RU2253505C1

RU2253505C1 - Filtration module

Info

Publication number: RU2253505C1
Application number: RU2003132125/15A
Authority: RU
Inventors: А.А. Пантелеев (RU); А.А. Пантелеев; С.А. Углов (RU); С.А. Углов; С.Л. Громов (RU); С.Л. Громов; А.Е. Приходько (RU); А.Е. Приходько
Original assignee: ЗАО "Научно-Производственная Компания "Медиана-Фильтр"
Priority date: 2003-11-04
Filing date: 2003-11-04
Publication date: 2005-06-10

Abstract

FIELD: water purification.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of water purification and is used in installations of the reverse osmosis. The offered filtration module consists of a body with connecting pipes. Inside the body there is a perforated pipe-collector with a membranous linen reeled-up on it. In the pipe there are fixed constructional elements ensuring an increase of the linear speed of a stream along the pipe up to the value of no less than 0.5 m\s. The given invention allows to minimize the filtration device stagnation zones stimulating microorganisms growth.

EFFECT: the invention ensures minimization of the filtration device stagnation zones stimulating microorganisms growth.

9 cl, 5 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области очистки воды, а именно к устройствам для очистки воды с использованием установок обратного осмоса.The invention relates to the field of water purification, and in particular to devices for water purification using reverse osmosis plants.

В настоящее время фильтрационные модули на основе рулонных обратноосмотических мембран находят широкое применение в практике в связи с высокой эффективностью очистки и относительной дешевизной используемого оборудования как самостоятельно, так и в качестве элемента более сложных комплексных систем.Currently, filtration modules based on roll reverse osmosis membranes are widely used in practice due to the high cleaning efficiency and the relative cheapness of the equipment used both independently and as an element of more complex integrated systems.

В частности, известна система очистки воды (Пат. США № 4808287, 1988, кл. В 01 D 13/00), включающая в себя фильтр предварительной очистки, два фильтра с активированным углем, 1-5-микронный фильтр и два модуля обратного осмоса, работающие под давлением около 28 атм. Указанный комплекс устройств отличается сложностью, связанной с необходимостью создания относительно высоких давлений, недостаточной эффективностью и малой надежностью.In particular, a known water purification system (US Pat. US No. 4808287, 1988, class B 01 D 13/00), including a pre-filter, two activated carbon filters, a 1-5 micron filter and two reverse osmosis modules working under pressure of about 28 atm. The specified set of devices is notable for the complexity associated with the need to create relatively high pressures, insufficient efficiency and low reliability.

В устройстве (Пат. РФ №2162739, 1997, кл. В 01 D 63/02) предлагается усовершенствовать процесс обратного осмоса, помещением в обратноосмотический модуль ряда дополнительных мембранных элементов. Однако предлагаемое решение приводит к образованию значительного числа застойных зон, приводящих к загрязнению получаемой воды микроорганизмами, что исключает использование ее для получения воды повышенной чистоты, пригодной для использования в медицинской, пищевой и фармацевтической промышленности.The device (Pat. RF No. 2162739, 1997, class B 01 D 63/02) proposes to improve the reverse osmosis process by placing a number of additional membrane elements in the reverse osmosis module. However, the proposed solution leads to the formation of a significant number of stagnant zones, leading to contamination of the resulting water by microorganisms, which excludes its use to produce water of high purity, suitable for use in the medical, food and pharmaceutical industries.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому является устройство для получения чистой воды (Пат. РФ №2119377, 1998, кл. B 01 D 61/02), состоящее из корпуса с трубкой и намотанной на нее мембраной, насоса и запорно-регулирующих приспособлений (клапанов), позволяющих менять направление сырой воды, идущей вдоль мембраны, на противоположное. Корпус имеет отверстия для прохода сырой воды, отвода концентрата, отвода чистой воды и отверстия для попеременного входа и выхода воды.The closest in technical essence to the claimed is a device for producing clean water (Pat. RF №2119377, 1998, class B 01 D 61/02), consisting of a housing with a tube and a membrane wound on it, a pump and locking and control devices ( valves), allowing to change the direction of raw water running along the membrane to the opposite. The housing has openings for the passage of raw water, the discharge of concentrate, the drainage of clean water and openings for alternating entry and exit of water.

Недостатком данной установки является наличие в корпусе и линии чистой воды (фильтрата) застойных зон, способствующих интенсивному росту микроорганизмов, что ограничивает возможные области применения получаемой воды, в частности, не позволяет или значительно ограничивает использование данной воды в медицине, пищевой и фармацевтической промышленности.The disadvantage of this installation is the presence in the body and line of clean water (filtrate) of stagnant zones that contribute to the intensive growth of microorganisms, which limits the possible applications of the water obtained, in particular, does not allow or significantly limits the use of this water in medicine, food and pharmaceutical industries.

Задачей, решаемой авторами, является создание фильтрационного устройства, в котором наличие застойных зон минимизировано.The problem solved by the authors is the creation of a filtration device in which the presence of stagnant zones is minimized.

При решении указанной задачи исходили из того, что наиболее проблематичным узлом с точки зрения образования застойных зон внутри рулонных обратноосмотических элементов выступает линия сбора отфильтрованной воды (фильтрата), конструктивно представляющая собой перфорированную трубку постоянного поперечного сечения, на которую наматывается полотно обратноосмотической мембраны, причем длина трубки может превышать ширину полотна.In solving this problem, we proceeded from the fact that the most problematic node from the point of view of the formation of stagnant zones inside roll reverse osmosis elements is the filtered water (filtrate) collection line, which is structurally a perforated tube of constant cross section, on which the reverse osmosis membrane is wound, and the length of the tube may exceed the width of the canvas.

Фильтрат проходит через мембранное полотно, поступает внутрь трубки через тонкие перфорационные отверстия, равномерно распределенные вдоль ширины полотна, а затем отбирается с открытого конца трубки. Трубка открыта с обоих концов или с одного из них, если второй конец заглушен.The filtrate passes through the membrane web, enters the tube through thin perforations uniformly distributed along the width of the web, and then is taken from the open end of the tube. The tube is open at both ends or from one of them if the other end is plugged.

Поскольку поступление фильтрата в трубку-сборник происходит через перфорационные отверстия равномерно по всей ширине мембранного полотна, то скорость потока фильтрата вдоль этой собирающей трубки непостоянна и возрастает от практически нулевого значения (застойная зона) до максимальной на открытом конце(ах) трубки.Since the filtrate enters the collection tube through the perforations uniformly over the entire width of the membrane web, the filtrate flow rate along this collecting tube is unstable and increases from almost zero value (stagnant zone) to the maximum at the open end (s) of the tube.

При отборе фильтрата с обоих концов трубки-сборника область малоподвижной воды формируется в серединной части трубки. В случае же отбора фильтрата с одного конца трубки-сборника, застойная зона формируется вблизи пробки (заглушки), герметично устанавливаемой в этом случае на другой конец трубки. (Введение в конструкцию фильтрационного модуля такой заглушки оправдывается упрощением, удешевлением и повышением надежности работы установки за счет уменьшения длины магистралей и количества запорно-регулирующей арматуры, а также упрощает эксплуатацию всей установки обратного осмоса.)When the filtrate is taken from both ends of the collection tube, a region of inactive water is formed in the middle of the tube. If the filtrate is taken from one end of the collection tube, a stagnant zone is formed near the plug (plug), which is hermetically installed on the other end of the tube. (The introduction of such a plug into the design of the filtration module is justified by simplifying, reducing the cost and increasing the reliability of the installation by reducing the length of the lines and the number of shut-off and control valves, and also simplifies the operation of the entire reverse osmosis installation.)

Было найдено, что поставленная задача при эксплуатации модулей обратного осмоса, состоящих из рулонных обратноосмотических мембран, решается за счет введения в трубку-сборник конструкционных элементов (КЭ), которые позволяют минимизировать или даже полностью исключить вероятность образования застойных зон (источников контаминации) в линии отфильтрованной воды за счет создания по всей длине перфорированной трубки турбулентных потоков воды (в общем случае зависящее от температуры воды, диаметра трубопровода, степени турбулентности потока и др.), двигающихся со скоростью не менее 0.5 м/сек, путем уменьшения внутреннего поперечного сечения (ПВС) трубки вдоль ее длины, от зоны, где течение воды минимально или отсутствует (застойная зона), до места, в котором скорость потока воды достаточна для подавления роста микроорганизмов.It was found that the task in the operation of reverse osmosis modules, consisting of roll reverse osmosis membranes, is solved by introducing structural elements (CE) into the collection tube, which can minimize or even completely eliminate the likelihood of stagnant zones (contamination sources) in the filtered line water due to the creation of turbulent water flows along the entire length of the perforated tube (in the general case, depending on the temperature of the water, the diameter of the pipeline, and the degree of turbulence in eye, etc.) moving at a speed of at least 0.5 m / s by decreasing the internal cross-section (PVA) of the tube along its length, from the zone where the water flow is minimal or absent (stagnant zone), to the place where the flow velocity water is sufficient to inhibit the growth of microorganisms.

Такое изменение ПВС трубки достигается установкой в ней в качестве конструкционного элемента по крайней мере одного трубчатого или стержневого вкладыша, либо их сочетанием.Such a change in the PVA tube is achieved by installing at least one tubular or rod liner therein, or a combination thereof.

Геометрическая форма вкладыша, как правило, выполняется в виде тела вращения с криволинейной или ломанной линией контура боковой поверхности сложного вида. Вкладыш может быть съемным или являться неразъемной частью трубки-сборника. Длина вкладыша, как правило, составляет не менее четверти длины трубки, а диаметр подобран таким образом, чтобы линейная скорость потока вдоль трубки в любой точке составляла, как правило, не менее 0.5 м/сек, что гарантирует отсутствие роста микрофлоры в линии фильтрата модуля.The geometric shape of the liner, as a rule, is in the form of a body of revolution with a curved or broken line contour of the side surface of a complex form. The liner may be removable or be an integral part of the collection tube. The liner length, as a rule, is at least a quarter of the length of the tube, and the diameter is selected so that the linear flow velocity along the tube at any point is, as a rule, at least 0.5 m / s, which ensures that microflora does not grow in the filtrate line of the module.

В качестве стержневого вкладыша используют пространственную конструкцию, состоящую из одного или нескольких стержней, снабженных крепежными приспособлениями, способными, закрепить вкладыш внутри трубки неподвижно. Диаметр стержня(ей) меньше внутреннего диаметра трубки-сборника. Стержень может иметь цилиндрическую, коническую или более сложную геометрическую форму. Стержневой вкладыш, в частности, при отборе фильтрата с одного конца трубки-сборника при заглушенном втором конце может быть смонтирован как составной элемент заглушки.As a rod liner, a spatial structure is used consisting of one or more rods equipped with fastening devices capable of fixing the liner motionlessly inside the tube. The diameter of the rod (s) is less than the inner diameter of the collection tube. The rod may have a cylindrical, conical or more complex geometric shape. The rod insert, in particular, when selecting the filtrate from one end of the collection tube with the second end plugged, can be mounted as a component of the plug.

В качестве трубчатого вкладыша используют, как правило, трубку, снабженную крепежными приспособлениями, способными закрепить вкладыш внутри трубки-сборника неподвижно. Трубка вкладыша может быть перфорированной отверстиями, продольными или поперечными проточками и/или изготовленной из пористого материала, с внутренней конической или более сложной геометрической поверхностью. Она может быть сквозной или заглушенной с одного конца. Внешний диаметр трубчатого вкладыша должен быть меньше внутреннего диаметра трубки-сборника.As a tubular liner, as a rule, a tube is used, equipped with fastening devices capable of fixing the liner motionlessly inside the collection tube. The liner tube may be perforated with holes, longitudinal or transverse grooves and / or made of a porous material, with an internal conical or more complex geometric surface. It can be through or muffled from one end. The outer diameter of the tubular liner should be less than the inner diameter of the collection tube.

Поверхность вкладыша может быть ровной или содержать турбулентообразующие и уплотняющие элементы. В качестве турбулентообразующих элементов используют, например, спиральные направляющие вокруг стержня, позволяющие выполнить стержень в виде винта Архимеда с переменным или постоянным шагом и в виде других аналогичных конструкций, в качестве уплотняющих - кольца из эластичного материала. Материалы, из которых изготавливают съемные элементы, соответствуют требованиям, предъявляемым к материалам установок для получения чистой воды, и имеют сплошную или пористую структуру.The surface of the liner may be flat or contain turbulent and sealing elements. As turbulent-forming elements, for example, spiral guides around the rod are used, allowing the rod to be made in the form of an Archimedes screw with a variable or constant pitch and in the form of other similar structures, as rings - rings of elastic material. The materials from which the removable elements are made correspond to the requirements for the materials of plants for producing pure water and have a solid or porous structure.

Фильтрационные модули могут состоять из нескольких последовательно соединенных рулонных обратноосмотических элементов (РОЭ). В этом случае обычно устанавливают только один вкладыш-заглушку на один из концов трубки-сборника первого мембранного элемента, обеспечивая, таким образом, необходимую надпороговую (с точки зрения микробиологической чистоты) скорость потока фильтрата по трубкам второго и последующих элементов в цепочке из РОЭ. Если отбор фильтрата в таких многоэлементных модулях производят с обоих концов цепочки РОЭ, то в зависимости от количества мембранных элементов применяют либо стержневые, либо трубчатые вкладыши. Так, для модулей с цепочкой из двух, четырех, шести и т.д. (четное число) РОЭ застойная зона формируется в середине цепочки в месте соединения двух центральных элементов. В этом случае в разрыв между этими элементами устанавливают два вкладыша-заглушки. Если количество мембранных элементов в цепочке нечетно (три, пять и т.д.) и застойная зона формируется в средней части серединного мембранного элемента, то в трубку-сборник фильтрата этого элемента устанавливают трубчатый или стержневой вкладыш без заглушки.Filtration modules can consist of several series-connected roll reverse osmosis elements (ROE). In this case, usually only one plug insert is installed on one of the ends of the collection tube of the first membrane element, thus providing the necessary suprathreshold (from the point of view of microbiological purity) filtrate flow rate through the tubes of the second and subsequent elements in the ROE chain. If the filtrate is selected in such multi-element modules from both ends of the ROE chain, then, depending on the number of membrane elements, either rod or tubular inserts are used. So, for modules with a chain of two, four, six, etc. (even number) ROE stagnant zone is formed in the middle of the chain at the junction of two central elements. In this case, two inserts-plugs are installed in the gap between these elements. If the number of membrane elements in the chain is odd (three, five, etc.) and the stagnant zone is formed in the middle part of the middle membrane element, then a tubular or rod insert without a plug is installed in the filtrate collection tube of this element.

Выбор конкретного конструктивного решения определяется задаваемыми параметрами очистки, особенностями очищаемой жидкости, характеристиками применяемых мембран и мощностью насоса.The choice of a specific design solution is determined by the specified cleaning parameters, the characteristics of the liquid being cleaned, the characteristics of the membranes used and the pump power.

Сущность предлагаемой конструкции иллюстрируется следующими чертежами.The essence of the proposed design is illustrated by the following drawings.

На фиг.1 приведена схема фильтрационного модуля установки обратного осмоса со стержневым вкладышем при отборе фильтрата с двух сторон трубки. На фиг.2 приведена схема рулонного обратноосмотического элемента (РОЭ), содержащего стержневой вкладыш-заглушку с переменным ПВС при отборе фильтрата с одного из концов трубки-сборника. На фиг.3 - варианты таких стержневых вкладышей-заглушек. На фиг.4 - варианты используемых стержневых (а, г) и трубчатых (б, в) вкладышей, используемых в модуле при отборе фильтрата с двух сторон трубки. На фиг.5 приведены варианты использования вкладышей в составных модулях, т.е. модулей, состоящих из нескольких последовательно соединенных мембранных элементов, трубки-сборники которых соединяют между собой трубчатыми переходниками, формируя единую линию сбора и отвода фильтрата. При этом на фиг.5а показано использование стержневого вкладыша с заглушкой при отборе фильтрата с одного конца составного модуля, на фиг.5б показано использование двух стержневых вкладышей-заглушек при отборе фильтрата с обоих концов составного модуля, на фиг.5в показано использование стержневого вкладыша при отборе фильтрата с обоих концов составного модуля.Figure 1 shows a diagram of the filtration module of the reverse osmosis installation with a rod liner during the selection of the filtrate from both sides of the tube. Figure 2 shows a diagram of a roll reverse osmosis element (ROE) containing a rod plug-plug with variable PVA when selecting the filtrate from one end of the collection tube. Figure 3 - options for such core liners, stubs. Figure 4 - options used rod (a, d) and tubular (b, c) inserts used in the module when selecting the filtrate from both sides of the tube. Figure 5 shows the options for using the inserts in composite modules, i.e. modules consisting of several series-connected membrane elements, the collection tubes of which are connected by tubular adapters, forming a single line for collecting and discharging the filtrate. At the same time, FIG. 5a shows the use of a rod insert with a plug when selecting the filtrate from one end of the composite module, FIG. 5b shows the use of two rod inserts-plugs when selecting the filtrate from both ends of the composite module, FIG. 5c shows the use of the rod insert with selection of the filtrate from both ends of the composite module.

Фильтрационная установка обратного осмоса, как правило, состоит из фильтрационного модуля связанных с ним трубопроводных линий для подачи воды 1, отвода концентрата 2 и отвода очищенной воды (фильтрата) 3, насоса и вспомогательных аппаратуры и оборудования (на схемах не обозначены). Фильтрационный модуль состоит из корпуса 4, внутри которого расположена перфорированная трубка-сборник 5 и мембрана 6 в виде рулона, намотанного на трубку 5, и закрепленная в корпусе с помощью уплотняющих элементов 7.A reverse osmosis filtration unit, as a rule, consists of a filtration module of associated piping lines for supplying water 1, discharge of concentrate 2 and removal of purified water (filtrate) 3, a pump and auxiliary equipment and equipment (not shown in the diagrams). The filtration module consists of a housing 4, inside of which there is a perforated collector tube 5 and a membrane 6 in the form of a roll wound on a tube 5, and fixed in the housing using sealing elements 7.

В качестве мембраны 6 используют, в частности, мембранные ультрафильтрационные элементы, позволяющие очищать воду от пирогенов и частиц размерами от 500 до 100 килоДальтон.As the membrane 6, in particular, membrane ultrafiltration elements are used, which make it possible to purify water from pyrogens and particles with sizes from 500 to 100 kiloDaltons.

На обоих концах корпуса 4 герметично установлены крышки 8. Крышки имеют центральный канал, диаметр которого соответствует наружным диаметрам концов трубки 5. Каждая крышка 8 оснащена уплотняющими элементами 9 и 10. Внутри трубки 5 расположен вкладыш 11, устанавливаемый внутри трубки с помощью фиксирующих элементов 12. При схеме модуля, обеспечивающей отбор фильтрата с одного из концов (фиг.2), вкладыш выполняется в виде части заглушки 13. Основные варианты используемых заглушек 13 приведены на фиг.3, где изображены: а) конический стержень, б) цилиндрический стержень, в) стержень со спиральной поверхностью (винт Архимеда), г)-е) трубчатые стержни. Конструктивно все заглушки имеют турбулизатор 14, основание 15 и уплотняющие приспособления 16. Основные варианты используемых вкладышей при отборе фильтрата с обеих концов трубки показаны на фиг.4, где изображены: а) стержень с двумя коническими поверхностями из сплошного материала, б) стержень с четырьмя коническими поверхностями 17 из сплошного материала, в) полая трубка из сплошного материала с двумя внутренними коническими поверхностями, имеющая тонкие отверстия и/или прорези (проточки) 18 для отвода фильтрата внутрь вкладыша, г) полая трубка из пористого материала 19 с двумя внутренними коническими поверхностями.Lids 8 are hermetically mounted at both ends of the housing 4. The covers have a central channel, the diameter of which corresponds to the outer diameters of the ends of the tube 5. Each lid 8 is equipped with sealing elements 9 and 10. Inside the tube 5 there is an insert 11 installed inside the tube by means of the fixing elements 12. When the module scheme, providing the selection of the filtrate from one of the ends (figure 2), the liner is made as part of the plug 13. The main options for the used plugs 13 are shown in figure 3, which shows: a) a conical rod, b) a cylinder ical rod, c) a rod with a spiral surface (Archimedes screw), d) -e) tubular rods. Structurally, all the plugs have a turbulator 14, a base 15 and sealing devices 16. The main options for the used inserts when selecting the filtrate from both ends of the tube are shown in figure 4, which shows: a) a rod with two conical surfaces made of solid material, b) a rod with four conical surfaces 17 of solid material, c) a hollow tube of solid material with two internal conical surfaces having thin holes and / or cuts (grooves) 18 for draining the filtrate into the insert, d) a hollow tube BCA of porous material 19 with two internal conical surfaces.

При необходимости трубки 5 соединяются в единую систему с помощью переходников 20 (фиг.5).If necessary, the tubes 5 are connected into a single system using adapters 20 (figure 5).

Используемые в установке материалы устойчивы к термическому воздействию и воздействию химических реагентов, что дает возможность проводить термическую или химическую санитарную обработку модуля и химическую мойку мембранного элемента в линии фильтрата. Так, заглушка 13 и вкладыш 11 из сплошного материала выполняются, как правило, из полипропилена или фторопласта (ПТФЭ) с полированными поверхностями, а уплотнители 7, 9, 10, 12, 16 - из резины, фторопласта или витона.The materials used in the installation are resistant to thermal and chemical agents, which makes it possible to conduct thermal or chemical sanitization of the module and chemical washing of the membrane element in the filtrate line. So, the plug 13 and the insert 11 of solid material are usually made of polypropylene or fluoroplastic (PTFE) with polished surfaces, and seals 7, 9, 10, 12, 16 from rubber, fluoroplastic or viton.

Фильтрационный модуль работает следующим образом. Исходная вода под действием насоса через штуцер 1 поступает внутрь корпуса 4 под повышенным давлением и течет вдоль поверхности мембранного полотна внутри рулона РОЭ 6. На мембранном полотне исходная вода разделяется на два потока: фильтрат - очищенную воду и концентрат - воду с повышенным по сравнению с исходной водой содержанием растворенных солей и механических и коллоидных частиц. Концентрат сбрасывается через штуцер 2, а фильтрат, пройдя через мембрану, в конечном итоге собирается в перфорированной трубке-сборнике 5. Во внутреннее пространство трубки 5 фильтрат поступает по всей длине мембранного полотна и выводится наружу через ее торцы.The filtration module operates as follows. Source water under the action of the pump through the nozzle 1 enters the housing 4 under increased pressure and flows along the surface of the membrane web inside the ROE 6 roll. On the membrane web, the source water is divided into two streams: filtrate - purified water and concentrate - water with increased compared to the source water content of dissolved salts and mechanical and colloidal particles. The concentrate is discharged through the nozzle 2, and the filtrate, passing through the membrane, is ultimately collected in the perforated collector tube 5. In the inner space of the tube 5, the filtrate enters along the entire length of the membrane web and is led out through its ends.

При отборе фильтрата с обоих концов трубки-сборника 5 (фиг.1) повышенное давление создается в серединной части трубки 5. Установка вкладыша 11, выполненного из сплошного материала, уменьшает ПВС в застойной части трубки и скорость потока фильтрата в этой зоне возрастает до величины, позволяющей также ограничить или полностью исключить развитие микроорганизмов.When selecting the filtrate from both ends of the collection tube 5 (Fig. 1), increased pressure is created in the middle of the tube 5. Installing a liner 11 made of a continuous material reduces the PVA in the stagnant part of the tube and the filtrate flow rate in this zone increases to a value allowing also to limit or completely exclude the development of microorganisms.

При использовании вкладыша 11 из пористого материала фильтрат, проходя через перфорацию трубки 5, затем поступает в поры турбулентообразующего элемента 14 вкладыша, которые, как правило, отличаются от пор трубки 5 меньшим диаметром. Затем фильтрат поступает в его внутренний конический канал, где приобретает повышенную скорость, исключая рост микрофлоры. Применение пористого материала упрощает конструкцию вкладыша и удешевляет изготовление трубчатых вкладышей.When using a liner 11 of porous material, the filtrate, passing through the perforation of the tube 5, then enters the pores of the turbulent-forming element 14 of the liner, which, as a rule, differ from the pores of the tube 5 by a smaller diameter. Then the filtrate enters its internal conical channel, where it acquires an increased speed, excluding the growth of microflora. The use of porous material simplifies the design of the liner and reduces the cost of manufacturing tubular liners.

Наличие съемной заглушки 13 на одном из концов трубки-сборника (фиг.2) приводит к неравномерному давлению жидкости в различных частях трубки и разным скоростям потока фильтрата по ее протяжению. Уменьшение ПВС турбулентообразующим элементом 14 в заглушенной (застойной) части трубки позволяет повысить скорость потока фильтрата в этой зоне до величины, позволяющей ограничить или полностью исключить развитие микроорганизмов на внутренних поверхностях линии фильтрата.The presence of a removable plug 13 at one end of the collection tube (FIG. 2) leads to uneven liquid pressure in different parts of the tube and different filtrate flow rates along its length. The reduction of the PVA by the turbulent-forming element 14 in the plugged (stagnant) part of the tube makes it possible to increase the filtrate flow rate in this zone to a value that limits or completely eliminates the development of microorganisms on the inner surfaces of the filtrate line.

Использование заглушек и вкладышей с турбулентообразующими элементами в виде стержня обеспечивает возможность дополнительного управления гидродинамикой процесса. При использовании стержневых съемных элементов струи фильтрата, бьющие из отверстий перфорированной трубки 5, ударяются о поверхность стержня, создавая дополнительные турбулентные завихрения, и далее направляются вдоль трубки к выходу(ам) из модуля, создавая дополнительный подсос в отверстиях трубки и повышая скорость фильтрации. По мере движения вдоль стенок трубки к выходу и поступления дополнительных количеств воды скорость потока возрастает и потребность в приспособлениях, понижающих ПВС, уменьшается, что позволяет уменьшить их длину.The use of plugs and inserts with turbulent forming elements in the form of a rod provides the possibility of additional control of the hydrodynamics of the process. When using removable rod elements, the filtrate jets striking from the holes of the perforated tube 5 hit the surface of the rod, creating additional turbulent turbulence, and then they are directed along the tube to the exit (s) from the module, creating an additional suction in the tube openings and increasing the filtration rate. As you move along the walls of the tube to the outlet and additional amounts of water arrive, the flow rate increases and the need for devices that reduce the PVA decreases, which reduces their length.

После прохождения по трубке 5 фильтрат поступает в магистраль 3, а затем в емкость готовой продукции.After passing through the tube 5, the filtrate enters the highway 3, and then into the container of the finished product.

Проведенные эксперименты показали, что при использовании данного изобретения даже после 6 месяцев эксплуатации уровень содержания микроорганизмов в фильтрате не меняется и соответствует требованиям стандартов для воды, используемой в фармацевтической, пищевой и медицинской промышленности (см. таблицу ниже).The experiments showed that when using this invention, even after 6 months of operation, the level of microorganisms in the filtrate does not change and meets the requirements of the standards for water used in the pharmaceutical, food and medical industries (see table below).

Таблица испытаний изобретенияTest Table of the Invention Скорость потока фильтрата в
трубке 5 РОЭ, м/сFiltrate flow rate in
tube 5 ROE, m / s 0,40.4 0,50.5 0,80.8 Расчетная турбулентность потока фильтрата, число ReEstimated filtrate flow turbulence, number Re 25302530 30103010 48204820 Оценка контаминации фильтрата после 4 месяцев эксплуатации*Assessment of leachate contamination after 4 months of use * Не соответ-ствуетDoes not match Соответству-етComplies Соответству-етComplies *- Критерием оценки микробиологической чистоты воды являлось соответствие требованиям ФС 42-2619-97 “Вода очищенная” и ФС 42-2620-97 “Вода для инъекций” - не более 100 КОЕ/мл при отсутствии бактерий сем. Enterobacteriaceae, Staphilococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa.* - The criterion for assessing the microbiological purity of water was compliance with the requirements of FS 42-2619-97 “Purified Water” and FS 42-2620-97 “Water for Injection” - not more than 100 CFU / ml in the absence of bacteria of the family. Enterobacteriaceae, Staphilococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa.

Claims

1. The filtration module, consisting of a housing with fittings for supplying the cleaned liquid and discharging the filtrate and concentrate, as well as a perforated filtrate collector tube with a membrane sheet wound around it, characterized in that the collection tube is equipped with at least one structural an element that allows to reduce the area of its internal cross section to a value that ensures an increase in the linear flow velocity along the tube to a value of at least 0.5 m / s.

2. The filtration module according to claim 1, characterized in that rod liners are used as a structural element.

3. The filtration module according to claim 2, characterized in that the rod inserts are made in the form of a rod of cylindrical or conical shape.

4. The filtration module according to claim 2, characterized in that the rod liners are made as an integral element of the stub.

5. The filtration module according to claim 1, characterized in that tubular liners are used as the structural element.

6. The filtration module according to claim 5, characterized in that the tubular liner is made with an inner conical surface and has openings, longitudinal or transverse grooves for discharging the filtrate into the inner channel of the liner.

7. The filtration module according to claims 1, 2 or 5, characterized in that the liner is removable.

8. The filtration module according to claim 2 or 5, characterized in that the length of the liner is at least a quarter of the length of the collection tube.

9. The filtration module according to claim 2 or 3, characterized in that a part of the surface of the liner is made in the form of a turbulent-forming element.