RU88664U1

RU88664U1 - WATER TREATMENT PLANT BY MICRO-ULTRA-FILTRATION

Info

Publication number: RU88664U1
Application number: RU2009124409/22U
Authority: RU
Inventors: Алексей Анатольевич Пантелеев; Борис Евгеньевич Рябчиков; Сергей Львович Громов; Алексей Романович Сидоров
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Научно-производственная компания "МЕДИАНА-ФИЛЬТР"
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2009-11-20

Abstract

1. Установка для очистки воды микро-ультрафильтрацией, включающая последовательно соединенные модуль предподготовки воды и модуль микро- или ультрафильтрации воды, имеющий патрубки вывода очищенного пермеата и концентрата, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительно модулем концентрирования с помощью микро- или ультрафильтрации, причем патрубок вывода концентрата модуля микро- или ультрафильтрации воды соединен с входным патрубком модуля концентрирования, а патрубок вывода пермеата модуля концентрирования соединен со входным патрубком модуля микро- или ультрафильтрации воды или с его патрубком вывода концентрата. ! 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что модули микро- или ультрафильтрации снабжены системой ввода реагентов для проведения коагуляции и химических отмывок мембран. ! 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на трубопроводе соединяющем патрубок вывода концентрата из модуля микро-ультрафильтрации воды с модулем концентрирования установлена дополнительная емкость. ! 4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что дополнительная емкость снабжена сливным краном. ! 5. Установка по п.3, отличающаяся тем, что патрубок вывода концентрата из модуля концентрирования соединен с входом буферной емкости. ! 6. Установка по п.3, отличающаяся тем, что на трубопроводе, соединяющем дополнительную емкость с модулем микро- или ультрафильтрации концентрирования, установлен насос. ! 7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что входной патрубок насоса и патрубок вывода концентрата из модуля концентрирования соединены трубопроводом с регулирующим вентилем.1. Installation for water purification by micro-ultrafiltration, comprising a series-connected module for pre-treatment of water and a module for micro- or ultrafiltration of water, having nozzles for outputting purified permeate and concentrate, characterized in that it is additionally equipped with a module for concentration using micro- or ultrafiltration, and the outlet of the concentrate of the micro- or ultrafiltration module of water is connected to the inlet of the concentration module, and the outlet of the permeate of the concentration module is connected to the inlet a branch pipe of a micro- or ultrafiltration module for water or with its outlet pipe for concentrate. ! 2. Installation according to claim 1, characterized in that the micro- or ultrafiltration modules are equipped with a reagent input system for coagulation and chemical washing of membranes. ! 3. The installation according to claim 1, characterized in that an additional capacity is installed on the pipeline connecting the outlet port of the concentrate from the micro-ultrafiltration module to the concentration module. ! 4. Installation according to claim 3, characterized in that the additional tank is equipped with a drain valve. ! 5. Installation according to claim 3, characterized in that the outlet pipe of the concentrate from the concentration module is connected to the input of the buffer tank. ! 6. Installation according to claim 3, characterized in that a pump is installed on the pipeline connecting the additional tank to the concentration micro- or ultrafiltration module. ! 7. Installation according to claim 6, characterized in that the inlet pipe of the pump and the outlet pipe of the concentrate from the concentration module are connected by a pipeline to a control valve.

Description

Полезная модель относится к установкам для очистки воды микро-ультрафильтрацией и концентрирования загрязнений, конкретно к системам по подготовке воды для питьевого водоснабжения или может быть использована в качестве блока предочистки перед системами обратного осмоса или ионного обмена.The utility model relates to installations for water purification by micro-ultrafiltration and concentration of contaminants, specifically to systems for preparing water for drinking water supply, or can be used as a pre-treatment unit before reverse osmosis or ion exchange systems.

К техническим решениям по системам подготовки воды для питьевого водоснабжения или в качестве блока предочистки перед системами обратного осмоса или ионного обмена, предъявляются требования необходимости обеспечения высокой степени удаления загрязнений при образовании минимального объема отходов. Последнее особенно актуально в тех случаях, когда данные отходы подвергаются дальнейшей переработке.For technical solutions for water treatment systems for drinking water supply or as a pre-treatment unit before reverse osmosis or ion exchange systems, requirements are required to ensure a high degree of pollution removal with the formation of a minimum amount of waste. The latter is especially relevant in cases where these wastes are further processed.

Известна установка для очистки воды микрофильтрацией, (А.В.Десятов и др. Опыт использования мембранных технологий для очистки и опреснения воды, М.: Химия, 2008. с.119, 193), включающая, последовательно соединенные приемную емкость для воды, модуль предподготовки воды и модуль микро- или ультрафильтрации воды.A known installation for water purification by microfiltration, (A.V. Desyatov and others. The experience of using membrane technologies for purification and desalination of water, M .: Chemistry, 2008. p. 119, 193), including a series-connected receiving tank for water, module pretreatment of water and module micro - or ultrafiltration of water.

Такие установки обеспечивают требуемое качество очищенной воды по удалению взвесей. Недостатком такого решения является большой объем сточных вод - до 20-30 Известна установка очистки сбросных вод ультрафильтрацией с высокой степенью концентрирования загрязнений (Рябчиков Б.Е. и др. RU 77097). Установка содержит модуль ультрафильтрационной очистки и модуль ультрафильтрационного концентрирования, связанные между собой системой трубопроводов с запорно-регулирующими вентилями. Такая установка обеспечивает высокую степень концентрирования взвешенных и коллоидных веществ в минимальном объеме сточных вод. Однако, для нее характерна низкая производительность и большие затраты энергии.Such installations provide the required quality of purified water to remove suspended matter. The disadvantage of this solution is the large volume of wastewater - up to 20-30 A known installation of wastewater treatment by ultrafiltration with a high degree of concentration of pollution (Ryabchikov B.E. and others. RU 77097). The installation comprises an ultrafiltration purification module and an ultrafiltration concentration module, interconnected by a piping system with shut-off and control valves. Such an installation provides a high degree of concentration of suspended and colloidal substances in a minimum volume of wastewater. However, it is characterized by low productivity and high energy costs.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является установка для очистки воды микро- ультрафильтрацией, включающая последовательно соединенные модуль предподготовки воды и модуль микро- или ультрафильтрации воды, имеющий патрубки вывода очищенного пермеата и концентрата. Установка также снабжена системой ввода реагентов для проведения коагуляции и химических отмывок мембран (Громов С.Л. и др. Использование современных интегрированных мембранных технологий для улучшения Качества питательной воды на предприятиях энергетики // Водоочистка, Водоподготовка, Водоснабжение. - 2008. - №2. - С.20-29.) Такая установка обеспечивают наиболее высокое отделение очищенной воды от взвешенных и коллоидных веществ. Ее недостатком является большой объем сточных вод - до 20%.The closest technical solution to the claimed one is a micro-ultrafiltration water treatment plant, comprising a series-connected water pre-treatment module and a micro- or ultrafiltration water module having outlet pipes for purified permeate and concentrate. The installation is also equipped with a reagent input system for coagulation and chemical washing of membranes (Gromov S.L. et al. Use of modern integrated membrane technologies to improve the quality of feedwater at energy enterprises // Water Treatment, Water Treatment, Water Supply. - 2008. - No. 2. - S.20-29.) Such an installation provides the highest separation of purified water from suspended and colloidal substances. Its disadvantage is the large volume of wastewater - up to 20%.

Технической задачей, решаемой авторами, являлось повышение эффективности работы установки при резком сокращении объема жидких отходов за счет их дополнительной обработки с целью извлечения и концентрирования выделенных при очистке загрязнений.The technical problem solved by the authors was to increase the efficiency of the installation with a sharp reduction in the volume of liquid waste due to their additional processing in order to extract and concentrate the contaminants released during treatment.

Технический результат достигается тем, что установка дополнительно снабжена модулем концентрирования на основе микро- или ультрафильтрации, причем патрубок вывода концентрата модуля микро- или ультрафильтрации воды соединен с входным патрубком модуля концентрирования, а патрубок вывода пермеата модуля концентрирования соединен со входным патрубком модуля микро- или ультрафильтрации воды или с его патрубком вывода концентрата.The technical result is achieved by the fact that the installation is additionally equipped with a concentration module based on micro- or ultrafiltration, wherein the outlet port of the concentrate of the micro- or ultrafiltration module of water is connected to the inlet of the concentration module, and the outlet of the permeate outlet of the concentration module is connected to the inlet of the micro- or ultrafiltration module water or with its outlet pipe concentrate.

На трубопроводе соединяющим патрубок вывода концентрата из модуля микро - ультрафильтрации воды с модулем концентрирования может быть дополнительно установлены емкость, снабженная сливным краном и/или насос. Входной патрубок насоса и патрубок вывода концентрата из модуля концентрирования могут быть соединены трубопроводом с регулирующим вентилемAn additional tank equipped with a drain valve and / or a pump can be additionally installed on the pipeline connecting the concentrate outlet pipe from the micro - ultrafiltration module to the concentration module. The pump inlet and the concentrate outlet pipe from the concentration module can be connected by a pipeline to a control valve

В частном случае патрубок вывода концентрата из модуля концентрирования может быть соединен с входом буферной емкостиIn a particular case, the outlet pipe of the concentrate from the concentration module can be connected to the input of the buffer tank

Модули микро- или ультрафильтрации могут быть дополнительно снабжены системой ввода реагентов для проведения коагуляции и химических отмывок мембранMicro or ultrafiltration modules can be additionally equipped with a reagent input system for coagulation and chemical washing of membranes

На Фиг.1 показана схема установки для очистки воды микро-ультрафильтрацией, где 1 - модуль предварительной подготовки воды; 2 - модуль микро- или ультрафильтрации воды; 3 - модуль концентрирования методом микро- или ультрафильтрации; 4, 5, 7-9, 11 - краны; 6 - дополнительная буферная емкость; 10 - насос.Figure 1 shows a diagram of an installation for water purification by micro-ultrafiltration, where 1 is a module of preliminary water treatment; 2 - module micro - or ultrafiltration of water; 3 - concentration module by micro- or ultrafiltration; 4, 5, 7-9, 11 - cranes; 6 - additional buffer capacity; 10 - pump.

Установка для очистки воды микро- ультрафильтрацией содержит модуль предварительной подготовки воды 1 для грубой очистки воды и, при необходимости, ввода реагентов, модуль микро- или ультрафильтрации воды 2 для ее очистки от загрязнений взвешенными и коллоидными веществами, имеющий патрубки вывода очищенного пермеата и концентрата. Патрубок вывода концентрата посредством трубопровода соединяется либо непосредственно с модулем микро- или ультрафильтрации концентрированием 3, либо с буферной емкостью 6, снабженной сливным краном 7. Емкость 6 соединена трубопроводом с патрубком ввода в модуль микро- или ультрафильтрации концентрированием 3. На этом трубопроводе может устанавливаться насос 10. Патрубок вывода очищенного пермеата данного модуля соединяется трубопроводом либо со входным, либо с выходным патрубками модуля микро- или ультрафильтрации воды 2.A micro-ultrafiltration water treatment plant contains a preliminary water treatment module 1 for rough water purification and, if necessary, reagent introduction, a micro- or ultrafiltration water module 2 for purifying it from contamination by suspended and colloidal substances, having outlet pipes for purified permeate and concentrate. The concentrate outlet pipe is connected via a pipeline either directly to the micro- or ultrafiltration module by concentration 3, or to a buffer tank 6 equipped with a drain valve 7. The tank 6 is connected by a pipeline to the input pipe to the micro- or ultrafiltration module by concentration 3. A pump can be installed on this pipeline 10. The outlet pipe of the purified permeate of this module is connected by a pipeline to either the inlet or outlet pipes of the micro- or ultrafiltration module 2.

Исходная вода подается в модуль предварительной подготовки воды 1, где очищается от грубодисперсных взвесей. Туда же, при необходимости, вводятся реагенты для коагуляции. Затем вода поступает в модуль микро- или ультрафильтрации воды 2 для ее очистки от загрязнений взвешенными и коллоидными веществами. Полученный пермеат используется по назначению. Концентрат, который содержит все извлеченные взвеси, подается в модуль концентрированием 3. В этом модуле, как правило, используются мембраны микро- или ультрафильтрации с большим размером пор. Концентрат этого модуля содержит все извлеченные взвеси, но его количество уменьшается с 20-25% до 3-5% от объема исходной воды. Этот концентрат подлежит сливу либо дополнительной обработке. Полученный в этом модуле, пермеат, в зависимости от его качества, может подаваться либо на выход модуля очистки воды через кран 6, либо, при проскоке загрязнений, через кран 4 на его вход для дополнительной очистки. Для обеспечения более равномерной работы модуля концентрирования 3 на трубопроводе, соединенном со штуцером вывода концентрата из модуля микро- или ультрафильтрации воды 2 может устанавливаться буферная емкость 6, которая сглаживает неравномерность подачи концентрата во время обратных и химических промывок модуля 2. Из этой емкости концентрат подается на вход модуля концентрирования 3, а для его подачи используется насос 10.The source water is supplied to the preliminary water preparation module 1, where it is purified from coarse suspensions. There, if necessary, reagents for coagulation are introduced. Then the water enters the module micro - or ultrafiltration of water 2 for its purification from contamination by suspended and colloidal substances. The resulting permeate is used for its intended purpose. The concentrate, which contains all the suspended solids, is fed into the module by concentration 3. In this module, as a rule, micro- or ultrafiltration membranes with large pore sizes are used. The concentrate of this module contains all extracted suspensions, but its amount decreases from 20-25% to 3-5% of the volume of the source water. This concentrate is subject to discharge or additional processing. The permeate obtained in this module, depending on its quality, can be supplied either to the output of the water purification module through the faucet 6, or, in case of pollution leakage, through the faucet 4 to its entrance for additional cleaning. To ensure more uniform operation of the concentration module 3 on the pipeline connected to the outlet of the concentrate from the micro- or ultrafiltration module 2, a buffer tank 6 can be installed, which smoothes out the unevenness of the concentrate supply during backwash and chemical washes of module 2. From this tank, the concentrate is fed to the input of the concentration module 3, and a pump 10 is used to feed it.

Модуль концентрирования 3, как правило, работает в режиме т.н. тангенциальной фильтрации. Для этого организуется интенсивная циркуляция первичного концентрата между входом и выходом модуля 3. Циркуляция может проводиться с помощью насоса 10 по «малому» кругу т.е. при открытом кране 9, либо по «большому» кругу через кран 8 и емкость 6. В первом случае конечный концентрат отводится через кран 11, а во втором - через кран 7.Concentration module 3, as a rule, operates in the so-called tangential filtration. For this, an intensive circulation of the primary concentrate between the input and output of module 3 is organized. The circulation can be carried out using pump 10 in a “small” circle ie when the tap 9 is open, or in a "large" circle through the tap 8 and the tank 6. In the first case, the final concentrate is discharged through the tap 11, and in the second through the tap 7.

Пример. Испытания проводили на установке для очистки воды от взвесей, собранной по схеме фиг.1, которая включала узел предподготовки с самопромывными фильтрами с рейтингом 200 мкм, блок ультрафильтрации воды типа УФС-02-16 производительностью 48 м³/ч, содержащий 16 элементов на полых волокнах диаметром 0,8 мм фирмы «Inge» с размером пор 30 нм производительностью 3,0 м³/ч каждый и с конверсией 80%. Модуль работал в «тупиковом» режиме с периодической регенерацией обратным током пермеата. Буферная емкость имела объемом 5000 л. Модуль ультрафильтрации концентрирования работал в режиме с т.н. тангенциальной фильтрацией с интенсивным перемешиванием, которое создавалось насосом производительностью 80 м³/ч с мембранами типа «Norit» с диаметром волокон 1,5 мм и с размером пор 30 нм. Вывод концентрата производился периодически из буферной емкости. Средний поток концентрата составлял менее 2 м³/ч. Получаемый в модуле концентрирования пермеат удовлетворял требованиям по чистоте и направлялся совместно с пермеатом модуля очистки воды потребителю.Example. The tests were carried out on the installation for water purification from suspensions, assembled according to the scheme of figure 1, which included a pre-treatment unit with self-washing filters with a rating of 200 μm, a ultrafiltration unit of type UFS-02-16 with a capacity of 48 m ³ / h, containing 16 hollow elements fibers with a diameter of 0.8 mm company "Inge" with a pore size of 30 nm with a capacity of 3.0 m ³ / h each and with a conversion of 80%. The module worked in a “dead end” mode with periodic regeneration by permeate reverse current. The buffer capacity was 5000 liters. The ultrafiltration concentration module worked in the so-called intensive mixing tangential filtration, which was created by a pump with a capacity of 80 m ³ / h and membranes of the Norit type with a fiber diameter of 1.5 mm and a pore size of 30 nm. Concentrate was withdrawn periodically from the buffer tank. The average concentrate flow was less than 2 m ³ / h. The permeate obtained in the concentration module met the purity requirements and was sent together with the permeate of the water treatment module to the consumer.

Claims

1. Installation for water purification by micro-ultrafiltration, comprising a series-connected module for pre-treatment of water and a module for micro- or ultrafiltration of water, having nozzles for outputting purified permeate and concentrate, characterized in that it is additionally equipped with a module for concentration using micro- or ultrafiltration, and the outlet of the concentrate of the micro- or ultrafiltration module of water is connected to the inlet of the concentration module, and the outlet of the permeate of the concentration module is connected to the inlet a branch pipe of a micro- or ultrafiltration module for water or with its outlet pipe for concentrate.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the micro- or ultrafiltration modules are equipped with a reagent input system for coagulation and chemical washing of membranes.

3. The installation according to claim 1, characterized in that an additional capacity is installed on the pipeline connecting the outlet port of the concentrate from the micro-ultrafiltration module to the concentration module.

4. Installation according to claim 3, characterized in that the additional tank is equipped with a drain valve.

5. Installation according to claim 3, characterized in that the outlet pipe of the concentrate from the concentration module is connected to the input of the buffer tank.

6. Installation according to claim 3, characterized in that a pump is installed on the pipeline connecting the additional tank to the concentration micro- or ultrafiltration module.

7. Installation according to claim 6, characterized in that the inlet pipe of the pump and the outlet pipe of the concentrate from the concentration module are connected by a pipeline to a control valve.