RU2837054C1 - System of liquid filtration through semi-permeable membranes using hydrostatic pressure - Google Patents
System of liquid filtration through semi-permeable membranes using hydrostatic pressure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2837054C1 RU2837054C1 RU2024125886A RU2024125886A RU2837054C1 RU 2837054 C1 RU2837054 C1 RU 2837054C1 RU 2024125886 A RU2024125886 A RU 2024125886A RU 2024125886 A RU2024125886 A RU 2024125886A RU 2837054 C1 RU2837054 C1 RU 2837054C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- semi
- devices
- permeable membranes
- pump
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 125
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000003245 working effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 16
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 11
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
1. Область техники, к которой относится изобретение1. The field of technology to which the invention relates
Изобретение относится к области техники, касающейся фильтрации жидкостей, в том числе в целях обессоливания, с помощью способа разделения с использованием полупроницаемых мембран, и может быть применено для очистки либо обессоливания жидкостей, свойства которых позволяют применять для их очистки или обессоливания полупроницаемые мембраны, например, таких жидкостей или их растворов, как вода (в том числе морская), пищевые, химические и фармацевтические жидкости.The invention relates to the field of technology concerning the filtration of liquids, including for the purpose of desalination, using a separation method using semipermeable membranes, and can be used for the purification or desalination of liquids whose properties make it possible to use semipermeable membranes for their purification or desalination, for example, such liquids or their solutions as water (including sea water), food, chemical and pharmaceutical liquids.
В частности, данное изобретение может быть использовано для опреснения морской воды методом обратного осмоса, или, например, для сверхтонкой очистки воды в производственных целях.In particular, this invention can be used for desalination of sea water by the reverse osmosis method, or, for example, for ultra-fine purification of water for industrial purposes.
2. Уровень техники2. State of the art
Использование в системах фильтрации гидростатического принципа создания давления жидкости позволяет отказаться от мощных жидкостных насосов и, таким образом, существенно сократить затраты энергии на фильтрацию.The use of the hydrostatic principle of creating liquid pressure in filtration systems makes it possible to do away with powerful liquid pumps and, thus, significantly reduce energy costs for filtration.
Из уровня техники известны технические решения для фильтрации жидкости через полупроницаемые мембраны с использованием гидростатического давления, представленные в следующих опубликованных документах:The prior art provides technical solutions for filtering liquids through semipermeable membranes using hydrostatic pressure, as presented in the following published documents:
2.1. Известно устройство для опреснения морской воды, патент SU 623831 A1 публикации 1978.09.15, отличающееся отсутствием решения по промывке обратноосмотических мембран, а также принципа (способа) предварительной подготовки исходной жидкости до подачи её на обратноосмотический блок, что технологически неприемлемо ввиду того, что при подаче исходной жидкости без предварительной очистки и подготовки на мембраны обратного осмоса происходит их повреждение и выход из строя.2.1. A device for desalination of sea water is known, patent SU 623831 A1 published 1978.09.15, which is distinguished by the absence of a solution for washing reverse osmosis membranes, as well as a principle (method) for preliminary preparation of the initial liquid before feeding it to the reverse osmosis unit, which is technologically unacceptable due to the fact that when feeding the initial liquid without preliminary cleaning and preparation to the reverse osmosis membranes, they are damaged and fail.
Кроме того, такое устройство технически сложно в реализации, неуниверсально и представлено только в подводном исполнении, при этом предусматривается только функция опреснения морской воды без возможности использования в других целях, также не представлено решение по подъему опресненной воды к месту ее хранения и дальнейшего использования.In addition, such a device is technically difficult to implement, not universal and is presented only in an underwater version, while only the function of desalination of sea water is provided without the possibility of using it for other purposes, and a solution for lifting desalinated water to the place of its storage and further use is also not presented.
2.2. Известен способ опреснения воды поверхностного водоема, патент RU 2223919 C1 публикации 2004.02.20, отличающийся расположением водозабора, который располагается непосредственно на глубине водоема, и подачей неочищенной и неподготовленной морской воды на обратноосмотический блок, что технологически неприемлемо ввиду того, что при подаче исходной жидкости без предварительной очистки и подготовки на мембраны обратного осмоса происходит их повреждение и выход из строя.2.2. A method for desalinating surface water is known, patent RU 2223919 C1 published 2004.02.20, characterized by the location of the water intake, which is located directly at the depth of the reservoir, and the supply of untreated and unprepared seawater to the reverse osmosis unit, which is technologically unacceptable due to the fact that when the initial liquid is supplied to the reverse osmosis membranes without preliminary purification and preparation, they are damaged and fail.
Кроме того, такое устройство технически сложно в реализации, неуниверсально и представлено только в подводном исполнении, при этом предусматривается только функция опреснения морской воды без возможности использования в других целях.In addition, such a device is technically difficult to implement, not universal and is presented only in an underwater version, while only the function of desalination of sea water is provided without the possibility of use for other purposes.
2.3. Известно устройство для обессоливания морских вод методом обратного осмоса, патент RU 2401806 C1 публикации 2010.10.20, отличающееся сложностью и громоздкостью устройства, отсутствием принципа модульности элементов, расположением блока мембран, который располагается внутри сообщающихся сосудов, что создает техническую сложность в сборке (монтаже) такого устройства, либо периодической замены или технического обслуживания мембран обратного осмоса и другого оборудования внутри этих сообщающихся сосудов.2.3. A device for desalination of sea water by the reverse osmosis method is known, patent RU 2401806 C1 published 2010.10.20, characterized by the complexity and bulkiness of the device, the absence of the principle of modularity of elements, the location of the membrane block, which is located inside communicating vessels, which creates a technical complexity in the assembly (installation) of such a device, or the periodic replacement or maintenance of reverse osmosis membranes and other equipment inside these communicating vessels.
Кроме того, устройство отличается тем, что в нём предусматривается отдельная трубка для связи с атмосферой.In addition, the device is distinguished by the fact that it has a separate tube for communication with the atmosphere.
Кроме того, такое устройство технически сложно в реализации, неуниверсально и представлено только в подводном исполнении, при этом предусматривается только функция опреснения морской воды без возможности использования в других целях, а также отсутствуют решения по промывке обратноосмотических мембран и принципа (способа) предварительной очистки, подготовки исходной жидкости до подачи её на обратноосмотический блок, что технологически неприемлемо ввиду того, что при подаче исходной жидкости без предварительной очистки и подготовки на мембраны обратного осмоса происходит их повреждение и выход из строя.In addition, such a device is technically difficult to implement, not universal and is presented only in an underwater version, while only the function of desalination of sea water is provided without the possibility of using it for other purposes, and there are no solutions for washing reverse osmosis membranes and the principle (method) of preliminary purification, preparation of the initial liquid before feeding it to the reverse osmosis unit, which is technologically unacceptable due to the fact that when feeding the initial liquid without preliminary purification and preparation to the reverse osmosis membranes, they are damaged and fail.
2.4. Известна установка опреснения морской воды и способ опреснения морской воды, патент RU 2150434 C1 публикации 2000.06.10, отличающаяся от патентуемого изобретения принципиальными конструктивными решениями, например используется сразу несколько скважин, объединяемых по низу общей штольней для доступа технического обслуживания, с устройством входного штрека и даже лифта, что делает такую установку крайне сложной в реализации и эксплуатации.2.4. A seawater desalination plant and a method for desalination of seawater are known, patent RU 2150434 C1, published 2000.06.10, which differs from the invention being patented in its fundamental design solutions, for example, several wells are used at once, united at the bottom by a common adit for access for maintenance, with the device of an entrance adit and even an elevator, which makes such a plant extremely difficult to implement and operate.
Также отсутствуют решения по промывке обратноосмотических мембран, принцип (способ) предварительной подготовки исходной жидкости до подачи её на обратноосмотические блоки, что технологически неприемлемо ввиду того, что при подаче исходной жидкости без предварительной очистки и подготовки на мембраны обратного осмоса происходит их повреждение и выход из строя.There are also no solutions for washing reverse osmosis membranes, the principle (method) of preliminary preparation of the initial liquid before feeding it to the reverse osmosis units, which is technologically unacceptable due to the fact that when feeding the initial liquid without preliminary cleaning and preparation to the reverse osmosis membranes, they are damaged and fail.
3. Раскрытие сущности изобретения3. Disclosure of the essence of the invention
Сущностью изобретения являются следующие технические преимущества изобретения: существенное снижение сложности строительства и эксплуатации систем фильтрации жидкости через полупроницаемые мембраны с использованием гидростатического давления, наличие предварительной подготовки исходных жидкостей для доведения их качества до приемлемого для подачи на полупроницаемые мембраны, универсальность в реализации таких систем для различных условий и жидкостей, возможность использования принципа модульности устройств, отсутствие необходимости постоянной связи полупроницаемых мембран с атмосферой, возможность проведения технологических промывок полупроницаемых мембран без доступа к ним, при этом для проведения промывок полупроницаемых мембран технологически не требуется снижение давления жидкости на подаче к ним.The essence of the invention is the following technical advantages of the invention: a significant reduction in the complexity of construction and operation of liquid filtration systems through semipermeable membranes using hydrostatic pressure, the presence of preliminary preparation of the initial liquids to bring their quality to an acceptable level for feeding to the semipermeable membranes, versatility in the implementation of such systems for various conditions and liquids, the possibility of using the principle of modularity of devices, the absence of the need for constant connection of semipermeable membranes with the atmosphere, the possibility of carrying out technological washings of semipermeable membranes without access to them, while for washing semipermeable membranes, there is no technological need to reduce the pressure of the liquid on the feed to them.
4. Краткое описание чертежей4. Brief description of drawings
Графическая часть изобретения представлена двумя принципиально возможными типами технических реализаций, на Фиг. 1 и Фиг. 2 (скважинный тип) показана система, которая включает в себя устройства, содержащие: полупроницаемые мембраны, буферные резервуары для очищенной жидкости, компенсаторы перепадов давления и насосы для перекачки очищенной жидкости, размещенные внутри горной выработки, например скважины, на глубине достаточной для создания необходимого гидростатического давления столба жидкости, при котором может быть осуществим процесс фильтрации через полупроницаемые мембраны, в частности с использованием процесса обратного осмоса.The graphical part of the invention is presented by two fundamentally possible types of technical implementations, in Fig. 1 and Fig. 2 (well type) a system is shown which includes devices containing: semi-permeable membranes, buffer tanks for purified liquid, pressure drop compensators and pumps for pumping purified liquid, located inside a mine working, for example a well, at a depth sufficient to create the necessary hydrostatic pressure of the liquid column, at which the filtration process through semi-permeable membranes can be carried out, in particular using the reverse osmosis process.
Такие же устройства могут быть размещены на глубине источника жидкости, например на дне водоема, как показано на Фиг. 3 и Фиг. 4 (донный тип) (с. 5-6 описания).The same devices can be placed at the depth of the liquid source, for example at the bottom of a reservoir, as shown in Fig. 3 and Fig. 4 (bottom type) (pp. 5-6 of the description).
На Фиг. 1 и Фиг. 3 показана схема работы данной системы в режиме фильтрации жидкости, а на Фиг. 2 и Фиг. 4 схема работы системы в режиме технологической промывки полупроницаемых мембран при помощи промывочной жидкости.Fig. 1 and Fig. 3 show the operation diagram of this system in the liquid filtration mode, and Fig. 2 and Fig. 4 show the operation diagram of the system in the mode of technological washing of semipermeable membranes using washing liquid.
К основным техническим устройствам системы фильтрации скважинного типа, обозначенным в графической части (Фиг. 1-2), относятся:The main technical devices of the well filtration system, indicated in the graphic part (Fig. 1-2), include:
1) Заборное устройство.1) Intake device.
2) Приемное устройство.2) Receiving device.
3) Насос для перекачки исходной жидкости.3) Pump for pumping the initial liquid.
4) Устройство предварительной подготовки исходной жидкости.4) Device for preliminary preparation of the initial liquid.
5) Устройства для управления потоками жидкостей.5) Devices for controlling liquid flows.
6) Горная выработка (скважина).6) Mine workings (borehole).
7) Устройство содержащее полупроницаемую мембрану.7) A device containing a semipermeable membrane.
8) Буферный резервуар для очищенной жидкости.8) Buffer tank for purified liquid.
9) Компенсатор перепадов давления.9) Pressure drop compensator.
10) Насос для перекачки очищенной жидкости.10) Pump for pumping purified liquid.
11) Резервуар хранения очищенной жидкости.11) Storage tank for purified liquid.
12) Резервуар с промывочной жидкостью.12) Tank with washing liquid.
13) Насос для перекачки промывочной жидкости.13) Pump for pumping washing liquid.
14) Устройство отвода концентрата из системы.14) Device for removing concentrate from the system.
Помимо условных обозначений основных устройств системы графическая часть содержит условные обозначения таких трубопроводов как:In addition to the symbols of the main devices of the system, the graphic part contains symbols of such pipelines as:
В1 - Трубопровод очищенной жидкости.B1 - Purified liquid pipeline.
В37 - Трубопровод подачи жидкости.B37 - Liquid supply pipeline.
К34 - Трубопровод отвода жидкости.K34 - Liquid drainage pipeline.
К34.1 - Трубопровод промывочной жидкости подающий.K34.1 - Flushing fluid supply pipeline.
К34.2 - Трубопровод промывочной жидкости обратный.K34.2 - Return flushing fluid pipeline.
Кроме того, в графической части присутствуют следующие обозначения:In addition, the graphic part contains the following symbols:
- Направление потока жидкости (слева на право). - Direction of liquid flow (left to right).
P1….3 - Обозначение уровня давления в условной точке.P1….3 - Designation of the pressure level at a given point.
Система фильтрации с применением глубины источника жидкости, показанная на Фиг. 3 и Фиг. 4 (донный тип), включает в себя устройства и трубопроводы аналогичные скважинному типу, за исключением устройства горной выработки «6», поскольку размещение таких устройств как: устройств, содержащих полупроницаемые мембраны, буферный резервуар для очищенной жидкости, компенсатор перепадов давления и насос для перекачки очищенной жидкости, осуществляется непосредственно на глубине источника жидкости (например, на дне водоема).The filtration system using the depth of the liquid source shown in Fig. 3 and Fig. 4 (bottom type) includes devices and pipelines similar to the well type, with the exception of the device of the mine working "6", since the placement of such devices as: devices containing semi-permeable membranes, a buffer tank for purified liquid, a pressure difference compensator and a pump for pumping purified liquid, is carried out directly at the depth of the liquid source (for example, at the bottom of a reservoir).
На Фиг. 3 показана схема работы данной системы в режиме фильтрации жидкости, а на Фиг. 4 - схема работы системы в режиме промывки полупроницаемых мембран при помощи промывочной жидкости.Fig. 3 shows the operation diagram of this system in the liquid filtration mode, and Fig. 4 shows the operation diagram of the system in the mode of washing semipermeable membranes using a washing liquid.
5. Осуществление изобретения5. Implementation of the invention
Осуществление изобретения основано на технической возможности создания гидростатического давления необходимого для процесса фильтрации жидкостей через полупроницаемые мембраны, например с применением горных выработок, таких как скважины, колодцы, вертикальные шахты и. т.п., как показано на Фиг. 1 и Фиг. 2, содержащие: полупроницаемые мембраны, буферные резервуары для очищенной жидкости, компенсаторы перепадов давления и насосы для перекачки очищенной жидкости, размещенные внутри горной выработки, либо такие же устройства могут быть размещены на глубине источника жидкости, как показано на Фиг. 3 и Фиг. 4 (например, на дне водоема), на глубине достаточной для создания необходимого гидростатического давления столба жидкости при котором может быть осуществим процесс фильтрации через полупроницаемые мембраны, в частности с использованием процесса обратного осмоса.The implementation of the invention is based on the technical possibility of creating the hydrostatic pressure necessary for the process of filtering liquids through semi-permeable membranes, for example using mine workings such as boreholes, wells, vertical shafts, etc., as shown in Fig. 1 and Fig. 2, containing: semi-permeable membranes, buffer tanks for purified liquid, pressure drop compensators and pumps for pumping purified liquid, located inside the mine working, or the same devices can be placed at the depth of the liquid source, as shown in Fig. 3 and Fig. 4 (for example, at the bottom of a reservoir), at a depth sufficient to create the necessary hydrostatic pressure of the liquid column at which the process of filtration through semi-permeable membranes can be implemented, in particular using the reverse osmosis process.
Реализация системы с применением глубины горной выработки (на примере устройства скважины), как правило, предпочтительна в условиях мягких грунтов, удобных для бурения скважин и других видов горных выработок, тогда как реализация системы с применением глубины источника жидкости предпочтительна в условиях твердых грунтов, сложных для бурения скважин и других видов горных выработок.The implementation of a system using the depth of a mine working (using the example of a well device) is generally preferable in conditions of soft soils, convenient for drilling wells and other types of mine workings, while the implementation of a system using the depth of a liquid source is preferable in conditions of hard soils, difficult for drilling wells and other types of mine workings.
Изобретение также предусматривает предварительную подготовку исходной жидкости с целью доведения её до приемлемого качества до подачи её на полупроницаемые мембраны, специфика предварительной подготовки исходной жидкости может включать в себя такие процессы, как: очистку от грубых частиц, дезинфекцию, изменение температуры, PH и другие процессы, необходимость которых зависит от физических, химических и бактериологических показателей исходной жидкости. Кроме того, система предусматривает возможность периодического проведения технологических промывок полупроницаемых мембран без доступа к ним, при этом для проведения промывок полупроницаемых мембран технологически не требуется снижение давления жидкости на подаче к ним.The invention also provides for preliminary preparation of the initial liquid in order to bring it to an acceptable quality before feeding it to the semipermeable membranes, the specifics of preliminary preparation of the initial liquid may include such processes as: cleaning from coarse particles, disinfection, changing the temperature, pH and other processes, the need for which depends on the physical, chemical and bacteriological indicators of the initial liquid. In addition, the system provides for the possibility of periodic technological washing of semipermeable membranes without access to them, while for washing the semipermeable membranes, it is technologically not required to reduce the pressure of the liquid on the feed to them.
Принцип действия режима фильтрации системы с применением глубины горной выработки Фиг. 1 осуществляется следующим образом: исходная жидкость забирается из источника жидкости при помощи заборного устройства «1», и, поступая в приемное устройство «2», перемещается в насос для перекачки исходной жидкости «3» и далее по трубопроводу В37 подается в устройство предварительной подготовки исходной жидкости «4», далее по трубопроводу В37 предварительно подготовленная жидкость через устройства для управления потоками жидкостей «5» поступает в трубопровод В37, опускающийся внутри скважины «6» на рабочую глубину, способную обеспечить необходимое гидростатическое давление на полупроницаемые мембраны находящиеся в устройствах «7».The principle of operation of the filtration mode of the system using the depth of the mine workings in Fig. 1 is carried out as follows: the initial liquid is taken from the liquid source using the intake device "1", and, entering the receiving device "2", it moves to the pump for pumping the initial liquid "3" and then through the pipeline B37 it is fed to the device for preliminary preparation of the initial liquid "4", then through the pipeline B37 the pre-treated liquid through the devices for controlling the liquid flows "5" enters the pipeline B37, which descends inside the well "6" to the working depth, capable of providing the necessary hydrostatic pressure on the semi-permeable membranes located in the devices "7".
Жидкость, очищенная в устройствах, содержащих полупроницаемые мембраны «7», по трубопроводу В1 перемещается в буферный резервуар для очищенной жидкости «8», где при помощи насоса для перекачки очищенной жидкости «10» по трубопроводу В1 перекачивается в резервуар хранения очищенной жидкости «11».The liquid purified in devices containing semi-permeable membranes “7” is moved via pipeline B1 to the buffer tank for purified liquid “8”, where, using a pump for pumping purified liquid “10”, it is pumped via pipeline B1 to the storage tank for purified liquid “11”.
В связи с изменениями уровня очищенной жидкости внутри буферного резервуара для очищенной жидкости «8» и связанных с этим перепадами давления предусматривается компенсатор перепадов давления «9».Due to changes in the level of purified liquid inside the buffer tank for purified liquid “8” and the associated pressure drops, a pressure drop compensator “9” is provided.
Концентрат, поступающий от устройств, содержащих полупроницаемые мембраны «7», по принципу сообщающихся сосудов поднимается на поверхность по трубопроводу К34 и при помощи устройства отвода концентрата из системы «14» выпускается из системы вне зоны влияния на заборное устройство «1».The concentrate coming from the devices containing semi-permeable membranes “7” rises to the surface via pipeline K34 according to the principle of communicating vessels and, using the concentrate discharge device from the system “14”, is released from the system outside the zone of influence on the intake device “1”.
Таким образом, применяемый гидростатический метод создания давления для процесса фильтрации выполняет условие необходимой разницы давлений между стенками полупроницаемых мембран:Thus, the applied hydrostatic method of creating pressure for the filtration process fulfills the condition of the required pressure difference between the walls of semipermeable membranes:
Рм ≥ Р1 - Р2 (Фиг. 1 и Фиг. 3), где:Рм ≥ Р1 - Р2 (Fig. 1 and Fig. 3), where:
Рм - минимально необходимое давление жидкости на полупроницаемые мембраны,Рм - minimum required liquid pressure on semipermeable membranes,
Р1 - минимальное гидростатическое давление на подаче жидкости к устройствам содержащим полупроницаемые мембраны,P1 - minimum hydrostatic pressure on the liquid supply to devices containing semipermeable membranes,
Р2 - давление внутри буферного резервуара для очищенной жидкости «8».P2 - pressure inside the buffer tank for purified liquid "8".
То есть, в режиме фильтрации, благодаря откачке очищенной жидкости насосом для перекачки очищенной жидкости «10», давление внутри буферного резервуара для очищенной жидкости «8» равно или близко к атмосферному, Р2 ≈ Ратм.That is, in the filtration mode, due to the pumping of purified liquid by the pump for pumping purified liquid “10”, the pressure inside the buffer tank for purified liquid “8” is equal to or close to atmospheric, P2 ≈ Patm.
Принцип действия режима промывки системы с применением глубины горной выработки Фиг. 2 осуществляется следующим образом: устройство для управления потоками жидкостей «5» переключает систему в режим промывки, с прерыванием подачи исходной воды из источника также, как и отведения концентрата, при этом для снижения разницы давлений между стенками полупроницаемых мембран система отключает насос для перекачки очищенной жидкости «10», находящийся внутри буферного резервуара для очищенной жидкости «8», после чего уровень жидкости и, соответственно, давление в буферном резервуаре для очищенной жидкости «8» повышается до уровня, близкого к давлению на подаче к устройствам, содержащим полупроницаемые мембраны «7». Таким образом, достигается снижение давления на поверхность полупроницаемых мембран, что технологически необходимо для проведения их промывки.The operating principle of the system flushing mode using the depth of the mine working Fig. 2 is carried out as follows: the device for controlling liquid flows "5" switches the system to the flushing mode, with the interruption of the feed water supply from the source as well as the concentrate discharge, while in order to reduce the pressure difference between the walls of the semipermeable membranes, the system switches off the pump for pumping purified liquid "10", located inside the buffer tank for purified liquid "8", after which the liquid level and, accordingly, the pressure in the buffer tank for purified liquid "8" increases to a level close to the pressure at the feed to the devices containing semipermeable membranes "7". Thus, a decrease in the pressure on the surface of the semipermeable membranes is achieved, which is technologically necessary for carrying out their flushing.
Промывочная жидкость, находящаяся в резервуаре «12», при помощи насоса для перекачки промывочной жидкости «13» по трубопроводу К34.1 подается в трубопровод В37, и далее после промывки полупроницаемых мембран в устройствах «7», по трубопроводам К34 и К34.2 возвращается в резервуар с промывочной жидкостью «12», таким образом, осуществляется циркуляция промывочной жидкости в системе и промывка полупроницаемых мембран в течение времени, необходимого для достижения эффекта промывки. После завершения промывки полупроницаемых мембран устройства для управления потоками жидкостей «5» поэтапно переключают систему в режим фильтрации, при этом первоначально прекращается подача промывочной жидкости из трубопровода К34.1, а из трубопровода В37 возобновляется подача предварительно подготовленной исходной жидкости, одновременно с этим остатки промывочной жидкости по трубопроводам К34 и К34.2 сливаются в резервуар с промывочной жидкостью «12». Далее возобновляется отвод концентрата из системы через устройство «14», а также откачка очищенной жидкости из буферного резервуара для очищенной жидкости «8», и, поскольку после процесса промывки очищенная жидкость в буферном резервуаре для очищенной жидкости «8» также может содержать остатки промывочной жидкости, первые её порции также сливаются в резервуар с промывочной жидкостью «12». После прекращения слива жидкостей в резервуар с промывочной жидкостью «12» система возвращается в режим фильтрации.The flushing liquid located in the tank "12" is fed by the flushing liquid transfer pump "13" through the pipeline K34.1 to the pipeline B37, and then, after flushing the semipermeable membranes in the devices "7", through the pipelines K34 and K34.2 it returns to the tank with the flushing liquid "12", thus, the flushing liquid circulates in the system and flushes the semipermeable membranes for the time required to achieve the flushing effect. After the completion of the flushing of the semipermeable membranes, the devices for controlling the liquid flows "5" gradually switch the system to the filtration mode, whereby the supply of the flushing liquid from the pipeline K34.1 is initially stopped, and the supply of the pre-treated initial liquid is resumed from the pipeline B37, simultaneously with this, the remaining flushing liquid is drained through the pipelines K34 and K34.2 into the tank with the flushing liquid "12". Next, the discharge of concentrate from the system through device "14" is resumed, as well as the pumping out of purified liquid from the buffer tank for purified liquid "8", and since after the washing process the purified liquid in the buffer tank for purified liquid "8" may also contain residues of the washing liquid, its first portions are also drained into the tank with washing liquid "12". After the liquids have ceased to drain into the tank with washing liquid "12", the system returns to the filtration mode.
Таким образом, в процессе промывки выполняется условие незначительной разницы давлений между стенками полупроницаемых мембран:Thus, during the flushing process, the condition of an insignificant pressure difference between the walls of the semipermeable membranes is met:
Р1 - Р3 ≈ Pmin. (Фиг. 2 и Фиг. 4), где:P1 - P3 ≈ Pmin. (Fig. 2 and Fig. 4), where:
Р1 - минимальное гидростатическое давление на подаче жидкости к устройствам содержащим полупроницаемые мембраны,P1 - minimum hydrostatic pressure on the liquid supply to devices containing semipermeable membranes,
Р3 - давление внутри буферного резервуара для очищенной жидкости «8» в режиме промывки мембран.P3 - pressure inside the buffer tank for purified liquid “8” in membrane flushing mode.
То есть в режиме промывки, при отсутствии откачки очищенной жидкости из буферного резервуара для очищенной жидкости «8», давление в нем равно или близко к давлению на подаче промывочной жидкости к устройствам, содержащим полупроницаемые мембраны Р3 ≈ Р1.That is, in the flushing mode, in the absence of pumping out purified liquid from the buffer tank for purified liquid “8”, the pressure in it is equal to or close to the pressure at the supply of flushing liquid to devices containing semipermeable membranes P3 ≈ P1.
Принципы действия режимов фильтрации и промывки системы с применением глубины источника жидкости Фиг. 3 и Фиг. 4 аналогичны скважинному типу.The operating principles of the filtration and flushing modes of the system using the depth of the liquid source Fig. 3 and Fig. 4 are similar to the well type.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2837054C1 true RU2837054C1 (en) | 2025-03-25 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU623831A1 (en) * | 1973-08-17 | 1978-09-15 | Предприятие П/Я А-1097 | Sea-water desalination plant |
| US4814086A (en) * | 1985-10-03 | 1989-03-21 | Bratt Russell I | Method and apparatus for fluid treatment by reverse osmosis |
| RU2150434C1 (en) * | 1995-04-07 | 2000-06-10 | Васкес-Фигероа Риал Альберто | Sea water freshening method and apparatus |
| RU2207899C2 (en) * | 1998-02-27 | 2003-07-10 | Нейт Интернешнл | Big tubular units for reverse osmose |
| RU2223919C1 (en) * | 2003-02-03 | 2004-02-20 | Гаврилов Сергей Дмитриевич | Method of desalination of water of a surface pond (versions) |
| WO2005016830A2 (en) * | 2003-08-17 | 2005-02-24 | Avi Efraty | Continuous closed-circuit desalination apparatus with single container |
| RU2401806C1 (en) * | 2009-02-10 | 2010-10-20 | Владимир Михайлович Баганов | Chamberless device for sea water desalination by hyperfiltration |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU623831A1 (en) * | 1973-08-17 | 1978-09-15 | Предприятие П/Я А-1097 | Sea-water desalination plant |
| US4814086A (en) * | 1985-10-03 | 1989-03-21 | Bratt Russell I | Method and apparatus for fluid treatment by reverse osmosis |
| RU2150434C1 (en) * | 1995-04-07 | 2000-06-10 | Васкес-Фигероа Риал Альберто | Sea water freshening method and apparatus |
| RU2207899C2 (en) * | 1998-02-27 | 2003-07-10 | Нейт Интернешнл | Big tubular units for reverse osmose |
| RU2223919C1 (en) * | 2003-02-03 | 2004-02-20 | Гаврилов Сергей Дмитриевич | Method of desalination of water of a surface pond (versions) |
| WO2005016830A2 (en) * | 2003-08-17 | 2005-02-24 | Avi Efraty | Continuous closed-circuit desalination apparatus with single container |
| RU2401806C1 (en) * | 2009-02-10 | 2010-10-20 | Владимир Михайлович Баганов | Chamberless device for sea water desalination by hyperfiltration |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4814086A (en) | Method and apparatus for fluid treatment by reverse osmosis | |
| US5372722A (en) | Oil separator with integrated microfiltration device | |
| US6331251B1 (en) | System and method for withdrawing permeate through a filter and for cleaning the filter in situ | |
| EP1651567B1 (en) | Integrated water decontamination plant and well pump arrangement | |
| CN103189601A (en) | Method and apparatus for dynamic, variable-pressure, customizable, membrane-based water treatment for use in improved hydrocarbon recovery operations | |
| KR101538477B1 (en) | Apparatus and method for preprocessing sea water to remove salt from sea water | |
| US20160368800A1 (en) | Subsea seawater filtration and treatment system | |
| EA029732B1 (en) | Underwater water treatment unit and method for cleaning said unit | |
| JP2015188767A (en) | Water purification apparatus | |
| JP2013169511A (en) | Membrane filtration system | |
| US20130206690A1 (en) | Water Treatment Via Ultrafiltration | |
| RU2837054C1 (en) | System of liquid filtration through semi-permeable membranes using hydrostatic pressure | |
| JP2016022448A (en) | Water treatment apparatus and water treatment equipment cleaning method | |
| US20020185458A1 (en) | Methods and apparatus for removing sediment from a liquid using pulses of pressureized air | |
| BG109181A (en) | Method and device for deep biological treatament of waste waters | |
| JP2007090212A (en) | Ballast water producing apparatus, ship loading the same and producing method of ballast water | |
| JP2007160242A (en) | Ballast water preparation apparatus, ship equipped with it, and ballast water preparation method | |
| JP2003251383A (en) | Sewage treatment method and treatment device | |
| US20070039883A1 (en) | Water separation system | |
| US20040118777A1 (en) | System for separating oil from water | |
| KR101666718B1 (en) | Apparatus and method for removing salt from sea water | |
| WO2020240666A1 (en) | Membrane separation activated sludge system and membrane cleaning device | |
| JP2016083641A (en) | Reverse osmosis treatment apparatus and reverse osmosis membrane cleaning method | |
| KR101679567B1 (en) | Offshore drilling fluid disposal system | |
| KR101732224B1 (en) | Cleaning system of separation membrane and method using the same |