УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ


RU (11) 2088317 (13) C1

(51) 6 B01D61/44, C02F1/44 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 95109133/25 
(22) Дата подачи заявки: 1995.06.07 
(45) Опубликовано: 1997.08.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Desalination, 1981, v. 38, N 1 - 3, р. 399. 
(71) Заявитель(и): Инновационное предприятие "Мембранная технология" 
(73) Патентообладатель(и): Инновационное предприятие "Мембранная технология" 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ 

Изобретение относится к водоснабжению, в частности к средствам получения питьевой воды из морской и соленых вод. Установка для получения питьевой воды из морской и соленых вод, содержащая блок фильтров, накопительную емкость с кислотой, обратноосмотический аппарат, дополнительно содержит блок ионообменных колонок, заполненных слабокислотным катионитом в солевой форме, электродиализатор с биполярными, катионообменными и анионообменными мембранами, образующими солевые, кислотные, щелочные, анодную и катодную камеры, электродиализатор с катионообменными и анионообменными мембранами, образующими камеры концентрирования, обессоливания, анодную и катодную камеры, емкость для сбора питьевой воды, а также солевой, кислотный и щелочной тракты и тракт обессоливания. Щелочные камеры электродиализатора с биполярными мембранами последовательно соединены с собственной катодной камерой, катодной камерой электродиализатора с катионообменными и анионообменными мембранами, с емкостью для сбора питьевой воды и с одной из ионообменных колонок, находящейся на стадии регенерации. Кислотные камеры электродиализатора с биполярными мембранами образуют замкнутый кислотный тракт, который связан с накопительной емкостью и с одной из ионообменных колонок, находящейся на стадии регенерации. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к водоснабжению, в частности к средствам получения питьевой воды из морской и соленых вод.

Известна установка для получения питьевой воды из морской, содержащая блок фильтров, накопительную емкость с кислотой и обратноосмотический аппарат.

Установка позволяет существенно продлить срок службы обратноосмотических мембран, увеличить ресурс работы установки, что значительно снижает себестоимость полученной воды.

Недостатком известного изобретения является использование химических реагентов кислот и щелочей.

Целью изобретения является исключение применения химических реагентов при получении питьевой воды из морской и соленых вод, увеличение службы фильтров и обратноосмотических аппаратов.

Для достижения поставленной цели установка для получения питьевой воды, содержащая блок фильтров, накопительную емкость с кислотой, обратноосмотический аппарат, дополнительно содержит блок ионообменных колонок, заполненных слабокислотным катионитом в солевой форме, электродиализатор с биполярными, катионообменными и анионообменными мембранами, образующими солевые, кислотные, щелочные, анодную и катодную камеры, электродиализатор с катионообменными и анионообменными мембранами, образующими камеры концентрирования, обессоливания, анодную и катодную камеры, емкость для сбора питьевой воды, а также солевой, кислотный и щелочной тракты и тракт обессоливания.

Щелочные камеры электродиализатора с биполярными мембранами последовательно соединены с собственной катодной камерой, катодной камерой электродиализатора с катионообменными и анионообменными мембранами, а затем с одной из ионообменных колонок, находящейся на стадии регенерации, и с емкостью для сбора питьевой воды.

Кислотные камеры электродиализатора с биполярными мембранами образуют замкнутый кислотный тракт, который связан с накопительной емкостью и одной из ионообменных колонок, находящейся на стадии регенерации.

Солевой тракт включает в себя последовательно ионообменную колонку, солевую камеру электродиализатора с биполярными мембранами, камеру концентрирования электродиализатора с катионообменными и анионообменными мембранами, которая соединена с солевой камерой электродиализатора с биполярными мембранами, и камеру обессоливания электродиализатора с катионообменными и анионообменными мембранами, которая соединена с кислотными и щелочными камерами электродиализатора с биполярными мембранами и с одной из ионообменных колонок, находящейся на стадии регенерации.

Блок фильтров последовательно соединен с анодной камерой электродиализатора с катионообменными и анионообменными мембранами и анодной камерой электродиализатора с биполярными мембранами, емкостью для сбора питьевой воды, накопительной емкостью и блоком фильтров.

На чертеже изображена предлагаемая установка.

Установка включает блок фильтров 2, накопительную емкость 2, обратноосмотический аппарат 3, блок ионообменных колонок 4, заполненных слабокислотным катионитом в солевой форме, электродиализатор 5 с биполярными 6, анионообменными 7 и катионообменными 8 мембранами, образующие солевые 9, кислотные 10, щелочные 11, анодную 12 и катодную 13 камеры, электродиализатор 14 с анионообменными 7 и катионообменными 8 мембранами, образующие камеры обессоливания 15 и камеры концентрирования 16, анодную 17, катодную 18 камеры, а также солевой 19, кислотный 20 и щелочной 21 тракты, тракт обессоливания 22 и емкость для сбора питьевой воды 23.

Щелочные камеры 11 электродиализатора 5 последовательно соединены с собственной катодной камерой 13, с катодной камерой 18 электродиализатора 14, с емкостью для сбора питьевой воды 23 и с одной из ионообменных колонок 4, находящейся на стадии регенерации.

Кислотные камеры 10 электродиализатора 5 образуют замкнутый тракт 20, который связан с накопительной емкостью 2, и с одной из ионообменных колонок 4, находящейся на стадии регенерации.

Солевой тракт 19 включает в себя последовательно ионообменную колонку 4, солевую камеру 9 электродиализатора 5, камеру концентрирования 16 электродиализатора 14, которая соединена с солевой камерой 9 электродиализатора 5, и камеру обессоливания 15 электродиализатора 14, которая соединена с кислотными 10 и щелочными 11 камерами электродиализатора 5 и с одной из ионообменных колонок 4, находящейся на стадии регенерации.

Блок фильтров 1 последовательно соединен с анодной камерой 17 электродиализатора 14, анодной камерой 12 электродиализатора 5, емкостью для сбора питьевой воды 23, накопительной емкостью 2 и блоком фильтров 1.

Установка работает следующим образом.

Исходную воду подают на блок фильтров 1, где происходит очистка ее от механических примесей. Затем воду делят на два потока: один направляют в накопительную емкость 2 и обратноосмотический аппарат 3, а другой на ионообменную колонку 4, заполненную слабокислотным катионитом, где происходит удаление ионов жесткости. Умягченная вода поступает в солевую камеру 9 электродиализатора 5, в котором вследствие генерации и разделения ионов водорода и гидроксила происходит образование кислоты и щелочи. Часть полученной кислоты из кислотных камер 10 направляют в накопительную емкость 2 для коррекции pH воды, подаваемой в обратноосмотический аппарат 3, до значений 5,5-6,0, что позволяет избежать осадкообразования на мембране, увеличив тем самым срок их службы. Другую часть кислоты направляют на регенерацию ионообменных колонок 4. Щелочь, получаемую в щелочных камерах 11 электродиализатора 5, направляют последовательно через катодную камеру 13 этого электродиализатора и катодную камеру 18 электродиализатора 14, где также образуется щелочь в результате электродной реакции, а затем часть щелочи идет на регенерацию ионообменной колонки 4, а часть в емкость для сбора питьевой воды 23 для корректировки pH воды до значений, соответствующих требованиям ГОСТа.

Часть солевого раствора, прошедшего через солевую камеру 9 электродиализатора 5, направляют в камеру концентрирования 16 электродиализатора 14, а затем в камеру 9 электродиализатора 5, а другую часть солевого раствора направляют в камеру обессоливания 15 электродиализатора 14, замыкая ее на контур, из которого отбирают часть обессоленной воды в щелочной тракт 21, в кислотный тракт 20 и на регенерацию.

Часть воды, прошедшей блок фильтров 1, направляют последовательно в анодную камеру 12 электродиализатора 5, в анодную камеру 17 электродиализатора 14, а затем в емкость для сбора питьевой воды 23, накопительную емкость 2 и блок фильтров 1.

Пример.

Исходную морскую воду с составом, указанным в таблице, в соответствии с изобретением, направляют в установку, включающую блок фильтров 1, состоящий из механического (войлочного) фильтра и ультрафильтра марки УВА-200, ТЗ-287-08-90-3, ресурс работы которого 1500 ч; обратноосмотического аппарата 3 рулонного типа марки ЭРО-96-950, ТУ-6-55-221-1075-89, ресурс работы которого 1000 ч; блок ионообменных колонок 4, цилиндрической формы с соотношением высоты к диаметру 10: 1 и степенью заполнения катионитом марки КБ-2Э-7, равной 70% ресурс работы которых 8000 ч; электродиализатор 5, содержащий биполярные мембраны 6 марки МБ-3, анионообменные мембраны 7 марки МА-4ОЛ и катионообменные мембраны 8 марки МК-4ОЛ, в качестве катионообменной мембраны 8, прилегающей к аноду, использовалась катионообменная мембрана марки МФ-4-СК с целью защиты мембранного пакета от воздействия активного хлора, образующегося в результате электродной реакции; электродиализатор 14 с анионообменными мембранами 7 марки МА-40, катионообменными мембранами 8 марки МК-40, в качестве катионообменной мембраны 8, прилежащей к аноду, использовали катионообменную мембрану марки МФ-4-СК с целью защиты мембранного пакета от воздействия активного хлора, образующегося на электроде. В электродиализаторах 5 и 14 катоды выполнены из стали марки Х18Н10Т, аноды из титана, покрытого окисью рутения. Рабочая поверхность мембран 6, 7, 8 электродиализатора составляет 30х30 см, толщина камер 9, 10, 11 равна 2 см, а толщина камер 12 и 13 равна 5 мм. Рабочая поверхность мембран 7 и 8 электродиализатора 14 составляет 20х20 см, толщина камер 15, 16 составляет 1 мм, а толщина камер 17 и 18 составляет 5 мм. Количество элементарных камер в каждом из электродиализаторов 5 и 14 равно 50. Скорость потока по тракту обессоливания, солевым, кислотным, щелочным и катодным камерам и камерам концентрирования равна 300 л/ч, по анодным камерам -100 л/ч. Плотность тока на электродиализаторе 5 равна 4-6 А/дм2, а на электродиализаторе 14 1-2 А/дм2. Ресурс работы каждого из электродиализаторов 5 и 14 составляет 10000 ч.

Как показали ресурсные испытания, предлагаемая установка, проработав непрерывно 1100 ч, давала стабильные результаты по уменьшению жесткости воды (2-3 мг-экв/л), содержанию Cl- (250 мг/л), Fe общее (0,1 мг/л), SO-42 (150 мг/л), количества взвешенных частиц (0,3 мг/л), что соответствует ГОСТу на питьевую воду.

В то же время известная установка проработала 1000 ч, при этом общая жесткость была равна 2-3 мг-экв/л, содержание Cl- равно 250 мг/л, Fe общее равно 0,1 мг/л, SO-42 150 мг/л, количество взвешенных частиц равно 0,3 мг/л, что также соответствует ГОСТу.

Таким образом предлагаемое изобретение позволяет полностью исключить применение химических реактивов при получении питьевой воды из морской и соленых вод при одновременном увеличении срока службы фильтров и обратноосмотических аппаратов. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Установка для получения питьевой воды из морской и соленых вод, содержащая блок фильтров, накопительную емкость с кислотой, обратноосмотический аппарат, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит блок ионообменных колонок, заполненных слабокислотным катионитом в солевой форме, электродиализатор с биполярными, катионообменными и анионообменными мембранами, образующими солевые, кислотные, щелочные, анодную и катодную камеры, электродиализатор с катионообменными и анионообменными мембранами, образующими камеры концентрирования, обессоливания, анодную и катодную камеры, емкость для сбора питьевой воды, а также солевой, кислотный и щелочной тракты и тракт обессоливания.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что щелочные камеры электродиализатора с биполярными мембранами последовательно соединены с собственной катодной камерой, катодной камерой электродиализатора с катионообменными и анионообменными мембранами, с емкостью для сбора питьевой воды и с одной из ионообменных колонок, находящейся на стадии регенерации.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что кислотные камеры электродиализатора с биполярными мембранами образуют замкнутый кислотный тракт, который связан с накопительной емкостью и с одной из ионообменных колонок, находящейся на стадии регенерации.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что солевой тракт включает в себя последовательно ионообменную колонку, солевую камеру электродиализатора с биполярными мембранами, камеру концентрирования электродиализатора с катионообменными и анионообменными мембранами, которая соединена с солевой камерой электродиализатора с биполярными мембранами, и камеру обессоливания электродиализатора с катионообменными и анионообменными мембранами, которая соединена с кислотными и щелочными камерами электродиализатора с биполярными мембранами и с одной из ионообменных колонок, находящейся на стадии регенерации.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что блок фильтров последовательно соединен с анодной камерой электродиализатора с катионообменными и анионообменными мембранами и анодной камерой электродиализатора с биполярными мембранами, емкостью для сбора питьевой воды, накопительной емкостью и блоком фильтров.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru