Устройство для обессоливания воды

 

Сущность изобретения: в источнике исходной воды установлена емкость со стенкой из полупроницаемой мембраны, которая объединена в замкнутый контур с циркуляционным насосом и обратноосмотическим аппаратом. 2 табл., 1 ил.

/®з .U, 1780818 А l

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 D 61/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

1 (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -" -:.".;,:," :.::, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4798013/26 (22) 02.03.90 (46) 15,12.92. Бюл, ¹ 46 (72) В,В, Болдырев, Б.Ф, Лямаев, Ю.Г, Овча- ренко, А.В. Синица и А.И, Тютюнников (56) Патент США ¹ 3552574, кл. В 01 0 13/00, 1971, Изобретение относится к области деминералиэации воды в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения и в технических системах, Преимущественная область использования — обессоливание воды в системах водоснабжения небольших населенных пунктов и отдельных объектов.

Наиболее близкой к заявленномутехнйческому решению является установка, включающая насос и камеру высокого давления обратноосмотического аппарата, объединенные посредством трубопроводов в замкнутый циркуляционный контур, В процессе очистки воду нагнетают в трубопровод контура перед всасывающей полостью насоса, а сток обессоленной воды из контура организуют через мембрану обратноосмотического аппарата.

Сброс рассола иэ контура осуществляется периодически или непрерывно по мере достижения предельной концентрации че рез присоединенный к контуру патрубок, Недостатком установки является низкое качество обессоленной воды и высокие затраты на очистку исходной воды, обусловленные высокими требованиями мембран к качеству последней, Очистка мембран от загрязнений со стороны камеры высокого давления затруднена, поэтому высокая очистка воды от взвешенных веществ и от солей (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕССОЛИВАНИЯ

ВОДЫ (57) Сущность изобретения: в источнике исходной воды установлена емкость со стенкой иэ полупроницаемой мембраны, которая объединена в замкнутый контур с циркуляционным насосом и обратноосмотическим аппаратом. 2 табл., 1 ил. жесткости является обязательной ступенью процесса обессоливания воды. Целью устройства является повышение качества обессоливания воды.

Цель достигается тем, что циркуляционный контур дополнительно оборудован емкостью со стенкой из полупроницаемой мембраны, установленной в контуре перед всасывающей полостью насоса.

Сущность заявленного устройства поясняется чертежом, Оно включает обратноосмотический аппарат 1, насос 2, всасывающий трубопровод

4, соединяющий насос с погруженной под уровень воды 5 емкостью 6 с мембраной 7.

Обратноосмотический аппарат содержит мембрану 9, а также камеры фильтрата

10 с патрубком 11 для отвода фильтрата и рассола (камеры высокого давления) 12. Нагнетательный патрубок насоса и вход камеры рассола соединены между собой трубопроводом 13.

Работа устройства осуществляется сщдующим образом, Циркуляционный контур заполняют искусственно приготовленным раствором соли (например, поваренной), осмотическое давление которого превышает осмотическое давление исходной воды, и обеспечивают контакт этого раствора с исходной водой через полупроницаемую мембрану

1780818

35

55 путем погружения емкости 6 под уровень воды 5.

Заполнение контура раствором осуществляют через вентиль 3, который затем закрывают, После этих операций включают насос 2 и начинают процесс обессоливания воды.

Под действием давления, развиваемого насосом 2, фильтрат проникает через мембрану 9, поступает в камеру фильтрата 10 и отводится к потребителю, В результате проникновения воды через мембрану 9 концентрация раствора на выходе из камеры 10 повышается. Раствор с повышенной концентрацией по трубопроводу 8 поступает в

" емкость со стенкой из полупроницаемой мембраны 7, Вследствие того, что давление внутри этой емкости значительно ниже, чем в других точках контура (при увеличении потерь напора в камере концентрирования этодав.ление можно снизить до атмосферного и менее), через полупроницаемую мембрану

7 в циркуляционный контур из источника будет поступать только вода, а соли останутся в источнике.

Проникновение воды через мембрану 7 в емкость 6 обусловлено естественным осмосом. Этот процесс зависит от разности концентраций с одной и другой стороны мембраны. При этом, чем выше концентрация раствора в емкости 6, тем интенсивнее протекает процесс поступления воды в емкость;

Раствор, разбавленный поступившей через мембрану 7 водой, с помощью насоса

2 снова подают в камеру 12 обратноосмотического аппарата 1.

При накоплении загрязнений на наружной поверхности мембраны 7 осуществляют их удаление механическим путем; например, с помощью щетки, Преимуществом предложенного решения по сравнению с прототипом является более высокое качество обессоливания.-в известной установке исходная вода проходит через мембрану 1 раз, а в предлагаемой — дважды. При этом первый проход воды через мембрану не требует дополнительных затрат, т. к, осуществляется за счет энергии концентрата (рассола), контактирующего через мембрану с исходной водой.

В предлагаемой установке поверхность мембраны 7, на которой могут осаждаться взвешенные вещества, соли жесткости и железа, доступна для удаления с нее слоя

25 загрязнений. Это обстоятельство позволяет снизить затраты на органиэацию предварительной очистки воды, подаваемой на обессоливание.

Пример.

Имитат исходной воды:

- концентрация NaCI — 1600 г/м (27,4 моль/м ), - концентрация бора — 1,0 мг/л (создана путем добавки в раствор НзВОз), Давление в нагнетательном патрубке насоса (перед обратноосмотическим аппаратом) — 3,5 МПа.

Давление во всасывающем патрубке насоса и в емкости — 0,01 Mfla, Поверхность мембран обратноосмотического аппарата — 0,24 м . г

Поверхность мембран 7 в емкости 6—

0,6 м .

Параметры установки при очистке воды от солей бора приведейы в таблицах 1, 2, B таблицах приняты следующие обозначения;

Qp1 — циркуляционный расход в контуре;

Ср<, Срг — концентрация раствора на входе в емкость 6 и на выходе из нее; цф — расход фильтрата; удельная проницаемость мембран 7;

C>. — концентрация ионов бора в исходной воде;

Ск.н, Сф — концентрация ионов бора в контуре и в фильтрате.

Концентрация ионов бора в фильтрате при обессоливании воды известными способами (без емкости 6 и при заборе через всасывающий патрубок исходной воды) составляла 0,7„.0,75 мг/л.

Из табл. 1, 2 видно, что концентрация бора снижается до 0,5 мг/л, т, е. эффект очистки по сравнению с известными методами увеличивается на 45%.

Формула изобретения

Устройство для обессоливания воды, содержащее источник исходной воды и объединенные в циркуляционный контур насос и обратноосмотический аппарат, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества обессоливания воды, оно снабжено по крайней мере одной емкостью со стенкой из полупроницаемой мембраны, установленной в источнике исходной воды и включенной в циркуляционный контур между выходным патрубком обратноосмотического аппарата и входным патрубком насоса, 1780818

Таблица 1

Таблица 2

Технологические параметры очистки воды от бора при постоянной концентрации искусственно приготовленного раствора

Составитель В. Болдырев

Техред M.Mîðãåíòàë . Корректор: 3. Лончакова

Редактор

Заказ 4232 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Технологические параметры очистки воды от бора при постоянном циркуляционном расходе