МЕМБРАННЫЙ РУЛОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 1998 года по МПК B01D63/10 

Изобретение относится к области опреснения и обессоливания природных и сточных вод обратным осмосом, в частности к области разделения жидкостей при помощи спиральных мембранных рулонных элементов.

Известен мембранный рулонный элемент, установленный в корпусе и состоящий из соосно размещенной в нем перфорированной отводящей трубки, мембраны, спирально намотанной на трубку, турбулизатора-разделителя, выполненного в виде сетки из полимерных волокон, размещенного в пространстве между слоями мембран и контактирующего с ними, и дренажа (патент США N 3417870 кл. 210-32, опубл. 1968).

Недостатком известного устройства является невысокая надежность, обусловленная образованием застойных зон в местах контакта соединения волокон сетки турбулизатора-разделителя с мембраной, и необходимость предотвращения образования на мембране кристаллических осадкой, последнее приведет к зарастанию элемента малорастворимыми солями, снижению ресурса работы мембранного элемента.

Известен мембранный рулонный элемент, размещенный в корпусе, и состоящий из соосно установленной в нем перфорированной отводящей трубки, последовательно расположенных турбулизатора-разделителя, мембраны и дренажа; турбулизатор-разделитель выполнен в виде сетки из полимерного материала, скрепленной в местах контакта с мембраной; при этом все элементы спирально намотаны на отводящую трубку (а. с. N 1560279 кл. B 01 D 61/08 от 13.01.87., опубл. 30.04.90).

Недостатком известного устройства является сложность изготовления элемента, обусловленная необходимостью нанесения клеевых соединений разделителя-турбулизатора в местах его контакта с селективным слоем мембраны, деструкции которого неизбежна;
Известен мембранный рулонный элемент, состоящий из центральной трубки, прикрепленных к ней и спирально свернутых вокруг нее дренажного материала, между слоями которого расположены сложенные вдвое мембраны, внутри которых размещены слои сетки турбулизатора-разделителя; при этом на поверхности турбулизатора-разделителя расположены под углом к их оси клеевые швы, образующие U-образный канал, а в месте выхода клеевых швов вокруг элемента размещена разделительная манжета (а. с. N 1619495 кл. B 01 D 63/12 от 05.12.88).

Недостатком известного устройства является невысокий ресурс работы мембранного элемента, обусловленный образованием застойных зон в местах контакта соединения волокон сетки турбулизатора-разделителя с мембраной, приводящих к зарастанию элемента малорастворимыми солями; сложность изготовления, обусловленная необходимостью нанесения клеевого шва, образующего U-образный канал, и невысокая надежность эксплуатации из-за деструкции клея в системе, работающей под давлением.

Известен мембранный рулонный элемент, наиболее близкий по назначению и технической сущности к заявляемому, состоящий из листов сложенной вдвое мембраны, размещенного между ними дренажа, и слоев турбулизаторов-разделителей, уложенных над каждым из листов мембраны, спирально намотанных на перфорированную водоотводящую трубку. Перед наматыванием слоев элемента на три его свободные стороны наносят клеящее вещество, в качестве которого используют адгезив с высокой и низкой степенью текучести. (заявка Японии N 2-21290 кл. B 01 D 63/10 от 19.10.82., опубл. 14.05.90.

Недостатком известного устройства является невысокий ресурс работы мембранного элемента, обусловленный образованием застойных зон в местах контакта соединения волокон сетки турбулизатора-разделителя с мембраной, приводящих к зарастанию элемента малорастворимыми солями.

Техническим результатом заявляемого мембранного рулонного элемента является повышение ресурса работы.

Технический результат достигается тем, что в мембранном рулонном элементе, включающем листы сложенной вдвое мембраны, турбулизатора-разделителя и дренажа, спирально намотанные на перфорированную водоотводящую трубку, турбулизатор-разделитель размещен над дренажом и выполнен в виде параллельных водонепроницаемых полимерных пластин, объединенных в блок, при этом пластины предыдущего и последующего слоев турбулизатора-разделителя разнонаправлены.

На фиг.1 представлен мембранный рулонный элемент в развернутом виде; на фиг.2 - схема напорного канала с профилем турбулизатора-разделителя.

Мембранный рулонный элемент 1, состоит из мембранных пакетов 2, спирально намотанных вокруг перфорированной водоотводящей трубки 3. Каждый пакет 2 состоит из сложенного вдвое листа мембраны 4 и листа дренажного материала 5, уложенного между ними, а листы турбулизатора-разделителя 6 уложены между каждым из листов мембраны 4 и дренажным листом 5 и представляют собой блок, выполненный из параллельных водонепроницаемых полимерных пластин 7, при этом пластины 7 предыдущего и последующего листов турбулизатора-разделителя 6 разнонаправлены.

Мембранный пакет 2 склеен по кромкам с трех сторон. Листы турбулизатора-разделителя 6 изготовлены более узкими, чем листы мембран 4 и дренажа 5 и уложены на поверхность дренажного листа 5 таким образом, чтобы клеевой шов 8 был снаружи контуров мембранного пакета 2.

Над клеевым швом 8 на поверхность мембранного листа уложены узкие полоски сепараторной сетки 9, образующие входной канал 10 для исходной воды.

Рулонный мембранный элемент работает следующим образом.

Исходную воду с концентрацией солей до 10000 мг/л подают через входной канал 10. Под действием рабочего давления полупроницаемая мембрана 4 (композитная или ацетатцеллюлозная) "облегчает" водонепроницаемые полимерные пластины 7 турбулизатора-разделителя 6, уложенного на дренажный лист 5, образуя напорный канал с профилем турбулизирующей сетки (составленной пластинами 7 каждого из листов турбулизатора-разделителя 6). Выполнение каждого из слоев турбулизатора-разделителя в виде параллельных водонепроницаемых полимерных пластин 7, не соприкасающихся друг с другом, и размещение турбулизатора-разделителя 6 непосредственно над дренажом 5 исключает образование "застойных зон" в местах контакта мембраны 4 с турбулизатором-разделителем 6, образование малорастворимых осадков на поверхности мембраны 4 и тем самым обеспечивает надежность работы мембранного элемента 1 и повышает его ресурс. Вода проходит вдоль образованного напорного канала и в виде концентрата отводится из мембранного элемента 1. Часть потока воды под давлением проходит через мембрану 4 и дренаж 5 и отводится через перфорированную водоотводящую трубку 3. Очищенная вода имеет концентрацию солей до 100 мг/л.

Предложенный мембранный рулонный элемент по сравнению с известным обладает более высоким ресурсом работы на воде одинакового состава (Московского водопровода), заявляемый мембранный рулонный элемент работает без изменения показателей > 3000 ч, в то время как известный через 300 ч работы снижает показатели.

Последнее обуславливается особенностью конструктивного выполнения турбулизатора-разделителя, представляющего собой блоки водонепроницаемых полимерных пластин, каждый из которых отделен один от другого дренажным листом, при этом пластины предыдущего и последующего листов турбулизатора-разделителя разнонаправлены; вышеуказанные конструктивные отличия практически исключают образование "застойных зон", где концентрируются малорастворимые соли.

Изобретение относится к области опреснения и обессоливания природных и сточных вод обратным способом. Предлагаемый мембранный рулонный элемент состоит из листов сложенной вдвое мембраны, размещенного между ними дренажа и уложенного непосредственно на дренаж, под мембрану, турбулизатора-разделителя, спирально намотанных на водоотводящую трубку; турбулизатор-разделитель выполнен в виде водонепроницаемых параллельных пластин, объединенных в блок, при этом пластины предыдущего и последующего слоев турбулизатора-разделителя резононаправлены. 2 ил.

Мембранный рулонный элемент, включающий листы сложенной вдвое мембраны, турбулизатора-разделителя и дренажа, спирально намотанные на перфорированную водоотводящую трубку, отличающийся тем, что турбулизатор-разделитель размещен над дренажом и выполнен в виде параллельных водонепроницаемых полимерных пластин, объединенных в блок, при этом пластины предыдущего и последующего листов турбулизатора-разделителя разнонаправлены.