Установка для очистки воды методом тупиковой микро- или ультрафильтрации

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ МЕТОДОМ ТУПИКОВОЙ МИКРО- ИЛИ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт физикоорганической химии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Бильдюкевич Александр Викторович Евдокименко Владислав Маркович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Установка для очистки воды методом тупиковой микро- или ультрафильтрации, состоящая из двух и более параллельно соединенных фильтрующих модулей, содержащих полупроницаемые мембраны и имеющих два входа для обрабатываемой жидкости,расположенных на коллекторах, и, по крайней мере, один выход очищенной жидкости,соединенный коллектором очищенной жидкости, отличающаяся тем, что снабжена управляемыми клапанами на входах фильтрующих модулей. 2. Установка для очистки воды по п. 1, отличающаяся тем, что фильтрующие модули группируются в два и более параллельно соединенных блока.(56) 1. Ультрафильтрация . Руководство по эксплуатации. Техническое руководство версии 1 (2007-07) РУ. 78 с. 2. Патент 102005 032286 1. 3. Патент 10323544. 4.200900887 (1). 86052012.10.30 Полезная модель относится к фильтрующим устройствам на основе микро- или ультрафильтрационных мембран, работающим в тупиковом режиме и предназначенным для получения воды хозяйственно-бытового и технического назначения, предварительной очистки воды перед обратноосмотическими или ионообменными установками, используемыми для водоподготовки в энергетике, пищевой, химической и других отраслях промышленности. В тупиковом режиме фильтрования исходная вода вводится внутрь капилляров волокон, при этом фильтрат отводится с их внешней стороны. Все загрязнения, содержащиеся в исходной воде, накапливаются на поверхности мембраны и удаляются при проведении промывки обратным током. При обратной промывке направления потоков меняются на противоположные (по сравнению с режимом фильтрования), при этом за счет большой скорости потока воды происходит эффективное удаление загрязнений из капилляров. Отработанная промывная вода сбрасывается через нижний или верхний вход для обрабатываемой жидкости в дренаж. Для эффективного удаления загрязнений направление обратной промывки производится как снизу, так и сверху модуля. В случае когда обратная промывка направлена сверху-вниз модуля, данный режим называется обратная промывка сверху. При этом обеспечивается удаление загрязнений из волокон по кратчайшему пути. В случае если обратная промывка направлена снизу-вверх, такой режим называется обратная промывка снизу 1. Полный рабочий цикл фильтрационной установки состоит из нескольких автоматически контролируемых этапов. Последовательность этих этапов в основном зависит от параметров исходной воды. Для обеспечения должной эффективности расход воды при обратной промывке должен превышать расход при фильтровании в 2-3 раза. Например, в технических материалах фирмы Инге рекомендуемая скорость обратной промывки составляет не менее 200-250 л/м 2 ч при рабочих режимах 50-140 л/м 2 ч 1. При таких скоростях потока волокна подвергаются гораздо большей механической нагрузке по сравнению с режимом фильтрования. В зависимости от качества исходной воды время обратной промывки составляет от 30 до 60 секунд. Во время обратной промывки фильтрационная система не производит очищенную воду. Поэтому в известных технических решениях 2, 3 для осуществления обратной промывки и непрерывной подачи очищенной воды предусматривается емкость очищенной воды, объем которой обеспечивает необходимое количество очищенной воды как для обратной промывки, так и потребителю. Для обеспечения обратной промывки предусмотрен специальный насос обратной промывки или использование сжатого воздуха. Недостатком известного способа является необходимость комплектации фильтрационной системы дополнительным и дорогостоящим оборудованием емкостью очищенной воды большого объема, высокопроизводительными промывными насосами, снабженными устройствами плавного пуска, и соединительными коммуникациями и т.д. Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой установке является фильтрационная установка, описанная в 4. Установка состоит из множества параллельно соединенных фильтрующих модулей на основе полупроницаемых мембран, имеющих один или два входа для обрабатываемой жидкости, расположенных на коллекторах обрабатываемой жидкости, и, по крайней мере,один выход очищенной жидкости, соединенный коллектором. При этом коллектор очищенной жидкости одновременно служит накопительной емкостью для фильтрата, используемого для обратной промывки фильтрующих модулей. Для осуществления обратной промывки к коллектору очищенной жидкости дополнительно через соответствующую коммуникацию подсоединен источник сжатого воздуха. Во время обратной промывки сжатый воздух вытесняет воду из коллектора очищенной жидкости в фильтратную коммуникацию. Преимуществом этой установки является отсутствие специальной емкости 2 86052012.10.30 для очищенной воды и использование дополнительного насосного оборудования. Недостатками известной установки являются периодический режим работы, поскольку при обратной промывке система не подает очищенную воду потребителю необходимость использования коллектора очищенной жидкости большого объема, что приводит к увеличению габаритных размеров и усложнению фильтрационной установки усложнение установки за счет использования дополнительного компрессора, баллонаресивера или надувного резервуара. Кроме того, использование сжатого воздуха для вытеснения жидкости из коллектора может сопровождаться гидравлическим ударом и, вследствие этого, механическим повреждением капиллярных мембран. Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в обеспечении непрерывной работы установки и упрощении аппаратурного оформления обратной промывки полупроницаемых мембран в фильтрующем модуле. Поставленная задача решается тем, что установка для очистки воды методом тупиковой микро- или ультрафильтрации, состоящая из двух и более параллельно соединенных фильтрующих модулей, содержащих полупроницаемые мембраны и имеющих два входа для обрабатываемой жидкости, расположенных на коллекторах, и, по крайней мере, один выход очищенной жидкости, соединенный коллектором очищенной жидкости, снабжена управляемыми клапанами на входах фильтрующих модулей. Фильтрующие модули могут компоноваться в параллельные блоки, состоящие из двух и более штук, количество блоков должно быть не менее двух, предпочтительно - не менее трех. На фигуре показана схема установки для очистки воды методом тупиковой микроили ультрафильтрации. Установка состоит из двух и более параллельно соединенных фильтрующих модулей 1, 11, содержащих полупроницаемые мембраны и имеющих два входа для обрабатываемой жидкости 2, расположенных на коллекторах 3 и 3, и, по крайней мере, один выход очищенной жидкости 4, соединенный коллектором очищенной жидкости 5. Поток очищенной воды регулируется вентилем 7. На входах фильтрующих модулей для обрабатываемой воды установлены управляемые клапаны 6 (6.16.1,6.26.2). Фильтрационная установка функционирует следующим образом. В режиме работы(фильтрования) управляемые клапаны 6.16.1 открыты, а 6.26.2 закрыты. Очищаемая (обрабатываемая) вода из коллектора 3 под давлением поступает в фильтрующие модули 1, 11, где фильтруется через полупроницаемые мембраны и поступает через выход очищенной жидкости 4 в коллектор 5. Поток очищенной воды регулируется вентилем 7 таким образом, чтобы перепад давления на входе и выходе установки, т.е. в коллекторах 3 и 5, не превышал 0,1 МПа, предпочтительно 0,01-0,03 МПа. Обратная промывка фильтрующих модулей осуществляется поочередно. Для промывки модуля 1 а закрывается управляемый клапан подачи воды 6.1, затем через некоторое время, необходимое для выравнивания давления в модуле и коллекторе 5, открывается управляемый клапан 6.2 модуля 1. В результате избыточного давления в коллекторе 5 происходит промывка модуля 1 обратным током воды, отфильтрованной через модули 11. При этом в результате падения давления в коллекторе 5 трансмембранное давление (разность давлений в коллекторах 3 и 5) возрастает и производительность модулей 11 увеличивается таким образом, чтобы обеспечить непрерывную подачу воды потребителю. После завершения обратной промывки модуля 1 клапан 6.2 закрывается и открывается клапан 6.1. Затем закрывается клапан 6.1 модуля 1 и через некоторое время, необходимое для выравнивания давления в модуле и коллекторе 5, открывается клапан 6.2 модуля 1 и происходит его промывка. Аналогичным образом промываются остальные фильтрующие модули. 3 86052012.10.30 Таким образом, предложенная установка для очистки воды методом тупиковой микроили ультрафильтрации обеспечивает непрерывный режим работы и позволяет упростить аппаратурное оформление обратной промывки полупроницаемых мембран за счет исключения дополнительного емкостного, насосного или компрессорного оборудования. Преимуществом предлагаемой установки является возможность отключения любого из фильтрующих модулей для сервисного обслуживания, ремонта или замены без прекращения работы установки, а также то, что она не требует большой пропускной способности канализационной системы. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4