RU2795583C1 - Method of purification of water with organic impurities by ultrafiltration method and a device for its implementation - Google Patents
Method of purification of water with organic impurities by ultrafiltration method and a device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2795583C1 RU2795583C1 RU2022110402A RU2022110402A RU2795583C1 RU 2795583 C1 RU2795583 C1 RU 2795583C1 RU 2022110402 A RU2022110402 A RU 2022110402A RU 2022110402 A RU2022110402 A RU 2022110402A RU 2795583 C1 RU2795583 C1 RU 2795583C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- ultrafiltration
- ozone
- ultrafiltration device
- membranes
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
ияИзобретение относится к области очистки воды, а именно к способам, а также устройствам ее очистки с помощью метода ультрафильтрации и предназначено, прежде всего для очистки воды с органическими загрязнениями.The invention relates to the field of water purification, namely to methods, as well as devices for its purification using the ultrafiltration method and is intended primarily for the purification of water with organic impurities.
В настоящее время известно множество способов и устройств очистки воды для определенных целевых нужд, позволяющих добиться заданной степени очистки. Во многих случаях эффективно решить эту задачу удается с помощью использования метода ультрафильтрации (А.Г. Нервов, А.П. Андрианов. Метод ультрафильтрации в современном водоснабжении проблемы и перспективы. [Электронный ресурс] - https://aquasorbent.ru/articles/l-metod-ultrfiltracii-v-sovremennom-vodosnabjenii-problemyi-i-perspectivyi (дата обращения 12.04.2022).Currently, there are many methods and devices for water purification for certain target needs, which allow achieving a given degree of purification. In many cases, this problem can be effectively solved using the ultrafiltration method (A.G. Nervov, A.P. Andrianov. Ultrafiltration method in modern water supply problems and prospects. [Electronic resource] - https://aquasorbent.ru/articles/ l-method-ultrfiltracii-v-sovremennom-vodosnabjenii-problemyi-i-perspectivyi (Accessed 04/12/2022).
Часто перед ультрафильтрацией воды и/или на первичных этапах ее обработки целесообразно одновременно проводить обеззараживание, которое во многих случаях проводят с помощью озонирования. Так, например, известна установка очистки воды, включающая ультрафильтрационные аппараты с мембранными керамическими элементами, озонатор, эжектор и смесительную камеру. С помощью этих устройств осуществляют очистку воды путем подачи воды одновременно с озоновой смесью в смесительную камеру, а потом в два последовательно установленных ультрафильтрационных аппарата (патент на изобретение РФ №2155165, 2000 г., МПК C02F 9/00). Однако в случае наличия в воде органических примесей (а они в ней находятся почти всегда) они окисляются озоном с образованием вязких продуктов реакции (слизи), которые загрязняют - обволакивают поверхность мембран, забивают поры и снижают эффективность фильтрации.Often, before ultrafiltration of water and/or at the primary stages of its treatment, it is advisable to simultaneously carry out disinfection, which in many cases is carried out using ozonation. For example, a water treatment plant is known, including ultrafiltration devices with membrane ceramic elements, an ozonizer, an ejector and a mixing chamber. With the help of these devices, water is purified by supplying water simultaneously with the ozone mixture into the mixing chamber, and then into two successively installed ultrafiltration apparatus (patent for the invention of the Russian Federation No. 2155165, 2000, IPC C02F 9/00). However, if there are organic impurities in water (and they are almost always present in it), they are oxidized by ozone with the formation of viscous reaction products (mucus), which pollute - envelop the membrane surface, clog pores and reduce filtration efficiency.
Наиболее близким (прототипом) по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является способ очистки воды с органическими примесями методом ультрафильтрации, состоящий из предварительной подготовки воды к ультрафильтрации, заключающейся в предварительной очистке, например, на сетчатом фильтре, озонировании при одновременном перемешивании методом рециркуляции в контактной емкости, а также в процессе собственно ультрафильтрации (патент на изобретение РФ №2668036, 2017 г.. МПК C02F 1/78, C02F 9/08). Указанный способ реализуют на устройстве, содержащем устройство предварительной очистки, водоструйный эжектор, контактную емкость, устройство ультрафильтрации, которые последовательно организованы в единую технологическую цепочку. Недостатками способа и соответственно устройства для его осуществления является загрязнение поверхности мембран продуктами окисления органических примесей и вследствие этого снижение их фильтрующей способности, что приводит к необходимости дополнительных мероприятий очистки или восстановления работоспособности мембран.The closest (prototype) in terms of the essential features of the claimed invention is a method of purifying water with organic impurities by ultrafiltration, consisting of pre-treatment of water for ultrafiltration, which consists in pre-treatment, for example, on a strainer, ozonation while mixing by recirculation in a contact container , as well as in the process of ultrafiltration itself (patent for the invention of the Russian Federation No. 2668036, 2017, IPC C02F 1/78, C02F 9/08). This method is implemented on a device containing a pre-treatment device, a water-jet ejector, a contact container, an ultrafiltration device, which are sequentially organized into a single technological chain. The disadvantages of the method and, accordingly, the device for its implementation is the contamination of the surface of the membranes with the products of oxidation of organic impurities and, as a result, a decrease in their filtering capacity, which leads to the need for additional cleaning measures or restoration of membrane performance.
Решаемой задачей заявляемого изобретения является устранение недостатков указанного выше технического решения и достижение технического результата в отношении снижения степени загрязнения поверхности ультрафильтрационных мембран продуктами окисления органических и хлорорганических примесей (органических примесей или органики), что приводит к повышению эффективности очистки воды и снижению количества мероприятий по очистке мембран. Кроме того, техническим результатом следует считать также расширение арсенала технических средств способов очистки воды с органическими примесями методом ультрафильтрации, а также устройств для его осуществления.The objective of the claimed invention is to eliminate the disadvantages of the above technical solution and achieve a technical result in relation to reducing the degree of pollution of the surface of ultrafiltration membranes by the products of oxidation of organic and organochlorine impurities (organic impurities or organics), which leads to an increase in the efficiency of water purification and a decrease in the number of measures for cleaning membranes . In addition, the expansion of the arsenal of technical means of methods for treating water with organic impurities by ultrafiltration, as well as devices for its implementation, should also be considered a technical result.
Достижение указанного технического результата в заявляемом изобретении достигается за счет осуществления способа очистки воды с органическими примесями методом ультрафильтрации, состоящего из предварительной подготовки воды к ультрафильтрации, заключающейся в озонировании и перемешивании методом рециркуляции в контактной емкости, а также в процессе собственно ультрафильтрации через мембраны.The achievement of the specified technical result in the claimed invention is achieved through the implementation of a method for purifying water with organic impurities by ultrafiltration, consisting of preliminary preparation of water for ultrafiltration, which consists in ozonation and mixing by recirculation in a contact container, as well as in the process of ultrafiltration itself through membranes.
Вместе с этим осуществляют подачу воды в устройство ультрафильтрации одновременно с подачей озоно-воздушной или озоно-кислородной смеси по меньшей мере через один водоструйный эжектор,At the same time, water is supplied to the ultrafiltration device simultaneously with the supply of ozone-air or ozone-oxygen mixture through at least one water-jet ejector,
организуют второй цикл рециркуляции через устройство ультрафильтрации в контактную емкость и снова в устройство ультрафильтрации,organize the second cycle of recirculation through the ultrafiltration device into the contact container and again into the ultrafiltration device,
устанавливают в примембранном пространстве устройства ультрафильтрации скоростной и/или турбулентный газо-жидкостной режим с обтеканием поверхности мембраны водно-пузырьковым потоком, при установлении расхода воды через водоструйный эжектор в интервале значений от 0,5 до 45 м3/час, расхода озоно-воздушной или озоно-кислородной смеси в интервале значений от 0,3 до 30 м3/час, а также давления в линии нагнетания эжектора в интервале значений от 0,2 до 1,6 МПа.in the near-membrane space of the ultrafiltration device, a high-speed and / or turbulent gas-liquid mode is installed with a water-bubble flow around the membrane surface, when the water flow rate through the water-jet ejector is set in the range from 0.5 to 45 m 3 /hour, the flow rate of ozone-air or ozone-oxygen mixture in the range of values from 0.3 to 30 m 3 /hour, as well as pressure in the ejector discharge line in the range of values from 0.2 to 1.6 MPa.
Для однозначного и более полного понимания описания заявляемого изобретения далее приведены уточнения и раскрытия, использованных выше понятий и терминов, а также описание способа.For an unambiguous and more complete understanding of the description of the claimed invention, the following are clarifications and disclosures of the concepts and terms used above, as well as a description of the method.
В процессе очистки воды с использованием ультрафильтрации сначала осуществляют ее предварительную подготовку, целью которой, в основном, является очистка от грубых механических загрязнений и снижение количества других загрязнений, в том числе гомогенных, что позволяет осуществлять последующую ультрафильтрацию с большей эффективностью. Предварительную подготовку осуществляют, например, фильтрацией на механических фильтрах, химической обработкой, окислением, отстаиванием. Эти приемы можно использовать в разных вариантах и последовательностях. Среди них следует выделить окисление озоном с одновременным перемешиванием, что позволяет провести окисление, находящихся в воде органических примесей и переводит их в коллоидное вязкое (слизеобразное) состояние. В гаком состоянии эти примеси можно уже отделить. Кроме того, озонирование решает задачу обеззараживания от бактерий и вирусов.In the process of water purification using ultrafiltration, it is first pretreated, the purpose of which is mainly to remove coarse mechanical contaminants and reduce the amount of other contaminants, including homogeneous ones, which allows subsequent ultrafiltration to be carried out with greater efficiency. Preliminary preparation is carried out, for example, by filtration on mechanical filters, chemical treatment, oxidation, settling. These techniques can be used in different versions and sequences. Among them, oxidation with ozone with simultaneous mixing should be distinguished, which allows the oxidation of organic impurities in water and transfers them to a colloidal viscous (mucus-like) state. In this state, these impurities can already be separated. In addition, ozonation solves the problem of disinfection from bacteria and viruses.
Как показывает практика, наиболее эффективным способом озонирования является подача озоновой смеси в объем обрабатываемой воды через водоструйный эжектор (эжектор). Подлежащая обработке озоном вода, находится, как правило, в контактной емкости. Другие известные способы озонирования - параллельная подача газовых и жидкостных компонентов или барботаж менее эффективны, хотя и возможны. В качестве озоновых смесей обычно используют озоно-воздушную или озоно-кислородную смеси, в зависимости от степени загрязнения воды и величины ее объема. Кроме того, использование эжектора позволяет регулировать направление струи, интенсивность потока, а также соотношение газ-жидкость. Большей эффективности озонирования удастся достичь за счет использования приема рециркуляции через контактную емкость по схеме: выход из емкости - вход в емкость. Для выполнения рециркуляции организуют внешнюю, относительно контактной емкости, трубопроводную линию. В результате озонирования воды в емкости в ней уже образуются продукты окисления органики. Однако полного окисления органических примесей воды в контактной емкости, как правило, достичь не удается. Под водоструйным эжектором в настоящем изобретении понимаем эжектор при осуществлении напорной линии нагнетания водой, при этом по всасывающей линии подводят озоновую газовую смесь. Всасывающую линию выполняют сбоку от напорной линии. Эту линию подсоединяют к приемной камере эжектора, в которой создают разряжение за счет скоростного потока воды напорной линии эжектора.As practice shows, the most effective way of ozonation is to supply the ozone mixture into the volume of treated water through a water jet ejector (ejector). The water to be treated with ozone is usually located in a contact container. Other well-known ozonation methods - parallel supply of gas and liquid components or bubbling are less effective, although they are possible. As ozone mixtures, ozone-air or ozone-oxygen mixtures are usually used, depending on the degree of water pollution and the size of its volume. In addition, the use of an ejector allows you to adjust the direction of the jet, the intensity of the flow, as well as the gas-liquid ratio. Greater efficiency of ozonation can be achieved by using the method of recirculation through the contact container according to the scheme: output from the container - input to the container. To perform recycling, an external, relative to the contact capacity, pipeline line is organized. As a result of ozonation of water in the tank, organic oxidation products are already formed in it. However, complete oxidation of organic water impurities in the contact container, as a rule, cannot be achieved. By water-jet ejector in the present invention is understood an ejector in the implementation of a pressure line for the injection of water, while the suction line is supplied with an ozone gas mixture. The suction line is made on the side of the pressure line. This line is connected to the receiving chamber of the ejector, in which a vacuum is created due to the high-speed flow of water from the pressure line of the ejector.
За счет этого разряжения осуществляют всасывание озоновой газовой смеси и ее последующее смешение с водой.Due to this rarefaction, the ozone gas mixture is sucked in and then mixed with water.
Обработанную озоном в контактной емкости воду вместе с продуктами окисления органических примесей направляют в устройство ультрафильтрации (модуль ультрафильтрации). Эта вода поступает в отделение входа (приемную камеру) устройства ультрафильтрации через эжектор, являющийся устройством входа фильтруемой воды в отделение входа устройства ультрафильтрации. Одновременно через всасывающий патрубок эжектора поступает озоновая смесь. Преимущественно эжектор выполняют регулируемым, т.е. с возможностью регулирования расхода напорного водяного потока и потока всасываемой озоновой смеси, а также давления в приемной камере. В ряде случаев возможно выполнение эжектора с двумя всасывающими патрубками для введения дополнительных компонентов. По конструктивным и технологическим причинам воду можно вводить в устройство ультрафильтрации с помощью группы эжекторов. Одним из преимуществ этого является усиления озонирования воды, а также скорости фильтрации.The water treated with ozone in the contact container, together with the products of oxidation of organic impurities, is sent to the ultrafiltration device (ultrafiltration module). This water enters the inlet compartment (receiving chamber) of the ultrafiltration device through the ejector, which is the input device for filtered water into the inlet compartment of the ultrafiltration device. At the same time, the ozone mixture enters through the suction pipe of the ejector. Preferably, the ejector is made adjustable, i.e. with the ability to control the flow rate of the pressure water flow and the flow of the sucked-in ozone mixture, as well as the pressure in the receiving chamber. In some cases, it is possible to perform an ejector with two suction nozzles for the introduction of additional components. For structural and technological reasons, water can be introduced into the ultrafiltration device using a group of ejectors. One of the benefits of this is to enhance the ozonation of the water as well as the filtration rate.
В приемной камере устройства ультрафильтрации происходит дополнительное окисление органических примесей. Этому может способствовать турбулентный режим фильтруемой воды, образующийся на выходе из эжектора, чего достигают увеличением давления потока нагнетания. Таким образом, в приемной камере накапливаются продукты окисления органики, образующиеся в контактной емкости и в приемной камере устройства ультрафильтрации, что затрудняет процесс фильтрации. По этой причине из объема приемной камеры устройства ультрафильтрации (фильтра) организуют линию отвода с присоединением к контактной емкости. В результате этого получают вторую линию рециркуляции по схеме: выход из приемной камеры фильтра - вход в контактную емкость и далее через контактную емкость к эжектору на входе в фильтр. Дополнительно на этой линии в технологически обусловленном месте в ряде случаев целесообразно устанавливать ловушку для продуктов окисления органики и/или слив. В частности, это целесообразно делать в случае небольших объемов приемной камеры устройства ультрафильтрации. Все линии технологической схемы, входы и выходы в ее устройства оборудованы запорной и регулировочной арматурой. Ориентировочные условия осуществления фильтрации на ультрамембранах следующие: дифференциальное давление 0,05 0,6 МПа, расход озоновоздушной смеси через эжектор 0,3-30 м3/час, содержание растворенного озона в воде 0,01-1,0 г/м3, степень очистки воды до 92%.In the receiving chamber of the ultrafiltration device, additional oxidation of organic impurities occurs. This can be facilitated by the turbulent regime of filtered water, which is formed at the outlet of the ejector, which is achieved by increasing the pressure of the discharge flow. Thus, organic oxidation products formed in the contact container and in the receiving chamber of the ultrafiltration device accumulate in the receiving chamber, which complicates the filtration process. For this reason, a drain line is organized from the volume of the receiving chamber of the ultrafiltration device (filter) with connection to the contact container. As a result, a second recirculation line is obtained according to the scheme: exit from the filter receiving chamber - entrance to the contact container and then through the contact container to the ejector at the filter inlet. Additionally, on this line in a technologically determined place, in some cases it is advisable to install a trap for organic oxidation products and/or drains. In particular, it is advisable to do this in the case of small volumes of the receiving chamber of the ultrafiltration device. All lines of the technological scheme, inputs and outputs to its devices are equipped with shut-off and control valves. Approximate conditions for the implementation of filtration on ultramembranes are as follows: differential pressure 0.05 0.6 MPa, flow rate of the ozone-air mixture through the ejector 0.3-30 m 3 / h, the content of dissolved ozone in water 0.01-1.0 g / m 3 , degree of water purification up to 92%.
Известно, что в щелочной среде более полно происходит окисление органических примесей, поэтому для реализации этого свойства в приемной камере целесообразно создавать щелочную среду (В.Ф. Кожинов, И.В. Кожинов. Озонирование воды. [Электронный ресурс] - URL: https://helpiks.org/2-71562.html.(дата обращения 25.03.2022). Для этого в приемную камеру устройства ультрафильтрации могут вводить католит из внешнего электролизера до создания среды с рН от 8,0 до 11.0.It is known that in an alkaline environment, the oxidation of organic impurities occurs more fully, therefore, to implement this property in the receiving chamber, it is advisable to create an alkaline environment (V.F. Kozhinov, I.V. Kozhinov. Water ozonation. [Electronic resource] - URL: https: //helpiks.org/2-71562.html.(Accessed 03/25/2022) To do this, catholyte from an external electrolyzer can be introduced into the receiving chamber of the ultrafiltration device until an environment with a pH of 8.0 to 11.0 is created.
Серьезной проблемой эффективности фильтрации на устройстве ультрафильтрации является загрязнение поверхности ультрафильтрационных мембран вязкими продуктами окисления органики, которые преимущественно являются коллоидными образованиями. Эти продукты залипают на поверхности мембран и закупоривают поры, что препятствует фильтрации. Из практики известно, что залипанию вязких продуктов на мембранах препятствует организация скоростного и/или турбулентного режима движения жидкости в приемной камере фильтра за счет механического сбивания этих продуктов потоком жидкости. Этот процесс значительно усиливается в случае специальной организации в указанных потоках жидкости пузырькового режима, т.е. создания в потоке фильтруемой воды значительного количества пузырьков или организации водно-пузырькового потока. Причем организация такого режима необходима прежде всего в примембранном пространстве, т.е. в пространстве, прилегающем к поверхности мембран. Вследствие этого образуют газо-жидкостной поток, в котором газ находится в виде большого количества пузырьков, которые сбивают вязкие налипания на поверхности мембран при одновременном воздействии скоростного потока воды. Эффективность очистки мембран от налипания вязких продуктов окисления органики за счет их сбивания при обтекании поверхности мембран водно-пузырьковым потоком доказана на практике. Такого эффективного пузырькового режима сбивания вязких продуктов окисления органики с поверхности ультрафильтрационных мембран достигают при использовании водоструйного эжектора при следующих параметрах: расход воды через водоструйный эжектор составляет от 0,5 до 45 м3/час, расход озоно-воздушной или озоно-кислородной смеси составляет от 0,3 до 30 м3/час, соотношение диаметра сопла потока всасывания к диаметру сопла нагнетания водяного потока составляет от 0,35 до 1,0, давление в линии нагнетания эжектора изменяют в интервале значений от 0,2 до 1,6 МПа, разрежение в приемной камере водоструйного эжектора относительно атмосферного давления находится в интервале от 0,03 до 0,098 МПа. Еще большего повышения эффективности очистки можно добиться использованием группы эжекторов, расположенных в оптимальных местах. Такими местами, например, является расположение между трубчатыми мембранами или направление соответствующее огибанию потоком поверхности мембраны.A serious problem of filtration efficiency in an ultrafiltration device is the contamination of the surface of ultrafiltration membranes with viscous products of organic oxidation, which are predominantly colloidal formations. These products stick to the surface of the membranes and clog the pores, preventing filtration. It is known from practice that sticking of viscous products on membranes is prevented by the organization of a high-speed and/or turbulent regime of fluid movement in the filter receiving chamber due to mechanical knocking of these products by the fluid flow. This process is greatly enhanced in the case of a special organization of the bubble regime in the indicated fluid flows, i.e. creating a significant amount of bubbles in the flow of filtered water or organizing a water-bubble flow. Moreover, the organization of such a regime is necessary, first of all, in the near-membrane space, i.e. in the space adjacent to the surface of the membranes. As a result, a gas-liquid flow is formed, in which the gas is in the form of a large number of bubbles, which knock down viscous deposits on the membrane surfaces while being exposed to a high-speed water flow. The effectiveness of membrane cleaning from sticking of viscous products of organic oxidation due to their knocking down when flowing around the membrane surface with a water-bubble flow has been proven in practice. Such an effective bubble mode for knocking down viscous products of organic oxidation from the surface of ultrafiltration membranes is achieved using a water jet ejector with the following parameters: water flow through the water jet ejector is from 0.5 to 45 m 3 /h, the flow rate of the ozone-air or ozone-oxygen mixture is from 0.3 to 30 m 3 /hour, the ratio of the diameter of the suction flow nozzle to the diameter of the injection nozzle of the water flow is from 0.35 to 1.0, the pressure in the ejector discharge line is changed in the range of values from 0.2 to 1.6 MPa, the vacuum in the receiving chamber of the water jet ejector relative to atmospheric pressure is in the range from 0.03 to 0.098 MPa. An even greater increase in cleaning efficiency can be achieved by using a group of ejectors located in optimal places. Such places, for example, are the location between the tubular membranes or the direction corresponding to the flow around the surface of the membrane.
Эффективного обтекания поверхности мембран водно-пузырьковым потоком добиваются оптимальным расположением эжектора, а также дополнительным выполнением разделителей и направляющих потока, которые направляют водно-пузырьковый поток непосредственно на поверхность мембран, при этом регулируют скорость потока.Efficient flow around the surface of the membranes with a water-bubble flow is achieved by the optimal location of the ejector, as well as the additional design of separators and flow guides that direct the water-bubble flow directly to the surface of the membranes, while regulating the flow rate.
Повышает эффективность очистки поверхности мембран также использование в качестве материалов их изготовления керамических материалов на основе оксидов, например, на основе оксидов кремния и титана. Это можно объяснить низким физико-химическим сродством продуктов окисления органики к этим оксидам, что следует из практики применения керамических ультрафильтрационных мембран.The efficiency of cleaning the surface of membranes is also increased by the use of ceramic materials based on oxides, for example, based on silicon and titanium oxides, as materials for their manufacture. This can be explained by the low physicochemical affinity of organic oxidation products for these oxides, which follows from the practice of using ceramic ultrafiltration membranes.
Конструкция контактной емкости представляет собой камеру со входами для исходной воды и эжектора, а также второй линии рециклирования, емкость также содержит выход в трубопровод, направляемый в устройство ультрафильтрации. Устройство ультрафильтрации представляет собой емкость, преимущественно цилиндрическую, внутри которой размещены трубчатые мембраны, выполненные из оксидов титана и кремния. Размер пор мембран составляет от 0,001 до 0,1 мкм. Общая фильтрующая поверхность мембран составляет от 0,15 до 2 м2 если для одной трубчатой мембраны или до 24 м2 для всего устройства, которое выполняют преимущественно с 12 мембранами. Емкость устройства фильтрации имеет перегородки, которые вместе с мембранами разделяют ее пространство на приемную камеру и отделение фильтрата. Данная емкость имеет входы для размещения эжектора и два выхода для присоединения трубопровода второго рециклирования и трубопровода выхода фильтрата. Если используют не один эжектор, то в емкости выполняют соответствующее количество входов. Указанные конструкции и конструкционные элементы могут быть изготовлены из нержавеющих и полимерных, а также композиционных материалов.The design of the contact tank is a chamber with inlets for raw water and an ejector, as well as a second recycling line, the tank also contains an outlet to the pipeline directed to the ultrafiltration device. The ultrafiltration device is a container, mostly cylindrical, inside which are placed tubular membranes made of titanium and silicon oxides. The pore size of the membranes is from 0.001 to 0.1 µm. The total filtering surface of the membranes is from 0.15 to 2 m 2 if for one tubular membrane or up to 24 m 2 for the entire device, which is performed mainly with 12 membranes. The capacity of the filtration device has partitions, which, together with membranes, divide its space into a receiving chamber and a filtrate compartment. This container has inlets for placing an ejector and two outlets for connecting a second recycling pipeline and a filtrate outlet pipeline. If more than one ejector is used, then the corresponding number of inputs is performed in the tank. These structures and structural elements can be made of stainless and polymeric, as well as composite materials.
Заявляемое изобретение является техническим решением, т.к. представляет собой решение задачи достижения заявленного технического результата путем реализации способа, заключающегося в осуществлении действий над материальными объектами с помощью материальных средств. В данном случае материальными объектами являются вода, озоновые газовые смеси. Над этими материальными объектами осуществляются действия: подача воды, обработка воды озоном, очистка воды путем фильтрации, разделение потоков, регулирование подачи и расхода воды и озоновых смесей. Все действия над указанными материальными объектами выполняются во времени и в определенной последовательности. При этом совокупность указанных действий - существенных признаков данного изобретения технологически и функционально взаимосвязана и объединена единым творческим замыслом.The claimed invention is a technical solution, because represents a solution to the problem of achieving the claimed technical result by implementing a method consisting in the implementation of actions on material objects using material means. In this case, the material objects are water, ozone gas mixtures. Actions are performed on these material objects: water supply, water treatment with ozone, water purification by filtration, flow separation, regulation of the supply and consumption of water and ozone mixtures. All actions on the specified material objects are performed in time and in a certain sequence. At the same time, the set of these actions - the essential features of this invention is technologically and functionally interconnected and united by a single creative concept.
Данное техническое решение является промышленно применимым в области очистки воды методом ультрафильтрации. Осуществление заявляемого технического решения может быть осуществлено специалистами с соответствующей подготовкой. При осуществлении способа получения и продажи щелочной воды используются устройства, приборы и материалы, выпускаемые промышленностью и находящиеся в открытой продаже. Методами осуществления технологической схемы изобретения являются методы механической обработки металла и пластмасс, электросварка и термическая сварка пластмасс, слесарная обработка, монтаж. Средствами осуществления являются механические средства станочное оборудование и ручной инструмент механической обработки, сварочное оборудование. Практическое использование способа и устройства очистки воды возможно любыми потребителями.This technical solution is industrially applicable in the field of water purification by ultrafiltration. The implementation of the proposed technical solution can be carried out by specialists with appropriate training. In the implementation of the method for obtaining and selling alkaline water, devices, devices and materials manufactured by the industry and being on the open market are used. Methods for implementing the technological scheme of the invention are methods of mechanical processing of metal and plastics, electric welding and thermal welding of plastics, metalwork, installation. The means of implementation are mechanical means, machine tools and manual tools for machining, welding equipment. The practical use of the method and device for water purification is possible for any consumer.
Указанная выше совокупность существенных признаков заявляемого изобретения и их раскрытие позволяет сделать вывод о достижении заявленного технического результата, заключающегося в снижения степени загрязнения поверхности ультрафильтрационных мембран продуктами окисления органических примесей за счет сбивания этих продуктов с поверхности мембран ультрафильтрации водно-пузырьковым потоком что приводит к повышению эффективности очистки воды и снижению количества мероприятий по очистке мембран.The above set of essential features of the claimed invention and their disclosure allows us to conclude that the claimed technical result has been achieved, which consists in reducing the degree of contamination of the surface of ultrafiltration membranes with oxidation products of organic impurities by knocking these products off the surface of ultrafiltration membranes with a water-bubble stream, which leads to an increase in cleaning efficiency water and reduce the number of measures to clean the membranes.
Кроме того, техническим результатом следует считать также расширение арсенала технических средств способов очистки воды с органическими примесями методом ультрафильтрации, а также устройств для его осуществления.In addition, the expansion of the arsenal of technical means of methods for treating water with organic impurities by ultrafiltration, as well as devices for its implementation, should also be considered a technical result.
Отличительными от прототипа, существенными признаками, заявляемого изобретения или их характеристиками являются:Distinctive from the prototype, the essential features of the claimed invention or their characteristics are:
- подача воды в устройство ультрафильтрации одновременно с подачей озоно-воздушной или озоно-кислородной смеси по меньшей мере через один водоструйный эжектор,- water supply to the ultrafiltration device simultaneously with the supply of ozone-air or ozone-oxygen mixture through at least one water-jet ejector,
- организация через устройство ультрафильтрации и контактную емкость второго цикла рециркуляции,- organization through the ultrafiltration device and the contact container of the second recirculation cycle,
- осуществление в примембранном пространстве скоростного и/или турбулентного газожидкостного режима с обтеканием поверхности мембраны водно-пузырьковым потоком, при осуществлении следующих газо-жидкостных режимов:- implementation in the near-membrane space of a high-speed and / or turbulent gas-liquid regime with a water-bubble flow around the membrane surface, in the implementation of the following gas-liquid regimes:
- расход воды через водоструйный эжектор составляет от 0,5 до 45 м3/час,- water flow through the water jet ejector is from 0.5 to 45 m 3 /hour,
- расход озоно-воздушной или озоно-кислородной смеси составляет от 0,3 до 30 м3/час,- consumption of ozone-air or ozone-oxygen mixture is from 0.3 to 30 m 3 /hour,
- давление в приемной камере водоструйного эжектора находится в интервале от 0,2 до 1,6 МПа.- the pressure in the receiving chamber of the water-jet ejector is in the range from 0.2 to 1.6 MPa.
Приведенные существенные признаки являются отличительными от прототипа, т.к. каждый из них не содержится в совокупности существенных признаков прототипа, т.е. не присутствует в перечне признаков, осуществляемых в прототипе, и не является их характеристикой. Как уже было показано выше, указанные отличительные от прототипа существенные признаки, в том числе их характеристики, обеспечивают достижение заявленного технического результата при использовании других существенных признаков изобретения, указанных в описании.These essential features are distinctive from the prototype, because each of them is not contained in the totality of the essential features of the prototype, i.e. is not present in the list of features implemented in the prototype, and is not their characteristic. As already shown above, these essential features, which are distinctive from the prototype, including their characteristics, ensure the achievement of the claimed technical result when using other essential features of the invention specified in the description.
Таким образом, показано, что совокупность существенных признаков заявляемого изобретения, позволяющая достичь заявленного технического результата, отличается от совокупности существенных признаков аналогов, прототипа, а также и других известных источников данных, т.е. не известно применение данной совокупности существенных признаков с получением заявленного технического результата. Другими словами, заявляемое изобретение не известно из уровня техники.Thus, it is shown that the set of essential features of the claimed invention, which makes it possible to achieve the claimed technical result, differs from the set of essential features of analogues, a prototype, as well as other known data sources, i.e. it is not known the application of this set of essential features to obtain the claimed technical result. In other words, the claimed invention is not known from the prior art.
В ходе изучения уровня техники способов очистки воды с органическими примесями методом ультрафильтрации, а также устройств для его осуществления не выявлены технические решения, существенные признаки которых по отдельности или в какой-либо совокупности совпадают с отличительными существенными признаками заявляемого изобретения и позволяют достичь заявляемого технического результата. Таким образом, подтверждено отсутствие известности влияния отличительных существенных признаков заявляемого изобретения на заявленный технический результат.In the course of studying the state of the art methods for purifying water with organic impurities by ultrafiltration, as well as devices for its implementation, no technical solutions have been identified, the essential features of which, individually or in any combination, coincide with the distinctive essential features of the claimed invention and allow achieving the claimed technical result. Thus, the lack of knowledge of the influence of the distinctive essential features of the claimed invention on the claimed technical result is confirmed.
Следует также обратить внимание, что использование всей заявленной совокупности существенных признаков, в том числе совокупности отличительных признаков, для получения заявленного технического результата не следует явным образом для специалистов из уровня техники, т.к. не является объединением, изменением или совместным использованием сведений, содержащихся в уровне техники, и/или общих знаний специалиста.It should also be noted that the use of the entire claimed set of essential features, including the set of distinctive features, to obtain the claimed technical result does not follow explicitly for specialists from the prior art, because is not a combination, modification or sharing of the information contained in the prior art, and / or the general knowledge of a specialist.
Действительно, снижение степени загрязнения поверхности ультрафильтрационных мембран продуктами окисления органических примесей за счет сбивания этих продуктов с поверхности мембран ультрафильтрации водно-пузырьковым потоком, что в свою очередь приводит к повышению эффективности очистки воды и снижению количества мероприятий по очистке мембранIndeed, a decrease in the degree of pollution of the surface of ultrafiltration membranes by products of oxidation of organic impurities due to knocking these products off the surface of ultrafiltration membranes with a water-bubble flow, which in turn leads to an increase in the efficiency of water purification and a decrease in the number of measures for cleaning membranes
не следуют для специалистов явным образом из уровня техники за счет использования указанных выше отличительных существенных признаков.do not follow for specialists explicitly from the prior art through the use of the above distinctive essential features.
Приведенные технические решения являются, относительно подтвержденного достижения заявленного технического результата, нестандартными и неизвестными решениями. В дополнение к этому эти решения или эти совокупности существенных признаков следует рассматривать наряду с использованием других существенных признаков, заявленных в формуле изобретения, в единой совокупности.The given technical solutions are, with respect to the confirmed achievement of the claimed technical result, non-standard and unknown solutions. In addition, these solutions or these sets of essential features should be considered along with the use of other essential features claimed in the claims, in a single set.
Повышение эффективности технического результата заявленного способа достигают в следующих нижеперечисленных модификациях способа, характеризующих частные случаи его выполнения:An increase in the efficiency of the technical result of the claimed method is achieved in the following modifications of the method, which characterize special cases of its implementation:
1. Описанный выше способ очистки воды с органическими примесями методом ультрафильтрации, отличающийся тем, что в приемной камере устройства ультрафильтрации создают щелочную среду в интервале рН от 8,0 до 11,0 за счет введения католита из внешнего электролизера.1. The method described above for purifying water with organic impurities by ultrafiltration, characterized in that an alkaline environment is created in the receiving chamber of the ultrafiltration device in the pH range from 8.0 to 11.0 due to the introduction of catholyte from an external electrolyzer.
2. Описанный выше способ очистки воды с органическими примесями методом ультрафильтрации, отличающийся тем, что фильтрацию в устройстве ультрафильтрации осуществляют через ультрафильтрационные мембраны, изготовленные из смеси оксидных материалов на основе оксида титана и оксида кремния.2. The method described above for purifying water with organic impurities by ultrafiltration, characterized in that filtration in the ultrafiltration device is carried out through ultrafiltration membranes made from a mixture of oxide materials based on titanium oxide and silicon oxide.
3. Описанный выше способ очистки воды с органическими примесями методом ультрафильтрации, отличающийся тем, что давление в приемной камере водоструйного эжектора находится в интервале значений от 0,03 до 0,098 МПа.3. The method described above for purifying water with organic impurities by ultrafiltration, characterized in that the pressure in the receiving chamber of the water jet ejector is in the range from 0.03 to 0.098 MPa.
Описанный выше способ очистки воды с органическими примесями методом ультрафильтрации предполагает осуществление устройства, элементы конструкции которого были описаны выше при описании этого способа, а именно:The method described above for purifying water with organic impurities by ultrafiltration involves the implementation of a device, the structural elements of which were described above when describing this method, namely:
устройство для очистки воды с органическими примесями методом ультрафильтрации, включающее устройство озонирования, контактную емкость, линию рециркуляции и собственно устройство ультрафильтрации. Кроме этого устройство включает дополнительную линию рециркуляции от устройства ультрафильтрации с возвратом через контактную емкость,a device for purifying water with organic impurities by ultrafiltration, including an ozonation device, a contact tank, a recirculation line and an ultrafiltration device itself. In addition, the device includes an additional recirculation line from the ultrafiltration device with return through a contact container,
а также дополнительное устройство (дополнительные устройства) озонирования на входе в устройство ультрафильтрации в виде по меньшей мере одного водоструйного эжектора, в котором рабочий диаметр всасывающего сопла относится к рабочему диаметру сопла линии нагнетания в интервале значений от 0,35 до 1,0, при этом эти сопла обеспечивают возможности осуществления расхода озоно-воздушной или озоно-кислородной смеси для каждого эжектора в количестве от 0,3 до 30 м3/час и расхода воды в количестве от 0,5 до 45 м3/час, что дает возможность создать в приемной камере фильтра водно-пузырьковый поток, обволакивающий поверхность мембран.as well as an additional ozonation device (s) at the inlet to the ultrafiltration device in the form of at least one water jet ejector, in which the working diameter of the suction nozzle refers to the working diameter of the nozzle of the discharge line in the range from 0.35 to 1.0, while these nozzles provide the possibility of carrying out the flow rate of the ozone-air or ozone-oxygen mixture for each ejector in the amount of 0.3 to 30 m 3 /hour and the flow rate of water in the amount of 0.5 to 45 m 3 /hour, which makes it possible to create in the receiving chamber of the filter, a water-bubble stream enveloping the surface of the membranes.
Повышение эффективности технического результата заявленного устройства достигают в следующих нижеперечисленных модификациях способа, характеризующих частные случаи его выполнения:An increase in the efficiency of the technical result of the claimed device is achieved in the following modifications of the method, which characterize special cases of its implementation:
1. Описанное выше устройство очистки воды с органическими примесями методом ультрафильтрации, отличающееся тем, что в приемную камеру устройства ультрафильтрации от внешнего электролизера выполнена линия подведения католита для создания в фильтруемой воде щелочной среды.1. The device described above for purifying water with organic impurities by ultrafiltration, characterized in that a catholyte supply line is made from an external electrolyzer to the receiving chamber of the ultrafiltration device to create an alkaline medium in the filtered water.
2. Описанное выше устройство очистки воды с органическими примесями методом ультрафильтрации, отличающееся тем, что ультрафильтрационные мембраны в устройстве ультрафильтрации изготавливают из смеси оксидных материалов на основе оксидов титана и кремния.2. The device described above for purifying water with organic impurities by ultrafiltration, characterized in that the ultrafiltration membranes in the ultrafiltration device are made from a mixture of oxide materials based on titanium and silicon oxides.
Описание заявленного способа пояснено схемой, на которой приведены следующие обозначения его процессов:The description of the claimed method is illustrated by a diagram, which shows the following designations of its processes:
1 - обеззараживание исходной воды путем озонирования в контактной емкости,1 - disinfection of source water by ozonation in a contact container,
2 - перемешивание способом рециркуляции (первичная рециркуляция),2 - mixing by recirculation (primary recirculation),
21 - вход линии вторичной рециркуляции,21 - input of the secondary recirculation line,
3 - ультрафильтрация,3 - ultrafiltration,
31 - подача воды через водоструйный эжектор,31 - water supply through a water jet ejector,
32 - подача озоновой смеси через эжектор,32 - supply of ozone mixture through the ejector,
33 - ввод дополнительных компонентов,33 - input of additional components,
34 - выход линии вторичной рециркуляции,34 - output of the secondary recirculation line,
35 - отделение продуктов окисления органических примесей с помощью специальной ловушки,35 - separation of organic impurities oxidation products using a special trap,
36 - выход линии фильтрата,36 - filtrate line outlet,
4- устройство ультрафильтрации,4- ultrafiltration device,
41 - ультрафильтрационная трубчатая мембрана,41 - ultrafiltration tubular membrane,
42 - водно-пузырьковый поток,42 - water bubble flow,
43 - продукты окисления органических примесей.43 - products of oxidation of organic impurities.
Заявляемое изобретение - «Способ очистки воды с органическими примесями методом ультрафильтрации и устройство для его осуществления» осуществляют нижеследующим образом.The claimed invention - "Method of purification of water with organic impurities by ultrafiltration and a device for its implementation" is carried out as follows.
В общем случае осуществление способа начинают с очистки от грубых примесей на фильтрах или устройствах механической очистки. После этого воду направляют в контактную емкость, где осуществляют ее озонирование 1 с целью окисления органических примесей и обеззараживания при одновременном перемешивании путем рециркуляции 2 по схеме: выход из емкости - вход в емкость. Обработанную озоном воду направляют в устройство ультрафильтрации для дальнейшей очистки (этап ультрафильтрации) 3. Подачу воды в устройство ультрафильтрации осуществляют через водоструйный эжектор 31. Одновременно с этим через эжектор подают озоно-воздушную или озоно-кислородную смесь 32. При этом через дополнительный патрубок эжектора или другое устройство возможна подача дополнительных компонентов 33. Из приемной камеры устройства осуществляют отвод части фильтруемой воды в контактную емкость, реализуя таким образом вторую линию рециркуляции 34 по схеме: выход из приемной камеры фильтра - вход в контактную емкость и далее через контактную емкость к эжектору на входе в фильтр. На линии рециркуляции организуют отделение продуктов окисления органических примесей с помощью специальной ловушки 35. Из отделения фильтрата устройства ультрафильтрации выводят линию фильтрата 36. Ультрафильтрацию осуществляют через керамические мембраны трубчатой формы 4 с величиной пор 0,01-0,1 мкм. Для поддержания эффективной фильтрации в примембранном пространстве 41 организуют направленный водно-пузырьковый поток 42, который сбивает с поверхности мембран продукты окисления органических примесей 43. Ориентировочные условия осуществления фильтрации на ультрамембранах следующие: дифференциальное давление 0,05-0,6 МПа, расход озоновоздушной смеси через эжектор 0,3-30 м3/час), содержание растворенного озона в воде 0,01-1,0 г/м3, степень очистки воды до 92%. Общая фильтрующая поверхность мембран составляет от 0,15 до 2 м2 (до 24 м2 для всего устройства ультрафильтрации).In the general case, the implementation of the method begins with the removal of coarse impurities on filters or mechanical cleaning devices. After that, the water is sent to the contact container, where it is ozonized 1 for the purpose of oxidizing organic impurities and disinfection while mixing by
Описанные способ и устройство функционируют следующим образом.The described method and device operate as follows.
Предназначенную для очистки воду сначала пропускают через механический фильтр, а затем направляют в контактную емкость для озонирования. Озонирование проводят или барботажем через слой воды или с помощью водоструйного эжектора, установленного на входе в емкость. Одновременно осуществляют перемешивание воды в контактной емкости с озоновой смесью при помощи рециркуляции через внешний контур по схеме: выход из емкости - вход в емкость. Озонированную таким образом воду направляют в устройство ультрафильтрации. На входе в это устройство расположен водоструйный эжектор, с помощью которого осуществляют дополнительное озонирование воды озоно-воздушной или озоно-кислородной смесью. При этом регулированием расхода водяного и газового потоков добиваются обтекания поверхности мембран скоростным водно-пузырьковым потоком, который сбивает с поверхности мембран вязкие продукты окисления органических примесей. Из приемной камеры отбирают часть жидкости для направления в контактную емкость, осуществляя тем самым вторую линию рециркуляции. На этой линии устанавливают ловушку для отделения продуктов окисления органических примесей, которые периодически сливают, т.е. выводят из технологической цепочки. Об осуществлении водно-пузырькового потока судят на основании визуального наблюдения через специальное прозрачное окно или по структуре потока через ловушку. В приемную камеру могут также вводить дополнительные компоненты, например, католит. Прошедшую мембрану воду собирают в отделении фильтрата и выводят по отдельной линии.The water intended for purification is first passed through a mechanical filter, and then sent to a contact container for ozonation. Ozonation is carried out either by bubbling through a layer of water or using a water jet ejector installed at the inlet to the tank. At the same time, water is mixed in the contact tank with the ozone mixture by means of recirculation through the external circuit according to the scheme: exit from the tank - entrance to the tank. The water ozonized in this way is sent to the ultrafiltration device. A water-jet ejector is located at the inlet to this device, with the help of which additional ozonation of water is carried out with an ozone-air or ozone-oxygen mixture. At the same time, by controlling the flow rate of water and gas flows, a high-speed water-bubble flow is achieved around the membrane surface, which knocks viscous oxidation products of organic impurities from the membrane surface. A part of the liquid is withdrawn from the receiving chamber to be directed to the contact container, thereby making the second recirculation line. A trap is installed on this line to separate the products of oxidation of organic impurities, which are periodically drained, i.e. taken out of the technological chain. The implementation of the water-bubble flow is judged on the basis of visual observation through a special transparent window or on the structure of the flow through the trap. Additional components, such as catholyte, may also be introduced into the receiving chamber. The water that has passed through the membrane is collected in the filtrate compartment and removed via a separate line.
Пример 1.Example 1
Исходная вода имела следующие характеристики: содержание железа 1,5 мг/дм3, содержания марганца от 0,3 мг/дм3, нефтепродукты 0,1 мг/дм3, аммиак 2,5 мг/дм3, перманганатная окисляемость от 6 мг О2/дм3, наличие следов хлора и хлорорганических соединений.The source water had the following characteristics: iron content 1.5 mg/dm 3 , manganese content from 0.3 mg/dm 3 , oil products 0.1 mg/dm 3 , ammonia 2.5 mg/dm 3 , permanganate oxidation from 6 mg About 2 /dm 3 , the presence of traces of chlorine and organochlorine compounds.
Указанную воду направляли в контактную емкость объемом 400 л, где через нее барбатировали озоно-воздушную смесь с содержанием озона 8 мг/л. Из емкости озонированную воду направляли в устройство ультрафильтрации. Одновременно на выходе из емкости отбирали часть потока и направляли через внешний трубопровод опять на вход в емкость, осуществляя таким образом перемешивание. Расход воды при этом составлял 2 м3/час. Дифференциальное давление фильтрации через мембраны составляло 0,2 МПа, поверхность фильтрации мембран составляла 2,0 м2. На выходе из фильтра вода имела следующие характеристики: содержание железа 0,2 мг/дм3, содержания марганца от 0,1 мг/дм3, нефтепродукты 0,01 мг/дм3, аммиак 1,6 мг/дм3, перманганатная окисляемость от 4 мг О2/дм3, отсутствие следов хлора и хлорорганических соединений. Для поддержания параметров очистки постоянными очистку входного отделения устройства ультрафильтрации и его мембран производят 1 раз в неделю.The specified water was sent to a contact container with a volume of 400 l, where an ozone-air mixture with an ozone content of 8 mg/l was bubbled through it. From the tank, ozonized water was sent to the ultrafiltration device. At the same time, a part of the flow was taken at the outlet of the vessel and sent through an external pipeline again to the inlet to the vessel, thus carrying out mixing. The water consumption in this case was 2 m 3 /hour. The differential pressure of filtration through the membranes was 0.2 MPa, the filtration surface of the membranes was 2.0 m 2 . At the outlet of the filter, the water had the following characteristics: iron content 0.2 mg/dm 3 , manganese content from 0.1 mg/dm 3 , oil products 0.01 mg/dm 3 , ammonia 1.6 mg/dm 3 , permanganate oxidizability from 4 mg O 2 /dm 3 , no traces of chlorine and organochlorine compounds. To maintain the cleaning parameters constant, the inlet compartment of the ultrafiltration device and its membranes are cleaned once a week.
Разрежение в приемной камере водоструйного эжектора относительно атмосферного давления находится в интервале от 0,03 до 0,098 МПа.The vacuum in the receiving chamber of the water jet ejector relative to atmospheric pressure is in the range from 0.03 to 0.098 MPa.
Пример 2.Example 2
Исходная вода имела характеристики аналогичные указанным в примере 1. Очистку воды также проводили по способу, указанному в примере 1. Однако дополнительно к этому часть фильтруемой воды отводилась из приемной камеры обратно в контактную емкость по отдельному трубопроводу, реализуя второй контур рециркуляции. Периодически из ловушки сливали слизистые продукты окисления органики. В приемной камере в примембранном слое осуществляли водно-пузырьковый поток, очищающий поверхность мембран, о чем судили по визуальным наблюдениям через специальное прозрачное окно. Водно-пузырьковый режим осуществляли за счет поддержания следующих характеристик:The source water had characteristics similar to those indicated in example 1. Water purification was also carried out according to the method indicated in example 1. However, in addition to this, part of the filtered water was removed from the receiving chamber back to the contact tank through a separate pipeline, realizing the second recirculation circuit. Periodically, slimy products of organic oxidation were poured out of the trap. In the receiving chamber in the near-membrane layer, a water-bubble flow was carried out, cleaning the surface of the membranes, as judged by visual observations through a special transparent window. The water-bubble mode was carried out by maintaining the following characteristics:
расход воды составлял 0,5 м3/час, расход озоно-воздушной смеси - 0,3 м3/час, при этом диаметр сопла всасывания составлял 3 мм, а диаметр сопла нагнетания - 3 мм, разрежение в приемной камере водоструйного эжектора относительно атмосферного давления составляло 0,03 МПа, содержание растворенного озона в воде 0,01 г/м3, дифференциальное давление фильтрации через мембраны составляло 0,05 МПа, поверхность фильтрации мембран составляла 0,15 м2 (для одной трубчатой мембраны). На выходе из фильтра вода имела следующие характеристики: содержание железа 0,01 мг/дм3, содержания марганца от 0,01 мг/дм3, нефтепродукты 0,01 мг/дм3, аммиак 0,5 мг/дм3, перманганатная окисляемость от 1 мг О2/дм3, отсутствие следов хлора и хлорорганических соединений.the water flow was 0.5 m 3 /h, the flow rate of the ozone-air mixture was 0.3 m 3 /h, while the diameter of the suction nozzle was 3 mm, and the diameter of the discharge nozzle was 3 mm, the vacuum in the receiving chamber of the water jet ejector relative to atmospheric pressure was 0.03 MPa, the content of dissolved ozone in water was 0.01 g/m 3 , the differential pressure of filtration through the membranes was 0.05 MPa, the filtration surface of the membranes was 0.15 m 2 (for one tubular membrane). At the outlet of the filter, the water had the following characteristics: iron content 0.01 mg/dm 3 , manganese content from 0.01 mg/dm 3 , oil products 0.01 mg/dm 3 , ammonia 0.5 mg/dm 3 , permanganate oxidizability from 1 mg O 2 /dm 3 , no traces of chlorine and organochlorine compounds.
Для поддержания параметров очистки постоянными очистку входного отделения устройства ультрафильтрации и его мембран производят 1 раз в 4 месяца.To maintain the cleaning parameters constant, the inlet compartment of the ultrafiltration device and its membranes are cleaned once every 4 months.
Пример 3.Example 3
Исходная вода имела характеристики аналогичные указанным в примере 1. Очистку воды также проводили по способу, указанному в примере 1. Однако дополнительно к этому часть фильтруемой воды отводилась из приемной камеры обратно в контактную емкость по отдельному трубопроводу, реализуя второй контур рециркуляции. На этой линии была установлена ловушка для отделения продуктов окисления органических примесей. Периодически из ловушки сливали слизистые продукты окисления органики. В приемной камере в примембранном слое осуществляли водно-пузырьковый поток, очищающий поверхность мембран, о чем судили по визуальным наблюдениям через специальное прозрачное окно. Водно-пузырьковый режим осуществляли за счет поддержания следующих характеристик:The source water had characteristics similar to those indicated in example 1. Water purification was also carried out according to the method indicated in example 1. However, in addition to this, part of the filtered water was removed from the receiving chamber back to the contact tank through a separate pipeline, realizing the second recirculation circuit. A trap was installed on this line to separate the oxidation products of organic impurities. Periodically, slimy products of organic oxidation were poured out of the trap. In the receiving chamber in the near-membrane layer, a water-bubble flow was carried out, cleaning the surface of the membranes, as judged by visual observations through a special transparent window. The water-bubble mode was carried out by maintaining the following characteristics:
расход воды составлял 45 м3/час, расход озоно-воздушной смеси - 30 м3/час, при этом диаметр сопла всасывания составлял 20 мм, а диаметр сопла нагнетания - 56 мм, разрежение в приемной камере водоструйного эжектора относительно атмосферного давления составляло 0,098 МПа, дифференциальное давление фильтрации через мембраны составляло 0,6 МПа, поверхность фильтрации мембран составляла 24 м2 (для 12 трубчатых мембран). Воду вводили через группу эжекторов в количестве 6.the water flow rate was 45 m 3 /h, the flow rate of the ozone-air mixture was 30 m 3 /h, while the diameter of the suction nozzle was 20 mm, and the diameter of the discharge nozzle was 56 mm, the vacuum in the receiving chamber of the water jet ejector relative to atmospheric pressure was 0.098 MPa , the differential pressure of filtration through the membranes was 0.6 MPa, the filtration surface of the membranes was 24 m 2 (for 12 tubular membranes). Water was introduced through a group of ejectors in the amount of 6.
На выходе из фильтра вода имела следующие характеристики: содержание железа 0,02 мг/дм3, содержания марганца от 0,03 мг/дм3, нефтепродукты 0,01 мг/дм3, аммиак 0,6 мг/дм3, перманганатная окисляемость от 1,5 мг О2/дм3, отсутствие следов хлора и хлорорганических соединений.At the outlet of the filter, the water had the following characteristics: iron content 0.02 mg/dm 3 , manganese content from 0.03 mg/dm 3 , oil products 0.01 mg/dm 3 , ammonia 0.6 mg/dm 3 , permanganate oxidizability from 1.5 mg O 2 /dm 3 , no traces of chlorine and organochlorine compounds.
Для поддержания параметров очистки постоянными очистку входного отделения устройства ультрафильтрации и его мембран производят 1 раз в 4 месяца.To maintain the cleaning parameters constant, the inlet compartment of the ultrafiltration device and its membranes are cleaned once every 4 months.
Пример 4.Example 4
Исходная вода имела следующие характеристики: содержание железа 15 мг/дм3, содержания марганца от 1 мг/дм3, нефтепродукты 0,5 мг/дм3, аммиак 7 мг/дм3, перманганатная окисляемость от 10 мг О2/дм3, наличие следов хлора и хлорорганических соединений.The source water had the following characteristics: iron content 15 mg / dm 3 , manganese content from 1 mg / dm 3 , oil products 0.5 mg / dm 3 , ammonia 7 mg / dm 3 , permanganate oxidation from 10 mg O 2 / dm 3 , the presence of traces of chlorine and organochlorine compounds.
Очистку воды также проводили по способу, указанному в примере 2. Однако дополнительно к этому, часть очищенной воды проходила через электролизер и в контактную емкость по отдельному трубопроводу подавался католит, который повышал рН до 8,5. В приемной камере в примембранном слое осуществляли водно-пузырьковый поток, очищающий поверхность мембран, о чем судили по визуальным наблюдениям через специальное прозрачное окно. Водно-пузырьковый режим осуществляли за счет поддержания следующих характеристик:Water purification was also carried out according to the method indicated in example 2. However, in addition to this, part of the purified water passed through the electrolyzer and catholyte was supplied to the contact vessel through a separate pipeline, which increased the pH to 8.5. In the receiving chamber in the near-membrane layer, a water-bubble flow was carried out, cleaning the surface of the membranes, as judged by visual observations through a special transparent window. The water-bubble mode was carried out by maintaining the following characteristics:
расход воды составлял 3 м3/час, расход озоно-воздушной смеси - 1 м3/час, при этом диаметр сопла всасывания составлял 6 мм, а диаметр сопла нагнетания - 8 мм, разрежение в приемной камере водоструйного эжектора относительно атмосферного давления составляло 0,05 МПа, дифференциальное давление фильтрации через мембраны составляло 0,2 МПа, поверхность фильтрации мембран составляла 1 м2. На выходе из фильтра вода имела следующие характеристики: содержание железа 0,01 мг/дм3, содержания марганца от 0,01 мг/дм3, нефтепродукты 0,01 мг/дм3, аммиак 0,3 мг/дм3, перманганатная окисляемость от 1,5 мг О2/дм3, отсутствие следов хлора и хлорорганических соединений.the water flow rate was 3 m 3 /h, the flow rate of the ozone-air mixture was 1 m 3 /h, while the diameter of the suction nozzle was 6 mm, and the diameter of the discharge nozzle was 8 mm, the vacuum in the receiving chamber of the water jet ejector relative to atmospheric pressure was 0, 05 MPa, the differential pressure of filtration through the membranes was 0.2 MPa, the filtration surface of the membranes was 1 m 2 . At the outlet of the filter, the water had the following characteristics: iron content 0.01 mg/dm 3 , manganese content from 0.01 mg/dm 3 , oil products 0.01 mg/dm 3 , ammonia 0.3 mg/dm 3 , permanganate oxidizability from 1.5 mg O 2 /dm 3 , no traces of chlorine and organochlorine compounds.
Для поддержания параметров очистки постоянными очистку входного отделения устройства ультрафильтрации и его мембран производят 1 раз в 5 месяцев.To maintain the cleaning parameters constant, the inlet compartment of the ultrafiltration device and its membranes are cleaned once every 5 months.
Приведенные выше варианты примеров не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения. Напротив, возможны также варианты, модификации и эквиваленты описанных примеров в пределах объема прав, изложенных в формуле изобретения.The above variants of the examples should not be construed as limiting the scope of the invention. On the contrary, variations, modifications and equivalents of the described examples are also possible within the scope of the rights set forth in the claims.
Приведенные выше описание осуществления изобретения и примеры его реализации подтверждают достижение заявленного технического результата в процессе осуществлении изобретения. Они также показывают причинно-следственную связь существенных признаков между собой и достигаемым техническим результатом.The above description of the invention and examples of its implementation confirm the achievement of the claimed technical result in the process of carrying out the invention. They also show a causal relationship of essential features between themselves and the achieved technical result.
Из приведенного выше описания также следует, что достижение технического результата возможно только при осуществлении всей совокупности существенных признаков, что подтверждает также техническое решение задачи осуществления изобретения.From the above description it also follows that the achievement of a technical result is possible only when the entire set of essential features is implemented, which also confirms the technical solution of the problem of implementing the invention.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2022/000299 WO2023204727A1 (en) | 2022-04-18 | 2022-10-03 | Method for purifying water containing organic impurities by ultrafiltration |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2795583C1 true RU2795583C1 (en) | 2023-05-05 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004136183A (en) * | 2002-10-16 | 2004-05-13 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Water treatment method and apparatus therefor |
| RU84796U1 (en) * | 2009-04-16 | 2009-07-20 | Щедрин Олег Владимирович | DEVICE FOR CLEANING OF REVERSE WATER IN PLANTS FOR WASHING MOTOR VEHICLES |
| RU87421U1 (en) * | 2009-03-26 | 2009-10-10 | Дмитрий Дмитриевич Медведев | SEWAGE TREATMENT DEVICE |
| RU150512U1 (en) * | 2014-07-29 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Строительная Компания "РосПромИнжиниринг" | INSTALLATION OF CATALYTIC PURIFICATION OF WATER |
| RU2668036C2 (en) * | 2017-02-14 | 2018-09-25 | Дмитрий Валерьевич Татеосов | Water purification and disinfection unit |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004136183A (en) * | 2002-10-16 | 2004-05-13 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Water treatment method and apparatus therefor |
| RU87421U1 (en) * | 2009-03-26 | 2009-10-10 | Дмитрий Дмитриевич Медведев | SEWAGE TREATMENT DEVICE |
| RU84796U1 (en) * | 2009-04-16 | 2009-07-20 | Щедрин Олег Владимирович | DEVICE FOR CLEANING OF REVERSE WATER IN PLANTS FOR WASHING MOTOR VEHICLES |
| RU150512U1 (en) * | 2014-07-29 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Строительная Компания "РосПромИнжиниринг" | INSTALLATION OF CATALYTIC PURIFICATION OF WATER |
| RU2668036C2 (en) * | 2017-02-14 | 2018-09-25 | Дмитрий Валерьевич Татеосов | Water purification and disinfection unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2394771C2 (en) | Water treatment device and method | |
| EP2583949A1 (en) | Purification processing device of oil-containing sewage | |
| US7651612B2 (en) | Device for the purification of contaminated liquid | |
| WO2015156242A1 (en) | Water treatment method and water treatment apparatus each using membrane | |
| CN101269903B (en) | Further advanced treatment technique and apparatus for sewage water of oil refining | |
| US20080302724A1 (en) | Method and apparatus for removing impurities in rejects from sequential filters using separate treatment units | |
| RU2795583C1 (en) | Method of purification of water with organic impurities by ultrafiltration method and a device for its implementation | |
| CN1332124A (en) | High-turbidity water treater with integrated flocculation, air floating and membrane separation functions | |
| CN107746154A (en) | One kind printing and dyeing（Containing antimony）Sewage disposal system | |
| US5916437A (en) | Domestic sewage cleaning system | |
| KR100473532B1 (en) | Purifying system for hollow yarn membran and operation method of the purifying system | |
| WO2023204727A1 (en) | Method for purifying water containing organic impurities by ultrafiltration | |
| CN108249643A (en) | A kind of three embrane method seaweed processing waste water advanced treatment and reclamation methods and device | |
| RU2736050C1 (en) | Installation for treatment of waste water, drainage and over-slime waters of industrial facilities and facilities for arrangement of production and consumption wastes | |
| RU2789531C1 (en) | Method for producing water with predetermined properties and apparatus for implementation thereof | |
| CN110981023A (en) | Water treatment system and process for realizing continuous cleaning by utilizing pressure ozone | |
| CN206143022U (en) | Bamboo article processing effluent disposal system | |
| RU2806144C1 (en) | Method for purifying water-methanol solutions to remove salts | |
| RU2758698C1 (en) | Installation for electrocoagulation treatment of drinking and waste water | |
| RU2162447C1 (en) | Plant for production of potable water | |
| WO2019132742A1 (en) | System and a method for water treatment by flotation and filtration membrane cleaning | |
| RU2010014C1 (en) | Apparatus for purifying natural water | |
| WO2023204726A1 (en) | Method for producing water with predetermined properties and device for implementing same | |
| CN215756787U (en) | Air supporting ozone ceramic membrane combination water treatment system | |
| RU2794657C1 (en) | Filtration ozone-membrane system for water purification and disinfection |