Способ контроля процесса осветления природных и сточных вод Советский патент 1987 года по МПК C02F1/44 B01D61/00 C02F1/44 C02F101/00 C02F103/02 C02F103/04 

1128653

Изобретение относится к области опреснения и обессоливания природных и сточных вод обратным осмосом и может быть использовано в водо- подготовке.

Цель изобретения - повышение точности контроля и одновременное количественное прогнозирование влияния осветляемой воды на обратноосмоти- ческое опреснение.

Способ осуществляют следующим образом,

10

Определяют интервалы времени t и t, за которые одинаковые порции контролируемой воды произвольного объема Q, зависящего от количества взвешенных, и коллоидных.частиц, профильтровываются последовательно под давлением обратноосмотического опреснения и обессоливания через мембранный 4мльтр с размером пор 0,1- 1 мкм и поверхностью F фильтрования,

Вычисляют значение разности интервалов времени по формуле

ut

ч-t,

(О.

Вычисляют количество q контролируемой вода, прошедшей через единицу поверхиости фильтрования, по формуле

q « Q/F. (2)

Определяют величину параметра Ф,

подставляя значения Р ut, q, w

f

в формулу

го

. Put ,,ч Ф ql- 3

Возможность одновременного количественного прогнозирования влияния осветляемой воды на обратноосмоти- ческое опреснение достигается тем, что удельная производительность об- ратноосмотических мембран во времени при загрязнении их поверхности взвешенными и коллоидными веществами изменяется в соответствии с со- отношением

V - V(l+2 I Vjt) , (4)

V - удельная производительность, м /м с; V- - удельная производительность в начальный момент времени, м /м.с; t - продолжительность фильтрования, с.

При этом за три периода времени t,, tj и t профильтровывается через е/щницу поверхности фильтрования количество воды q,, q и q, которые определяются формулами

IP ч : ГГ - t,0. (5)

I V

10

Ф 2

2Р -i

+ 91 - t 0. (6)

Ч,

9л

V

t,0, (7)

Приняв qj-4,q,, из эти уравнений получим:

IP q(q,+qi)+ J- -(t,-t,)o, (8) IP q(,)+ 9- -(t,-t)o. (9)

о

Вычитая из (9) (8), будем иметь:

Ф г - о

р

4t,-t)-(tj-t,). (10)

5

0

5

0

5

в правой части формулы (10) стоят разность интервалов времени, потребных для последовательного фильтрования двух равных объемов воды q. Из (10) следует данное в формуле изобретения уравнение, в котором значение Ф приведено к стандартной

температуре 20°С, I

Точность прогнозирования снижения удельной производительности мембран при контроле осветления природных и-сточных вод по параметру Ф достигается за счет возможности получения в одном определении большого количества значений Ф для контролируемой воды путем вычисления Ф для разных ut с последующим усреднением полученных результатов. Величина Ф не зависит от размера пор мембран и для конкретной контролируемой во- ДЫ принимает одно значение. Исключения ограничения по объему фильтруемой порции воды позволяет в зависимости от количества взвешенных коллоидных веществ в контролируемой воде фиксировать значение интервалов времени с достаточной точностью. Фильтрование контролируемой вод6| через мембранный фильтр под давлением, равным обратноосмотическому, сопровождается образованием осадка, фильтрационные свойства которого соответствуют свойствам осадка, отлагаVo-JV.

,007 iiI2--1 28l:- 0 luu/. ij-io-

ющегося в процессе обратноосмотичес- кого опреснения и обессоливания.

Достоверность прогнозирования снижения удельной производительности обратноосмотических мембран при использовании определенного по предпа- гаемому способу параметра Ф подтверждена экспериментально.

На чертеже изображен график изменения удельной производительности обратноосмотичеОКОЙ мембраны во времени. На графике точками показаны замеренные значения удельной производительности, а линиями - вычисленные по уравнению (4) при подстанов- f5 ровывают за интервал времени t

MOO 2,0%

5Упрощение способа достигается з

счет всего двух замеров интервалов времени t, и Ц ,

Пример 2. Проводится конт роль осветления сточной воды карJO топно-бумажного комбината. Первую порцию воды объемом V,2,010 м профильтровывают за интервал време ни t, 40 с. Следующую порцию воды объемом j 2, профильт

ке в него определенного по предлагаемому способу значения Ф. Видна хорошая сходимость наблюдаемой и прогнозируемой удельной производитель- ности обратноосмотических мембран.

Пример 1. Проводится контроль осветления речной воды, обработанной реагентами, отстоенной и фильтрованной. Первую порцию воды

объемом V, 1 ,25-10

м профильтро

вывают за интервал времени с. Следующую порцию воды объемом Vj, V 1 ,25 -lO м профильтровывают за интервал времени с. Контроль ведут под давлением Р Па, площадь 4я1льтрования F 5 10 м , температура воды t .

Количество q воды, прощедшей через единицу поверхности фильтрования , равно

YL

5 -10

4

0,25 м (/м

Разность интервалов времени равна

, 74-30 44 с Величина параметра Ф равна

Ф

Рд t (го

8

5-10°-44

о725 1,307 г

27,1 10 Па c/M

Удельная производительность об- ратноосмотической мембраны МГА-100 (Vg 1,1. Ю м /м .с) через 1 год эксплуатации при опреснении данной контролируемой воды будет равна

.(1 2|v:tr l,MO-

,в

2У-149-(,,,.,о- )

5 -10

1 +

И/2

365-86400

- 1,08-10 ,

т.е. удельная производительность

снизится на

,-б

Vo-J V.

,007 iiI2--1 28l:- 0 luu/. ij-io-

ровывают за интервал времени t

MOO 2,0%

Упрощение способа достигается за

счет всего двух замеров интервалов времени t, и Ц ,

Пример 2. Проводится контроль осветления сточной воды картопно-бумажного комбината. Первую порцию воды объемом V,2,010 м профильтровывают за интервал времени t, 40 с. Следующую порцию воды объемом j 2, профильт104 с. Контроль, ведут под давлением 510 Па, площадь фильтрования

температура воды t

Р F З/Ю м

.

0 Количество q воды, прошедшей через единицу поверхности фильтрования, равно

li ±л F

2.0.10- . 3, -

Разность интервалов времени Л t равна

, 104-40 64 с Величина параметра Ф равна

Ф

Put

f«10 10

15,4-10 Па с/м

. 0,04- 1 ,307

Удельная производительность об- ратноосмотической мембраны МГА-95 (Vp 2,910 ) через 1 год эксплуатации при опреснении данной контролируемой воды будет равна

Ф z -1/2 -6 Г (l+2 - ) 2,9; 10 l +

+2 (2,9-10 365-86400 ,7-10. c,

45

т.е. удельная производительность снизится на

50

-™ 100% о

):, , 2,9-10- .

М00 75,86%.

Упрощение способа достигается за счет всего двух замеров интерв ло в вр еме ни t, и t .

55 Предлагаемый способ (по сравнению с известным) обеспечивает упрощение контроля за счет исключения необходимости фиксации интервала времени между двумя профильтровавшимися объемами контролируемой воды, а также снижение количества замеров с 3 до 2 (в прототипе фиксируется время фильтрования первой порции воды, затем интервал времени 15 или 5 мин и время фильтрования второй порции воды); количественное прогнозирование влияния осветляемой воды на обратноосмотическое опреснение за счет учета загрязнения поверхности мембран взвешенными и коллоидными веществами, содержащимися в контролируемой воде, что подтверждается сходимостью экспериментальных и прогнозируемых результатов,

Формула изобретения

Способ контроля процесса осветления природных и сточных вод путем фильтрования под давлением двух равных объемов воды через мембранный .фильтр с образованием на нем слоя осадки и фиксировании интервалов времени фильтрования, о т л и ч а - :

:

865316

ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности контроля и одновременного количественного прогнозирования влияния осветляемой воды на г обратноосмотическое опреснение, осуществляют фильтрование двух одинаковых порций воды произвольного объема под давлением, равным обратноосмо- тическому, при зтом второй объем 10 воды фильтруют непосредственно после первого, а контроль ведут по показателю скорости снижения производительности мембран Ф, определяемой по формуле

Рд t («о q (

где Р - давление процесса. Па; ut - разность интервалов времени, с;

q - количество воды, прошедшей через единицу поверхности фильтрования, (, II - козффициент вязкости воды при 20 С и при температуре контроля, Па«с,

J5

Ф

20

25

Изобретение относится к способу контроля процесса осветления природных и сточных -вод, может быть использовано в водоподготовке и позволяет повысить точность контроля и одновременного количественного прогнозирования влияния осветляемой вдды на обратноосмотическое опреснение. Определяют интервалы времени, за которые одинаковые порции воды произвольного объема, зависящего от количества взвешенных и коллоидных частиц, профильтровывают последовательно под давлением обратноосмоти- ческого опреснения и обессоливания через мембранный фильтр с размером пор 0,1-1 мкм и определенной поверхностью фильтрования. Второй объем воды фильтруют непосредственно после первого, а контроль ведут по скорости снижения производительности мембран фильтра. 1 ил. (Л

Редактор А. Ревин

Составитель Р, Клейман

Техред Л.ОлейникКорректор А. Обручар

Заказ 7676/21Тираж 849Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Ра пиская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4