Система обработки воды с гравитационной подачей

Система обработки воды с гравитационной подачей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область применения изобретения

С ростом популяции человечества растет также потребность в воде. Несомненно, в некоторых частях света, где местное население растет со скоростью, намного большей средней, доступность безопасной питьевой воды находится на уровне ниже среднего. Иногда данная ситуация связана с географией, или с засушливым климатом, или просто с нехваткой чистой поверхностной воды, пригодной для питья. Дополнительно, многие источники воды иссыхают из-за понижения уровня грунтовых вод, приводя при этом, в попытке поиска воды, к необходимости бурения новых скважин большей глубины. Во многих случаях высокие затраты сдерживают эти работы. Кроме того, во многих местах, где воды очень мало, население не имеет возможности покупать воду для потребления из-за низкого уровня доходов и фактически им недоступна вода муниципальной обработки. Примерами таких мест, среди прочего, являются сельские поселения в экономически отсталых странах, места оказания чрезвычайной помощи после стихийных бедствий или лагерные поселения временного проживания.

Современные системы муниципальной обработки воды, где это возможно, оснащены оборудованием для обработки и распределения воды для личного потребления. Во многих случаях данная обработка включает коагуляцию, флокуляцию и осаждение твердых частиц. Дополнительная фильтрация воды может также сопровождаться обработкой хлором. Исходя из сущности муниципальной системы, очищенная вода не может быть израсходована сразу и хлор остается в воде, пока она не будет израсходована.

При домашней обработке воды (если она доступна) вне муниципальной системы систему, как правило, называют устройством POU (устройством обработки воды местного применения). Данные домашние системы POU используют вариацию процессов обработки воды, например процеживание, обратный осмос, угольную абсорбцию, деминерализацию, смягчение, кипячение, дистилляцию и ультрафиолетовое облучение. Многие домашние системы POU предназначены для домов с надежным доступом к водоснабжению при относительно высоком давлении (>20 фунт/кв. дюйм). Дополнительно, данные дома обычно имеют доступ к электричеству или другим источникам энергии для работы насосов по нагнетанию воды и приведения в действие электронных устройств, встроенных обычно в некоторые системы POU. Наибольшей части данных систем требуется подача на входе питьевой воды.

Таким образом, у тех, кто не имеет доступ к питьевой муниципальной воде и у кого нет доступа к электроэнергии или другому источнику энергии, имеется потребность в домашнем устройстве POU. Люди, ищущие воду вне муниципальной системы воды, могут принести контейнер к источнику, например, скважине, ручью или озеру, и набрать непосредственно воду. Для последующего использования эту воду хранят в контейнерах или собирают в большую емкость. Если есть возможность, обработку обычно ограничивают простым процеживанием или фильтрацией через песочный фильтр. Биопесочные фильтры в жилых и небольших сельских поселениях обычно бывают большими и тяжелыми. Некоторые содержат примерно до 100 фунтов песка и гравия. Данные биопесочные фильтры более или менее эффективны для улавливания микробов и мелких твердых частиц и выдают воду, которая явно чище и сравнительно свободна от инфекций, вызываемых микробами. Однако данные устройства действуют как хроматографическая колонна, которая улавливает значительные частицы при разных скоростях по мере продвижения воды вниз по колонне. Результатом этого является то, что, в конечном счете, в очищенную воду начинают прорываться мелкие частицы (которые должны улавливаться песком).

В некоторых случаях пользователи выдерживают воду некоторое время, чтобы обеспечить твердым частицам в воде возможность осаждения на дно контейнера - обработка отстаиванием. В других случаях для увеличения скорости данного процесса в воду добавляют химреагенты. Данные реагенты иногда называют реагентами флокуляции, например алюминиевые квасцы или полихлорид алюминия. Однако воде, даже после данной обработки, все еще требуется дезинфекция, уничтожающая микробы. Для уничтожения микробов или микроорганизмов простейшей обработкой является кипячение, но оно требует источника энергии. Другим вариантом является биопесочное фильтрующее устройство. Примерное биопесочное фильтрующее устройство (200) показано на фиг.2, а принципиальная схема иллюстрируемого биопесочного фильтрующего устройства показана на фиг.1. Они являются менее эффективными, чем кипячение воды, с возможностью содержания в конечной воде опасных микробов. В воду может быть добавлен хлор, например, представленным на фиг.3 устройством. Однако незнание привкуса, который привносит хлор в воду, в сочетании с дозировкой, необходимой для достижения эффективной обработки, приводит многих пользователей к прекращению, из-за неприятного привкуса, использования хлорированной воды. В результате данные пользователи часто возвращаются к использованию неочищенной воды, что навсегда сохраняет замкнутый круг болезней и неудовлетворительного состояния здоровья.

В публикации "Four Layer System" доктор David H. Manz (Манц) описывает эффективность биопесочных фильтров в виде зависимостей скорости в габаритном сечении от оказывающего воздействие габаритного сечения фильтра. Он рекомендует в качестве максимальной скорости течения в габаритном сечении на фильтрующее габаритное сечение 600 л/час или течение на 1 м² оказывающего воздействие габаритного сечения фильтра. В пересчете это приводит к скорости в габаритном сечении 1 см/мин.

Vmax = максимальная рекомендуемая скорость в габаритном сечении

Vmax = 600 1/час/м² = 10 1/м²

=10000 см³/мин/10000 см²=1 см/мин.

Кроме того, Манц очень подробно описывает, как различные более глубокие слои его биопесочного фильтра можно регулировать по глубине и размерному составу частиц, чтобы управлять скоростью в габаритном сечении на верхней поверхности оказывающего воздействие песочного слоя. В сущности, одной из основных причин для большой массы песка и гравия в более глубоких слоях является установление и управление противодавлением, чтобы скорость в габаритном сечении по песочному слою поддерживалась в рекомендуемом диапазоне. В конструкции фильтра Манца (так называемый биопесочный фильтр для воды "HydrAid") оказывающая воздействие поверхность является круглой и равна примерно 12дюймам (30,5 см) в диаметре. По рекомендациям Манца может быть оценена максимальная рекомендуемая скорость течения по системе.

Оказывающая воздействие площадь поверхности песка (А)=Pi·r·r(Pi = 3,14; r = радиус)

А = 3,14·15,25·15,25=730,25 см²

Fmax = максимальная рекомендуемая скорость течения

Fmax = А · Vmax

Fmax = 730,25 см²·1 см/мин = 730,25 см³/мин = 730,25 мл/мин.

Из расчета видно, что скорость течения является весьма медленной и может быть неприемлемой для пользователей, привыкших к большим скоростям при наливании воды для приготовления пищи или питья. Кроме того, описанное Манцом устройство требует, для достижения предпочтительной скорости течения, большой массы песка и гравия.

Таким образом, необходимым является система обработки воды, которая проста в применении, не требует электроэнергии или других энергетических источников, может быть применена в соединении с существующим устройством обработки воды или отдельно и является удобным в обслуживании. Предпочтительно, чтобы система была полезна во множестве применений, например обработке воды для домашних потребностей, при массовых бедствиях и активном отдыхе. Также предпочтительна система, которая меньше по размеру и более портативна. Дополнительно, увеличенная скорость течения в системе повысит удобство эксплуатации и обеспечит другие преимущества.

Сущность изобретения

В одном варианте осуществления данного изобретения раскрыта система обработки воды, имеющая резервуар флокуляции (иногда называемой "коагуляцией" или "агломерацией"), и выход, расположенный над нижней частью резервуара. Выходом может быть кран или другой управляемый пользователем клапан. При применении в резервуар наливают воду вместе с флокулирующим реагентом. По прошествии определенного времени и выхода из суспензии в воде достаточного процента твердых частиц воду из резервуара удаляют через кран, расположенный выше уровня частиц, как показано на фиг.4.

В другом варианте осуществления данного изобретения раскрыта система обработки воды, имеющая устройство хлорирования/дехлорирования. Воду наливают в воронку, где она подвергается воздействию хлора, например в виде растворимых таблеток, и поступает в резервуар хлорирования. Кроме хлора, могут быть применены другие материалы, способные дезинфицировать воду, например другие галогены, включая, без ограничения, бром и йод. Пока вода находится в резервуаре с хлором в растворе, она дезинфицируется. Вода может проходить через диффузоры, для гарантирования равномерного смешивания с раствором хлора. Система обработки воды может включать угольный фильтр для удаления хлора из продезинфицированной воды. Система обработки воды включает выход, например кран, по которому дезинфицированная вода выходит из резервуара через кран, как показано на фиг.6 и 7.

В третьем варианте осуществления изобретения раскрыта система обработки воды, имеющая устройство флокуляции и хлорирования/дехлорирования. Устройство хлорирования/ дехлорирования может включать резервуар хлорирования для добавления в воду хлора и фильтр, например угольный фильтр, для удаления хлора из воды. При применении неочищенную воду наливают в резервуар флокуляции вместе с флоккулирующим реагентом. По истечении определенного времени и выхода твердых частиц из суспензии в воду ее выпускают из резервуара флокуляции через выход (напр., кран) и направляют во входную воронку резервуара хлорирования, где вода подвергается воздействию хлора, например в виде растворимых таблеток, и входит в резервуар хлорирования. Пока вода находится в резервуаре с раствором хлора, она дезинфицируется. Для гарантирования равномерного смешивания с раствором хлора вода может проходить через диффузоры и угольный фильтр, с целью существенного удаления хлора. Дехлорированная вода может выходить из резервуара через выход (напр., кран), как показано на фиг.14.

В другом варианте осуществления раскрыта система обработки воды, имеющая устройство флокуляции, биопесочного фильтрования и хлорирования/дехлорирования. При применении неочищенную воду вместе с флокулирующим реагентом наливают в резервуар флокуляции. По истечении определенного времени и выхода твердых частиц из суспензии в воде ее направляют в биопесочный фильтрующий резервуар, где твердые частицы, при прохождении через них воды, улавливаются различными слоями песка. После выхода из биопесочного фильтрующего резервуара вода входит во входную воронку резервуара хлорирования, где она подвергается воздействию хлора, например в виде растворимых таблеток, и поступает в резервуар хлорирования. Пока вода находится в резервуаре с раствором хлора, она дезинфицируется. С целью гарантирования равномерного смешивания с раствором хлора вода может проходить через диффузоры и угольный фильтр, для удаления хлора, и выходит из резервуара, например, через кран, как показано на фиг.15. В данном варианте осуществления биопесочным фильтром может быть любое выпускаемое в промышленном масштабе биопесочное фильтрующее устройство.

В другом варианте осуществления изобретения система обработки воды включает усовершенствованный фильтр. Усовершенствованный фильтр обеспечивает предпочтительную скорость течения в системе. Описываемые варианты осуществления системы обработки воды меньше по размерам и более портативные, чем системы обработки воды, включающие традиционный фильтр. В одном варианте осуществления фильтром является фильтр с биопесочным слоем, включающий нетканый фильтрующий материал, установленный выше отверстий в нижней части емкости, но ниже песочного слоя. В другом варианте фильтром является прессованный блочный фильтр. Прессованный блочный фильтр выполнен из фильтрующего материала, например песка или активированного угля, и полимерного связующего вещества. В некоторых вариантах осуществления усовершенствованный фильтр может быть применен в системе обработки воды с гравитационной подачей (POU), который удаляет из воды загрязняющие вещества до ее обработки, на ступени флокуляции и коагулирования. Он может быть применен отдельно или в сочетании с последующей обработкой для хлорирования и, по желанию, дехлорирования очищенной воды.

В другом варианте осуществления изобретения система обработки воды включает сифон для гарантирования соответствующего дозирования в воду флокулирующего химреагента. Пользователю прописано добавление в воду заранее заданного количества флокулирующего химреагента. При неправильном уровне воды может произойти неправильная дозировка флоккулирующего химреагента. Сифон гарантирует, что вода не начнет течь до тех пор, пока она не достигнет уровня порогового значения. Если пользователь не нальет достаточное количество воды, то дозирование флокулянта окажется неправильным и вода не потечет.

В другом варианте осуществления изобретения система обработки воды включает хлораторное устройство, установленное снаружи емкости, вместо крепления к ее крышке. Пользователь может иметь доступ к хлораторному устройству, не затрагивая систему обработки воды или касаясь пальцами воды в системе. Участки хлораторного устройства могут просматриваться, что позволяет пользователю видеть оставшуюся таблетку хлора без вскрытия или доступа к хлораторному устройству.

В другом варианте осуществления изобретения система обработки воды включает ручной насос, который дает возможность системе работать без электричества или источника воды под давлением. До выхода из системы, для потребления, вода проходит через фильтр, который удаляет из нее загрязняющие вещества. Насос поднимает отрицательное избыточное давление со стороны выхода фильтра по сравнению со стороной входа, что позволяет пользователю получать воду с намного большей скоростью, чем при гравитационном ее прохождении через фильтр. Первым преимуществом насоса является то, что он дает возможность применения фильтров, которые требуют более высоких скоростей течения и/или давлений.

Еще в одном варианте осуществления изобретения система обработки воды включает флокулирующую воронку и черпак. С помощью черпака в систему могут быть добавлены и размешаны флокулирующие химреагенты. Во время флокуляции черпак может быть оставлен в резервуаре и собирать твердые частицы. По завершении флокуляции, для выхода воды над осадком в черпаке, может быть активирован выходной клапан. Вода может быть слита в другую систему обработки воды.

Краткое описание чертежей

Изобретение может быть лучше понято с помощью чертежей и последующего описания. Со ссылкой на следующие чертежи описаны не ограничивающие и не исчерпывающие варианты осуществления. Составляющие компоненты на чертежах не обязательно выполнены в масштабе, акцент при этом делается на иллюстрацию принципов изобретения. Подобные ссылочные номера на чертежах означают соответствующие или подобные части на разных видах.

Фиг.1 представляет принципиальную схему, описывающую традиционный процесс песочной фильтрации с гравитационной подачей;

Фиг.2 является иллюстрацией традиционного биопесочного фильтра с биологическим слоем и множеством слоев песка и гравия;

Фиг.3 представляет принципиальную схему, описывающую традиционный процесс биопесочной фильтрации с возможным дозированием хлора;

Фиг.4 иллюстрирует резервуар флокуляции согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.5 является графическим представлением процесса хлорирования согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.6 иллюстрирует резервуар и процесс хлорирования/дехлорирования согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.7 является иллюстрацией в разобранном виде резервуара хлорирования/дехлорирования и процесса согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.8 является иллюстрацией хлорирующей капсулы согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.9 является иллюстрацией водоналивной воронки с хлорирующей капсулой согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.10 является иллюстрацией водоналивной воронки с хлорирующей капсулой согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.11 является иллюстрацией водоналивной воронки с хлорирующей капсулой согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.12 является иллюстрацией резервуара хлорирования/дехлорирования и процесса согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.13 является графической иллюстрацией процесса флокуляции и хлорирования/дехлорирования согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.14 является иллюстрацией резервуара флокуляции и процесса, объединенных с резервуаром хлорирования/дехлорирования и процессом согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.15 является иллюстрацией резервуара флокуляции, резервуара биопесочной фильтрации и резервуара хлорирования/дехлорирования согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.16 является иллюстрацией объединенных биопесочного фильтра и резервуара хлорирования/дехлорирования и процесса согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.17 является иллюстрацией слоя песочного фильтрующего устройства согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.17а является иллюстрацией альтернативного варианта осуществления слоя песочного фильтрующего устройства;

Фиг.18 является иллюстрацией в разобранном виде варианта осуществления, представленного на фиг.17;

Фиг.19 является иллюстрацией альтернативного варианта осуществления прессованного блочного фильтрующего устройства;

Фиг.20А иллюстрирует единичный фильтрующий прессованный блок согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.20В иллюстрирует двойной фильтрующий прессованный блок согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.21 иллюстрирует компоненты прессованного биопесочного блочного фильтра согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.22 иллюстрирует принципиальную схему варианта осуществления мини-биопесочного процесса обработки воды;

Фиг.23 иллюстрирует вариант осуществления работы мини-биопесочного устройства обработки воды;

Фиг.24 иллюстрирует процедуру обработки и содержания мини-биопесочного устройства обработки воды;

Фиг.25 иллюстрирует принципиальную схему одного варианта осуществления процесса фильтрации прессованного блочного фильтра;

Фиг.26 иллюстрирует вариант осуществления работы мини-биопесочного устройства обработки воды с прессованным блочным фильтром;

Фиг.27 иллюстрирует течение воды по одному варианту осуществления прессованного блочного фильтра;

Фиг.28 иллюстрирует один вариант осуществления процедуры обработки и содержания прессованного блочного фильтра;

Фиг.29 иллюстрирует альтернативный вариант осуществления прессованного блочного фильтра диаметром, много большим его длины;

Фиг.30 иллюстрирует устройство флокуляции согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления, применяемое в качестве предварительной обработки воды;

Фиг.31 иллюстрирует вариант осуществления сифона и кранового механизма для гарантирования соответствующей единовременной флокуляции;

Фиг.32 иллюстрирует сифон и крановый механизм для гарантирования соответствующей единовременной флокуляции;

Фиг.33 иллюстрирует возможный диффузор для снижения нарушения осадочного слоя на дне резервуара флокуляции;

Фиг.34 иллюстрирует хлораторное устройство на выходе биопесочного устройства обработки воды согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.35 иллюстрирует один вариант осуществления устройства дозирования хлора;

Фиг.36 иллюстрирует путь течения воды через устройство дозирования хлора по фиг.35;

Фиг.37 иллюстрирует один вариант осуществления замены хлорирующей капсулы;

Фиг.38 иллюстрирует один вариант осуществления системы обработки воды с ручным поршневым насосом;

Фиг.39 иллюстрирует вид в перспективе одного варианта осуществления системы обработки воды с флокулирующей воронкой;

Фиг.40 иллюстрирует вид сверху и несколько видов сбоку одного варианта осуществления системы обработки воды с флокулирующей воронкой;

Фиг.41 иллюстрирует вид сбоку флокулирующей воронки, представленной на фиг.40;

Фиг.42 иллюстрирует вид в перспективе флокулирующей воронки, представленной на фиг.40, с удаленным черпаком;

Фиг.43 иллюстрирует в разобранном виде участок флокулирующей воронки, представленной на фиг.40, со выходным клапаном;

Фиг.44 иллюстрирует один вариант осуществления фильтрующего устройства, включающий фильтр из вспененного материала;

Фиг.45 иллюстрирует фильтрующее устройство, включающее фильтры из вспененного материала и тонкого песочного слоя согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления;

Фиг.46 иллюстрирует фильтрующее устройство с тонким фильтром из вспененного материала согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления; и

Фиг.47 иллюстрирует способ исполнения радиального фильтрующего блока из вспененного материала согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления.

Подробное описание изобретения

Система обработки воды POU данного изобретения обладает приспособляемостью к множеству ситуаций. С целью обработки воды для потребления или другого применения различные компоненты могут быть применены единично или в разных сочетаниях. Важно отметить, что исполнения, детализированные ниже, являются примерными и не исчерпывающими возможности.

Представленные здесь иллюстрации вариантов осуществления предназначены для обеспечения общего понимания структуры различных вариантов. Иллюстрации не предназначены, чтобы служить в качестве полного описания всех элементов и признаков аппарата и систем, которые используют представленные здесь структуры и способы. После изложения изобретения специалистам в данной области техники будут очевидны многие другие варианты осуществления. Из раскрытия могут быть утилизированы и получены другие варианты осуществления, так что структурные и логические новации и изменения могут быть выполнены без отступления от объема изобретения. Дополнительно иллюстрации дают только представление и не могут быть выполнены в масштабе. Некоторые соотношения в иллюстрациях могут быть преувеличены, в то время как другие соотношения могут быть минимизированы. Соответственно раскрытие и чертежи следует воспринимать в качестве иллюстративной, а не ограничивающей информации.

Один или более вариантов осуществления могут быть названы здесь "изобретением" только для удобства и без намерения сознательно ограничить объем такого применения для любого конкретного изобретения или изобретательской идеи. Кроме того, несмотря на то, что здесь проиллюстрированы и описаны конкретные варианты осуществления, следует учесть, что любое последующее устройство, выполненное для достижения той же самой или подобной цели, может быть использовано в показанных конкретных вариантах осуществления. Данное раскрытие предназначено для охвата любой и всех последующих адаптации или вариаций различных вариантов осуществления. После изучения описания специалистам в данной области техники будут ясны сочетания вышеизложенных вариантов осуществления и других, не раскрытых здесь, конкретных вариантов осуществления.

Раскрытая сущность должна быть рассмотрена иллюстративно и без ограничений. Специалистам в данной области техники понятно, что в объеме изобретения возможны многие другие варианты осуществления и исполнения.

I. Флокуляция

Фиг.4 иллюстрирует систему обработки с флокулянтом (иногда называемым "коагулянтом" или "связующим веществом") согласно одному варианту осуществления данного изобретения. Система обработки воды, в общем, включает резервуар (404), имеющий вход (414) и выход (408). Резервуар (404) иллюстрируемого варианта осуществления является емкостью, например, обычной традиционной пластиковой емкостью в 5 галлонов. Емкость (404) альтернативно может быть, по существу, любым другим контейнером или резервуаром, пригодным для хранения воды и флокулянта. В иллюстрируемом варианте осуществления выход (408) может быть представлен обычным краном или любым другим клапаном, пригодным для раздельного выхода воды из резервуара (404). Выход (408) (напр., кран) смонтирован в стенке резервуара (404), на уровне выше ожидаемой глубины осадка, который аккумулируется во время периода осаждения. Неочищенную воду (400) вводят в контейнер или резервуар (404) вместе с флокулянтом (402). Объединенный раствор (406) воды и флокулянта смешивают и некоторое время, например несколько часов, выдерживают в резервуаре (404). После заметного осаждения на дне резервуара (404) твердых частиц открывают кран или клапан (408), позволяя воде вытечь из резервуара, оставляя коагулированные частицы (412) на дне резервуара, откуда они могут быть удалены пользователем при промывании и ополаскивании.

Согласно одному варианту осуществления система обработки воды с гравитационной подачей POU удаляет из воды загрязняющие вещества флокуляцией. Флокуляция предусматривает применение химического реагента определенного вида (флокулянта) для стимулирования выхода взвешенных в воде частиц из раствора путем совместного связывания (коагулирования) и осаждения на дно резервуара или контейнера, благодаря увеличению веса добавлением флокулянта. В некоторых случаях взвешенные в воде частицы будут осаждаться на дне контейнера, но это может занимать длительные промежутки времени. Другие частицы могут оставаться в растворе и никогда не оседать на дно.

На практике в аграрных и экономически неразвитых районах воду набирают в контейнер или резервуар из водного источника, например озера, реки или родника. Флокулянт добавляют в небольших дозах; например чайную ложку для обработки воды в контейнере 5 галлонов. Флокулянт может состоять из множества химикатов, например алюминиевых квасцов, aluminum chlorohydrate, сульфата алюминия, негашеной извести, гашеной извести, хлористого железа, сульфата железа, полиакриламида, poly aluminum chloride, алюминиевокислого натрия или кремнекислого натрия. Могут быть также применены дополнительные или альтернативные природные флокулянты, например, хитозан, семена moringa olifera, папаин или рыбий клей. С целью получения улучшенных результатов, после добавления дозы флоккулянта, он может быть размешан для равномерного распределения химиката по контейнеру. Размешивание может быть выполнено с использованием обычного электромеханического перемешивающего устройства, устройства магнитного перемешивания, средства механического перемешивания, например ложки, или других способов перемешивания или перемешивающих устройств.

Следующий этап предусматривает отстаивание очищенной воды в контейнере в течение некоторого периода времени. В случае контейнера в 5 галлонов предпочтительно отстаивание очищенной воды в течение 12-24 часов, для коагулирования и осаждения твердых частиц на дне контейнера, хотя при сочетаниях химических и водных условий время может быть намного короче. Поскольку данный процесс может быть довольно продолжительным, то для получения растущего запаса очищенной флокулянтом воды может быть предпочтительно предусматривать более одного контейнера и на разных стадиях времени обработки. Далее обогащенной флокулянтом воде дают возможность на некоторое время отстояться, например, несколько часов, или пока не будет заметен осадок частиц на дне контейнера. Важно отметить, что микробы или микроорганизмы и некоторые твердые частицы и другие загрязняющие воду вещества могут продолжать присутствовать в очищенной флокулянтом воде.

После эффективной обработки вода может быть удалена из контейнера через кран или клапан, встроенный в контейнер (предпочтительно в точке, по глубине, выше ожидаемого уровня осадка).

II. Хлорирование/дехлорирование

Согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления система обработки воды с гравитационной подачей POU предусматривает, с целью дезинфекции воды, процесс хлорирования/дехлорирования с применением хлора для дезактивации микроорганизмов, которые могут находиться в воде. Хлор для обработки воды может быть получен из множества источников, например таблеток треххлористой изоциануровой кислоты, применяемых обычно в плавательных бассейнах, гипохлорита кальция или двухлористой изоциануровой кислоты. Подлежащую обработке воду наливают в резервуар или контейнер, куда добавляют в замеренных дозах хлор. Для удаления из воды хлора применяют фильтр, так что выдаваемая очищенная вода не имеет привкуса хлора, который может быть нежелателен потребителям. После прохождения через процесс хлорирования/дехлорирования вода готова к употреблению. Принципиальная схема приведена на фиг.5.

Треххлористая изоциануровая кислота (CAS #87-90-1) является устойчивым средством поставки хлора в воду. Она обеспечивает, благодаря тройному содержанию хлора в молекуле, более высокую, по сравнению с другими отмеченными видами, концентрацию хлора (90% доступного хлора). Она допущена Национальным санитарным фондом США (NSF) для питьевой воды и является абсолютно доступной. Применение таблеток треххлористой изоциануровой кислоты обеспечивает дополнительное преимущество при обработке воды, заключающееся в том, что она способна к удалению из воды мышьяка. В природных условиях мышьяк в воде находится на уровне окисления +3. Изоциануровая кислота из таблеток хлора окисляет мышьяк в воде от уровня +3 до уровня +5. Когда мышьяк находится на уровне +5, угольный блочный фильтр удаляет его из воды.

Согласно одному варианту осуществления система обработки воды с гравитационной подачей POU использует, с целью дезинфекции воды, процесс галогенизации/дегалогенизации с применением химиката для дезактивации микроорганизмов, которые могут находиться в воде. Галогенные химические реагенты могут быть получены из множества источников, например брома и йода. Подлежащую обработке воду наливают в бак или контейнер, куда добавлен в замеренных дозах галогенный химикат. Для удаления из воды галогенного химиката используют фильтр, так что выдаваемая очищенная вода не имеет химического привкуса, который может быть нежелателен для потребителей. После прохождения через процесс галогенизации/дегалогенизации вода готова к употреблению.

Фиг.6 и 7 иллюстрируют хлорирующую/дехлорирующую обработку согласно одному варианту осуществления данного изобретения. Устройство хлорирования/дехлорирования включает резервуар (606), хлоратор (600, 602 и 604), диффузор (610), дехлоратор (612) и выход (616). Резервуар (606) иллюстрируемого варианта осуществления представлен емкостью, например обычной пластиковой канистрой вместимостью 5 галлонов. Емкость (606) альтернативно может быть, по существу, любым другим контейнером или резервуаром, пригодным для хранения воды. Иллюстрируемая емкость (606) включает ручку (622) и откидную шарнирную крышку (620). Емкость (606) может также иметь дренажное отверстие (624) при переливе. Дренажное отверстие (624) может включать сетку против насекомых (не показано). В иллюстрируемом варианте осуществления хлоратор включает водоналивную воронку (600), хлорирующую капсулу (602) и одну или более таблеток (604) хлора. В иллюстрируемом варианте осуществления система включает дополнительные диффузоры (610), которые способствуют перемешиванию химикатов. Система может включать множество слоев диффузоров (610). В варианте осуществления по фиг.6 и 7 дехлоратор может включать угольный фильтр, например фильтр в виде блока из прессованного угля. Угольный блочный фильтр может быть заменен другими фильтрами, пригодными для соответствующего дехлорирования воды. В иллюстрируемом варианте осуществления выход (616) может быть обычным краном или любым другим клапаном, пригодным для селективного выхода воды из резервуара (606). Выход (616) (напр., кран) установлен в стенке резервуара (606) и соединен с выходом дехлоратора (612), например, втулкой (614) и уплотнительными кольцами (618). Подлежащую обработке воду или воду, которая прошла предварительно обработку, например флокуляцию или биопесочную фильтрацию, наливают в водоналивную воронку (600), которая содержит хлорирующую капсулу (602), содержащую, по меньшей мере, одну таблетку (604) хлора. Таким образом, воду подвергают воздействию хлора в таблетках и хлор растворяют в воде, например, 2-4 ppm (частей на миллион). Дополнительно процесс показан на фиг.10. Желательно, для наилучшего результата, использовать воду, которая прошла какой-то вид удаления твердых частиц, например обработку флокулянтом или биопесочным фильтром. Это, за счет снижения закупоривания, продлит срок службы удаляющего хлор угольного фильтра.

Далее хлорированная вода поступает в хлорирующий резервуар (606), который может содержать воздушный зазор (608), для поддержания в воде приемлемого уровня концентрации хлора и изоциануровой кислоты, и может также, возможно, содержать диффузоры (610), которые улучшают перемешивание хлорированной воды до однородного раствора. Для удаления находящегося в воде растворенного хлора в резервуаре (606) также постоянно находится блочный фильтр (612) из прессованного активированного угля.

Фильтром может быть угольный блочный фильтр "eSpring", поставляемый "Amway Corp.", of Ada, шт.Мичиган. Втулка (614) соединяет фильтр с краном или клапаном и герметически соединена уплотнительными кольцами (618) с фильтром или краном. Контейнер или резервуар (606) может включать шарнирную или иную, отдельно закрывающуюся крышку (620), а также, возможно, ручку (622) для переноски. Резервуар может также включать дренажное отверстие (624) для целей выхода при переполнении, которое включает барьер для предотвращения попадания в резервуар посторонних предметов. На фиг.7 показан резервуар хлорирования/дехлорирования в разобранном виде.

Фиг.8 является иллюстрацией дозирующего хлор устройства в увеличенном масштабе, которое включает колпачок (800), защищающий таблетки (802) хлора от выпадения из капсулы (804). Для обеспечения возможности контакта неочищенной воды с таблетками (802) хлора, приводящего к некоторому растворению хлора в водном растворе, капсула на нижнем участке включает множество отверстий (806). Далее вода поступает в резервуар и, при желании, может быть профильтрована перед выдачей для использования (не показано). Один вариант осуществления дозирующего устройства включает две таблетки хлора, которые полностью растворяются после обработки приблизительно 2000 или более галлонов воды. Другие конструкции, по желанию, могут потребовать большего дозирования воды с более высоким расходом хлора. В других вариантах осуществления разные объемы очищенной воды обеспечиваются различным числом таблеток хлора и различной формы. Колпачок (800) может быть закреплен на капсуле (804) с помощью резьбы, что позволяет пользователю, по израсходовании на обработке воды таблеток хлора, устанавливать новые таблетки. При желании, может быть обеспечен капсульный комплект (808) с герметичным колпачком, который исключает прямой контакт пользователя с хлором. Например, колпачок (800) может быть закреплен на капсуле (804) ультразвуковой сваркой или одноразовой резьбой. Дополнительно, возможно, может быть обеспечен единый картридж с герметизированными внутри таблетками, в виде блока одноразового применения. Другим достоинством герметичного исполнения капсулы является то, что она облегчает безопасность обращения и соблюдение требований транспортировки таблеток треххлористой изоциануровой кислоты. При транспортировке в больших количествах треххлористая изоциануровая кислота может представлять опасность возгорания. Например, при ее транспортировке в больших количествах может всту