Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультрафильтров

 

Использование: разделение, концентрирование и очистка сточных вод и технологических жидких смесей ультрафильтрацией и восстановление эксплуатационных свойств ультрафильтров. Сущность изобретения: способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультрафильтров включает ополаскивание водой, промывку водным раствором моющих средств и протирку до и после промывки путем осуществления комбинации вращательных и возвратно-поступательных движений смоченного моющим средством протирочного устройства, выполненного, например, в виде жесткой оправки, на одном конце которой закреплен один или несколько губчатых шариков, при этом в качестве моющего средства использована смесь полиоксиэтиленового эфира изооктифенола, лимонной, уксусной, муравьиной, соляной или азотной кислоты или N-метил-пирролидона, диметилацетамида или диметилформамида. 3 з.п.ф-лы, 2 ил. 1 табл.

Изобретение относится к мембранной технике и может быть использовано при процессах разделения, концентрирования и очистки компонентов сточных вод и технологических жидких смесей, в частности, содержащих металлические мыла, методом ультра- и микрофильтрации с применением фильтрующих элементов трубчатой формы.

При длительной эксплуатации трубчатых ультрафильтров загрязняется поверхность их мембран, вследствие чего резко снижается их производительность по фильтрату. С целью очистки поверхности мембраны и восстановления производительности по фильтрату ультрафильтры промывают водным раствором сильного окислителя ( хлор, хлорит или гипохлорит натрия, перекись водорода, озон или персульфат натрия) или восстановителя (йодистоводородная кислота, сероводород, гидрид алюминия, формальдегид или ацетальдегид).

Указанный способ связан с использованием сильно агрессивных, вредных, нестабильных веществ, не эффективен при отложении на мембране ультрафильтра мажущихся липких осадков из трудно окисляющихся или трудно восстанавливающихся веществ.

Известен также способ и устройства для осуществления механического удаления осадка с поверхности трубчатой мембраны с помощью эластичных шариков, размер которых несколько превышает внутренний диаметр мембраны. Шарики изготовлены из более мягкого, чем мембрана, материала из природного или синтетического каучука. Потоком жидкости шарик проталкивается внутри трубки, при своем движении трется о поверхность мембраны и снимает осадок задержанных мембраной загрязнений. Промывочная вода с шариками выпускается из ультрафильтра в резервуар, где шарики отделяются от промывочной жидкости, отмываются от загрязнений и вновь могут быть поданы для протирки поверхности мембраны.

Однако в известном способе, чтобы шарики беспрепятственно проталкивались жидким потоком, их диаметр должен быть небольшим, на 5-15% больше диаметра трубчатой мембраны. Движение шарика осуществляется только по направлению потока, для обеспечения эффекта требуется многократное пропускание шариков.

Известен способ восстановления зксплуатационных свойств трубчатых ультрафильтров после длительной эксплуатации удалением старой мембраны и нанесением новой мембраны на регенерированную открытопористую трубку ультрафильтра.

Известный способ трудоемкий и дорогостоящий, требуется разборка ультрафильтра, удаление бывшей в употреблении мембраны с открытопористой трубки, нанесение новой мембраны на регенерированную открытопористую трубку, сборка ультрафильтра, консервация мембраны в ультрафильтре.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых обратноосмотических мембранных фильтрующих элементов, включающий промывку, механическую протирку мембраны кусками губки и дополнительную промывку мембраны водным раствором лимонной кислоты при рН 4. Мягкие отложения из коллоидных частиц удаляются кусочками губки. Жесткие отложения на мембране, образующиеся из малорастворимых солей кальция, растворяются под воздействием лимонной кислоты.

Известное устройство для протирки в виде эластичного элемента проталкивается через трубку мембранного фильтрующего элемента гидротранспортом однонаправленно в соответствии с направлением жидкого потока очищаемой воды. Однако эластичный элемент может деформироваться и закупоривать трубку ультрафильтра в местах сужения напорного канала ультрафильтра (по концам трубки, где крепятся уплотнительные резинки и распорные кольца для них с целью дополнительного закрепления концов трубчатой мембраны). Уменьшение размера эластичного элемента улучшает его проходимость в трубке, но снижает эффективность протирки. Однонаправленное движение эластичного элемента гидротранспортом предопределяет контакт одного и того же места эластичного элемента с поверхностью загрязненной мембраны. Этот участок эластичного протирочного элемента быстро загрязняется и при дальнейшем движении по трубке неэффективно очищает поверхность мембраны по всей длине трубки.

Комбинированная очистка по известному способу эффективна при восстановлении обратноосмотических трубчатых фильтрующих элементов, используемых для обработки свежей жесткой, но достаточно чистой воды. Однако такой способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатой мембраны оказался неэффективным при очистке сточных вод, содержащих металлические мыла (соли высших жирных кислот и щелочно-земельных или тяжелых металлов). Через несколько месяцев эксплуатации трубчатые ультрафильтры для обработки сточных вод, содержащих металлические мыла, сильно снижали производительность по фильтрату. Указанный способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатой мембраны не дает необходимого эффекта, поэтому приходилось дорогостоящие ультрафильтры заменять.

Целью изобретения является разработка способа восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультрафильтров для разделения, концентрирования и очистки компонентов сточных вод и технологических жидких смесей, в том числе содержащих металлические мыла без замены мембраны.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультрафильтров, включающем ополаскивание водой, протирку губчатым эластичным материалом внутренней поверхности трубок ультрафильтров после применения их для концентрирования и очистки сточных вод или жидких технологических сред, в том числе содержащих металлические мыла, и промывку ультрафильтров с использованием водных растворов моющих средств, согласно изобретению протирку осуществляют выполнением комбинации вращательных и возвратно-поступательных движений смоченного моющим раствором протирочного устройства с жесткой тягой до и после промывки, а промывку проводят с использованием того же моющего раствора, содержащего 0,1-0,2 мас. полиоксиэтиленового эфира изооктилфенола, 0,2-0,4 мас. лимонной, уксусной, муравьиной, соляной или азотной кислот, остальное вода или 5-10 мас. N-метил-пирролидона, диметилацетамида или диметилформамида, остальное вода.

Другое отличие состоит в том, что протирку поверхности мембран ведут с использованием устройства, выполненного в виде жесткой оправки, на одном конце которой закреплены 1-3 губчатых эластичных шарика, расположенных по центру на расстоянии друг от друга 0,5-0,7 диаметра шарика или мягкий эластичный ерш с диаметром, равным 1,5-2,0 диаметрам трубчатой мембраны.

Протирка поверхности мембраны с помощью протирочного устройства (губчатого эластичного шарика или мягкого эластичного ерша, закрепленного на жесткой оправке) при трении о поверхность мембраны обеспечивает эффективное удаление задерживаемых мембраной загрязнений, а последующая промывка с использованием моющих средств позволяет растворить или эмульгировать остатки осадка в порах мембраны, а окончательная протирка позволяет закрепить полученный результат.

Принципиальное отличие предлагаемой операции протирки от используемой в настоящее время, проводимой за счет многократного однонаправленного проталкивания гидротранспортом губчатого эластичного шарика, заключается в том, что, используя устройство, выполненное в виде жесткой оправки, на одном конце которой закреплены 1-3 губчатых эластичных шарика, расположенных по центру на расстоянии друг от друга 0,5-0,7 диаметра шарика, или мягкий эластичный ерш с диаметром, равным 1,5-2,0 диаметра трубчатой мембраны, удается обеспечить комбинацию разнонаправленных движений эластичного элемента, в результате чего значительно повышается эффективность очистки поверхности мембраны, закрепленной на внутренней поверхности трубки ультрафильтра, от мазеподобных осадков, в том числе из металлических мыл, задерживаемых мембраной. Жесткая тяга, к которой крепятся эластичные элементы для протирки, кроме возможности обеспечения разнонаправленных движений эластичного элемента, позволяет проталкивать через трубку эластичный элемент большего диаметра (на 5-30% ), что также способствует очистке поверхности мембраны от мазеподобных осадков металлических мыл. Выполнение эластичного элемента протирочного устройства в виде сборки 2-3 шариков, расположенных друг от друга на расстоянии 0,5-0,7 диаметра, или ерша с диаметром, равным 1,5-2,0 диаметрам трубчатой мембраны, способствует обеспечению комбинации разнонаправленных движений эластичного элемента протирочного устройства. Кроме того, каждый последующий от конца оправки эластичный шарик или каждый участок эластичного ерша вносит свой дополнительный вклад в очистку уже предварительно очищенной поверхности мембраны предыдущим шариком или участком ерша, что также улучшает очистку поверхности мембраны. Пропитка эластичного элемента протирочного устройства моющим раствором уменьшает трение эластичного элемента о мембрану, способствует разложению, растворению или диспергированию компонентов загрязнений на мембране.

Принципиальным отличием операции промывки в предлагаемом способе восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультрафильтров после обработки сточных вод и технологических жидких сред, в том числе содержащих металлические мыла, от известной, проводимой с использованием лимонной кислоты, заключается в том, что в состав моющего раствора для отмывки мембраны от осадка, включающего металлические мыла и соединения щелочно-земельных и тяжелых металлов, кроме лимонной кислоты, входит поверхностно-активное вещество, а именно полиоксиэтиленовый эфир изооктилфенола в концентрации 0,1-0,2 мас. Вместо лимонной кислоты может быть использована также уксусная, муравьиная, соляная или азотная кислота с концентрацией 0,2-0,4 мас. В качестве моющего раствора могут быть использованы также 5-10 мас.-ные водные растворы N-метил-пирролидона, диметилацетамида или диметилформамида. Предлагаемые составы моющих растворов за счет химических и физико-химических превращений разлагают, разрыхляют и переводят в растворимое или высокодисперсное состояние остатки загрязнений на мембранах, в результате чего обеспечивается восстановление эксплуатационных свойств трубчатых ультрафильтров.

На фиг.1 изображен вариант общего вида устройства с губчатыми эластичными шариками для протирки мембраны в трубчатом ультрафильтре по предлагаемому способу, общий вид; на фиг.2 то же, в рабочем состоянии.

Протирочное устройство содержит губчатые эластичные шарики 1, диаметр которых на 5-30% больше диаметра трубчатой мембраны в мембранном фильтрующем элементе. Количество шариков 1-3 штуки. Шарики 1 по центру прочно закреплены на жесткой оправке 2, длина которой больше длины мембранного трубчатого фильтрующего элемента. Расстояние между шариками равно 0,5-0,7 диаметра шариков.

Протирочное устройство работает следующим образом. Эластичные губчатые шарики 1 окунают в моющий раствор и вставляют в напорный канал ультрафильтра с одного конца трубки 3 (фиг.2). Оправке одновременно придают возвратные вращательные и возвратно-поступательные движения, продвигая ее к другому концу трубки 3. Шарики 1, диаметр которых на 5-30% больше диаметра трубчатой мембраны, несколько деформируются и протирают поверхность мембраны, расположенной на внутренней поверхности трубки, очищая мембраны от загрязнений 4.

Первый шарик снимает большую часть осадка с мембраны, а каждый последующий способствует дополнительной очистке, входя в контакт с уже предварительно частично очищенной поверхностью мембраны. Интервалы между шариками образуют полости 5, которые обеспечивают легкое продвижение оправки внутри ультрафильтра и большую свободу для осуществления разнонаправленных движений эластичного элемента протирочного устройства при манипуляциях оправой.

Аналогичным образом работает другой вариант протирочного устройства, где вместо шариков на конце оправки укреплен мягкий эластичный ерш, диаметр которого равен 1,5-2,0 диаметрам трубчатой мембраны.

В качестве губчатого эластичного материала для шариков могут быть использованы открытопористые эластичные материалы на основе синтетических и природных полимеров (полиуретаны, натуральный или синтетический каучук).

Ерш может быть изготовлен из мягкой щетины, мягких эластичных синтетических волокон или открытопористых поропластов.

Оправкой может быть стержень или трубка из металла, пластмассы или стеклопластика диаметром меньше диаметра трубчатой мембраны в ультрафильтре.

Для приготовления моющих растворов используют полиоксиэтиленовые эфиры изооктилфенола марок ОП-5, ОП-7 или ОП-10 (ГОСТ 8433-81), лимонную, уксусную, муравьиную, соляную или азотную кислоту, N-метил-пирролидон, диметилацетамид или диметилформамид технического назначения промышленного выпуска.

Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемый способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультрафильтров и устройство для его осуществления отличаются новизной технического решения.

Несмотря на известность протирки поверхности мембран в трубчатом ультрафильтре, с целью предотвращения образования и снятия осадков загрязнений, задерживаемых мембраной, и промывки мембраны для удаления веществ, закупоривающих ее поры, выполнение операции протирки за счет комплекса разнонаправленных движений смоченного моющим раствором эластичного элемента протирочного устройства, выполненного в виде жесткой оправки, на одном конце которой закреплены 1-3 губчатых эластичных шарика, расположенных по центру на расстоянии друг от друга 0,5-0,7 диаметра шарика, или мягкий эластичный ерш с диаметром, равным 1,5-2,0 диаметрам трубчатой мембраны, и выполнение операции промывки с использованием моющего раствора, содержащего 0,1-0,2 мас. полиоксиэтиленового эфира изооктилфенола, 0,2-0,4 мас. лимонной, уксусной, муравьиной, соляной или азотной кислоты, остальное умягченная вода или 5-10 мас. N-метил-пирролидона, диметилацетамида или диметилформамида, остальное умягченная вода, является новым и не простым использованием известного приема в технике. Найденные экспериментальным путем новые совокупности приемов и свойств проведения процесса являются решающими факторами целенаправленных мероприятий для обеспечения восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультрафильтров после очистки сточных вод, содержащих металлические мыла. Несовпадение технических свойств с точки зрения положительного эффекта заявляемого и известных объектов свидетельствует о том, что в результате налицо новая совокупность признаков решения, приводящая к возникновению нового явления (свойства), обеспечивающего достижение положительного эффекта, что позволяет признать предложенный способ соответствующим критерию "существенные отличия".

Заявляемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (прототип).

Трубчатые ультрафильтры с мембраной на основе поливинилиденфторида диаметром 254 мм, длиной 3 м при давлении 0,2 МПа и температуре 25^oC имеют начальную удельную проницаемость по умягченной воде 300-600 л/м²·ч. При очистке (регенерации) отработанного смывающего раствора, содержащего едкий натр, сульфированное касторовое масло и краску, начальная удельная производительность этих ультрафильтров по фильтрату при тех же параметрах составляет 50-90 л/м²·ч, селективность по краске 100% По мере эксплуатации производительность ультрафильтров постепенно снижалась, селективность оставалась прежней. Периодические промывки ультрафильтров водным раствором лимонной кислоты при рН 4 и протирки эластичными губчатыми шариками, введенными в канал трубки ультрафильтра и проталкиваемыми циркулирующим в канале жидким потоком, вначале давали некоторый эффект, но после 7 месяцев эксплуатации ультрафильтров в составе установки ультрафильтрации их удельная производительность по фильтрату снижалась до 15-20 л/м²·ч и не восстанавливалась после указанного выше способа протирки и промывки. После ополаскивания умягченной водой такие ультрафильтры имеют проницаемость по умягченной воде 10-100 л/м²·ч. Исследования бывших в употреблении ультрафильтров показали, что основной причиной выхода их из строя является осадок, состоящий из металлических мыл и других соединений щелочно-земельных металлов и тяжелых металлов. Этот осадок откладывается на поверхности мембраны и закупоривает ее поры. В результате большого гидравлического сопротивления осадка резко снижается производительность ультрафильтров. Осадок мажущийся, липкий, трудно удаляемый с поверхности мембраны ультрафильтров.

Пример 2.

Использован трубчатый ультрафильтр после 7 месяцев эксплуатации, как в примере 1, имеющий удельную производительность по фильтрату 20 л/м²·ч при обработке отработанного смывающего раствора и удельную водопроницаемость по умягченной воде после ополаскивания 100 л/м²·ч.

Протирочное устройство, состоящее из оправки (стержень диаметром 12 мм) и губчатого эластичного шарика, диаметр которого 294 мм, концом, на котором по центру закреплен шарик, окунают в моющий раствор, содержащий 0,2 мас. полиоксиэтиленового эфира изооктилфенола (ОП-7), 0,4 мас. лимонной кислоты и 99,4 мас. умягченной воды.

После этого конец оправки с шариком помещают в трубку ультрафильтра и проталкивают шарик к другому концу ультрафильтра, совершая оправкой одновременно вращательные и возвратно-поступательные движения. Затем оправку вынимают из трубки ультрафильтра, шарик промывают тем же моющим раствором от загрязнений. Трубку ультрафильтра заливают моющим раствором указанного выше состава и оставляют на 5 ч при температуре помещения. Затем моющий раствор сливают из трубки ультрафильтра, а ее снова протирают промытым протирочным устройством указанным выше способом.

Проведенные операции обеспечивают восстановление проницаемости мембраны трубчатых ультрафильтров (начальная удельная водопроницаемость по умягченной воде 380 л/м²·ч, начальная удельная производительность по фильтрату при очистке отработанного смывающего раствора составляла 80 л/м²·ч при 100% селективности задержания по краске).

Пример 3.

У трубчатого ультрафильтра после 7 месяцев эксплуатации, как в примере 1, имеющего удельную производительность по фильтрату при обработке отработанного смывающего раствора 20 л/м²·ч и удельную проницаемость по умягченной воде 100 л/м²·ч, восстанавливали эксплуатационные свойства, как в примере 2, c той лишь разницей, что на конце оправки закреплены 3 шарика на расстоянии друг от друга, равном 0,7 диаметра шарика. Восстановленный ультрафильтр имел удельную пронимаемость по умягченной воде 500 л/м²·ч, удельную производительность по фильтрату при обработке отработанного смывающего раствора 90 л/м²·ч, селективность разделения по краске 100% Такие же результаты были получены при закреплении шариков на оправке на расстоянии друг от друга, равном 0,5 диаметра шарика.

Пример 4.

Восстановление эксплуатационных свойств трубчатого ультpaфильтpa осуществляют, как в примере 3, на расстояние между шариками, закрепленными на конце оправки, равном 0,3 их диаметра. Удельная производительность восстановленного ультpaфильтpa по умягченной воде 260 л/м²·ч по фильтрату. При обработке отработанного смывающего раствора 55 л/м²·ч. Селективность разделения по краске 100% Имитация работы протирочного устройства в стеклянной трубке показывает, что при расстояниях между шариками, равных менее 0,5 их диаметра, при деформации шариков во время протирки образуется как бы единый протирочный элемент из трех шариков без промежуточных полостей между шариками, которые создаются при расположении шариков друг от друга на расстояниях более 0,5 их диаметра.

Пример 5.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 2, но моющий раствор содержит 0,30 мас. OП-7. Восстановленный ультpaфильтp имеет проницаемость по умягченной воде 350 л/м²·ч, до восстановления имел 90 л/м²·ч.

Пример 6.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультрафильтров, как в примере 2, но моющий раствор содержит 0,05 мас. OП-7. Восстановленный ультpaфильтp имеет проницаемость по умягченной воде 200 л/м²·ч, до восстановления имел 90 л/м²·ч.

Пример 7.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 2, но моющий раствор содержит 0,1 мас. лимонной кислоты. Восстановленный ультpaфильтp имеет проницаемость по умягченной воде 180 л/м²·ч, до восстановления имел 100 л/м²·ч.

Пpимep 8.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 2, но моющий раствор содержит 0,5 мас. лимонной кислоты, 0,1 мас. OП-7; 99,4 мас. умягченной воды. Восстановленный ультpaфильтp имеет проницаемость по умягченной воде 390 л/м²·ч, до восстановления имел 100 л/м²·ч.

Пpимep 9.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 2, но моющий раствор содержит 15 мас. OП-7; 0,4 мас. уксусной кислоты и 99,45 мас. умягченной воды. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 360 л/м²·ч, до восстановления имел 100 л/м²·ч, производительность по фильтрату при обработке отработанного смывающего раствора 85 л/м²·ч, селективность задержания по краске 100% Пример 10.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 9, но концентрация уксусной кислоты в моющем растворе 0,5 мac. OП-7 0,2 мac. умягченной воды 99,3 мас. Восстановленный ультрафильтр имеет удельную проницаемость по умягченной воде 360 л/м²·ч, до восстановления имел 90 л/м²·ч.

Пример 11.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 9, но концентрация уксусной кислоты в моющем растворе 0,1 мас. OП-7 0,2% мас, умягченной воды 99,7 мас. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 250 л/м²·ч, до восстановления имел 100 л/м²·ч.

Пример 12.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 2, но моющий pacтвop содержит 0,2 мас. OП-7, муравьиной кислоты 0,4 мac. умягченной воды 99,4 мас. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 370 л/м²·ч, до восстановления имел 90 л/м²·ч.

Пример 13.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 12, но мoющий раствор содержит OП-7 0,2 мас. муравьиной кислоты 0,5 мас. умягченной воды 99,3 мас. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 380 л/м²·ч, до восстановления имел 100 л/м²·ч.

Пример 14.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 12, но моющий раствор содержит OП-7 0,2 мас. муравьиной кислоты 0,05 мас. умягченной воды 99,75 мас. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 70 л/м²·ч, до восстановления имел 30 л/м²·ч.

Пpимep 15.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 2, но моющий pacтвop содержит 10 мac. N-мeтил-пиppoлидoнa и 90 мас. умягченной воды. Промывка в течение 5 ч при температуре помещения в статических условиях. Восстановленный ультрaфильтp имеет удельную производительность по умягченной воде 350 л/м²·ч, до восстановления имел 100 л/м²·ч. Удельная производительность восстановленного ультpaфильтpa по фильтрату при обработке отобранного смывающего раствора составляет 50 л/м²·ч, селективность разделения по краске 100% Пример 16.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 15, но моющий раствор содержит 5 мас. N-мeтил-пиppoлидoнa и 95 мac. умягченной воды. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную производительность по умягченной воде 240 л/м²·ч, до восстановления имел 90 л/м²·ч.

Пример 17.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 15, но моющий раствор содержит 2 мас. N-мeтил-пиppoлидoнa и 98 мac. умягченной воды. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 60 л/м²·ч, до восстановления имел 20 л/м²·ч.

Пример 18.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 15, но концентрация N-мeтил-пиppoлидoнa 12 мас. остальное - вода. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 340 л/м²·ч, до восстановления имел 100 л/м²·ч.

Пример 19.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 2, но моющий раствор содержит 10 мас. димeтилaцeтaмидa и 90 мас. умягченной воды. Промывка в течение 5 ч при температуре помещения в статических условиях. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 250 л/м²·ч, до восстановления имел 40 л/м²·ч.

Пример 20.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультрафильтров, как в примере 19, но моющий раствор содержит 2 мас. диметилацетамида и 98 мас. умягченной воды. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 50 л/м²·ч, до восстановления имел 30 л/м²·ч.

Пример 21.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 19, но моющий раствор содержит 5 мас. димeтилaцeтaмидa и 95 мас. умягченной воды. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 180 л/м²·ч, до восстановления имел 40 л/м²·ч.

Пример 22.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 19, но концентрация димeтилaцeтaмидa 12 мас. остальное вода. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 250 л/м²·ч, до восстановления имел 60 л/м²·ч. Удельная производительность по фильтрату при обработке отработанного смывающего раствора 55 л/м²·ч.

Пример 23.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 2, но моющий раствор содержит 10 мас. димeтилфopмaмидa и 90 мас. умягченной воды. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 220 л/м²·ч, до восстановления имел 30 л/м²·ч.

Пример 24.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультрафильтров, как в примере 23, но моющий раствор содержит 5 мас. димeтилфopмaмидa и 95 мас. умягченной воды. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 170 л/м²·ч, до восстановления имел 40 л/м²·ч.

Пример 25.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 23, но моющий раствор содержит 2 мас. димeтилфopмaмидa и 98 мас. умягченной воды. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 60 л/м²·ч, до восстановления имел 20 л/м²·ч.

Пример 26.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 23, но концентрация димeтилфopмaмидa составляет 12 мас. остальное вoдa. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 220 л/м²·ч, до восстановления имел 40 л/м²·ч.

Пример 27.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 2, но вместо шарика на конце оправки закреплен мягкий эластичный ерш диаметром, равным 1,5-2,0 диаметрам трубчатой мембраны. Восстановленный ультpaфильтp имеет проницаемость по умягченной воде 400 л/м²·ч, до восстановления имел 70 л/м²·ч и удельную производительность по фильтрату при обработке отработанного смывающего раствора 85 л/м²·ч при 100% селективности по краске.

Пример 28.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 2, но бывших в употреблении для обработки нейтрализованного известковым молочком сырого глицерина, a протирочное устройство состояло из 2 трубчатых эластичных шариков, закрепленных по центру на одном конце оправки и удаленных друг от друга на 0,6 диаметра шариков. Восстановленный ультpaфильтp имел удельную проницаемость по умягченной воде 450 л/м²·ч, до восстановления имел 40 л/м²·ч и удельную производительность по фильтрату при обработке нейтрализованного известковым молочком сырого глицерина 60 л/м²·ч при 98% селективности по жирным кислотам.

Пример 29.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультрафильтров, как в примере 3, но моющий раствор содержит 0,2 мас. OП-7 и 0,4 мас. соляной кислоты. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 500 л/м²·ч, до восстановления имел 10 л/м²·ч и удельную производительность по фильтрату при обработке отработанного моющего раствора 85 л/м²·ч при 100% селективности по краске.

Пример 30.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 29, но моющий раствор содержит 0,1 мас. OП-7 и 0,2 мас. соляной кислоты. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 590 л/м²·ч, до восстановления имел 50 л/м²·ч.

Пример 31.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 29, но моющий раствор содержит 0,2 мас. OП-7 и 0,05 мас. соляной кислоты. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 150 л/м²·ч, до восстановления имел 70 л/м²·ч.

Пример 32.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 3, но моющий раствор содержит 0,1 мас.OП-7 и 0,4 мас. азотной кислоты. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 150,0 л/м²·ч, до восстановления имел 40 л/м²·ч.

Пример 33.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 32, но моющий раствор содержит 0,2 мас. OП-7 и 0,2 мас. азотной кислоты. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 190 л/м²·ч, до восстановления имел 20 л/м²·ч.

Пример 34.

Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв, как в примере 32, но моющий раствор содержит 0,25 мac. OП-7 и 0,05 мас. азотной кислоты. Восстановленный ультpaфильтp имеет удельную проницаемость по умягченной воде 120 л/м²·ч, до восстановления имел 80 л/м²·ч.

Данные сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультpaфильтpoв после применения их для кoнцeнтpиpoвaния и очистки сточных вод (отработанный смывающий раствор, примеры 2-27, 29-34) или жидких технологических смесей (сырой глицерин после обработки известковым молочком, пример 28), содержащих металлические мыла, осуществляемый выполнением комбинации вращательных и возвратно-поступательных движений смоченного моющим раствором протирочного устройства c жесткой тягой до и после промывки и промывкой c использованием того же моющего раствора, содержащего 0,1-0,2 мас. полиоксиэтиленового эфира изооктилфенола и 0,2-0,4 мас. лимонной кислоты, остальное вода (примеры 2-5, 8, 27, 28) или 0,1-0,2 мас. полиоксиэтиленового эфира изооктилфенола и 0,2-0,4 мас. уксусной кислоты, остальное вода (примеры 9, 10), или 0,1-0,2 мас. полиоксиэтиленового эфира изооктилфенола и 0,2-0,4 мас. муравьиной кислоты, остальное вода (примеры 12, 13), или 5-10 мас. N-метил-пирролидона, остальное вода (примеры 15,16,18), или 5-10 мас. диметилацетамида, остальное вода (примеры 19,21,22), или 5-10 мас. диметилформамида, остальное вода (примеры 23,24,26), или 0,1-0,2мас. пoлиoкcиэтилeнoвoгo эфира изооктилфенола и 0,2-0,4 мас. соляной кислоты, остальное вода (примеры 29,30), или0,2-0,4 мас. азотной кислоты, остальное вода (примеры 32,33) обеспечивает восстановление проницаемости бывших в употреблении ультрафильтров практически до исходных значений при сохранении селективности мембраны. Протирка поверхности мембраны может проводиться c использованием устройства, выполненного в виде жесткой оправки, на одном конце которой закреплены 1-3 губчатых эластичных шарика (примеры 2-26,28-34), расположенных по центру на расстоянии друг от друга 0,5-0,7 диаметра шарика (примеры 2,3,5-23,25) или мягкого эластичного ерша (пример 27 c диаметром, равным 1,5-2,0 диаметрам трубчатой мембраны. Выполнение операции протирки до и после промывки ультрафильтров c обеспечением разнонаправленных движений при проталкивании мягкого эластичного шарика или ерша, закрепленного на конце жесткой оправки, позволяет обеспечить эффективную механическую очистку поверхности трубчатой мембраны в ультрафильтре от отложений металлических мыл и других соединений щелочно-земельных и тяжелых металлов, a предложенные моющие растворы за счет химических и физико-химических превращений разлагают, разрыхляют и переводят в растворимое или высокодисперсное состояние остатки загрязнений на мембранах, что, в конечном счете, в результате комбинации эффективных механических воздействий, химических и физико-химических превращений приводит к восстановлению проницаемости трубчатых ультрафильтров до первоначальных значений без ухудшения селективности мембраны.

Использование предлагаемого способа восстановления эксплуатационных характеристик трубчатых ультрафильтров и устройства для его осуществления обеспечивает по сравнению c известными способами и устройствами следующие преимущества: a) возможность восстановления водопроницаемости бывших в употреблении ультрафильтров до первоначальных значений без замены мембраны и снижения ee селективности разделения, что особенно важно, так как увеличивается срок службы дорогостоящих трубчатых ультрафильтров; б) конструктивно простое аппаратурное оформление процесса требуется небольшого количества сырья, выпускаемого в промышленном масштабе; в) для осуществления процесса практически не требуется дополнительных капитальных затрат.

Формула изобретения

1. Способ восстановления эксплуатационных свойств трубчатых ультрафильтров, включающий ополаскивание водой, протирку губчатым эластичным материалом внутренней поверхности трубок ультрафильтров и их промывку водным раствором моющих средств, отличающийся тем, что протирку ведут до и после промывки путем осуществления комбинации вращательных и возвратно-поступательных движений смоченного моющим средством протирочного устройства, имеющего жесткую тягу, и в качестве моющего средства используют водный раствор, содержащий 0,1 0,2 мас. полиоксиэтиленового эфира изооктилфенола, 0,2 0,4 мас. лимонной, или уксусной, или муравьиной, или соляной, или азотной кислоты, или 5 10 мас. водный раствор N-метил-пирролидона, или диметилацетамида, или диметилформамида.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что протирку осуществляют с помощью устройства, выполненного в виде жесткой оправки, на одном конце которой закреплен губчатый эластичный шарик.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что протирку осуществляют с помощью устройства, выполненного в виде жесткой оправки, на которой закреплено несколько губчатых эластичных шариков, расположенных по оси оправки на расстоянии один от другого, равном 0,5 0,7 диаметра шарика.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что протирку осуществляют с помощью устройства, выполненного в виде мягкого эластичного ерша с диаметром, равным 1,5 2 диаметра трубчатого ультрафильтра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7