Способ мембранной фильтрации

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ()9) ())) SU (Þ4 В01 013 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ веществом.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (89) 148859 DD (21) 7770801/23-26 (22) 18.09.79 (3i) WP В 01 D/208452 (32) 16. 10.78 (33) DD (46) 23.09.88. Бюл, Р 35 (71) Институт фюр Вассервиртшафт (DD) (72) Фридрих Эберхард, Титце Райнер, Кошаде Герда. Иван Зилфиа, Неуштадт

Вернер, Кутцше Фридрих и Херрманн

Ханс (DD) (53) 66.066.278.532.711 (088.8) (54) (57) 1. СПОСОБ МЕМБРАННОЙ ФИЛЬТРАЦИИ с добавлением газа в загрузочный поток перед и разрежением загрузочного потока после мембранного отделителя с последующим прохождением загрузочного потока через разделительную аппаратуру, о т л и ч а ю— шийся тем, что загрузочный поток частично разряжают перед входом в мембранный отделитель, а в разделительной аппаратуре отделяют пену и отводят ее как продукт.

2. Способ по п,1, о т л и ч а ю шийся тем, что разгрузочный поток смешивают с поверхностно-активным

14248б2

И зобретение относится к области разделения веществ посредством мембран, в частности ультрафильтрации и обратного оснаса и может быть примеУ 5 нено, если концентрационная поляризация достигает высоких значений, на мембранах образуются отложения и в растворе имеются частицы или они образуются в процессе мембранной фильт- 1р рации.

Известно, что вынужденно появляющаяся при мембранной фильтрации концентрационная поляризация может быть понижена повышением скорости потока 15 протекающего сквозь мембраны раствора.

Это ограничивается, однако, повышающейся потерей напора и соответственно затратами энергии. Кроме того, 20 образование отложений не всегда может быть с гарантией предотвращено.

Известен способ мембранной фильт рации, который ведут с добавлением газа в загрузочный поток перед мемб- 25

,раиным отделением и разряжением загрузочного потока после мембранного отделителя с последующим прохождени ем. загрузочного потока через разделительную аппаратуру (Патент СПА 30

3794169, кл. В 01 D 31/00, 1974), Недостатком известного способа явдяется неудовлетворительное удаление частиц, поскольку вспенивания не про сходит. Отвод пены поэтому невозмоен.

Цель изобретения — создание способа мембранной фильтрации, посредством которого понижается концентрационная поляризация, предотвращается 4 образование отложений и из раствора удаляются имеющееся отложения и имеющиеся или образующиеся частицы, Согласно. изобретению эта задача решается тем, что в способе мембранной фильтрации с добавлением газа в загрузочный поток перед и разрежениЕм загрузочного потока после мембранного отделителя с последующим прохождением загрузочного потока через разделительную аппаратуру, загрузочный

Поток частично разряжают перед входом в мембранный отделитель, а в разделительной аппаратуре отделяют пену н отводят ее как продукт, Кроме того, Загрузочный поток смешивают с поверхностно-активным веществом, !

Подача загрузочного потока к отдех1ителю происходит при повышенном дав-. ленни, из-за чего происходит частичная абсорбциия поданного газа, большей частью, однако, абсорбция имеющихся в растворе или образовавшихся вследствие удаления растворителя частиц. Неадсорбированный или неабсорбированный газ и заново десорбирующие при снижении давления по длине пути потока пузырьки газа ведут к местному разрушению граничного слоя и таким образом к понижению концентрационной поляризаци по сравнению с простой мембранной фильтрацией.

После выхода из отделителя давление раствора разряжается до величины окружающего давления, из-за этого повторно увеличивается объем окружающих частицы пузырьков, так что они в надлежащей последовательности за отделителем подключенной разделительной аппаратурой могут сниматься как пена.

В качестве разделительной аппаратуры могут в принципе применяться камеры .флотации, в частности их приспособления для отстаивания и снятия пены. Улучшение способа достигается, если смешанный с газом компримирсванный загрузочный поток уже перед входом в мембранный отделитель частично разряжен, так что имеющиеся частицы уже перед контактом с мембранами окружены газовыми пузырьками и поэтому не могут отложиться на мембранах. Причиной этого является то, что говерхностное натяжение жидкости, радиус пор, величина пузырьков воздуха и рабочее давление после частичного разряжения находятся в таком соотношении, что пузурьки воздуха не могут быть отсосаны сквозь поры мембраны, Это понижение давления частично происходит уже из-за потерь напора

На пути потока до отделителя без дополнительной дроссельнЬй арматуры.

Другое выполнение способа заключается в том, что загрузочный поток перекрывается периоди ески 3а короткое время. Вследствие этого на части:цах, которые уже отложились или возникли на мембране„ образуются газовые пузырьки, так что происходит отделение от поверхности мембраны. Снсва подаваемый загрузочный поток смь.— вает эти частицы вместе с прилипающими воздушными пузырьками.

Для особых случаев решением может служить расширение способа, выражающееся в подаче поверхностно-активных

1424862 веществ для растворения. Оно принимается в расчет при растворах с недостаточной стабильностью ленообразования и с неблаголр11ятными свойствами частиц.

На фиг. 1 дана установка для осуществлен«я способа с реле времени для периодического отключения; на фиг. 2 — ycTal*овка с вторым газовсасывающим штуцером с магнитным вентилем.

Известной областью применения мембранной фильтрации является очистка маслосадержащих сточных вод после 15 металлообработки, которые помимо эмульгированного масла содержат большие количества таких эагрязнений,как абразивная пыль, песок, графит, грязь, металлическая стружка. По- 20 этому концентрационная поляризация, количество отложении на мембранах и снижен«е фильтрап«онной мощности являются лр« растущей концентрации решающими.

Согласио изобретению сточные воды всасываются, в первом варианте, из промежуточного резервуара 1 насосом

2. Через газовсасывающий штуцер с регулирующим вентилем 3 происходит 30 смешивание воздуха 4 с загрузочным потоком ° В насосе 2 воздух интенсивно смешивается с загрузочным потоком и уплотняется вместе с ним дo существующего в напорном трубопроводе 5 ле- З5 ред мембранным отделителем давления.

При этом в соответствии с условиями равновесия преимущественно происходит адсорбц«я воздуха на поверхности частиц и более крупных уже коагулиро- 40 ванных капелек масла. При прохождении сквозь редукционный вентиль 6 происходит частичное рззряжение смешанного с воздухом и комг«р«мированного загрузочного потока 1 сред входом в мембранный отдел«тель 7. Вследствие этого частицы окружаются пузырьками газа, что делает невозможным их оседание на мембранах. В мембранном отделителе

7 из сто «1ых вод извлекается свобод50 ный от масла ф1«льтрат 8. После прохождения мембранного отделителя 7 про«сход«т разряжение загрузочного

«отока ня вент«.1е 9 разряжения, ввод в камеру для отстаиван11я и сбор пены 10.

При разряжении объем пузырьков воздуха увеличивается повторно, так что они вместе с соедийенными с ними частицами быстро всплываю7 u Bol T быть удалены как обильно маслосодержащая пена 11. Благодаря непрерывному удалению первоначально коллоидно распределенных веществ ислользова1ной эмульсии метод функционирует без перерыва. Реле 12 времени в электроснабжении двигателя 13 насоса обеспечивает кратковременные перерывы в подаче тока через определенные промежутки времени. Из-за почти молниеносного падения рабочего давления до величины давления окружающей среды осажденные или образовав1пиеся на мембранах частицы при помощ« пузырьков газа удаляются с мембран и при новом включении запрузочпого потока уносятся из отдел«теля.

Посредством 11слальзован«я стерильных инертных . азов вместо воздуха можно осуществить использование способа также в л«п;евой или фармацевт1— ческой лромь1п1ленностях.

При второй форме .слолнен«я происходит изменение устаногки лля проведения способа таким образом, что второй газовсасывающий штуцер 14, запирающийся магш1тным вентилем 15, подсоединяется к всасывающему трубопроводу 2 и реле 16 времени применяется для периодического кратковременного открытия магнитного ве11тиля 15, в то время как реле 12 времени в электроснабжении двигателя 13 насоса выпадает. В течение кратковреме;1ного открытия магнитного вентиля 15 количество втянутого газа станов«тся настолько большим, что столб жидкости во всасывающем трубопроводе насоса разрушается и восстанавливается только всасыванием после закрытия магнитного вентиля 15. Благодаря этому также происходит прерывание загрузочного потока, причем без вози«кновеH11R при частом включении и выклю.1ен«« неб:1агоприятных соотношений нагрузок в насосе 2.

1424862 1424862

Составитель Н.Кекишева

Редактор В.Данко Техред Л.Сердюкова Корректор О. Кравцова

Заказ 4710/6

Тираж 642

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

li3035, Москва, Н(-35, Раушская наб., д. 4/5

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