RU2112747C1 - Method and membrane installation for treating water - Google Patents
Method and membrane installation for treating water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2112747C1 RU2112747C1 RU97109261A RU97109261A RU2112747C1 RU 2112747 C1 RU2112747 C1 RU 2112747C1 RU 97109261 A RU97109261 A RU 97109261A RU 97109261 A RU97109261 A RU 97109261A RU 2112747 C1 RU2112747 C1 RU 2112747C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filtrate
- concentrate
- discharge line
- water
- valve
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области мембранного разделения растворов и суспензий, в частности к средствам очистки природных вод с целью использования их в хозяйственно-питьевом водоснабжении, для предварительной подготовки воды перед дальнейшей более глубокой ее очисткой, например перед опреснением, для очистки промышленных стоков, для разделения, очистки и концентрирования растворов или суспензий органических или минеральных веществ, и может быть использовано в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения и коммунального хозяйства, а также в пищевой, химической, медицинской, биологической и др. промышленности. The invention relates to the field of membrane separation of solutions and suspensions, in particular to natural water purification agents for use in domestic and drinking water supply, for preliminary preparation of water before its further deeper treatment, for example, before desalination, for the treatment of industrial effluents, for separation, purification and concentration of solutions or suspensions of organic or mineral substances, and can be used in the drinking water supply and utilities, and also in food, chemical, medical, biological and other industries.
Известна установка для очистки воды, включающая мембранный аппарат, циркуляционный насос и циркуляционный контур [1]. A known installation for water purification, including a membrane apparatus, a circulation pump and a circulation circuit [1].
Основными недостатками известной конструкции являются низкая производительность аппарата и значительный расход энергии. The main disadvantages of the known design are the low productivity of the device and significant energy consumption.
Известен способ очистки воды ультрафильтрацией, при котором на мембранный аппарат подают не исходную воду, а концентрат или смесь исходной воды с концентратом [2]. A known method of water purification by ultrafiltration, in which the membrane apparatus is fed not source water, but a concentrate or a mixture of source water with a concentrate [2].
Основным недостатком способа является низкое качество получаемого фильтрата. The main disadvantage of this method is the low quality of the obtained filtrate.
Известна мембранная установка для очистки воды, включающая насос для подачи исходной воды, четырехходовой кран, батарею разделительных аппаратов на основе половолоконных или трубчатых микро- или ультрафильтрационных мембран, циркуляционный насос и циркуляционный контур [3]. A known membrane installation for water treatment, including a pump for supplying source water, a four-way valve, a battery of separation devices based on hollow fiber or tubular micro- or ultrafiltration membranes, a circulation pump and a circulation circuit [3].
В батарею разделительных аппаратов известной конструкции подают смесь исходной воды и концентрата, что значительно снижает качество фильтрата. Кроме того, в целях увеличения периода фильтроцикла за счет снижения концентрационной поляризации через разделительные аппараты прокачивают гораздо большее количество фильтруемой воды, чем нужно для фильтрования, что требует излишних энергозатрат. К основным недостаткам можно отнести то, что конструкция установки не обеспечивает эффективной регенерации мембран, так как промывка их потоком фильтруемой воды удаляет частички загрязнителя, осевшие на мембране, а проникшие в ее поры в основном остаются. Это приводит к уменьшению производительности установки и ресурса ее работы. A mixture of source water and concentrate is fed into the battery of separation apparatuses of known design, which significantly reduces the quality of the filtrate. In addition, in order to increase the period of the filter cycle by reducing the concentration polarization, much more filtered water is pumped through separation devices than is necessary for filtering, which requires unnecessary energy consumption. The main disadvantages include the fact that the design of the installation does not provide effective regeneration of the membranes, since washing them with a stream of filtered water removes particles of contaminant that have settled on the membrane, and which penetrate into its pores mainly remain. This leads to a decrease in the productivity of the installation and the resource of its operation.
Известен способ очистки воды, включающий стадию фильтрования в мембранном аппарате и стадию регенерации мембран от загрязнений, заключающийся в резком сбрасывании давления в аппарате и промывке мембран обратным током жидкости [4]. A known method of water purification, including the stage of filtering in the membrane apparatus and the stage of regeneration of membranes from contamination, which consists in a sharp release of pressure in the apparatus and flushing the membranes with a reverse fluid flow [4].
Этот способ имеет существенные недостатки. Обратный ток жидкости (фильтрата) сам по себе малоэффективен, так как при постоянном и даже продолжительном действии перепада давления под и над мембраной фильтрат проходит по наиболее крупным порам, вымывая из них частицы загрязняющих веществ и взрыхляя осевшие на мембране. Через мелкие поры, имеющие большое гидравлическое сопротивление и сцепление с частичками загрязняющих веществ, фильтрат практически не проходит. Кроме того, небольшая скорость потока фильтрата вдоль мембраны не позволяет сорвать и вынести из аппарата взрыхленные загрязнения. This method has significant disadvantages. The reverse flow of the liquid (filtrate) by itself is ineffective, since with a constant and even prolonged action of a pressure drop below and above the membrane, the filtrate passes through the largest pores, washing out particles of pollutants from them and loosening the sediment on the membrane. Through small pores having a high hydraulic resistance and adhesion to particles of contaminants, the filtrate practically does not pass. In addition, the low flow rate of the filtrate along the membrane does not allow loosened impurities to be removed and removed from the apparatus.
Изобретение направлено на снижение энергопотребления, улучшение качества фильтрата, увеличение производительности, ресурса работы мембранной установки для очистки воды. The invention is aimed at reducing energy consumption, improving the quality of the filtrate, increasing productivity, operating life of the membrane installation for water purification.
Для достижения поставленной цели мембранная установка для очистки воды, содержащая насос для подачи исходной воды, четырехходовой кран, батарею разделительных аппаратов на основе половолоконных или трубчатых микро- или ультрафильтрационных мембран, линию подвода исходной воды, линию отвода фильтрата с запорным клапаном, линию отвода концентрата с запорным клапаном и установленной параллельно ему диафрагмой, снабжена накопительной емкостью для фильтрата, промывочным насосом, соединенным всасывающим патрубком с накопительной емкостью фильтрата, а напорным патрубком с линией отвода фильтрата. To achieve this goal, a membrane water treatment plant containing a pump for supplying source water, a four-way valve, a battery of separation devices based on hollow-fiber or tubular micro- or ultrafiltration membranes, a line for supplying source water, a line for draining the filtrate with a shut-off valve, a line for draining the concentrate with a shut-off valve and a diaphragm installed parallel to it, equipped with a storage tank for the filtrate, a washing pump connected by a suction pipe to the storage tank y of the filtrate, and a discharge pipe with a filtrate discharge line.
Способ очистки воды на предлагаемой мембранной установке включает собственно стадию фильтрования воды и стадию регенерации установки. На стадии фильтрования в батарею разделительных аппаратов подают исходную воду без примеси концентрата, отвод концентрата осуществляют через диафрагму в количестве не более 6% от произведенного фильтрата, при этом закрывают запорный клапан на линии отвода концентрата и открывают запорный клапан на линии отвода фильтрата. На стадии регенерации включают промывочный насос на непрерывный режим работы, закрывают запорный клапан на линии отвода фильтрата, запорный клапан на линии отвода концентрата попеременно открывают и закрывают, насос подачи исходной воды включают после открытия запорного клапана на линии отвода концентрата и выключают одновременно с его закрытием. The method of water purification in the proposed membrane installation includes the actual stage of filtering water and the stage of regeneration of the installation. At the stage of filtering, the source water without impurity of the concentrate is supplied to the battery of separation apparatus, the concentrate is discharged through the diaphragm in an amount of not more than 6% of the filtrate produced, and the shut-off valve on the concentrate discharge line is closed and the shut-off valve on the filtrate discharge line is opened. At the regeneration stage, the washing pump is switched on for continuous operation, the shut-off valve on the filtrate discharge line is closed, the shut-off valve on the concentrate drain line is alternately opened and closed, the feed water supply pump is turned on after the shut-off valve on the concentrate drain line is opened and turned off simultaneously with its closing.
На чертеже изображена схема предлагаемой мембранной установки для очистки воды. The drawing shows a diagram of the proposed membrane installation for water purification.
Мембранная установка для очистки воды содержит фильтр грубой очистки 1, насос подачи исходной воды 2, обратный клапан 3, четырехходовой кран 4, батарею разделительных аппаратов 5 на основе половолоконных или трубчатых микро- или ультрафильтрационных мембран 6, запорный клапан 7, накопительную емкость 8, промывочный насос 9, обратный клапан 10, диафрагму 11, установленный параллельно ей запорный клапан 12, линию подвода исходной воды 13, линию отвода концентрата 14, линию отвода фильтрата 15. The membrane water treatment plant contains a coarse filter 1, a source water supply pump 2, a check valve 3, a four-way valve 4, a battery of separation devices 5 based on hollow-fiber or tubular micro- or
Установка работает следующим образом. Исходную воду, прошедшую фильтр грубой очистки 1, насосом 2 подают через обратный клапан 3, четырехходовой кран 4 в батарею разделительных аппаратов 5. Фильтрат по линии отвода фильтрата 15 через запорный клапан 7 поступает в накопительную емкость 8. Концентрат из батареи аппаратов 5 по линии отвода концентрата 14 отводят через четырехходовой кран 4 и диафрагму 11, которая пропускает концентрат в количестве не более 6% от произведенного фильтрата. В режиме фильтрования промывочный насос 9 отключен, запорный клапан 7 открыт, запорный клапан 12 закрыт. Installation works as follows. The raw water that has passed through the coarse filter 1 is pumped through a non-return valve 3 through a check valve 3 and a four-way valve 4 to the battery of separation devices 5. The filtrate enters the accumulation tank 8 through the shut-off valve 7 through the shut-off valve 7. Concentrate from the battery of the devices 5 via the drain line concentrate 14 is diverted through a four-way valve 4 and a diaphragm 11, which passes the concentrate in an amount of not more than 6% of the produced filtrate. In the filtering mode, the flushing pump 9 is turned off, the shut-off valve 7 is open, the shut-off
После того, как производительность мембранной установки в результате накопления на поверхности мембраны и в ее порах загрязняющих веществ снизится до допустимого предела, проводят ее регенерацию. Для этого закрывают запорный клапан 7 на линии отвода фильтрата 15. При этом промывочный насос 9 включают в работу в непрерывном режиме. Спустя некоторое время, когда давления под мембраной и над мембраной сравниваются, открывают запорный клапан 12. При этом давление над мембранами 6 резко снижается, и фильтрат из подмембранного пространства устремляется в надмембранное по всей площади половолоконных или трубчатых мембран 6, отрывая осевшие частицы загрязняющего вещества, которые удаляются из аппаратов 5 в виде промывных вод через четырехходовой кран 4 и запорный клапан 12. Затем включают насос 2, при этом скорость потока в канале половолоконных или трубчатых мембран 6 увеличивается и происходит окончательный вынос загрязняющих веществ из установки. After the productivity of the membrane installation as a result of accumulation on the surface of the membrane and in its pores of contaminants decreases to an acceptable limit, it is regenerated. To do this, close the shutoff valve 7 on the drainage line of the filtrate 15. At the same time, the flushing pump 9 is switched on in continuous operation. After some time, when the pressures under the membrane and above the membrane are compared, the shut-off
Пример. В соответствии с изобретением была собрана мембранная установка и проведен процесс очистки речной воды Р. Псекупс Краснодарского края. Установка включала насос подачи исходной воды 2 марки ЦВС 25/20, батарею разделительных аппаратов 5 в количестве 120 шт марки УВА-ПС-20-1040 на основе половолоконных ультрафильтрационных мембран 6, промывочный насос 9 марки ЦВС 63/20. Example. In accordance with the invention, a membrane unit was assembled and a river water purification process was conducted by R. Psekups of the Krasnodar Territory. The installation included a feed pump for supplying water 2 of the CVS 25/20 grade, a battery of separation devices 5 in an amount of 120 pcs of UVA-PS-20-1040 grade based on hollow
В таблице представлены характеристики предлагаемого способа и устройства для очистки воды в сравнении с известными. The table shows the characteristics of the proposed method and device for water purification in comparison with the known.
Как видно из таблицы, при любой исходной воде (мутность от 20 до 200 мг/л) предлагаемый способ обеспечивает высокое качество фильтрата (мутность фильтрата < 0,2 мг/л). Производительность известной и предлагаемой установок в начальный период их работы были равны 18 м3/ч и 22 м3/ч соответственно, после 500 ч работы - 12 м3/ч и 18 м3/ч соответственно. Ресурс работы известной установки составил 500 ч, а предлагаемой - 11000 ч. Общая потребляемая электроэнергия в предлагаемой установке более чем в 2 раза меньше, чем в известной установке (2,9 и 7 кВт соответственно).As can be seen from the table, with any source water (turbidity from 20 to 200 mg / l), the proposed method provides high quality filtrate (turbidity of the filtrate <0.2 mg / l). The productivity of the known and proposed plants in the initial period of their operation was equal to 18 m 3 / h and 22 m 3 / h, respectively, after 500 hours of work - 12 m 3 / h and 18 m 3 / h, respectively. The operating life of the known installation was 500 hours, and the proposed - 11,000 hours. The total energy consumption in the proposed installation is more than 2 times less than in the known installation (2.9 and 7 kW, respectively).
Таким образом, изобретение позволяет снизить энергопотребление, увеличить производительность и ресурс работы мембранной установки, улучшить эффективность процесса фильтрования воды. Thus, the invention allows to reduce energy consumption, increase productivity and service life of the membrane installation, improve the efficiency of the process of filtering water.
Литература. Literature.
1. Патент Великобритании N 2164579. 1. British patent N 2164579.
2. То же. 2. The same.
3. Патент РФ N 2006490. 3. RF patent N 2006490.
4. Дытнерский Ю.П. Барометрические процессы. Теория и расчет. М.: Химия, 1986, с. 70. 4. Dytnersky Yu.P. Barometric processes. Theory and calculation. M .: Chemistry, 1986, p. 70.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97109261A RU2112747C1 (en) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | Method and membrane installation for treating water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97109261A RU2112747C1 (en) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | Method and membrane installation for treating water |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2112747C1 true RU2112747C1 (en) | 1998-06-10 |
RU97109261A RU97109261A (en) | 1998-10-10 |
Family
ID=20193736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97109261A RU2112747C1 (en) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | Method and membrane installation for treating water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2112747C1 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005053822A1 (en) * | 2003-12-08 | 2005-06-16 | Evgeny Viktorovich Skidanov | Membrane solution separating device |
RU2446111C1 (en) * | 2010-09-14 | 2012-03-27 | Александр Владимирович Микиртычев | Method of water treatment and membrane unit to this end |
RU2453469C2 (en) * | 2010-07-27 | 2012-06-20 | Валерий Александрович Комаров | Reverse osmosis water treatment unit |
RU2562660C2 (en) * | 2013-11-13 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Desalination installation generating cold and electric power (versions) |
WO2017095914A1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | University Of North Carolina At Charlotte | Nanomaterials, devices, and methods of water treatment |
RU2676639C2 (en) * | 2014-02-17 | 2019-01-09 | Байер Акциенгезельшафт | Ultrafiltration unit for continuous buffer or media replacement from protein solution |
WO2019180495A1 (en) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | Homefree Environmental Oü | A reverse-osmosis filtration system and a method of obtaining data on its state |
RU2705949C1 (en) * | 2019-04-09 | 2019-11-12 | Валерий Александрович Комаров | Reverse-osmosis desalination plant with filter |
RU2790128C1 (en) * | 2022-05-04 | 2023-02-14 | Валерия Витальевна Майер | Reverse osmosis plant |
-
1997
- 1997-06-18 RU RU97109261A patent/RU2112747C1/en active
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005053822A1 (en) * | 2003-12-08 | 2005-06-16 | Evgeny Viktorovich Skidanov | Membrane solution separating device |
RU2453469C2 (en) * | 2010-07-27 | 2012-06-20 | Валерий Александрович Комаров | Reverse osmosis water treatment unit |
RU2446111C1 (en) * | 2010-09-14 | 2012-03-27 | Александр Владимирович Микиртычев | Method of water treatment and membrane unit to this end |
RU2562660C2 (en) * | 2013-11-13 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Desalination installation generating cold and electric power (versions) |
RU2676639C2 (en) * | 2014-02-17 | 2019-01-09 | Байер Акциенгезельшафт | Ultrafiltration unit for continuous buffer or media replacement from protein solution |
WO2017095914A1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | University Of North Carolina At Charlotte | Nanomaterials, devices, and methods of water treatment |
US20180354815A1 (en) * | 2015-11-30 | 2018-12-13 | University Of North Carolina At Charlotte | Nanomaterials, devices, and methods of water treatment |
US11542181B2 (en) * | 2015-11-30 | 2023-01-03 | University Of North Carolina At Charlotte | Nanomaterials, devices, and methods of water treatment |
WO2019180495A1 (en) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | Homefree Environmental Oü | A reverse-osmosis filtration system and a method of obtaining data on its state |
RU2705949C1 (en) * | 2019-04-09 | 2019-11-12 | Валерий Александрович Комаров | Reverse-osmosis desalination plant with filter |
RU2790128C1 (en) * | 2022-05-04 | 2023-02-14 | Валерия Витальевна Майер | Reverse osmosis plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2394771C2 (en) | Water treatment device and method | |
JP4903113B2 (en) | Water treatment system and operation method thereof | |
US20130015132A1 (en) | Water purification apparatus and method for using pressure filter and pore control fiber filter | |
KR101810814B1 (en) | Ultra filtration unit and water purifying system having the same | |
RU2410336C2 (en) | Apparatus for purifying liquid, method of washing hollow-fibre filter and application of method of washing hollow-fibre filter | |
Pervov et al. | Membrane technologies in the solution of environmental problems | |
RU2112747C1 (en) | Method and membrane installation for treating water | |
JP2003533345A (en) | Method and apparatus for purifying water | |
JP3338505B2 (en) | Method for membrane purification of surface water with improved recovery rate and method of operating the same | |
KR20080010909A (en) | Water-treatment apparatus using membrane module submerged at inside of fiber filter and method thereof | |
KR100480984B1 (en) | Reverse osmosis water purifier for discharging clean water directly | |
ZA200201560B (en) | Method and device for purifying and treating waste water in order to obtain drinking water. | |
KR100473532B1 (en) | Purifying system for hollow yarn membran and operation method of the purifying system | |
RU97109261A (en) | METHOD FOR WATER CLEANING AND MEMBRANE INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
US20020011438A1 (en) | Water purification treatment apparatus with large pore size filter membrane unit | |
CN1238278C (en) | Method and device for effluent treatment | |
Cao et al. | Study on polypropylene hollow fiber based recirculated membrane bioreactor for treatment of municipal wastewater | |
JP4454922B2 (en) | Control method of filtration apparatus using hollow fiber type separation membrane | |
RU2434812C1 (en) | Membrane water treatment plant | |
RU2446111C1 (en) | Method of water treatment and membrane unit to this end | |
KR101973738B1 (en) | Method for cleaning of ceramic membrane filtration system using submerged membrane and pressurized membrane | |
KR20180021542A (en) | Filtering apparatus for seawater desalination system | |
RU22434U1 (en) | SOLUTION SEPARATION INSTALLATION | |
JPH11347595A (en) | Water purifying treatment equipment and concentration sludge thereof | |
JP2005046762A (en) | Water treatment method and water treatment apparatus |