УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ МИКРО-УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЕЙ

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.
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.
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.
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.
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%.
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.
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.
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 вентилем
В частном случае патрубок вывода концентрата из модуля концентрирования может быть соединен с входом буферной емкости
Модули микро- или ультрафильтрации могут быть дополнительно снабжены системой ввода реагентов для проведения коагуляции и химических отмывок мембран
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.
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.
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.
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.
3
3
3
3
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 м/ч, содержащий 16 элементов на полых волокнах диаметром 0,8 мм фирмы «Inge» с размером пор 30 нм производительностью 3,0 м/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 м/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 м/ч. Получаемый в модуле концентрирования пермеат удовлетворял требованиям по чистоте и направлялся совместно с пермеатом модуля очистки воды потребителю.