УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ХИМИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ Российский патент 1997 года по МПК B01D63/06 C02F1/42 C02F9/00 

Устройство предназначено для очистки воды от ионов меди, железа, хрома, цинка и других тяжелых металлов, а также от ионов SO₄, хлора и других веществ после проведения гальванических процессов, процессов травления, а также может быть использовано для подготовки питьевой воды.

Устройство для очистки воды от ионных загрязнений может применяться в химической, радиоэлектронной, электронной, медицинской, фармацевтической промышленности, а также на стадиях подготовки питьевой воды.

Существующие устройства для очистки воды от отходов гальванического и других производств энергоемкости, сложны и дорогостоящи. К ним относятся методы электролиза, ультрафильтрации, обратного осмоса, мембранной техники и др. Даже методы ионного обмена с помощью смол связаны с длительной подготовкой, большим расходом реагентов и с дорогостоящей промывкой смол.

Большую группу составляют устройство очистки воды с помощью трубчатых мембранных модулей, применяемые во многих областях, в частности, для подготовки питьевой воды, для ее обессоливания, для конденсации коллоидов, очистки стоков и т.д. Основным фильтрующим элементом таких устройств является пористая или перфорированная трубка, изготовленная из нержавеющей стали, пластмассы, либо из волокнистого нетканого материала, покрытая снаружи или изнутри одним или несколькими слоями проницаемых или полупроницаемых мембран. Как правило, несколько таких трубок помещаются в цилиндpический корпус, к которому через один патрубок подводится загрязненная вода, а через другой патрубок выводится очищенная.

Предлагаемое устройство может быть отнесено как к группе трубчатых мембранных модулей, так и к группе ионообменных устройств. В качестве прототипа заявляемого устройства выбран трубчатый мембpанный модуль, состоящий из совокупности фильтрующих элементов, расположенных в цилиндрическом корпусе, причем каждый из фильтрующих элементов представляет трубу из волокнистого нетканого материала с внутренним диаметром 4-25 мм, покрытую изнутри проницаемой мембранной; жидкость, предназначенная для очистки, подается внутрь фильтрующих элементов, а выводится из внешнего пространства между фильтрующими элементами (5).

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом устройстве для очистки воды в качестве основной фильтрующей среды используется ионообменная ткань, намотанная на перфорированные или пористые опорные трубки, размещенные в корпусе трубчатого модуля, на которые предварительно наматывается проницаемая мембрана с диаметром пор 0,2-100 мкм. Эта же мембрана наматывается на опорные трубки и поверх слоев ионообменной ткани. Затем торцы фильтрующих элементов с одной стороны герметизируются и корпус модуля с этой стороны соединяется с патрубком для ввода воды, а с другой стороны открытые концы всех фильтрующих элементов соединяются с патрубком для отвода фильтрата в торцевой части корпуса трубчатого модуля.

Загрязненная вода проходит в наружную часть фильтрующих элементов, просачиваясь последовательно через проницаемую мембрану, через один или несколько слоев ионообменной ткани (при этом происходит удаление из воды загрязняющих ее ионов) и вновь через проницаемую мембрану, после чего вода, очищенная от ионов и механических загрязнений, выводится из внутренней части фильтрующих элементов за пределы модуля.

Подробное изобретение раскрывается с помощью фиг.1-3.

На фиг.1 представлено поперечное сечение трубчатого модуля в его цилиндрической части с 4 фильтрующими элементами, где 1 корпус трубчатого модуля; 2 фильтрующие элементы. Остальные позиции относятся к фильтpующему элементу и описываются в статике с помощью фиг.2.

На фиг.2 дан продольный разрез фильтрующего элемента.

На фиг.3 дано сечение А-А трубчатого модуля на фиг.1.

Фильтрующий элемент, показанный на фиг.1-3, состоит из следующих частей:
3 проницаемая мембрана;
4 ионообменная ткань;
5 проницаемая мембрана;
6 перфорированная или пористая опорная трубка.

Работа трубчатого модуля 1 в динамическом режиме может быть рассмотрена с помощью фиг.3: поток очищаемой воды подается внутрь трубчатого модуля 1 в пространство между фильтрующими элементами 2, проходя последовательно через слой мембраны 3, один или несколько слоев ионообменной ткани 4, через мембрану 5 и поры или отверстия стенок опорных трубок 6 фильтрующих элементов 2. Через открытые концы всех фильтрующих элементов 2, соединенные с выходным патрубком поток очищенной воды выводится из модуля 1.

Пример. Изготовлено устройство для очистки воды в виде трубчатого модуля 1 (фиг. 1), содержащего 4 фильтpующих элемента 2, патрубка, представляющего общий выход фильтрующих элементов с одной стороны модуля, а также патрубка, соединенного с общим входом модуля (патрубки, не входящие в предмет изобретения, на фиг.1 не показаны).

На вход модуля 1 подается раствор, содержащий ионы металлов, а на выходе модуля производится анализ воды после очистки. Результаты анализа сведены в таблицу.

Устройство для очистки воды от химических и механических загрязнений содержит патрубок для ввода очищаемой воды в трубчатый модуль, в корпусе которого содержится, по крайней мере, один фильтрующий элемент, а также патрубок для отвода фильтрата. Фильтрующий элемент выполнен в виде намотанных на перфорированную или пористую трубку двух проницаемых мембран и размещенного между ними по крайней мере одного слоя ионообменной ткани, причем торцы фильтрующих элементов с одной стороны герметизированы и корпус модуля с этой стороны соединен с патрубком для ввода очищаемой воды, а с противоположной стороны концы всех фильтрующих элементов соединены с патрубком для отвода фильтрата. 3 ил.

Устройство для очистки воды от химических и механических загрязнений, содержащее патрубок для ввода очищаемой воды и трубчатый модуль, в корпусе которого содержится по крайней мере один фильтрующий элемент на основе перфорированной или пористой опорной трубки, а также патрубок для отвода фильтрата от трубчатого модуля, отличающееся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде намотанных на перфорированную или пористую трубку двух проницаемых мембран и размещенного между ними по крайней мере одного слоя ионообменной ткани, причем торцы фильтрующих элементов с одной стороны герметизированы и корпус модуля с этой стороны соединен с патрубком для ввода очищаемой воды, а с противоположной стороны концы всех фильтрующих элементов соединены с патрубком для отвода фильтрата.