Способ контроля процесса осветления природных и сточных вод
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 обратноосмотического 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
СООЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU„„1286531 A 1
1 у 4 С 02 F 1/44
/ д
А. а
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:,;:! !
1 k
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3868830/23-26 (22) 19.03.85 (46) 30.01.87, Бюл. У 4 (71) Всесоюзный ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии
"Водгео" (72) Ф. Н. Карелин и К. М, Ташенев (53) 66.012,1(088.8) (56) Марквардт К. Коллоидный индекс как дополнительный параметр для определения содержания неионогенных веществ в воде — Химия и технология воды, 1982, т. 4, У 4, с. 326-328. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ОСВЕТЛЕНИЯ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД (57) 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 воды на обратноосмотическое опреснение, Определяют интервалы времени, за которые одинаковые порции воды произвольного объема, зависящего от количества взвешенных и коллоидных частиц, профильтровывают последовательно под давлением обратноосмотического 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.
1286531
Изобретение относится к области опреснения и обессоливания природных и сточных вод обратным осмосом и может быть использовано в водоподготовке.
Цель изобретения - повышение точности контроля и сцновременное количественное прогнозирование влияния осветляемой воды на обратноосмотическое опреснение.
Способ осуществляют следующим образом, Определяют интервалы времени t< и за которые одинаковые порции контролируемой воды произвольного объема Q зависящего от количества взвешенных и коллоидных частиц, профильтровываются последовательно под давлением обратноосмотнческого опрев снения и обессоливания через мембранный фильтр с размером пор 0,11 мкм и поверхностью F фильтрования. Вычисляют значение разности интервалов времени по формуле с -t< (1).
Вычисляют количество q контролируемой воды, прошедшей через единицу поверхности фильтрования, по формуле
Е - Q/F. (2)
Определяют величину параметра Ф, .подставляя значения Р < t ° q, р р в формулу
РЬ t Иго
Ф =* — — — -- (3)
q 2.
Возможность одновременного количественного прогнозирования влияния осветляемой воды на обратноосмотическое опреснение достигается тем, что удельная производительность обратноосмотических мембран во времени при загрязнении их поверхности взвешенными и коллоидными вещест" вами изменяется в соответствии с соотношением
Ф г - !г
V - V,(1+2 — V,t), (4) где V - удельная производительэ ность, м /м ° с;
U — удельная производительо ность в начальный момент времени, м /м ° с;
9 г
t — продолжительность фильтрования, с.
Прн этом за три периода времени и t+ профильтровывается через единицу поверхности фильтрования количество воды q,, q u q
5 которые определяются формулами ф
+ -- — t =Π(5)
2Р V о
10 q + - =О, (6) Ф г аг о
Ф 2 оэ
q + - — t =О, (7)
2Р э Vo
15 Приняв чг Ч, Чэ яг я, из эти уравнений получим:
q(q +q )+ - (й -1 )=O ° (8)
Ф
2Р г Ч„
q(q +q )+ " -(t -t ) =О, (9)
Ф
2Р г э V
Вычитая из (9) (8), будем иметь:
Р Ч (,-,)-(t,-,), (10)
Ф 2
В правой части формулы (10) стоят разность интервалов времени, потребных для последовательного фильтрования двух равных объемов воды
Иэ (10) следует данное в формуле изобретения уравнение, в котором значение Ф приведено к стандартной температуре 20 С.
Точность прогнозирования снижения удельной производительности мемВ бран при контроле осветления природных и сточных вод по параметру Ф достигается за счет возможности полу40 чения в одном определении большого количества значений Ф для контролируемой воды путем вычисления Ф для разных о t с последующим усреднением полученных результатов, Величина
45 Ф не зависит от размера пор мембран и для конкретной контролируемой воды 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 воды через мембранный фильтр под давлением, равным обратноосмотическому, сопровождается образованием осадка, фильтрационные свойства которого соответствуют свойствам осадка, отлага3 12865 ющегося в процессе обратноосмотичес-. кого опреснения и обессоливания.
Достоверность прогнозирования снижения удельной производительности обратноосмотических мембран при использовании определенного по предлагаемому способу параметра Ф подтверждена экспериментально, На чертеже изображен график изменения удельной производительности 10 обратноосмотической мембраны во времени. На графике точками показанй замеренные значения удельной производительности, а линиями — вычисленные по уравнению (4) при подстанов- 15 ке в него определенного по предлагаемому способу значения Ф, Видна хо" рошая сходимость наблюдаемой и прогнозируемой удельной производитель-, ности обратноосмотических мембран. 20
Пример 1. Проводится контроль осветления речной воды, обработанной реагентами, отстоенной и фильтрованной, Первую порцию воды объемом V = 1,25 IO м профильтровывают за интервал времени tl=30 с.
Следующую порцию воды объемом Ч
=Ч,=1,25 10 " м профильтровывают за интервал времени tz=74 с. Контроль ведут под давлением P = 5 10 Па, 30
6.
4 площадь фильтрования F=5"10 м температура воды t = 10 С, Количество q воды, прошедшей через.единицу поверхности фильтрования, равно
-4
V< 1 2510 Э 2
L-— --— -— --— - = 0 25 м
В
5 10
Разность интервалов времени равна
II,t=t - < =74-30=44 с
Величина параметра Ф равна
Pat Ййо 5 10 44 1 002
Ф --- .й
q2 P 0,25 ° 1,307
8 2
=27, 1 ° 10 Па с/м
4 (! 10 -1 08! IO !
31
V,-Ч
° 100%
« I00 = 2,0%
Разность интервалов времени Ь t равна ьс=t. — t, =104-40=64 с
Величина параметра Ф равна
Pat 1 о 5 10 64 1 002 (!<<о 0,04 ° 1,307 ю z
=15,4 ° 10 Па с/м
Удельная производительность обратноосмотической мембраны МГА-95 (Ч = 2,9 ° 10 м /м ° с) через 1 год эксплуатации при опреснении данной контролируемой воды будет равна ф 2 -
Ч Чо (!+2 Чоt) — 2<9 !0 I + —
15 4 10
+2 — i--g- — (2,9.10 ) 365 86400(5 10
0 7 10 м /м с, т, е, удельная производительность снизится на
Упрощение способа достиraeтся эа счет всего двух замеров интервалов времени t < и С
Пример 2, Проводится контроль осветления сточной воды картонно-бумажного комбината, Первую у э порцию воды объемом V<=2,0 ° 10 м профильтровывают за интервал времени t< = 40 с, Следующую порцию воды объемом V =V = 2,0.10 м профильт-5 ровывают эа интервал времени
104 с. Контроль, ведут под давлением
Р = 5 10 Па, площадь фильтрования б
F = 5i 10 м, температура воды t
4 z 9
10 С.
Количество q воды, прошедшей через. единицу поверхности фильтрования,равно
Ч 2010 Э
= 0 04 м /м
0-о
«100 = 75,86%, 55
Удельная производительность обратноосмотической мембраны МГА-100 (V = 1,1 ° 10 м /м ° с) через 1 год эксплуатации при опреснении данной контролируемой воды будет равна ф 2 <12 -Ф Г
V.=V,(1+2 — V.t) = 1,1 10 L 1+
27 1 10
+2 -- — g--(1 1 10 ) ° 365 ° 86400
5 ° 10
1,08 10 м /м ° с, т, е, удельная производительность снизится на
Чо V (229 0 7) 10
Упрощение способа достигается за счет всего двух замеров интервалов времени t u
Предлагаемый способ (по сравнению с известным) обеспечивает упрощение контроля за счет исключения необходимости фиксации интервала времени между двумя профильтровав12865
Формула изобретения
t, час.
Составитель Р, Клейман
Редактор А, Ревин Техред Л.Олейник Корректор А, Обручар
Заказ 7676/21 Тираж 849 Подписное
ВНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 шимися объемамн 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 эа счет учета загрязнения по- 10 верхности мембран взвешенными и коллоидными веществами, содержащимися в контролируемой воде, что подтверждается сходимостью экспериментальных и прогноэируемых результатов.
Способ контроля процесса осветления природных и сточных вод путем 20 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—
31 6 ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения точности контроля и одновременного количественного прогнозирования влияния осветляемой воды на обратноосмотическое опреснение, осуществляют фильтрование двух одинаковых порций воды произвольного объема под давлением, равным обратноосмотическому, при этом второй объем воды фильтруют непосредственно после первого, а контроль ведут по показателю скорости снижения производительности мембран Ф, определяемой по формуле
Ра t 1||ao
Ф = ——
1|| У где P — давление процесса, Па;
h t - разность интервалов времени с; количество воды, прошедшей через единицу поверхности фильтрования, м /м коэффициент Вязкости воды о при 20 С и при температуре контроля, Па с °
