Станция очистки и обессоливания воды

 

Использование: для очистки и опреснения соленых и солоноватых вод, а также очистки и обессоливания пресных вод. Сущность: станция очистки и обессоливания воды содержит последовательно соединенные подводящую магистраль, блок параллельных фильтров, снабженный коллекторами подвода исходной воды и вывода очищенной воды, а также подводящим и отводящим коллекторами регенерационной воды, насос высокого давления и обратноосмотический аппарат с линиями вывода концентрата и обессоленной воды. Линия вывода концентрата обратноосмотического аппарата соединена с подводящим коллектором регенерационной воды блока фильтров. На подводящем трубопроводе исходной воды каждого фильтра и на отводящем трубопроводе очищенной воды установлены нормально открытые клапаны. На подводящем и отводящем трубопроводах регенерационной воды установлены нормально закрытые клапаны. На параллельном блоку фильтров трубопроводе сброса концентрата установлен регулятор давления. 1 ил.

Изобретение относится к водоснабжению, в частности к средствам очистки и опреснения соленых и солоноватых вод, а также очистки и обессоливания пресных вод.

Известна станция очистки и опреснения воды, содержащая фильтры предварительной очистки в виде батареи ультрафильтров, насос высокого давления и обратноосмотические аппараты [1] Использование в известной станции ультрафильтров в качестве фильтров предварительной очистки обеспечивает избыточную предочистку воды (0,05-0,08 мкм вместо необходимых 1-5 мкм), что приводит к завышению потребляемой мощности и чрезмерной цене станции. Концентрат сбрасывается без использования для технологических нужд.

Известна станция для получения питьевой воды, содержащая насос для подачи исходной воды, несколько параллельно работающих механических фильтров предварительной очистки, насос высокого давления и обратноосмотический аппарат [2] Известная станция предназначена для получения питьевой воды из загрязненных минерализованных источников. Регенерация механических фильтров предварительной очистки воды в ней возможна только традиционным путем с применением специального насоса, подающего в фильтры обратный поток очищенной воды, что требует дополнительного технологического оборудования станций, непродуктивного расхода наработанной очищенной воды и повышает затраты на поддержание производительности станции.

Цель изобретения увеличение ресурса непрерывной работы станции и снижение материальных и энергетических затрат на поддержание высокой ее производительности.

Для достижения поставленной цели станция очистки и обессоливания воды содержит последовательно соединенные подводящую магистраль, блок параллельных фильтров, снабженный коллекторами подвода исходной воды и вывода очищенной воды, подводящим и отводящим коллекторами регенерационной воды, насос высокого давления и обратноосмотический аппарат с линиями вывода концентрата и обессоленной воды. Линия вывода концентрата обратноосмотического аппарата соединена с подводящим коллектором регенерационной воды блока фильтров. На подводящем трубопроводе исходной воды каждого фильтра и на отводящем трубопроводе очищенной воды установлены нормально открытые клапаны. На подводящем и отводящем трубопроводах регенерационной воды установлены нормально закрытые клапаны. На параллельном блоку фильтров трубопроводе сброса концентрата установлен регулятор давления.

На чертеже изображена принципиальная схема станции.

Станция содержит насос 1 для подачи исходной воды, блок 2 параллельных фильтров механической очистки, коллектор 3 подвода исходной воды и коллектор 4 вывода очищенной воды, насос 5 высокого давления, обратноосмотический аппарат 6, регулирующий клапан 7, линию 8 вывода концентрата, линию 9 вывода обессоленной воды (пермеата), подводящий 10 и отводящий 11 коллекторы регенерационной воды, трубопровод 12 сброса концентрата с регулятором 13 давления, нормально открытые клапаны 14 и 15, нормально закрытые клапаны 16 и 17. Каждый из фильтров соединен с коллектором 3 подвода исходной воды подводящим трубопроводом 18 исходной воды, с коллектором 4 вывода очищенной воды отводящим трубопроводом 19 очищенной воды, с подводящим коллектором 10 регенерационной воды подводящим трубопроводом 20 регенерационной воды, с отводящим коллектором 11 регенерационной воды отводящим трубопроводом 21 регенерационной воды.

Станция работает следующим образом. Исходную воду насосом 1 через коллектор подвода исходной воды, нормально открытые клапан 14 и 15, фильтры 2 очистки, коллектор 4 вывода очищенной воды подают к насосу 5 высокого давления, который нагнетает воду, очищенную от механических загрязнений, в обратноосмотический аппарат 6. Обессоленную воду по линии 9 вывода пермеата направляют потребителю. Концентрат по линии вывода концентрата 8 направляют в подводящий коллектор 10 регенерационной воды, откуда концентрат поочередно через один из фильтров 2 и отводящий коллектор 11 регенерационной воды поступает в трубопровод 12 сброса концентрата вместе со смываемым фильтровым осадком и отводится как сточная вода. Каждый из фильтров 2 поочередно вводится в режим регенерации путем закрытия клапанов 14 и 15 и открытия клапанов 16 и 17. По окончании его регенерации клапаны 16 и 17 закрываются, клапаны 14 и 15 открываются и фильтр 2 возвращается в рабочий режим. В периоды, когда ни один из фильтров 2 не подвергают регенерации, концентрат отводят через регулятор 13 давления, отрегулированный на давление, незначительно превышающее необходимое для регенерации одного фильтра 2 полным потоком концентрата. Необходимое трансмембранное давление в обратноосмотическом аппарате 6 поддерживают регулирующим клапаном 7.

П р и м е р Природная загрязненная морская вода с мутностью 100 мг/дм³ подвергалась очистке и обессоливанию на станции, выполненной по известному изобретению. Очистка от механических загрязнений крупнее 1 мкм осуществлялась тремя параллельными фильтрами с патронными фильтрующими элементами на основе полипропиленового волокна. Через 1 ч работы станции без режима регенерации фильтров они забивались осадком до предела грязеемкости, их гидравлическое сопротивление возрастало с 0,03 до 0,3 МПа. Попытки регенерации традиционными методами загрязненных таким образом фильтров не давала приемлемого результата. В предлагаемом изобретении в режиме непрерывной поочередной 5-минутной регенерации фильтров обратным потоком концентрата обратноосмотического аппарата, равным потоку очищаемой воды в рабочем режиме, приходящемуся на 1 фильтр (250 дм³/ч), после 200 ч работы гидравлическое сопротивление фильтров возросло с 0,03 до 0,12 МПа, после 400 ч работы до 0,3 МПа. Фильтрат в течение всего времени испытания имел нулевую мутность. При повторении испытания на той же исходной воде в тех же гидродинамических режимах, но с поочередной 5-минутной регенерацией фильтров водопроводной водой, очищенной такими же 1 мкм фильтрами, были получены те же результаты, что и при регенерации фильтров концентратом обратноосмотического аппарата, что подтверждает эффективность использования концентрата для промывки фильтров предварительной очистки и позволяет экономить очищенную воду и энергию, увеличивая ресурс работы станции очистки воды.

Формула изобретения

СТАНЦИЯ ОЧИСТКИ И ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ, содержащая последовательно соединенные подводящую магистраль, блок параллельных фильтров, снабженный коллекторами подвода исходной воды и вывода очищенной воды, а также подводящим и отводящим коллекторами регенерационной воды, насос высокого давления и обратно-осмотический аппарат с линиями вывода концентрата и обессоленной воды, отличающаяся тем, что линия вывода концентрата обратно-осмотического аппарата соединена с подводящим коллектором регенерационной воды блока фильтров, на подводящем трубопроводе исходной воды каждого фильтра и на отводящем трубопроводе очищенной воды установлены нормально открытые клапаны, на подводящем и отводящем трубопроводах регенерационной воды нормально закрытые клапаны, а на параллельном блоку фильтров трубопроводе сброса концентрата - регулятор давления.

РИСУНКИ

Рисунок 1