УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ ОТХОДОВ МЕМБРАННЫМИ МЕТОДАМИ

Полезная модель относится к установкам для переработки жидких отходов, в частности, сточных вод, содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ), масла, радионуклиды, неорганические вещества и иные примеси и может быть использована преимущественно в химической, фармацевтической и атомной промышленности, а также в иных отраслях, где образуется большое количество жидких отходов.
В настоящее время к установкам по переработке жидких отходов, содержащих различные взвеси и примеси, предъявляются требования по совмещению высокой эффективности очистки при минимальном образовании отходов, которые подвергаются дальнейшей переработке или захоронению. Это особенно актуально, когда данные отходы подвергаются дальнейшей переработке или захоронению.
Одним из перспективных направлений очистки жидких отходов является использование для этих целей фильтрационных установок, в частности, установок ультрафильтрации.
Так, известна установка для переработки жидких отходов ультрафильтрацией, (Кичик В.А. и др. Метод комплексной переработки жидких отходов спецпрачечных АЭС ультрафильтрацией. М. Атомная энергия, сентябрь 1987, т.63, вып.3), включающая приемную емкость для сбросного раствора, систему подачи ассоциирующих добавок, насос и модуль ультрафильтрации сбросного раствора, связанных между собой системой трубопроводов, оснащенных регулирующими вентилями.
Такая установка позволяет производить очистку не только от взвешенных веществ и масел, но и, при введении специальных реагентов, от различных радионуклидов, а при необходимости вернуть в производство значительную часть непрореагировавших
ПАВ и неорганических веществ, что обеспечивает минимальный объем отходов.
Недостатками этой установки является недостаточная стабильность в работе, снижающая ее производительность, что обусловлено тем, что в рамках цикла работы установки одновременно с очисткой производится концентрирование загрязнений.
Наиболее близким к заявляемому техническим решением является ультрафильтрационная установка для переработки жидких отходов (RU 55500 от 10.02.06.), состоящая из приемную емкость для сбросного раствора, насосов, двух последовательно расположенных модулей ультрафильтрации сбросного раствора (МУР) и концентрирования (МУК), соединенные дополнительно трубопроводами, имеющими запорно-регулирующие вентили с приемной емкостью и линией вывода очищенного пермеата на сброс или повторное использование.
Установка обеспечивает высокие степень очистки и концентрирования загрязнений, но сложна в регулировке потоков и поддержании стабильной работы. Кроме того, очищенный раствор содержит растворенные соли, органические загрязнения и ПАВ, что не всегда позволяет использовать его повторно или сбросить в окружающую среду.
Технической задачей, решаемой авторами, являлось создание эффективной и надежной в эксплуатации установки, способной осуществлять обессоливание очищенного раствора.
Технический результат достигался путем дополнительного включения в установку, в конце технологической цепочки модуля обратного осмоса (МОО), а также расположенных между МУР и МУК буферной емкости, и между МУР и МОО промежуточной емкости и насоса, причем буферная емкость связана с МУР через трубопровод вывода концентрата, а с МУК дополнительно трубопроводом вывода взвесей, а промежуточная емкость связана дополнительно с МУК трубопроводом вывода пермиата и с МОО трубопроводом вывода концентрата солей.
Для улучшения экономических показателей установка может быть дополнительно снабжена сорбционным фильтром, установленным перед МУР и/или теплообменником, установленным между МУК и буферной емкостью.
На Фиг.1 показана схема установки для переработки жидких отходов мембранными методами, где 1 - емкость сбросного раствора; 2 - модуль ультрафильтрации сбросного раствора; 3 - модуль ультрафильтрации концентрирования; 4 - модуль обратного осмоса; 5- буферная емкость; 6 - промежуточная емкость; 7 - сорбционный фильтр, 8 - теплообменник, 9, 10, 11 - насосы, 12 - трубопровод ввода сбросового раствора; 13 - трубопровод вывода концентрата; 14 - трубопровод вывода пермиата МУР; 15 - трубопровод ввода пермиата в МУК; 16 - трубопровод вывода пермиата МУК; 17 - трубопровод вывода концентрата взвесей; 18 - трубопровод ввода пермиата в МОО; 19 - трубопровод вывода концентрата солей, 20 - 25 - регулирующие вентили.
Исходные жидкие отходы подают в емкость 1, куда при необходимости дозируют реагенты, а затем по трубопроводу 12 насосом 9 через сорбционный фильтр, где осуществляется их предварительная очистка подают в модуль ультрафильтрации (МУР) 2. Концентрат содержит извлеченные взвеси, образовавшиеся мицеллы коагулированных ПАВ и комплексонов с загрязнениями. По трубопроводу 13 часть концентрата возвращают в емкость 1, а часть поступает в буферную емкостью 5. Соотношение потоков регулируется вентилями 20 и 21.
По трубопроводу 15 с помощью насоса 10 концентрат поступает на вход модуля ультрафильтрации концентрирования 3. Полученный концентрат взвесей по трубопроводу 17, частично возвращают в буферную емкость 5, Часть полученного окончательного концентрата взвесей выводится из системы для дальнейшей переработки. Соотношение потоков регулируется вентилями 22 и 23.
В МУК 3, имеющим значительно меньшую производительность и размеры, чем МУР 2, но более интенсивный гидродинамический режим с перемешиванием, проводят концентрированно всех загрязнений. Насос 10 обеспечивает интенсивное перемешивание жидкости в модуле 3.
Очищенный пермеат МУР 2 представляет собой смесь чистых ПАВ и неорганических веществ. Посредством трубопровода 14 он подается в промежуточную емкость 6. В эту же емкость по трубопроводу 16 поступает пермеат МУК 3.
Из промежуточной емкости 6 раствор насосом 11 подается в модуль обратного осмоса 4. Концентрат модуля 4 по трубопроводу 19 частично поступает в емкость 6, а частично выводится из системы для дальнейшей переработки. Соотношение потоков
регулируется вентилями 24 и 25.Очищенный (обессоленный) пермеат из МОО 4, выводится на повторное использование или сброс.
Теплообменник 8 может быть установлен на трубопроводе 17 после вентиля 22 для предотвращения возможности перегрева очищаемого концентрата.
3
3
3
3
3
3
Пример. Установка для переработки жидких отходов включающая приемную емкость сбросных вод объемом 4 м, насосы, модуль ультрафильтрации сбросной воды на полых волокнах диаметром 1,5 мм фирмы «Inge» с размером пор 150 кДа производительностью 4 м/ч и с конверсией 95%, модуль ультрафильтрации с интенсивным перемешиванием с мембранами типа «Norit» с размерами трубок 5,2 мм и с размером пор 30 нм, и модуль обратного осмоса на мембранах BW30-400 LE обеспечивала при стабильной суточной производительности 95 мполучение 91,2 м обессоленной воды, 0,25 м концентрата загрязненного маслами, ПАВ, взвесями и 4,5 м солевого концентрата, пригодного для дальнейшего отверждения. При опытной эксплуатации в течении 12 месяцев отмечалась стабильная очистка, заданная степень концентрирования и не наблюдалось снижение производительности обоих модулей ультрафильтрации, что улучшает по надежности эксплуатационные показатели известных аналогов.