Установка ультрафильтрационной очистки воды Советский патент 1992 года по МПК B01D63/00 

Изобретение относится к очистке воды и может быть использовано, например, при очистке отработанных эмульсий станов холодной прокатки в металлургии.

Цель изобретения - упрощение конст- . рукции и эксплуатации установки.

На фиг. 1 изображена схема ультрафильтрационной установки; на фиг. 2 - приемная камера фильтрата, общий вид; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2.

Установка состоит из бака-отстойника 1 с патрубками подвода очищаемой воды 2 и отвода концентрата 3, скребкового конвейера 4 для уборки загрязняющего масляного продукта, циркуляционного насоса 5. ультрафильтрационных блоков 6. Ультрафильтрационные блоки последовательно соединены в секции. В изображенной на фиг. 1 установке имеется 3 секции по 3 блока в каждой секции. Каждый ультрафильтрационный блок вложен в кожух со штуцером 7 для отвода фильтрата. Секции по линии очищаемой воды соединены между собой параллельно.

На трубопроводах подвода и отвода циркулирующей эмульсии в,секции ультрафильтров установлены задвижки 8 и манометры 9 и 10. Могут быть установлены и промежуточные манометры 11 и 12 между секциями. Установка оборудована приемными камерами 13 фильтрата по количеству блоков в секции. Каждая камера имеет приемные штуцеры 14 по количеству секций. Каждая камера соединена с блоками одного

порядка всех секций (на фиг. 1 одна из камер соединена со всеми первыми блоками секций, вторая - со всеми вторыми, третья - со всеми третьими). Камеры снабжены манометрами 15-17, а также дроссельным устройством 18 в виде вентиля. Вблизи штуцеров 14 в каждой камере на шлангах установлены вставки 19 из стеклянных трубок (или другого прозрачного материала). Каждая камера имеет патрубок для выпуска воздуха с вентилем 20 и снабжена смотровым люком 21, закрываемым заглушкой 22.

Установка работает следующим образом.

В бак 1 по патрубку 2 подается очищаемая вода в количестве, позволяющем поддерживать постоянный уровень в баке. Насосом 5 вода прокачивается по циркуляционному контуру, включающему ультрафильтрационные блоки 6. Фильтрат, проникающий через мембраны в кожухи ультрафильтров, отводится через штуцеры 7. С помощью задвижек 8 устанавливается заданный расход, обеспечивающий требуемую скорость протока очищаемой жидкости по трубам ультрафильтров, а также давление Р на входе в ультрафильтры, контролируемое манометром 9. Каждая секция, в общем случае, состоит из п последовательно соединенных ультрафильтрационных

блоков с камерами 1,2j,..., n(j -текущий

порядковый номер блока). При течении циркулирующей жидкости через секцию имеют место потери давления ДРтр, главным образом, за счет гидравлического сопротивления блоков. Так, если давление до секции Pi, то после секции Ртр. Потери давления на каждом блоке равны А Ртр/n. Давление перед первым блоком , перед вторым: Pi -Pi- A PTp/n, перед третьим: Pi3 Pi-2x ДРтр/n, перед j-ным блоком: (j-1)xA Ртр/n. Часть жидкости, которая протекает через блок, фильтруется через боковые стенки, покрытые пленкой, которая и является ультрафильтром. Эта часть жидкости и есть фильтрат. При течении фильтрата через пленку каждому значению трансмембранного давления, т.е. перепаду давлений, равному разности давлений внутри трубки и снаружи, соответствует определенный расход и определенная эффективность очистки, причем с увеличением трансмембранного давления производительность увеличивается, но эффективность очистки падает. То значение трансмембранного давления, которое соответствует допустимой степени очистки, обозначено через ДРф, Давление

Рф на выходе из блока с порядковым номером j равно

-дрФ

или, если пренебречь величиной

которая зачастую бывает мала по сравнению с А Рф, то

, причем АРтр

При работе установки (фиг. 1) могут быть

приняты следующие значения давлений:

,2 МПа (давление до ультрафильтров),

,02 МПа (давление после ультрафильтров), ,2-0,,18 МПа, ,2 МПа,

0,14 МПа, ,

0,08 МПа.

Если оптимальный перепад давления имеет место на третьем блоке и равняется (при свободном изливе фильтрата)

РГ + Р2

0,05 МПа, то 0,05 МПа и есть

трансмембранное давление.

Тогда в третьей приемной камере давление , во второй камере Рф Рф3+

4. АРТР-Г

0,0+0,,06 МПа.

5

0

5

0

5

0

Давление в первой приемной камере APJL. 0,06+0,,12 МПа.

В начальный момент работы установки дроссельные устройства (вентили 18) закрыты, а вентили для выпуска воздуха открыты до тех пор, пока приемные камеры 13 не заполнятся фильтратом. Затем вентили 20 закрываются, а дроссельное устройство на каждой камере открывается, пока давление, показываемое манометрами 15-17, не станет равным разности А Рф.

Поскольку все блоки ультрафильтров и соединения между ними идентичны, можно считать, что на первых блоках во второй и третьей секциях установлена такая же разность давлений на входе очищаемой жидкости и на выходе фильтрата, как и на первом блоке первой секции. То же относится к вторым и третьим блокам.

Для контроля эффективности работы отдельных блоков на шлангах перед приемными штуцерами 14 установлены прозрачные вставки 19 из стеклянных трубок. При прорыве мембраны по шлангу соответствующего блока пойдет очищаемая (загрязненная) вода, что будет замечено через прозрачную вставку 19. Кроме того, периодически (один раз в смену, в сутки и т.д.) можно опорожнить камеру, снять заглушку 22 и через смотровой люк 21 визуально (а при

необходимости и путем замеров) оценить расход и качество фильтрата после каждого ультрафильтрационного блока. Для этого предварительно необходимо полностью открыть дроссельное устройство 18 и вентиль для выпуска воздуха, что приводит к опорожнению камеры 13.

Последняя камера приемки фильтрата, которая служит для установки заданного перепада давлений А Рф на последних блоках в каждой секции, не является обязательным элементом. На последних блоках необходимый перепад давления может быть достигнут с помощью задвижек 8. Однако наличие последней камеры, полезно при необходимости совсем исключить выход фильтрата при осуществлении циркуляции жидкости по контуру (что может потребоваться при промывке ультрафильтров), а также для осуществления обратной промывки блоков.

При использовании предлагаемой установки требуется меньшее количество приборов и арматуры и облегчается их эксплуатация. Для оборудования установки, изображенной на фиг. 1, потребовалось бы 9 регулирующих устройств и 9 манометров (по общему числу блоков), тогда как в предлагаемом техническом решении всего 3 манометра и 3 вентиля на выходе из приемных камер (по числу блоков в секции). В процессе эксплуатации необходимо осуществлять регулировку трех единиц обору- дования (трех приемных камер), а в прототипе - 9.

0

5

0

5

0

5

Если учесть, что в промышленных установках может быть до 300-400 ультрафильтрационных блоков, причем в секции их обычно 5-6 штук, то при выполнении ультрафильтрационной установки в соответствии с прототипом понадобилось бы 300-400 вентилей и манометров, а при выполнении в соответствии с предлагаемым техническим решением 5-6 шт. (по числу приемных камер, которое равно количеству блоков в секции).

Формула изобретения Установка ультрафильтрационной очистки воды, включающая средства для подачи очищаемой воды под давлением, ультрафильтрационные блоки, последовательно соединенные в секции по линии очищаемой воды, устройства для отвода концентрата из каждой секции и устройства отвода фильтрата из каждого блока, средства для создания противодавления, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и эксплуатации установки, она снабжена приемными камерами фильтрата в количестве, равном или на единицу меньшем числа ультрафильтрационных блоков в секции, причем каждая камера снабжена фланцем с заглушкой, дроссельным устройством и штуцерами в количестве, равном числу секций, а секции по линии очищаемой воды соединены между собой параллельно, причем линии вывода фильтрата из блоков одного порядка каждой секции соединены с приемной камерой того же порядка.

фиг. 2 &ЯА

Изобретение относится к области очистки воды и может быть использовано для очистки отработанных эмульсий. Цель изобретения - упрощение конструкции и эксплуатации установки. Установка фильтрационной очистки воды включает средства для подачи очищаемой воды под давлением, ультрафильтрационные блоки, последовательно соединенные в секции по линии очищаемой воды, которые соединены между собой параллельно, устройства для отвода концентрата из каждой секции и устройства отвода фильтрата из каждого блока, средства для создания противодавления и приемные камеры фильтрата. Количество приемных камер равно или на единицу меньше числа ультрафильтрационных блоков в секции, причем каждая камера снабжена фланцем с заглушкой, дроссельным устройством и штуцерами в количестве, равном числу секций. Линии вывода фильтрата из блоков одного порядка каждой секции соединены с приемной камерой того же порядка. 3 ил.

фиг.З