовоздушной смеси через сухой фильтр, отличающийся тем, что водовоздушную смесь пропускают сквозь сухой вращающийся фильтр в радиальном направлении.