RU2046004C1

RU2046004C1 - Membrane plant

Info

Publication number: RU2046004C1
Application number: RU9393033678A
Authority: RU
Inventors: Н.С. Артемов; Э.И. Симаненков; В.Н. Артемов; А.Л. Пимкин
Original assignee: Тамбовское акционерное общество "Комсомолец"
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: chemical industry; food industry; wastewater treatment. SUBSTANCE: plant has a dosing device. One end of the device is open to the plant pump inlet and initial liquid supply line, and the other end is open to a tank for chemicals and a suction branch pipe of a jet pump. The latter is connected to the plant discharge line. EFFECT: simpler design; lower power consumption. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к установкам для проведения процессов мембранного разделения и может быть использовано для обработки сточных вод, концентрирования растворов, получения обессоленной воды в химической, пищевой и других областях промышленности. The invention relates to installations for conducting processes of membrane separation and can be used for wastewater treatment, concentration of solutions, obtaining demineralized water in the chemical, food and other industries.

Известна установка, содержащая нагнетательный насос, мембранный аппарат, разделяющий раствор на концентрат и пермеат, дросселирующее устройство в линии концентрата на выходе из аппарата, сборник концентрата и емкость, соединенную с вакуумирующим устройством в виде струйного насоса, размещенного на трубопроводе вывода концентрата, а также трубопроводы, соединяющие вышеперечисленные элементы установки (а. с. N 1528527, кл. B 01 D 63/00, 1991). A known installation containing a discharge pump, a membrane apparatus that separates the solution into concentrate and permeate, a throttling device in the concentrate line at the outlet of the apparatus, a concentrate collector and a container connected to a vacuum device in the form of a jet pump placed on the concentrate outlet pipe, as well as pipelines connecting the above elements of the installation (and.with. N 1528527, CL B 01 D 63/00, 1991).

Недостаток такой установки отсутствие устройства для дозирования химических реагентов. The disadvantage of this installation is the lack of a device for dispensing chemical reagents.

Известна мембранная установка, содержащая нагнетательный насос, обратноосмотический аппарат, разделяющий исходный раствор на концентрат и пермеат, дросселирующее устройство в виде регулирующего клапана на выходе аппарата в линии концентрата, соединенное с емкостью сбора концентрата, насос-дозатор, соединенный с емкостью сбора концентрата. A known membrane installation containing a discharge pump, reverse osmosis apparatus, dividing the initial solution into concentrate and permeate, a throttling device in the form of a control valve at the outlet of the apparatus in the concentrate line, is connected to the concentrate collection tank, and a metering pump connected to the concentrate collection tank.

По совокупности общих признаков в качестве прототипа выбрано это устройство. Based on the set of common features, this device is selected as a prototype.

Недостатки такого устройства сложность конструкции, обусловленная применением дозировочного насоса, дополнительные энергозатраты на привод этого насоса. The disadvantages of this device are the design complexity due to the use of the metering pump, additional energy consumption for the drive of this pump.

Цель изобретения снижение энергоемкости, упрощение конструкции и повышение качества продуктов мембранного разделения. The purpose of the invention is to reduce energy consumption, simplify the design and improve the quality of membrane separation products.

Поставленная цель достигается тем, что в мембранной установке, содержащей нагнетательный насос, мембранный аппарат, разделяющий раствор на концентрат и пермеат, дросселирующее устройство в линии концентрата на выходе из аппарата, устройство для дозирования химических реагентов, а также трубопроводы, соединяющие элементы установки, установка снабжена струйным насосом и емкостью дозируемого раствора, устройство для дозирования выполнено в виде реактора, соединенного с входом нагнетательного насоса, линией подачи исходной жидкости, с емкостью дозируемого химического реагента и с всасывающим патрубком струйного насоса, соединенного с линией вывода концентрата. Реактор соединен трубопроводами и запорной арматурой с линиями отвода пермеата и концентрата и снабжен вертикальными перегородками поочередно соединенными с днищем или крышкой реактора и/или снабженными окнами на различной высоте. This goal is achieved by the fact that in a membrane installation containing a pressure pump, a membrane apparatus that separates the solution into concentrate and permeate, a throttling device in the concentrate line at the outlet of the device, a device for dispensing chemical reagents, and also pipelines connecting the elements of the installation, the installation is equipped with jet pump and the capacity of the dosed solution, the dispensing device is made in the form of a reactor connected to the inlet of the injection pump, the supply line of the source liquid, with e bone dispensed chemical reagent and a jet pump suction port connected to the output line of the concentrate. The reactor is connected by pipelines and valves to the permeate and concentrate discharge lines and is equipped with vertical partitions alternately connected to the bottom or cover of the reactor and / or provided with windows at different heights.

Снабжение установки струйным насосом и емкостью дозируемого раствора, выполнение устройства для дозирования в виде реактора, соединенного с входом нагнетательного насоса, линией подачи исходной жидкости, с емкостью дозируемого химического реагента и с всасывающим патрубком струйного насоса, соединенного с линией вывода концентрата, позволяет утилизировать давление концентрата, сбрасываемого из мембранного аппарата, и без применения дозировочного насоса обеспечивает подачу реагентов для достижения необходимого pH обрабатываемой воды, при котором исключается осаждение солей жеcткости на поверхность мембраны. Тем самым упрощается конструкция установки, снижается энергоемкость процесса мембранного разделения и повышается надежность работы за счет сокращения количества применяемого оборудования. Одновременно повышается надежность работы установки за счет исключения попадания капельной кислоты на пары трения насоса и участки трубопроводов и за счет полного растворения дозируемого реагента в полости при совместном их движении с подаваемой на обработку водой. Providing the installation with a jet pump and the capacity of the dosed solution, the design of the dosing device in the form of a reactor connected to the inlet of the injection pump, the supply line of the initial liquid, the capacity of the dosed chemical reagent and the suction nozzle of the jet pump connected to the output line of the concentrate allows to utilize the concentrate pressure , discharged from the membrane apparatus, and without the use of a metering pump provides the supply of reagents to achieve the required pH of the processed s, which prevents deposition of salts on the surface of the membrane zhectkosti. This simplifies the design of the installation, reduces the energy consumption of the membrane separation process and increases the reliability by reducing the amount of equipment used. At the same time, the reliability of the installation increases due to the exclusion of dropping acid on the friction pairs of the pump and sections of pipelines and due to the complete dissolution of the dosed reagent in the cavity during their joint movement with the water supplied for treatment.

Соединение реактора трубопроводами и запорной арматурой с линиями отвода пермеата и концентрата обеспечивает достижение оптимального солесодержания продуктов мембранного разделения. Для оптимизации соотношения между жесткостью воды и его солевым составом в реактор подается часть потока сбрасываемых пермеата или концентрата, что обеспечивает изменение химического состава подаваемой на мембранное разделение воды. Такое регулирование состава исходной воды эффективно при водоподготовке в различных отраслях промышленности, например, в системах водоподготовки ликеро-водочных заводов. Для предприятий, на которых конечным продуктом является концентрат, появляется возможность повысить степень концентрирования за счет подачи в реактор концентрата. Таким образом достигается повышение качества продуктов мембранного разделения. The connection of the reactor with pipelines and valves with permeate and concentrate discharge lines ensures the optimal salinity of the membrane separation products. To optimize the ratio between the hardness of water and its salt composition, a part of the flow of discharged permeate or concentrate is fed into the reactor, which ensures a change in the chemical composition of the water supplied to the membrane separation. Such regulation of the composition of the source water is effective in water treatment in various industries, for example, in the water treatment systems of distilleries. For enterprises in which the final product is a concentrate, it is possible to increase the degree of concentration by supplying concentrate to the reactor. Thus, an improvement in the quality of membrane separation products is achieved.

Снабжение реактора вертикальными перегородками, поочередно соединенными с днищем или крышкой реактора и/или снабженными окнами на различной высоте, позволяет образовать лабиринтное пространство для достижения жидкости и обеспечивает качественное растворение. При такой конструкции реактора время смещения дозируемого реагента с исходной жидкостью достаточно для образования раствора с заданным водородным показателем во всем живом сечении потока. Это повышает надежность работы мембранного элемента и исключает коррозионное воздействие реагента на насос. The supply of the reactor with vertical partitions, alternately connected to the bottom or cover of the reactor and / or equipped with windows at different heights, allows you to create a labyrinth space to reach the liquid and provides high-quality dissolution. With this design of the reactor, the displacement time of the dosed reagent with the initial liquid is sufficient for the formation of a solution with a given hydrogen index in the entire living section of the stream. This increases the reliability of the membrane element and eliminates the corrosive effects of the reagent on the pump.

На чертеже показана гидравлическая схема предлагаемой установки. The drawing shows the hydraulic circuit of the proposed installation.

Мембранная установка содержит нагнетательный насос 1, соединенный с мембранным аппаратом 2, разделяющим раствор на концентрат и пермеат, на входе и на выходе из которого в линии концентрата установлены манометр 3 и дросселирующее устройство 4, после которого установлен ротаметр 5, соединенный со струйным насосом 6, на выходе из которого параллельно установлены регулируемые вентили 7 и 8. На всасывающем патрубке установлены обратный клапан 9 и запорный орган 10, через которые струйный насос 6 соединен с реактором 11, выполненным в виде герметичной емкости, снабженной вертикальными перегородками 12, поочередно закрепленными на днище и крышке реактора 11. Линия отвода пермеата мембранного аппарата 2 снабжена установленными параллельно вентилями 13 и 14. Реактор 11 соединен трубопроводами с линией 15 подачи исходной воды, которая соединена с линией отвода пермеата через вентиль 13, с линией отвода концентрата через вентиль 8, с входом насоса 1 через вентиль 16. Верхняя часть полости реактора 11 соединена через вентиль 17, ротаметр 18 и трубопровод 19 с емкостью 20 дозируемого химического реагента, последняя снабжена пробкой 21, в которой кроме трубопровода 19 установлен трубопровод 22 подачи воздуха. Реактор 11 снабжен вакуумметром 23. Емкость дозируемого химического реагента 20 установлена в шкафу 24, соединенном вентилем 25 со всасывающим патрубком струйного насоса 6. The membrane installation contains a pressure pump 1, connected to a membrane apparatus 2, separating the solution into concentrate and permeate, at the inlet and outlet of which a pressure gauge 3 and a throttling device 4 are installed in the concentrate line, after which a flowmeter 5 is connected to the jet pump 6, at the outlet from which adjustable valves 7 and 8 are installed in parallel, a check valve 9 and a shut-off element 10 are installed on the suction pipe, through which the jet pump 6 is connected to the reactor 11, made in the form of a sealed of the tank equipped with vertical partitions 12, alternately fixed on the bottom and the lid of the reactor 11. The permeate discharge line of the membrane apparatus 2 is equipped with valves 13 and 14 installed in parallel. The reactor 11 is connected by pipelines to the source water supply line 15, which is connected to the permeate drain line through the valve 13, with a concentrate discharge line through valve 8, with a pump inlet 1 through valve 16. The upper part of the reactor cavity 11 is connected through valve 17, a rotameter 18, and a pipe 19 with a chemical dosing tank 20 , the latter is equipped with a stopper 21, in which, in addition to the pipe 19, an air supply pipe 22 is installed. The reactor 11 is equipped with a vacuum gauge 23. The capacity of the dosed chemical reagent 20 is installed in a cabinet 24 connected by a valve 25 to the suction nozzle of the jet pump 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

Исходный раствор поступает по трубопроводу 15 в реактор 11, откуда по трубопроводу через вентиль 16 и насос 1 подается в мембранный аппарат 2 под давлением, например, 2,5-5,0 МПа, которое контролируется по показаниям манометра 3. Пермеат выводится на потребление через вентиль 14 при закрытом вентиле 1, а концентрат через дросселирующее устройство 4 сбрасывается через ротаметр 5 и струйные насос 6 на делитель потока, содержащий установленные параллельно вентили 7 и 8, и при закрытом вентиле 13 через вентиль 7 сбрасывается в канализацию или на утилизацию. Во всасывающем патрубке создается разрежение и через обратный клапан 9 и запорный орган 10 происходит вакуумирование реактора 11, в который за счет разрежения создаваемого им через трубопровод 19, ротаметр 18 и вентиль 17 из емкости 20 подается химический реагент по трубопроводу 19. Омывая вертикальные пластины 12, снабженные окнами для образования лабиринтного пространства, дозируемый химический реагент перемешивается с поступающей через трубопровод 15 исходной жидкостью, которая через вентиль 16 подается на вход нагнетательного насоса 1. Последующая обработка жидкости в мембранном аппарате 2 идет уже при непрерывном или периодическом дозировании химического реагента. Для исключения влияния уровня дозируемой жидкости на точность дозирования емкость 20 во время работы закрыта крышкой 21, благодаря чему в емкости 20 создается разрежение, равное глубине погружения в дозируемую жидкость трубки 22. Разрежение в реакторе 11 регулируется запорным органом 10 и контролируется по вакуумметру 23. Для обеспечения безопасности при дозиpовании кислот и щелочей емкость 20 помещена в шкаф 24, из которого пары реагента через вентиль 25 отсасываются в жидкость, подаваемую на мембранное разделение. Изменение количества дозируемого реагента осуществляется вентилем 17 и контролируется по показаниям ротаметра 18. The initial solution enters through a pipe 15 to a reactor 11, from where a pipe through a valve 16 and a pump 1 is supplied to a membrane apparatus 2 under a pressure of, for example, 2.5-5.0 MPa, which is controlled by the readings of pressure gauge 3. valve 14 when valve 1 is closed, and the concentrate through the throttling device 4 is discharged through the rotameter 5 and the jet pump 6 to a flow divider containing valves 7 and 8 installed in parallel, and when valve 13 is closed, through valve 7 is discharged into the sewer or for disposal. A vacuum is created in the suction pipe and, through the check valve 9 and the shut-off element 10, the reactor 11 is evacuated, into which, through the vacuum created by it through the pipe 19, the rotameter 18 and the valve 17, the chemical reagent 20 is supplied through the pipe 19. Washing the vertical plates 12, equipped with windows for the formation of a labyrinth space, the dosed chemical reagent is mixed with the source fluid entering through the pipeline 15, which is supplied through the valve 16 to the inlet of the injection pump 1. After further processing of the liquid in the membrane apparatus 2 is already under continuous or periodic dosing of the chemical reagent. To exclude the influence of the dosing liquid level on the dosing accuracy, the container 20 is closed by a cover 21 during operation, due to which a vacuum is created in the vessel 20 equal to the immersion depth of the tube 22. The vacuum in the reactor 11 is regulated by a shut-off element 10 and is monitored by a vacuum gauge 23. For to ensure safety when dispensing acids and alkalis, the container 20 is placed in the cabinet 24, from which the reagent vapors through the valve 25 are sucked into the liquid supplied to the membrane separation. The change in the amount of the dosed reagent is carried out by the valve 17 and is controlled by the readings of the rotameter 18.

Предлагаемое устройство позволяет упростить конструкцию за счет исключения дозировочного насоса и снизить энергопотребление за счет утилизации энергии сбрасываемого концентрата. The proposed device allows to simplify the design by eliminating the metering pump and reduce energy consumption by utilizing the energy of the discharged concentrate.

Claims

1. MEMBRANE INSTALLATION, comprising a pressure pump, a membrane apparatus that separates the solution into concentrate and permeate, a throttling device in the concentrate line at the outlet of the apparatus, a device for dispensing chemical reagents, and also piping connecting the elements of the installation, characterized in that the installation is equipped with a jet the pump and the capacity of the dosed solution, the dosing device is made in the form of a reactor connected to the inlet of the injection pump, the supply line of the original liquid, with the capacity of the dosed chemical reagent and with the suction nozzle of the jet pump connected to the output line of the concentrate.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the reactor is connected by pipelines and valves to the output lines of permeate and concentrate.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the reactor is equipped with vertical partitions, alternately connected to the bottom or cover of the reactor and / or provided with windows at different heights.