RU2262978C2 - Diaphragm ultra-microfiltration roll material and method of restoration of its serviceability - Google Patents

Diaphragm ultra-microfiltration roll material and method of restoration of its serviceability Download PDF

Info

Publication number
RU2262978C2
RU2262978C2 RU2003134812/15A RU2003134812A RU2262978C2 RU 2262978 C2 RU2262978 C2 RU 2262978C2 RU 2003134812/15 A RU2003134812/15 A RU 2003134812/15A RU 2003134812 A RU2003134812 A RU 2003134812A RU 2262978 C2 RU2262978 C2 RU 2262978C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
membrane
roll element
filtrate
roll
diaphragm
Prior art date
Application number
RU2003134812/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003134812A (en
Inventor
А.И. Бон (RU)
А.И. Бон
В.Г. Дзюбенко (RU)
В.Г. Дзюбенко
га В.П. Дуб (RU)
В.П. Дубяга
Original Assignee
ООО "Научно-производственное предприятие "Аквапор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "Научно-производственное предприятие "Аквапор" filed Critical ООО "Научно-производственное предприятие "Аквапор"
Priority to RU2003134812/15A priority Critical patent/RU2262978C2/en
Publication of RU2003134812A publication Critical patent/RU2003134812A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2262978C2 publication Critical patent/RU2262978C2/en

Links

Abstract

FIELD: filtration.
SUBSTANCE: proposed diaphragm ultra-microfiltration roll material consist of perforated tube to let out filtrate, diaphragm packs spirally wound on tube through turbulizing net and sealing cup arranged on one end face of roll element. Diaphragm packs contain drain plate and semipenetrable diaphragm. Drain plate consists of two sheets, one place onto the other, forming common drain channels. From outside, roll element is provided with free outlet of turbulizers separating diaphragm packs and is wrapped in turbulizing net. Sealing cup of definite diameter is arranged at end face of roll material opposite to delivery of liquid to be filtered. Method of restoration of serviceability of diaphragm ultra-microfiltration element includes washing by filtrate delivered in counterflow through let-out line of filtrate and treatment with water-air mixture delivered in line of flow of filtered medium. Method is effected at definite parameters of flow rate of washing liquid and mixture and time of washing and treatment.
EFFECT: possibility of restoration of serviceability of filtering element in service, improved service characteristics.
3 cl, 1 tbl, 1 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к конструкции мембранного ультрамикрофильтрационного рулонного элемента, работающего по методу "тупиковой фильтрации" ("Тупиковая фильтрация" предусматривает разделение фильтруемой жидкости на две части - на осадок и фильтрат. "Проточная фильтрация" предусматривает разделение на три части - осадок, концентрат и фильтрат.), и к способу восстановления его работоспособности в процессе эксплуатации. Такой рулонный элемент (далее для краткости - МФРЭ), как и мембранные рулонные элементы известных конструкций, работающие по методу "проточной фильтрации", состоит из фильтрат-отводящей перфорированной трубки, спирально намотанных на нее через турбулизаторную сетку мембранных пакетов, содержащих дренажное полотно и полупроницаемую мембрану, и уплотняющей манжеты, расположенной на одном из торцов рулонного элемента. Используемые в МФРЭ полупроницаемые ультрамикрофильтрационные мембраны имеют сквозные отверстия - поры, размер которых (средний диаметр) составляет от 0,005 до 5,0 мкм соответственно, меньший, чем средний размер частиц вещества, которые отделяются (отфильтровываются) на МФРЭ от фильтруемой жидкости и которые находятся в ней в виде дисперсий, эмульсий, коллоидных или истинных растворов.The invention relates to the design of a membrane ultramicro-filtration roll element operating by the method of "dead end filtration" ("Dead End Filtration" provides for the separation of the filtered fluid into two parts - sediment and filtrate. "Flow filtration" provides for the separation into three parts - sediment, concentrate and filtrate. ), and to a method for restoring its performance during operation. Such a roll element (hereinafter for brevity - MFRE), as well as membrane roll elements of known constructions operating according to the “flow filtration” method, consists of a filtrate-discharge perforated tube spirally wound thereon through a turbulent mesh of membrane bags containing a drainage sheet and a semi-permeable a membrane, and a sealing sleeve located at one of the ends of the roll element. Semi-permeable ultramicro-filtration membranes used in MFRE have through holes - pores whose size (average diameter) is from 0.005 to 5.0 μm, respectively, smaller than the average particle size of the substance that is separated (filtered) on the MFRE from the filtered liquid and which are in it in the form of dispersions, emulsions, colloidal or true solutions.

По нашим данным МФРЭ, который бы реализовал "тупиковый метод фильтрации" (этот метод используется в картриджах или патронных фильтрах), в литературе и промышленности не известен.According to our data, MFRE, which would implement the “dead end filtration method” (this method is used in cartridges or cartridge filters), is not known in the literature and industry.

Известные конструкции рулонных и патронных мембранных фильтрационных элементов, снабженные ультра- или микрофильтрационными мембранами, широко используются для получения питьевой воды из загрязненных источников, для очистки различных жидкостей от взвешенных в них твердых частиц, коллоидов и бактерий, в частности для очистки солесодержащих вод перед их обессоливанием с помощью обратного осмоса.Known designs of roll and cartridge membrane filtration elements equipped with ultra- or microfiltration membranes are widely used to obtain drinking water from contaminated sources, to purify various liquids from suspended solids, colloids and bacteria, in particular for the treatment of saline water before desalination using reverse osmosis.

В процессе эксплуатации МФРЭ, в силу загрязнения его пленочной мембраны выделяемыми на ней из фильтруемой жидкости веществами, понижает свою первоначальную работоспособность (снижается производительность и растет рабочее давление) до уровня, когда становится необходимым очистка МФРЭ, которую обычно осуществляют методом промывки химическими реагентами. Нахождение эффективного способа восстановления работоспособности мембранного ультрамикрофильтрационного рулонного элемента, работающего по методу "тупиковой фильтрации" (сегодня, вообще, отсутствуют какие-либо способы восстановления работоспособности мембранных фильтрационных элементов, работающих при этом режиме), и соответствующей ему конструкции МФРЭ является актуальной задачей с тем, чтобы обеспечить конкурентоспособность МФРЭ по сравнению с патронным рулонным элементом, т.е. обеспечить более высокую производительность, повышенный срок службы, компактность, дешевизну, простоту и надежность в эксплуатации.During the operation of the MFRE, due to the contamination of its film membrane with substances released from it from the filtered liquid, it lowers its initial working capacity (productivity decreases and the working pressure rises) to the point where it becomes necessary to clean the MFRE, which is usually carried out by washing with chemical reagents. Finding an effective way to restore the operability of a membrane ultramicro-filtration roll element operating by the "dead-end filtration" method (today, in general, there are no ways to restore the operability of membrane filtration elements operating in this mode), and the corresponding MFRE design is an urgent task, to ensure the competitiveness of MFRE compared with the cartridge roll element, i.e. provide higher performance, increased service life, compactness, low cost, simplicity and reliability in operation.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Известные конструкции мембранных фильтрационных рулонных элементов, работающих по методу "проточной фильтрации", отличаются как общей схемой компановки, так и отдельными узлами и элементами (деталями), полупроницаемыми мембранами, мембранными пакетами, турбулизаторами и дренажами, прокладками, уплотняющими манжетами, а также технологией восстановления работоспособности в период эксплуатации (патенты Японии №№53-124179, 54-151571, 54-149384, 54-149383; патенты США №№3966616, 3417870, 4235723,5598642; авторские свидетельства СССР №№1205359, 1213100, 1595553; "Техническое описание и инструкция по эксплуатации для элементов фильтрующих нанофильтрационных типа ЭРН-КП", г.Владимир, 1999 г., ЗАО НТЦ "Владипор"; "Техническое описание и инструкция по эксплуатации для элементов фильтрующих ультрафильтрационных типа ЭРУ-П", г.Владимир, 2000 г., ЗАО НТЦ "Владипор"; Технический бюллетень "Загрязнители обратноосмотических мембран и их удаление", 1999 г., ТСВ 10706, Hydranautics).Known designs of membrane filtration roll elements operating according to the "flow filtration" method differ both in the general layout and in separate units and elements (parts), semi-permeable membranes, membrane bags, turbulators and drains, gaskets, sealing cuffs, as well as restoration technology operability during the period of operation (Japanese patents No. 53-124179, 54-151571, 54-149384, 54-149383; US patents No. 3966616, 3417870, 4235723.5598642; USSR copyright certificates No. 1205359, 1213100, 1595553; "Technical described ie and instruction manual for filter elements of nanofiltration type ERN-KP ", Vladimir, 1999, CJSC Scientific and Technical Center" Vladipor ";" Technical description and instruction manual for filter elements of ultrafiltration type ERU-P ", Vladimir, 2000, Scientific and Technical Center "Vladipor" CJSC; Technical Bulletin "Contaminants of reverse osmosis membranes and their removal", 1999, TSB 10706, Hydranautics).

Мембранные ультрафильтрационные рулонные элементы, работающие по методу "тупиковой фильтрации", нам неизвестны.Membrane ultrafiltration roll elements operating according to the "dead end filtration" method are unknown to us.

Наиболее близкая к заявляемой нами конструкции МФРЭ и способу восстановления работоспособности рулонного элемента описана в "Техническом описании для элементов типа ЭРУ-П". Согласно этому описанию ЭРУ-П состоит из фильтрат-отводящей перфорированной трубки, спирально намотанных на нее через турбулизаторную сетку (турбулизатор) мембранных пакетов, содержащих дренажное полотно и полупроницаемую мембрану, и уплотняющей манжеты, расположенной на одном из торцов рулонного элемента.Closest to the claimed design of MFRE and the method for restoring the health of the roll element is described in the "Technical description for elements of the type ERU-P". According to this description, the ERU-P consists of a filtrate-discharge perforated tube spirally wound on it through a turbulizer grid (turbulizer) of membrane packets containing a drainage sheet and a semipermeable membrane, and a sealing cuff located at one of the ends of the roll element.

Способ восстановления работоспособности ЭРУ-П, который работает по методу "проточной фильтрации", состоит в его промывке струей фильтрата, умягченной или обессоленной воды при давлении 0,5-1,0 кг/см2, дополняя эту промывку обработкой элемента растворами химический соединений (т.н. "химическая промывка") типа фосфатов, лимонной кислоты, ПАВ, гипохлорита натрия.The method of restoring the efficiency of the ERU-P, which works according to the "flow filtration" method, consists in washing it with a stream of filtrate, softened or demineralized water at a pressure of 0.5-1.0 kg / cm 2 , complementing this washing by treating the element with solutions of chemical compounds ( the so-called "chemical washing") such as phosphates, citric acid, surfactants, sodium hypochlorite.

Недостатками известной конструкции (элемент типа ЭРУ-П) являются:The disadvantages of the known design (element type ERU-P) are:

- использование метода "проточной фильтрации", которая не позволяет очистить фильтруемую жидкость полностью, и следовательно, ограниченная область применения;- the use of the method of "flow filtration", which does not allow you to clean the filtered fluid completely, and therefore, a limited scope;

- применение относительно дорогого и недостаточно эффективного метода восстановления работоспособности в период эксплуатации, требующего использования специальных химических веществ.- the use of a relatively expensive and insufficiently effective method of restoring performance during operation, requiring the use of special chemicals.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей изобретения является создание конструкции МФРЭ, которая реализовала бы "тупиковый метод фильтрации" применительно к рулонному элементу и благодаря этому отличалась бы повышенными эксплуатационными показателями по сравнению с мембранным патронным фильтрационным элементом. Но вместе с тем позволяла бы восстанавливать работоспособность фильтрационного элемента в период его эксплуатации. В этой связи задачей изобретения является также разработка способа промывки МФРЭ в период его эксплуатации.The objective of the invention is to create a design MFRE, which would implement a "dead-end filtration method" in relation to the roll element and due to this would be characterized by increased performance compared to the membrane cartridge filter element. But at the same time, it would allow to restore the efficiency of the filtration element during its operation. In this regard, the objective of the invention is also the development of a method of washing MFRE during its operation.

Согласно изобретению, поставленные задачи решены тем, что в известную конструкцию мембранного фильтрующего элемента, которая состоит изAccording to the invention, the tasks are solved in that in the known design of the membrane filter element, which consists of

- фильтрат-отводящей перфорированной трубки;- filtrate-discharge perforated tube;

- спирально намотанных на эту трубку через турбулизаторную сетку мембранных пакетов, содержащих дренажное полотно и полупроницаемую мембрану, и- spirally wound on this tube through a turbulent grid of membrane bags containing a drainage web and a semipermeable membrane, and

- уплотняющей манжеты, расположенной на одном из торцов рулонного элемента;- a sealing cuff located on one of the ends of the roll element;

введены принципиальные изменения, которые состоят в том, чтоfundamental changes are introduced, which consist in the fact that

- дренажное полотно выполнено из двух, наложенных друг на друга листов, канавки которых расположены внутри двойного слоя и образуют общие дренажные каналы;- the drainage web is made of two sheets superimposed on each other, the grooves of which are located inside the double layer and form common drainage channels;

- снаружи рулонный элемент имеет свободный выход турбулизаторов, разделяющих мембранные пакеты, и обернут турбулизаторной сеткой;- outside, the roll element has a free exit of turbulators separating the membrane packets, and is wrapped with a turbulizer grid;

- уплотняющая манжета расположена на противоположном относительно подачи фильтруемой жидкости торце рулонного элемента и имеет наружный диаметр, выбранный из соотношения- the sealing cuff is located on the opposite end of the roll element relative to the supply of the filtered fluid and has an outer diameter selected from the ratio

Дм=Д+(5÷10 мм),D m = D + (5 ÷ 10 mm),

где Д - наружный диаметр рулонного элемента, мм; Д=d+2δ;where D is the outer diameter of the roll element, mm; D = d + 2δ;

d - средний наружный диаметр рулонного элемента после намотки мембранных пакетов, мм;d is the average outer diameter of the roll element after winding the membrane bags, mm;

δ - толщина слоя внешней турбулизаторной сетки, мм.δ is the thickness of the layer of the outer turbulence grid, mm.

С целью повышения производительности МФРЭ и эффективности заявляемого восстановления его работоспособности в период эксплуатации мембранные пакеты заявляемого МФРЭ выполняют в форме, близкой к квадратной. Это позволяет уравнять по всей площади мембранных пакетов скорости фильтруемой жидкости и промывочных сред, ликвидировать застойные зоны, повысить надежность конструкции в течение всего периода эксплуатации.In order to increase the performance of MFRE and the effectiveness of the claimed restoration of its performance during operation, the membrane packages of the claimed MFRE are performed in a shape close to square. This makes it possible to equalize the velocity of the filtered fluid and flushing media over the entire area of the membrane bags, eliminate stagnant zones, and increase the reliability of the structure throughout the entire period of operation.

Согласно изобретению, способ восстановления работоспособности заявляемого МФРЭ состоит в том, что промывку рулонного элемента ведут в два этапа:According to the invention, a method of restoring the health of the claimed MFRE is that the washing of the roll element is carried out in two stages:

- на первом этапе рулонный элемент промывают фильтратом, подавая его противоточно через линию вывода рабочего фильтрата с расходом от 0,5 до 10,0 м3/час в течение от 2 до 10 сек;- at the first stage, the roll element is washed with the filtrate, feeding it countercurrently through the output line of the working filtrate with a flow rate of 0.5 to 10.0 m 3 / h for 2 to 10 seconds;

- на втором этапе рулонный элемент обрабатывают водовоздушной смесью в соотношении от 5 до 30 объемных частей воздуха на 1 объемную часть воды, подавая эту смесь по линии движения фильтруемой среды с расходом от 1,0 до 15 м3/час в течение от 2 до 10 сек.- at the second stage, the roll element is treated with a water-air mixture in a ratio of 5 to 30 volume parts of air per 1 volume part of water, feeding this mixture along the line of movement of the filtered medium with a flow rate of 1.0 to 15 m 3 / h for 2 to 10 sec

Авторами изобретения найдено, что выполнение конструкции рулонного мембранного ультрамикрофильтрационного элемента в соответствии с указанными выше особенностями позволило создать рулонный элемент, реализующий "тупиковый метод фильтрации", и в то же время способный к многократному восстановлению своей работоспособности в период эксплуатации. Создан мембранный фильтрующий элемент, обладающий не только всеми положительными свойствами мембранного патронного элемента, но и превосходящий эти свойства. И что особенно примечательно - создан элемент, способный к регенерации, которая отсутствует у патронного микрофильтра.The inventors found that the design of the roll membrane ultramicro-filtration element in accordance with the above features made it possible to create a roll element that implements the "dead end filtration method", and at the same time capable of multiple restoration of its performance during operation. A membrane filter element has been created that has not only all the positive properties of the membrane cartridge element, but also superior to these properties. And what is especially remarkable is the creation of an element capable of regeneration, which is absent in the cartridge microfilter.

Для реализации изобретения в промышленных условиях могут использоваться все имеющиеся в наличие материалы, если они отвечают указанным выше особенностям МФРЭ и способу его промывки.To implement the invention in an industrial environment, all available materials can be used if they meet the above-mentioned features of MPE and the method of washing it.

Так, для изготовления мембранных пакетов можно применять ультра- и микрофильтрационные мембраны на тканой и нетканой основе-подложке, изготовленные из различных полимеров, среди которых - полиамиды, полисульфон, сложные эфиры целлюлозы, полиэфирсульфоны, полиарилаты, фторопласт. Ограничением здесь является условие механической прочности мембран: с тем, чтобы из них можно было образовывать мембранный пакет - изгиб на 180° и способность к склеиванию или свариванию.So, for the manufacture of membrane bags, it is possible to use ultra- and microfiltration membranes on a woven and non-woven base substrate made of various polymers, including polyamides, polysulfone, cellulose esters, polyethersulfones, polyarylates, fluoroplast. The limitation here is the condition of the mechanical strength of the membranes: so that a membrane package can be formed from them - 180 ° bending and the ability to glue or weld.

Для изготовления фильтрат-отводящей трубки пригодны практически все жесткие полимеры - поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, аминопласт, поликарбонат, в том числе наполненные, а также неорганические материалы типа керамики и металлов.Almost all rigid polymers are suitable for the manufacture of a filtrate-discharge tube - polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, aminoplast, polycarbonate, including filled ones, as well as inorganic materials such as ceramics and metals.

В качестве турбулизатора, разделяющего мембранные пакеты, и внешнего турбулизатора, которым снаружи обворачивается рулонный элемент, можно использовать сетчатые безузелковые материалы толщиной от 0,6 до 2,0 мм и имеющие размер ячеек от 2×2 до 6×6 мм.As a turbulizer separating the membrane packets and an external turbulizer, which wraps the roll element on the outside, mesh-free meshless materials with a thickness of 0.6 to 2.0 mm and having a mesh size of 2 × 2 to 6 × 6 mm can be used.

Дренажное полотно, которое используют согласно изобретению в виде наложенных друг на друга листов, можно изготавливать, как предпочтительный вариант, из основовязального трикотажного полиэтилен-терефталатного материала, пропитывая его отверждаемой эпоксидной смолой из расчета привеса полотна при его пропитке от 12 до 30% по массе. Но можно использовать и любой другой проницаемый рельефный материал. Принципиальным здесь является, чтобы дренажное полотно имело с одной из сторон канавки размером от 0,05 до 1,5 мм, проходящие вдоль всего полотна, и использовалась единая (по размеру канавок) партия этого материала для образования двухслойного дренажного полотна, канавки которого образовывали бы общие дренажные каналы, как это предусмотрено изобретением.A drainage web, which is used according to the invention in the form of sheets superimposed on one another, can be made, as a preferred option, from a warp knitted polyethylene terephthalate material, impregnated with a curable epoxy resin based on the weight gain of the web when impregnated from 12 to 30% by weight. But you can use any other permeable embossed material. It is important here that the drainage web has grooves from 0.05 to 1.5 mm on one side that extend along the entire web, and a single (in the size of the grooves) batch of this material is used to form a two-layer drainage web whose grooves would form general drainage channels as provided by the invention.

Уплотняющую манжету обычно изготавливают из термопластичного полиуретана с размером, который предусмотрен согласно изобретению. Толщина манжеты определяется конструктивными данными МФРЭ и должна противостоять рабочему давлению фильтруемой жидкости и промывочной системы. Обычно рабочее давление находится в пределах от 0,3 до 4,0 кг/см2, давление промывки от 0,1 до 3,0 кг/см2.The sealing collar is usually made of thermoplastic polyurethane with a size that is provided according to the invention. The thickness of the cuff is determined by the design data of the MFRE and must withstand the working pressure of the filtered fluid and the flushing system. Typically, the working pressure is in the range from 0.3 to 4.0 kg / cm 2 , the flushing pressure is from 0.1 to 3.0 kg / cm 2 .

ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙLIST OF DRAWINGS FIGURES

На фиг.1 приведена принципиальная конструкция заявляемого МФРЭ (в продольном разрезе), помещенная в корпус мембранного модуля, в котором эксплуатируется МФРЭ.Figure 1 shows the basic design of the inventive MFRE (in longitudinal section), placed in the housing of the membrane module in which the MFRE is operated.

На фиг.1-а показан двойной слой мембранного полотна, который используется согласно изобретению, и расположение его канавок для образования общих каналов дренажа.Figure 1-a shows a double layer of the membrane web, which is used according to the invention, and the location of its grooves for the formation of common drainage channels.

1 - фильтрат-отводящая перфорированная трубка, которая имеет в своей стенке сквозные отверстия (11) в зоне их контакта с дренажным полотном (5) мембранных пакетов (2).1 - a filtrate-discharge perforated tube, which has through holes in its wall (11) in the area of their contact with the drainage sheet (5) of the membrane bags (2).

2 - мембранные пакеты, с помощью которых проводят фильтрацию данной жидкости и которые состоят из дренажного полотна (5), обернутого (упакованного) полупроницаемой мембраной (4) в процессе изготовления (намотки и склеивания) МФРЭ.2 - membrane bags with which this fluid is filtered and which consist of a drainage sheet (5) wrapped (packed) with a semipermeable membrane (4) during the manufacturing (winding and gluing) of MFRE.

3 - турбулизаторная сетка (турбулизатор), которая разделяет мембранные пакеты (2) и служит каналом для подвода фильтруемой среды к внешним поверхностям мембранных пакетов (2).3 - a turbulizer grid (turbulizer), which separates the membrane packets (2) and serves as a channel for supplying the filtered medium to the outer surfaces of the membrane packets (2).

4 - полупроницаемая ультра- или микрофильтрационная мембрана.4 - semipermeable ultrafiltration or microfiltration membrane.

5 - дренажное полотно (согласно изобретению - двойное), которое расположено внутри мембранных пакетов (2) и которое соединено с фильтрат-отводящей трубкой (1).5 - drainage web (according to the invention - double), which is located inside the membrane bags (2) and which is connected to the filtrate-discharge tube (1).

6 - внешняя турбулизаторная сетка, которой, согласно, изобретению, обернут МФРЭ (вместо ранее применяемой по известной конструкции непроницаемой пленки) и которая, согласно изобретению, пространственно соединена с турбулизаторами (3), разделяющими мембранные пакеты (2) и образующими каналы для подвода фильтруемой жидкости к мембранным пакетам (2).6 is an external turbulizer grid, which, according to the invention, is wrapped with MFRE (instead of the previously used impermeable film according to the known construction) and which, according to the invention, is spatially connected to turbulators (3) separating the membrane packets (2) and forming channels for supplying a filtered fluid to the membrane bags (2).

7 - уплотняющая манжета, которая закрывает свободный выход фильтруемой жидкости и промывочной жидкости, проходящих по внешнему свободному каналу (12) над внешней турбулизаторной сеткой (6) к линии отвода (10) промывочных фильтрата и водовоздушной смеси.7 - a sealing cuff that closes the free exit of the filtered liquid and the washing liquid passing through the external free channel (12) above the external turbulence grid (6) to the drain line (10) of the washing filtrate and the air-water mixture.

8 - крышка корпуса мембранного модуля (13), в котором эксплуатируется и промывается МФРЭ и которая соединена с линией отвода (10) промывочных жидкостей.8 - the cover of the membrane module housing (13), in which the MFRE is operated and flushed and which is connected to the drain line (10) of the flushing liquids.

9 - запорный кран на линии отвода (10). Закрыт - в период фильтрации, открыт - в период промывки (восстановления работоспособноси) МФРЭ.9 - shut-off valve on the branch line (10). Closed - during the filtration period, open - during the washing (restoration of operability) MFRE.

10 - линия для отвода промывочных фильтрата и водовоздушной смеси.10 - line for the removal of washing filtrate and water-air mixture.

11 - сквозные отверстия в фильтрат-отводящей трубке, служащие для отвода фильтрата и подачи промывочного фильтрата.11 - through holes in the filtrate-discharge tube, used to drain the filtrate and supply the washing filtrate.

12 - свободная зона (кольцевой канал) для прохода фильтруемой жидкости и промывочной водо-воздушной смеси к поверхности внешнего турбулизатора (6) и далее, радиально, по турбулизаторам мембранных пакетов к поверхности полупроницаемой мембраны.12 - free zone (annular channel) for the passage of the filtered liquid and the flushing water-air mixture to the surface of the external turbulator (6) and then, radially, along the turbulators of the membrane packets to the surface of the semipermeable membrane.

13 - корпус мембранного модуля, в котором эксплуатируется и промывается МФРЭ.13 - the membrane module housing in which the MFRE is operated and flushed.

14 - общие дренажные каналы, образуемые двойным слоем дренажного полотна (5).14 - common drainage channels formed by a double layer of drainage fabric (5).

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЕЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS OF THE INVENTION

В соответствии с изобретением авторами изготовлены и испытаны 9 различных образцов МФРЭ, показатели которых приведены в таблице (п.п.1, 1.1-1,5).In accordance with the invention, the authors made and tested 9 different MFRE samples, the indicators of which are shown in the table (items 1, 1.1-1.5).

Испытания осуществлялись на водопроводной воде (фильтруемая жидкость).The tests were carried out on tap water (filtered liquid).

Производительность испытываемых образцов МФРЭ измерялась по количеству фильтрата (в расчете на единицу времени), выводимому по фильтрат-отводящей трубке (1) при полностью закрытом кране (9). Фильтруемую жидкость, как это будет осуществляться в реальных промышленных условиях, подавали со стороны напорного торца МФРЭ, как это показано на фиг.1 (стрелкой), используя для испытания корпус стандартного мембранного модуля, имеющего внутренний диаметр Дм=65 мм, 100 мм и 200 мм соответственно.The performance of the tested MFRE samples was measured by the amount of filtrate (calculated per unit time) discharged through the filtrate-outlet pipe (1) with a fully closed tap (9). Filtered fluid, as will be done under real industrial conditions, was supplied from the pressure end face of the MFRE, as shown in Fig. 1 (arrow), using a standard membrane module housing with an internal diameter of D m = 65 mm, 100 mm and 200 mm respectively.

Промывку (восстановление работоспособности) загрязненного МФРЭ, уровень загрязнения которого приведен в п.1.6 таблицы, проводили в два этапа, как это предусмотрено изобретением.The washing (restoration of performance) of the contaminated MPE, the pollution level of which is given in paragraph 1.6 of the table, was carried out in two stages, as provided by the invention.

На первом этапе промывочную жидкость-фильтрат подавали через фильтрат-отводящую трубку (1), т.е. противоточно, через линию вывода фильтрата. Окончание первого этапа промывки контролировали по реле времени.In the first step, the filtrate wash liquid was supplied through the filtrate-discharge tube (1), i.e. countercurrently through the filtrate withdrawal line. The end of the first washing step was controlled by a time relay.

На втором этапе МФРЭ обрабатывали водовоздушной смесью, подавая ее по линии движения фильтруемой среды, т.е. со стороны напорного торца МФРЭ, как это показано на фиг.1 (стрелкой). При этом промывку МФРЭ на двух этапах проводили при полностью открытом кране (9).At the second stage, MFRE was treated with a water-air mixture, feeding it along the line of motion of the filtered medium, i.e. from the pressure end face of the MFRE, as shown in Fig. 1 (arrow). In this case, the MFRE flushing at two stages was carried out with the tap fully open (9).

После проведения 2-этапной промывки измеряли восстановленную производительность МФРЭ (п.3 таблицы).After a 2-stage washing, the restored MFRE performance was measured (Table 3).

Как можно видеть из данных таблицы, заявляемая конструкция МФРЭ и способ восстановления его работоспособности отличаются высокой воспроизводимостью, надежностью при эксплуатации, экологически безопасны (не используются для промывки химические вещества), относительно просты и доступны потребителям.As can be seen from the table, the claimed design MFRE and the method of restoring its performance are highly reproducible, reliable during operation, environmentally friendly (chemicals are not used for washing), are relatively simple and accessible to consumers.

Таблица
Примеры осуществления заявляемого способа восстановления работоспособности опытных образцов мембранного ультра-микрофильтрационного рулонного элемента (МФРЭ)
Table
Examples of the implementation of the proposed method for restoring the performance of prototypes of the membrane ultra-microfiltration roll element (MFRE)
№№№№ Наименования показателей МФРЭ и режимов
осуществления способа восстановления
работоспособности
Names of indicators of MFRE and regimes
implementation of the recovery method
health
Данные по примерам №№1-10Data for examples No. 1-10
11 22 33 44 55 66 77 88 9nine 10
(патрон)
10
(cartridge)
11 Показатели испытываемых образцов МФРЭх) The parameters of the tested samples MFRE x) 1.1 наружный диаметр, Д мм1.1 outer diameter, D mm 6060 6060 6060 6060 9090 9090 9090 9090 190190 1.2 длина, мм1.2 length mm 300300 400400 400400 300300 400400 400400 400400 300300 600600 1.3 площадь поверхности фильтрации, м2 1.3 filtration surface area, m 2 0,50.5 0,60.6 0,60.6 0,50.5 1,21,2 1,21,2 1,21,2 1,01,0 1616 0,50.5 1.4 тип используемой полупрониц. мембраны1.4 type of used semi-particles. membranes - ультрафильтр на основе ацетата целлюлозы- cellulose acetate ultrafilter ++ -- -- -- ++ -- -- -- -- - ультрафильтр на основе фенилона- phenylone based ultrafilter -- ++ -- -- -- ++ -- -- -- - микрофильтр на основе ацетата целлюлозы- cellulose acetate microfilter -- -- ++ -- -- -- ++ -- ++ - микрофильтр на основе гидрофилизованного фторопласта- microfilter based on hydrophilized fluoroplastic -- -- -- ++ -- -- -- ++ -- + (патрон)+ (cartridge) 1.5 начальная производительность МФРЭ по очищенной воде, л/час1.5 initial performance MPRE for purified water, l / h 4040 4545 100100 9090 9090 100100 250250 230230 35003500 9090 1.6 производительность МФРЭ (по системе п.1.5) перед началом промывки (загрязненного МФРЭ), л/час1.6 the performance of MFRE (according to the system of Claim 1.5) before flushing (contaminated MFRE), l / h 20twenty 2525 50fifty 4040 50fifty 6060 100100 100100 20002000 1010 22 Восстановление работоспособности МФРЭRecovery of performance of MFRE -- 2.1 Первый этап промывки.2.1 The first stage of flushing. Использовался фильтрат, полученный из системы п.1.5The filtrate obtained from the system of Claim 1.5 was used. - расход фильтрата на промывку, м3/часthe flow rate of the filtrate for washing, m 3 / hour 0,50.5 0,550.55 1,01,0 1,01,0 1,01,0 1,01,0 1,51,5 1,51,5 1010 - время промывки фильтратом, сек- filtrate washing time, sec 55 22 9nine 1010 1010 55 55 55 2.2 Второй этап промывки.2.2 The second stage of flushing. Состав водовоздушной смеси:The composition of the water-air mixture: - вода, объемная часть- water, volumetric part 11 11 11 11 11 11 11 11 11 - воздух, объемная часть- air, volumetric part 1010 1010 20twenty 20twenty 1010 1010 20twenty 20twenty 30thirty Режим подачи водовоздушной смеси:Air-water supply mode: - расход смеси, м3/час- flow rate of the mixture, m 3 / hour 1,01,0 1,01,0 1,01,0 1,01,0 2,02.0 2,02.0 2,02.0 2,02.0 15fifteen - время промывки водовоздушной смесью, сек- time flushing with water-air mixture, sec 22 22 33 33 22 22 33 33 1010 33 Производительность МФРЭ (по системе п.1.5) после восстановления работоспособности, л/часMFRE performance (according to the system of clause 1.5) after restoration of working capacity, l / h 3535 4040 8080 7575 8585 9090 180180 160160 30003000 44 Полученный объем фильтрат, л/за период полной эксплуатацииThe resulting filtrate volume, l / for the period of full operation 1000010,000 500500 х) Испытания проводили в модуле, имеющем внутренний диаметр Дм=65 мм, 100 мм, 200 мм, соответственно примерам №1-10 x) The tests were carried out in a module having an inner diameter of D m = 65 mm, 100 mm, 200 mm, respectively, examples No. 1-10

Claims (3)

1. Мембранный ультрамикрофильтрационный рулонный элемент, состоящий из фильтрат-отводящей перфорированной трубки, спирально намотанных на нее через турбулизаторную сетку мембранных пакетов, содержащих дренажное полотно и полупроницаемую мембрану, и уплотняющей манжеты, расположенной на одном из торцов рулонного элемента, отличающийся тем, что дренажное полотно состоит из двух наложенных друг на друга листов, канавки которых расположены внутри двойного слоя и образуют общие дренажные каналы, снаружи рулонный элемент имеет свободный выход турбулизаторов, разделяющих мембранные пакеты, и обернут турбулизаторной сеткой, уплотняющая манжета расположена на противоположном относительно подачи фильтруемой жидкости торце рулонного элемента и имеет наружный диаметр, выбранный из соотношения1. Membrane ultrafiltration roll element, consisting of a filtrate-discharge perforated tube, spirally wound thereon through a turbulent mesh of membrane bags containing a drainage web and a semi-permeable membrane, and a sealing cuff located on one of the ends of the roll element, characterized in that the drainage web consists of two sheets superimposed on each other, the grooves of which are located inside the double layer and form common drainage channels, on the outside the roll element has a free the outlet of the turbulators separating the membrane bags and wrapped in a turbulatory mesh, the sealing sleeve is located on the opposite end of the roll element relative to the supply of the filtered fluid and has an outer diameter selected from the ratio Дм=Д+(5÷10 мм), D m = D + (5 ÷ 10 mm), где Д - наружный диаметр рулонного элемента, мм;where D is the outer diameter of the roll element, mm; Д=d+2δ,D = d + 2δ, d - средний наружный диаметр рулонного элемента после намотки мембранных пакетов, мм;d is the average outer diameter of the roll element after winding the membrane bags, mm; δ - толщина слоя внешней турбулизаторной сетки, мм.δ is the thickness of the layer of the outer turbulence grid, mm. 2. Мембранный ультрамикрофильтрационный рулонный элемент по п.1, отличающийся тем, что мембранные пакеты имеют форму, близкую к квадратной.2. Membrane ultrafiltration roll element according to claim 1, characterized in that the membrane bags have a shape close to square. 3. Способ восстановления работоспособности мембранного ультрамикрофильтрационного рулонного элемента, имеющего конструкцию в соответствии с пп.1 и 2, путем промывки жидкостью, подавая ее по линии движения фильтруемой среды, отличающийся тем, что промывку ведут в два этапа: на первом этапе рулонный элемент промывают фильтратом, подавая его противоточно через линию вывода фильтрата с расходом 0,5-10,0 м3/ч в течение 2-10 с, на втором этапе рулонный элемент обрабатывают водо-воздушной смесью в соотношении 5-30 об. ч. воздуха на 1 об. ч. воды, подавая эту смесь по линии движения фильтруемой среды с расходом 1,0-15,0 м3/ч в течение 2-10 с.3. A method of restoring the operability of a membrane ultramicro-filtration roll element having a structure in accordance with paragraphs 1 and 2 by washing with a liquid, feeding it along the line of movement of the filtered medium, characterized in that the washing is carried out in two stages: at the first stage, the roll element is washed with a filtrate feeding it countercurrently through the filtrate outlet line with a flow rate of 0.5-10.0 m 3 / h for 2-10 s, at the second stage, the roll element is treated with a water-air mixture in a ratio of 5-30 vol. hours of air per 1 vol. including water, feeding this mixture along the line of movement of the filtered medium with a flow rate of 1.0-15.0 m 3 / h for 2-10 s.
RU2003134812/15A 2003-12-02 2003-12-02 Diaphragm ultra-microfiltration roll material and method of restoration of its serviceability RU2262978C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003134812/15A RU2262978C2 (en) 2003-12-02 2003-12-02 Diaphragm ultra-microfiltration roll material and method of restoration of its serviceability

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003134812/15A RU2262978C2 (en) 2003-12-02 2003-12-02 Diaphragm ultra-microfiltration roll material and method of restoration of its serviceability

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003134812A RU2003134812A (en) 2005-05-27
RU2262978C2 true RU2262978C2 (en) 2005-10-27

Family

ID=35824180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003134812/15A RU2262978C2 (en) 2003-12-02 2003-12-02 Diaphragm ultra-microfiltration roll material and method of restoration of its serviceability

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2262978C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545280C1 (en) * 2013-12-19 2015-03-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Акварекон" Method of removing deposits and biocontaminants from membrane elements
RU2699117C1 (en) * 2015-07-01 2019-09-03 Шпиральтек Гмбх Twisted membrane module and diffusion dialysis method with backflow mode
RU2734257C1 (en) * 2020-04-02 2020-10-13 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Composite reagent for chemical washing of ultrafiltration membranes used in purification of produced water

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДЫТНЕРСКИЙ Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчет. - М.: Химия, 1986, с.47-52, 74-75. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545280C1 (en) * 2013-12-19 2015-03-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Акварекон" Method of removing deposits and biocontaminants from membrane elements
RU2699117C1 (en) * 2015-07-01 2019-09-03 Шпиральтек Гмбх Twisted membrane module and diffusion dialysis method with backflow mode
RU2734257C1 (en) * 2020-04-02 2020-10-13 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Composite reagent for chemical washing of ultrafiltration membranes used in purification of produced water

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003134812A (en) 2005-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6702944B2 (en) Multi-stage filtration and softening module and reduced scaling operation
JP3008886B2 (en) Hollow fiber type selectively permeable membrane module
US6190557B1 (en) Spiral wound type membrane element, running method and washing method thereof
US20060081536A1 (en) Ultrafiltration and microfiltration module and system
JP2002524227A (en) Fluid treatment element, method for cleaning fluid treatment element, and method for treating fluid
JP2004073950A (en) Membrane washing method
JP6475326B2 (en) A spiral filtration assembly including an integral bioreactor
JP5652901B2 (en) Separation membrane module for filtration and filtration apparatus using the separation membrane module
CN107531526A (en) Filtering assembly comprising screw winding bioreactor and ultrafiltration film module
CN107530631B (en) Filtration assembly comprising a spiral wound bioreactor and membrane module positioned in separate pressure vessels
JP3091015B2 (en) Membrane separation device
KR20020042666A (en) Multi-stage filtration and softening module and reduced scaling operation
JP2002113338A (en) Separation membrane element and module using the same
RU2262978C2 (en) Diaphragm ultra-microfiltration roll material and method of restoration of its serviceability
JP2002095931A (en) Spiral membrane element, and method for operating and washing spiral membrane module
JPH10230145A (en) Spiral membrane element
JP2000271457A (en) Operation of spiral type membrane element and spiral type membrane module and spiral type membrane module
JP3897591B2 (en) Separation membrane module and module assembly
JP2001038165A (en) Filtration process
JP2002028455A (en) Method for operating spiral membrane element and spiral membrane module and spiral membrane module
RU2320402C2 (en) Diaphragm ultra-micro-filtering roll member and method of its making
JPH10230140A (en) Spiral membrane element
JP4107724B2 (en) Spiral membrane element
JP4454091B2 (en) Spiral membrane module and spiral membrane element loading method
RU2398619C2 (en) Membrane ultra-micro-filtration roll element

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131203