УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
DEVICE FOR PURIFYING WASTE WATER

Изобретение относится к мембранной технике и может быть использовано в процессах очистки сточной воды методом обратного осмоса без предварительной доочистки сточной воды, без применения различных реагентов (ингибиторов) и фильтрующих, сорбционных загрузочных материалов, таких как активированный уголь, керамзит, песок др. путем использования фильтрования через обратноосмотические мембраны с «открытым каналом»
Уровень техники.
Известен СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ХОЗЯЙСТВЕННО-ФЕКАЛЬНЫХ СТОЧНЫХ ВОД С РЕЗКО ИЗМЕНЯЮЩИМИСЯ ВО ВРЕМЕНИ РАСХОДАМИ И СОСТАВАМИ, который включает процеживание воды, отстаивание, усреднение ее расхода, обработку сточных вод сообществами гидробионтов от бактерий до зоопланктона, доочистку воды и последующее обеззараживание очищенных стоков. В ступени биореактора многоиловой системы очистки сточных вод воздух подают по программе, составляемой предварительно на основе данных значений показателей: содержание растворенного кислорода, взвесей, рН, Eh, окисляемость и содержание азота аммонийного и нитратного, обновляемых ежедневно [RU 2497762 С2, C02F 9/14, C02F 3/30, C02F 3/34, 10.11.2013].
Недостатком данного аналога являются: большие временные затраты на проведение очистки, предварительная подготовка сточной воды для очистки и последующее обеззараживание полученной воды.
Наиболее близким аналогом является УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ ЦЕЛЕЙ МЕТОДОМ ОБРАТНОГО ОСМОСА, которое включает узел с мембраной обратного осмоса и накопитель, емкость с химическим агентом, вентильный переключатель режимов, первую, вторую, третью и четвертую магистрали. При этом вход узла с мембраной обратного осмоса соединен с первой магистралью для подачи предварительно подготовленной воды, которая содержит последовательно установленные первый электромагнитный клапан и насос высокого давления. Первый выход узла с мембраной обратного осмоса соединен с магистралью сброса воды. Второй выход узла с мембраной обратного осмоса соединен с накопителем второй магистралью, в которой установлен второй электромагнитный клапан. Также устройство включает третью магистраль, которая соединяет выход накопителя с первой магистралью перед насосом высокого давления. При этом в третьей магистрали установлен третий электромагнитный клапан. Устройство содержит емкость с химическим реагентом. Выход емкости с химическим реагентом соединен с первой магистралью перед насосом высокого давления четвертой магистралью. При этом устройство снабжено вентильным переключателем режимов, выполненным из трех шаровых вентилей с общей рукояткой, причем первый шаровой вентиль установлен в первой магистрали, второй шаровой вентиль установлен во второй магистрали и третий шаровой вентиль установлен в четвертой магистрали [RU 131713 U1, МПК C02F 1/44 (2006.01), B01D 61/12 (2006.01), 27.08.2013].
Недостатком наиболее близкого аналога является то, что в первую магистраль подается уже заранее подготовленная, то есть осветленная, дехлорированная, обезжелезненная и умягченная вода.
Требуемый технический результат заключается: в очистке сточных вод (ливневые, производственные, оборотные, хозяйственно-бытовые) напрямую, без доочистки с возможностью выхода фильтрата (чистой воды) до 99% от исходной, а также в отсутствии реагентной обработки воды и в автоматизированной работе без постоянного обслуживающего персонала.
Требуемый технический результат достигается: путем использования фильтрования через обратноосмотические мембраны с «открытым каналом», регулярными гидравлическими промывками, с помощью магнитных клапанов и постоянного сокращения объема концентрата (грязная вода, которая не проходит через мембраны) путем двухступенчатой очистки, в которой вторая ступень используется только для циркуляции в ней концентрата.
Обратноосмотические мембраны с «открытым каналом» - это мембраны рулонного типа, в которых отсутствует турбулизирующая сетка и канал является «открытым», благодаря чему в нем поддерживаются те же гидравлические условия, что и в трубчатом канале. Изменение конструкции мембранного канала позволяет ликвидировать причины зарождения кристаллов осадка и предложить новые технологии очистки воды с утилизацией концентрата и уменьшением расхода на собственные нужды. Удаление турбулизирующей сетки и снижение сопротивления позволяет поддерживать в мембранах скоростной режим, обеспечивающий отрыв частиц от поверхности мембран и предотвращение осадкообразования.
Удаление сетки из канала решает также проблему ликвидации причин образования застойных зон, в которых начинается зарождение кристаллов малорастворимых солей, впоследствии приводящее к образованию на мембранной поверхности целых областей, покрытых кристаллическими отложениями. Как известно, растворы карбоната и сульфата кальция обладают достаточно высокой стабильностью, т.е. не проявляют склонность к опалесценции и осадкообразованию при достаточно высоких значениях степени пересыщения по указанным соединениям. Поэтому отсутствие застойных зон и минимальные значения уровня концентрационной поляризации дают возможность максимально увеличивать выход фильтрата и повышать кратность концентрирования исходной воды в мембранных установках без опасности выпадения осадков малорастворимых солей на мембранах.
На фиг.1 представлена схема устройства для очистки сточных вод.
Устройство для очистки сточных вод содержит: расширительный бак 1, сетчатый фильтр 2, насос 3, обратный осмос первой ступени 4, отстойник обратного осмоса 5, накопительную емкость концентрата 6, емкость-усреднитель 7, насос погружной 8, обратный осмос второй ступени 9, магнитные клапаны 10 (1) и 10 (2), запорную арматуру 11.
Устройство для очистки сточных вод работает следующим образом: исходная сточная вода подается в начало системы через расширительный бак 1 в сетчатый фильтр 2, затем насосом 3 вода подается на первую ступень обратного осмоса 4, магнитный клапан 10 (1) открывается в заданные промежутки времени, тем самым обеспечивая гидравлическую промывку обратного осмоса 4, после первой ступени исходная вода разделяется на два потока - фильтрат (очищенная вода) и концентрат (концентрированные загрязнения), после этого фильтрат первой ступени направляется в емкость-усреднитель 7, а концентрат первой ступени поступает в отстойник обратного осмоса 5, откуда при достижении максимального объема переливается в накопительную емкость 6, далее из накопительной емкости 6 с помощью погружного насоса 8 вода подается на вторую ступень обратного осмоса 9, где разделяется по принципу первой ступени 4 на фильтрат и концентрат, затем фильтрат также подается в емкость 7, а концентрат в емкость 5, тем самым постоянно уменьшая объем концентрата, магнитный клапан 10 (2) открывается в заданные промежутки времени, тем самым обеспечивая гидравлическую промывку обратного осмоса 9, а запорная арматура 11 обеспечивает возможность замены отдельных элементов системы.
Таким образом, благодаря предложенному устройству достигается требуемый технический результат, заключающийся в очистке сточных вод (ливневых, производственных, оборотных, хозяйственно-бытовых) напрямую, без доочистки с возможностью выхода фильтрата (чистой воды) до 99% от исходной, а также в отсутствии реагентной обработки воды и в автоматизированной работе без постоянного обслуживающего персонала.