УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСВЕТЛЕНИЯ ПРОМЫВНЫХ ВОД С ВОДОВОЗДУШНОЙ ПРОМЫВКОЙ МЕМБРАННОГО МОДУЛЯ

Полезная модель относится к области водоочистки, а именно к устройствам для осветления промывных вод мембранных установок и зернистых фильтров.
Известно устройство для очистки воды, содержащее корпус, разделенный перегородкой на напорную вихревую камеру хлопьеобразования и отстойную камеру с фильтрующим элементом, питающие патрубки для подачи жидкости, патрубки для отвода осадка и патрубки для подачи промывной воды. Причем патрубок для подачи промывной воды представляет собой перфорированную трубу (см. авт. св. СССР №776643, C02F 1/52, B03D 3/02).
Недостатком известного устройства является невысокое качество очистки воды в виду низкой фильтрующей способности фильтрующего элемента, что обусловлено неполной отмывкой фильтрующего элемента от накопившихся в нем загрязнений. Это вызвано тем, что при промывке фильтрующего элемента, расположенного в отстойной камере, скорость движения воды не достигает требуемого значения, которое необходимо для полной отмывки фильтрующего элемента от задержанных примесей.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является устройство для осветления промывных вод, содержащее корпус с суживающимся днищем, внутри которого между вертикальными стенками с зазорами размещен фильтрующий элемент, выполненный в виде вакуумного мембранного модуля, питающий патрубок, соединенный с корпусом с противоположной стороны от суживающегося днища, патрубок для отвода осветленной воды, соединенный посредством системы трубопроводов с емкостью для осветленной воды, патрубок для отвода осадка, систему автоматического управления работой устройства, снабженную датчиками регистрации уровня воды, расположенными в корпусе, причем выход фильтрующего элемента соединен с патрубком для отвода осветленной воды (см. патент РФ №89987, B03D 3/02).
Недостатком данного устройства является невысокое качество осветления промывных вод из-за низкой фильтрующей способности мембранного модуля, обусловленной его неполной отмывкой от задержанных примесей. Это вызвано тем, что предусмотренная отмывка мембран от задержанных примесей обратным током воды приводит к накоплению в межмембранном пространстве пучка мембран крупных частиц осадка, сдвинутых с поверхности трубчатой мембраны (кольматации межмембранного пространства), и, как следствие, к снижению фильтрующей способности мембран и снижению длительности фильтроцикла. В конечном итоге, вышеуказанное может привести к полной кольматации мембран и прекращению процесса фильтрования. Причем на осуществление промывки требуется большой расход воды.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в повышении качества осветления промывных вод путем увеличения фильтрующей способности мембранного модуля за счет повышения степени его отмывки от задержанных примесей при одновременном снижении расхода промывной воды на промывку мембранного модуля.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в исключении кольматации межмембранного пространства за счет создания интенсивной турбулизации потока жидкости в зоне пучка эластичных мембран, что обеспечивает полную отмывку вакуумного мембранного модуля от задержанных примесей и большую длительность фильтроцикла.
Поставленная задача решается тем, что известное устройство для осветления промывных вод, содержащее корпус с суживающимся днищем, внутри которого между вертикальными стенками с зазорами размещен фильтрующий элемент, выполненный в виде вакуумного мембранного модуля, питающий патрубок, соединенный с корпусом с противоположной стороны от суживающегося днища, патрубок для отвода осветленной воды, соединенный посредством системы трубопроводов с емкостью для осветленной воды, патрубок для отвода осадка, систему автоматического управления работой устройства, снабженную датчиками регистрации уровня воды, расположенными в корпусе, причем выход фильтрующего элемента соединен с патрубком для отвода осветленной воды, согласно изменению, снабжено воздушной распределительной трубчатой системой, расположенной в корпусе под фильтрующим элементом, и компрессором для подачи воздуха в указанную систему.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично изображено заявляемое устройство.
4
5
Устройство для осветления промывных вод содержит корпус 1 с суживающимся днищем 2, питающий патрубок 3, патрубок 4 для отвода осветленной воды, патрубок 5 для отвода осадка и систему автоматического управления 6 работой устройства. Внутри корпуса 1 с зазорами между его вертикальными стенками с отметки Z до Z располагается фильтрующий элемент 7, выполненный в виде вакуумного мембранного модуля. Питающий патрубок 3 соединен с корпусом 1 с противоположной стороны от суживающегося днища 2. Патрубок 4 для отвода осветленной воды посредством системы трубопроводов 8 соединен с емкостью для осветленной воды 9. Для отвода избыточного количества воды служит перелив 10 в канализацию. Система автоматического управления 6 работой устройства снабжена датчиками 11 регистрации уровня воды, расположенными в корпусе 1. Выход фильтрующего элемента 7 соединен с патрубком 4 для отвода осветленной воды. Заявляемое устройство снабжено воздушной распределительной трубчатой системой 12, размещенной в корпусе 1 под фильтрующим элементом 7, и компрессором 13 для подачи воздуха в указанную систему 12. Такое конструктивное выполнение заявляемого устройства позволяет исключить кольматацию межмембранного пространства и, следовательно, обеспечить полную отмывку вакуумного мембранного модуля от задержанных примесей за счет обеспечения интенсивной турбулизации потока жидкости в зоне пучка эластичных мембран. Это позволяет увеличить фильтрующую способность вакуумного мембранного модуля и обеспечить большую длительность фильтроцикла и, тем самым, повысить качество осветления промывных вод, а также снизить расход промывной воды на промывку фильтрующего элемента.
Устройство для осветления промывных вод работает следующим образом.
2
4
2
3
1
4
2
1
2
В корпус 1 с суживающимся днищем 2 посредством питающего патрубка 3, соединенного с корпусом 1 с противоположной стороны от суживающегося днища 2, залпово поступает промывная вода и накапливается в нем. По мере накопления промывных вод содержащиеся в них загрязнения осаждаются под действием гравитационных сил в суживающемся днище 2 и уплотняются там, образую зону накопления и уплотнения осадка 14. При достижении уровня воды в корпусе 1 отметки Z, регистрируемой датчиками 11, система автоматического управления 6 работой устройства приводит в действие насос 15 и запускает в работу вакуумный мембранный модуль 7, размещенный внутри корпуса 1 с зазорами между его вертикальными стенками, и происходит глубокое осветление промывной воды. Осветленная вода посредством патрубка 4 отводится через трубопровод 8 в емкость 9 для осветленной воды. При снижении уровня воды в корпусе 1 до отметки Z вакуумный мембранный модуль 7 выключается. Аналогично вышеописанному осуществляют осветление вновь поступающей в корпус 1 промывной воды. Периодически осуществляют водовоздушную промывку вакуумного мембранного модуля 7 осветленной водой, подаваемой насосом 16 из емкости 9, и воздухом, подаваемым компрессором 13 в воздушную распределительную трубчатую систему 12, размещенную в корпусе 1 под вакуумным мембранным модулем 7. Это позволяет исключить кольматацию межмембранного пространства за счет создания интенсивной турбулизации потока жидкости в зоне пучка эластичных мембран, что обеспечивает полную отмывку вакуумного мембранного модуля от задержанных примесей. Смытые с поверхности мембран загрязнения гравитационно осаждаются в зоне накопления и уплотнения осадка 14. По мере накопления осадка 14 в суживающемся днище 2 посредством патрубка 5 производят его отвод на обезвоживание. Для этого при достижении уровня промывной воды в корпусе 1 отметки Zвместо вакуумного мембранного модуля 7 в работу приводят насос 17, который отключается либо при достижении уровня промывной воды отметки Z, либо через определенное время, заданное в системе автоматического управления 6. При этом объем отводимой воды с осадком 14 должен быть меньше объема суживающегося днища 2, что обеспечит отвод наиболее плотного осадка 14 с минимальным количеством воды. Причем часть корпуса 1 с отметки Z до Z является регулирующим объемом. Величина регулирующего объема заявляемого устройства определяется исходя из объема разового сброса промывной воды, производительности вакуумной мембранной установки с учетом чувствительности электродных датчиков 11 системы автоматического управления 6 работой устройства, но должна быть не менее разового объема воды, отводимого с осадком. Запас объема между уровнями воды Z и Z необходим для того, чтобы принять промывную воду в случае, когда при достижении уровня воды в корпусе 1 отметки Zпроисходит сброс промывной воды от основной установки фильтрации (на фиг. не показана). Этот запас объема должен быть не меньше величины объема воды, требуемого для осуществления одной промывки основной установки фильтрования. Для обеспечения автоматического управления работой заявляемого устройства производительность вакуумной мембранной установки должна быть на 20-30% больше среднечасового расхода промывной воды основной установки фильтрования.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяется повысить качество осветления промывных вод за счет увеличения фильтрующей способности вакуумного мембранного модуля. Это обусловлено исключением кольматации межмембранного пространства за счет создания интенсивной турбулизации потока жидкости в зоне пучка эластичных мембран, что позволяет обеспечить полную отмывку вакуумного мембранного модуля от задержанных примесей и большую длительность фильтроцикла. При этом заявляемое устройство позволяет снизить расход промывной воды на промывку мембранного модуля за счет осуществления ее водой и воздухом (водовоздушной промывкой).