RU2074019C1

RU2074019C1 - Device for water purification from chemical and mechanical impurities

Info

Publication number: RU2074019C1
Application number: RU94031674/26A
Authority: RU
Inventors: А.С. Брайнес; В.С. Боднар; Б.В. Ионов
Original assignee: Малое внедренческое предприятие "Фильтр"
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 1997-02-27
Also published as: RU94031674A

Abstract

FIELD: devices for water purification. SUBSTANCE: device has branch pipe for admission of water to be purified to tubular module which accommodates one filter element and branch pipe for discharge of filtrate. Filter elements made in the form of two permeable membranes wound on perforated or porous tube and one layer of ion-exchange fabric arranged between the membranes. End faces of filter elements from one side are sealed and module body from this side is connected with branch pipe for admission of water to be purified and from the opposite side, ends of all filter elements are connected with branch pipe for discharge of filtrate. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Устройство предназначено для очистки воды от ионов меди, железа, хрома, цинка и других тяжелых металлов, а также от ионов SO₄, хлора и других веществ после проведения гальванических процессов, процессов травления, а также может быть использовано для подготовки питьевой воды.The device is designed to purify water from ions of copper, iron, chromium, zinc and other heavy metals, as well as from ions of SO ₄ , chlorine and other substances after galvanic processes, etching processes, and can also be used to prepare drinking water.

Устройство для очистки воды от ионных загрязнений может применяться в химической, радиоэлектронной, электронной, медицинской, фармацевтической промышленности, а также на стадиях подготовки питьевой воды. A device for purifying water from ionic pollution can be used in the chemical, electronic, electronic, medical, pharmaceutical industries, as well as in the stages of preparation of drinking water.

Существующие устройства для очистки воды от отходов гальванического и других производств энергоемкости, сложны и дорогостоящи. К ним относятся методы электролиза, ультрафильтрации, обратного осмоса, мембранной техники и др. Даже методы ионного обмена с помощью смол связаны с длительной подготовкой, большим расходом реагентов и с дорогостоящей промывкой смол. Existing devices for water purification from galvanic wastes and other energy-intensive industries are complex and expensive. These include methods of electrolysis, ultrafiltration, reverse osmosis, membrane technology, etc. Even ion exchange methods using resins are associated with long preparation, high consumption of reagents, and expensive washing of resins.

Большую группу составляют устройство очистки воды с помощью трубчатых мембранных модулей, применяемые во многих областях, в частности, для подготовки питьевой воды, для ее обессоливания, для конденсации коллоидов, очистки стоков и т.д. Основным фильтрующим элементом таких устройств является пористая или перфорированная трубка, изготовленная из нержавеющей стали, пластмассы, либо из волокнистого нетканого материала, покрытая снаружи или изнутри одним или несколькими слоями проницаемых или полупроницаемых мембран. Как правило, несколько таких трубок помещаются в цилиндpический корпус, к которому через один патрубок подводится загрязненная вода, а через другой патрубок выводится очищенная. A large group consists of a water purification device using tubular membrane modules used in many fields, in particular, for the preparation of drinking water, for its desalination, for the condensation of colloids, for the treatment of effluents, etc. The main filter element of such devices is a porous or perforated tube made of stainless steel, plastic, or a fibrous non-woven material, coated on the outside or inside with one or more layers of permeable or semi-permeable membranes. As a rule, several of these tubes are placed in a cylindrical housing, to which contaminated water is supplied through one nozzle, and purified water is discharged through another nozzle.

Предлагаемое устройство может быть отнесено как к группе трубчатых мембранных модулей, так и к группе ионообменных устройств. В качестве прототипа заявляемого устройства выбран трубчатый мембpанный модуль, состоящий из совокупности фильтрующих элементов, расположенных в цилиндрическом корпусе, причем каждый из фильтрующих элементов представляет трубу из волокнистого нетканого материала с внутренним диаметром 4-25 мм, покрытую изнутри проницаемой мембранной; жидкость, предназначенная для очистки, подается внутрь фильтрующих элементов, а выводится из внешнего пространства между фильтрующими элементами (5). The proposed device can be attributed to both the group of tubular membrane modules and the group of ion-exchange devices. As a prototype of the claimed device, a tubular membrane module is selected, consisting of a set of filtering elements located in a cylindrical body, each of the filtering elements representing a tube of fibrous nonwoven material with an inner diameter of 4-25 mm, coated inside with a permeable membrane; the liquid intended for cleaning is fed into the filter elements, and is removed from the external space between the filter elements (5).

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом устройстве для очистки воды в качестве основной фильтрующей среды используется ионообменная ткань, намотанная на перфорированные или пористые опорные трубки, размещенные в корпусе трубчатого модуля, на которые предварительно наматывается проницаемая мембрана с диаметром пор 0,2-100 мкм. Эта же мембрана наматывается на опорные трубки и поверх слоев ионообменной ткани. Затем торцы фильтрующих элементов с одной стороны герметизируются и корпус модуля с этой стороны соединяется с патрубком для ввода воды, а с другой стороны открытые концы всех фильтрующих элементов соединяются с патрубком для отвода фильтрата в торцевой части корпуса трубчатого модуля. The essence of the invention lies in the fact that in the proposed device for water purification as the main filter medium, an ion-exchange fabric is used, wound on perforated or porous support tubes placed in the housing of the tubular module, on which a permeable membrane with a pore diameter of 0.2-100 is pre-wound microns. The same membrane is wound on support tubes and over layers of ion-exchange tissue. Then the ends of the filtering elements are sealed on one side and the module housing on this side is connected to the water inlet pipe, and on the other hand, the open ends of all filtering elements are connected to the filtrate outlet in the end part of the tubular module housing.

Загрязненная вода проходит в наружную часть фильтрующих элементов, просачиваясь последовательно через проницаемую мембрану, через один или несколько слоев ионообменной ткани (при этом происходит удаление из воды загрязняющих ее ионов) и вновь через проницаемую мембрану, после чего вода, очищенная от ионов и механических загрязнений, выводится из внутренней части фильтрующих элементов за пределы модуля. Contaminated water passes into the outer part of the filtering elements, seeping sequentially through a permeable membrane, through one or more layers of ion-exchange tissue (this removes polluting ions from the water) and again through a permeable membrane, after which the water purified from ions and mechanical impurities, derived from the inside of the filter elements outside the module.

Подробное изобретение раскрывается с помощью фиг.1-3. A detailed invention is disclosed using figures 1-3.

На фиг.1 представлено поперечное сечение трубчатого модуля в его цилиндрической части с 4 фильтрующими элементами, где 1 корпус трубчатого модуля; 2 фильтрующие элементы. Остальные позиции относятся к фильтpующему элементу и описываются в статике с помощью фиг.2. Figure 1 shows the cross section of the tubular module in its cylindrical part with 4 filter elements, where 1 the housing of the tubular module; 2 filter elements. The remaining positions relate to the filter element and are described in statics using figure 2.

На фиг.2 дан продольный разрез фильтрующего элемента. Figure 2 shows a longitudinal section of a filter element.

На фиг.3 дано сечение А-А трубчатого модуля на фиг.1. Figure 3 shows a section aa of the tubular module of figure 1.

Фильтрующий элемент, показанный на фиг.1-3, состоит из следующих частей:
3 проницаемая мембрана;
4 ионообменная ткань;
5 проницаемая мембрана;
6 перфорированная или пористая опорная трубка.The filter element shown in figures 1-3, consists of the following parts:
3 permeable membrane;
4 ion-exchange tissue;
5 permeable membrane;
6 perforated or porous support tube.

Работа трубчатого модуля 1 в динамическом режиме может быть рассмотрена с помощью фиг.3: поток очищаемой воды подается внутрь трубчатого модуля 1 в пространство между фильтрующими элементами 2, проходя последовательно через слой мембраны 3, один или несколько слоев ионообменной ткани 4, через мембрану 5 и поры или отверстия стенок опорных трубок 6 фильтрующих элементов 2. Через открытые концы всех фильтрующих элементов 2, соединенные с выходным патрубком поток очищенной воды выводится из модуля 1. The operation of the tubular module 1 in dynamic mode can be considered using figure 3: the flow of purified water is fed into the tubular module 1 into the space between the filter elements 2, passing sequentially through a layer of membrane 3, one or more layers of ion-exchange fabric 4, through membrane 5 and pores or openings of the walls of the support tubes 6 of the filter elements 2. Through the open ends of all filter elements 2 connected to the outlet pipe, the stream of purified water is discharged from module 1.

Пример. Изготовлено устройство для очистки воды в виде трубчатого модуля 1 (фиг. 1), содержащего 4 фильтpующих элемента 2, патрубка, представляющего общий выход фильтрующих элементов с одной стороны модуля, а также патрубка, соединенного с общим входом модуля (патрубки, не входящие в предмет изобретения, на фиг.1 не показаны). Example. A device for water purification is manufactured in the form of a tubular module 1 (Fig. 1) containing 4 filter elements 2, a nozzle representing the general output of the filter elements on one side of the module, and a nozzle connected to the general input of the module (nozzles not included in the item 1, not shown).

На вход модуля 1 подается раствор, содержащий ионы металлов, а на выходе модуля производится анализ воды после очистки. Результаты анализа сведены в таблицу. At the input of module 1, a solution containing metal ions is supplied, and at the output of the module, water is analyzed after purification. The results of the analysis are summarized in table.

Claims

A device for purifying water from chemical and mechanical impurities, comprising a nozzle for introducing purified water and a tubular module, the housing of which contains at least one filter element based on a perforated or porous support tube, and also a nozzle for draining the filtrate from the tubular module, characterized in that the filter element is made in the form of two permeable membranes wound on a perforated or porous tube and at least one layer of ion-exchange fabric is placed between them, and the end face filter elements are sealed on one side and the housing of the module on this side is connected to the input pipe for the cleaned water and at the opposite side ends of all filter elements are connected with a pipe for the filtrate discharge.