[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2630121C1 - Microfiltration device for water treatment from mechanical pollution - Google Patents

Microfiltration device for water treatment from mechanical pollution Download PDF

Info

Publication number
RU2630121C1
RU2630121C1 RU2016111996A RU2016111996A RU2630121C1 RU 2630121 C1 RU2630121 C1 RU 2630121C1 RU 2016111996 A RU2016111996 A RU 2016111996A RU 2016111996 A RU2016111996 A RU 2016111996A RU 2630121 C1 RU2630121 C1 RU 2630121C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filter
water
sections
filtration
compressed air
Prior art date
Application number
RU2016111996A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Васильевич Горемыкин
Виталий Васильевич Крупник
Владимир Ксенофонтович Швец
Александр Сергеевич Смолянский
Original Assignee
Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (АО "НИФХИ им. Л.Я. Карпова")
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 Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (АО "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") filed Critical Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (АО "НИФХИ им. Л.Я. Карпова")
Priority to RU2016111996A priority Critical patent/RU2630121C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2630121C1 publication Critical patent/RU2630121C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D27/00Cartridge filters of the throw-away type
    • B01D27/02Cartridge filters of the throw-away type with cartridges made from a mass of loose granular or fibrous material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D27/00Cartridge filters of the throw-away type
    • B01D27/14Cartridge filters of the throw-away type having more than one filtering element
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: device includes a filter, a pipeline armature, a system of instrumentation and equipment, the filter is made in the form of two sections. The first of the series-connected sections comprises two vertically mounted filter elements of cartridge type made of porous polyethylene with micropore sizes of 10 mcm, and the second one has the same design and two similar filter elements with micropore sizes of 1.0 mcm. The filter regeneration is carried out by sequential blowing the sections by countercurrent compressed air without dismantling the device. The device is equipped with an automated control and monitoring system.
EFFECT: improving the quality of water treatment and increasing the speed of filtration.
2 cl, 2 dwg, 2 tbl, 1 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Высокая степень изношенности действующих в стране систем централизованного водоснабжения приводит к тому, что водопроводная вода, поступающая потребителю для использования в быту, имеет неудовлетворительное качество. В ряде случаев вода из водопровода имеет высокую жесткость, неприятный вкус, высокую мутность и цветность. Особую проблему составляет повышенное содержание в воде железа, особенно окисного, в виде частиц ржавчины. Поэтому является актуальным разработка устройств дополнительной микроочистки водопроводной воды, которые могут быть использованы как в условиях домашнего хозяйства для очистки питьевой воды из городского водопровода, так и в ряде других случаев, например при заборе воды из приповерхностных источников (колодцы, открытые водоемы, сборники дождевой воды).The high degree of deterioration of the centralized water supply systems operating in the country leads to the fact that the tap water supplied to the consumer for domestic use has unsatisfactory quality. In some cases, water from a water supply system has high rigidity, unpleasant taste, high turbidity and color. A particular problem is the increased content of iron in water, especially oxide, in the form of rust particles. Therefore, it is relevant to develop devices for additional micro-purification of tap water, which can be used both in household conditions for treating drinking water from a city water supply, and in a number of other cases, for example, when taking water from near-surface sources (wells, open reservoirs, rainwater collectors )

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очистки водопроводной питьевой воды в быту и в местах массового скопления людей (школы, больницы, детские сады и т.д.). Устройство микрофильтрационное предназначено для очистки и осветления воды путем удаления механических примесей, снижения мутности и цветности, с использованием набора фильтрующих элементов на основе пористого полиэтилена (ФПЭ) с размерами микропор от 1 до 10 микрон и улучшения качества жизни широких слоев населения страны, использующих в быту воду из централизованных систем водоснабжения.The invention relates to devices designed for the purification of tap drinking water in everyday life and in crowded places (schools, hospitals, kindergartens, etc.). The microfiltration device is designed to purify and clarify water by removing mechanical impurities, reducing turbidity and color, using a set of filtering elements based on porous polyethylene (PPE) with micropores from 1 to 10 microns in size and improving the quality of life of wide layers of the country's population using in everyday life water from centralized water supply systems.

ХАРАКТЕРИСТИКА АНАЛОГОВ ИЗОБРЕТЕНИЯCHARACTERISTICS OF ANALOGUES OF THE INVENTION

Известно устройство для очистки питьевой водопроводной воды [патент РФ 2052278; В01D 63/00; 20.01.1996], содержащее цилиндрический корпус, фильтровальную ячейку с одним или несколькими керамическими фильтрующими элементами с волокнистой керамической мембраной высокой производительности, и накопительную емкость, в которой размещается сорбент-поглотитель растворенных токсичных и пахучих веществ. Достигаемый технический результат при использовании устройства - стерилизация воды и удержание любых твердых взвесей с размерами более 0,1-0,2 мкм, продолжительность фильтроцикла - до одного года, возможность самопроизвольной регенерации мембраны при пользовании водой на технические нужды за счет тангенциального скоростного потока, а также импульса обратного давления фильтрата через мембрану из накопительной емкости.A device for purifying drinking tap water is known [RF patent 2052278; B01D 63/00; 01/20/1996], containing a cylindrical body, a filter cell with one or more ceramic filter elements with a high-performance fibrous ceramic membrane, and a storage tank, which contains a sorbent absorber of dissolved toxic and odorous substances. The achieved technical result when using the device is sterilization of water and retention of any solid suspensions with sizes greater than 0.1-0.2 microns, the duration of the filter cycle is up to one year, the possibility of spontaneous regeneration of the membrane when using water for technical needs due to the tangential velocity flow, and also a reverse pressure pulse of the filtrate through the membrane from the storage tank.

Недостатками известного устройства является высокая стоимость и сложная технология изготовления используемых и керамических фильтрующих элементов, отсутствие системы автоматического управления работой устройства в процессе очистки воды.The disadvantages of the known device is the high cost and complicated manufacturing technology of the used and ceramic filter elements, the lack of an automatic control system for the operation of the device in the process of water purification.

Известен фильтр для очистки питьевой воды от химических и механических загрязнений [патент РФ 2486136; C02F 1/00; B01D 27/00, 29/11; 27.06.2013], размещенный в разборном корпусе с крышкой, содержит пустотелый сердечник с отверстиями с намотанными слоями фильтрующего материала. В крышке разборного корпуса выполнены входной и выходной патрубки. С торцевой стороны сердечника установлена заглушка. Одна из сторон сердечника примыкает к головной части корпуса. Фильтрующий материал представляет собой композитный полимерный материал с возможностью изменения плотности намотки, поверх которого установлена полиэтиленовая изоляция или изоляция, предотвращающая радиально-поперечный проход воды. В пазах сердечника установлены уплотнительные кольца. Техническим результатом является повышение качества фильтрации воды, очистка ее от вредных примесей и патогенных микроорганизмов и получение воды, соответствующую требованиям СанПиНа, с одновременным упрощением процесса фильтрации.A known filter for the purification of drinking water from chemical and mechanical impurities [RF patent 2486136; C02F 1/00; B01D 27/00, 29/11; 06.27.2013], placed in a collapsible housing with a cover, contains a hollow core with holes with wound layers of filter material. The inlet and outlet nozzles are made in the cover of the collapsible housing. A plug is installed on the front side of the core. One of the sides of the core is adjacent to the head of the housing. The filter material is a composite polymer material with the ability to change the density of the winding, on top of which is installed polyethylene insulation or insulation that prevents radially transverse passage of water. O-rings are installed in the grooves of the core. The technical result is to improve the quality of water filtration, purify it from harmful impurities and pathogenic microorganisms and obtain water that meets the requirements of SanPiN, while simplifying the filtration process.

Недостатками известного устройства является высокая стоимость и сложная технология изготовления используемых фильтрующих элементов на основе композитных полимерных материалов, отсутствие системы автоматического управления работой устройства в процессе очистки воды.The disadvantages of the known device are the high cost and complicated manufacturing technology of the used filter elements based on composite polymer materials, the lack of an automatic control system for the operation of the device in the process of water purification.

Известен фильтр для очистки питьевой воды [патент РФ 2078046; C02F 1/18; 27.02.1997], содержащий корпус, подающий и отводящий патрубки, и расположенные последовательно в корпусе ионообменный слой из смеси катионита и анионита, бактерицидный слой, и композитный слой, содержащий активированный уголь с добавкой волокнистого нейтрального и/или ионообменного амфотерного материала, анионита и катионита, предназначенный для очистки питьевой воды с повышенным содержанием железа, в частности окисного, в виде высокодисперсных взвесей, обуславливающего низкие показатели воды по цветности.A known filter for the purification of drinking water [RF patent 2078046; C02F 1/18; 02.27.1997], comprising a housing supplying and discharging nozzles, and an ion-exchange layer of a mixture of cation exchange resin and anion exchange resin, a bactericidal layer, and a composite layer containing activated carbon with the addition of neutral fibrous and / or ion-exchange amphoteric material, anion exchange resin and cation exchange resin, arranged sequentially in the housing; , intended for the purification of drinking water with a high content of iron, in particular oxide, in the form of highly dispersed suspensions, which causes low water values for color.

Недостатком известного устройства является сложная технология изготовления фильтра, низкая продолжительность фильтроцикла, определяемая сорбционной емкостью ионообменного слоя, отсутствие системы автоматического управления и контроля за состоянием фильтра в процессе очистки воды.A disadvantage of the known device is the complex manufacturing technology of the filter, the low duration of the filter cycle, determined by the sorption capacity of the ion exchange layer, the absence of a system for automatic control and monitoring of the state of the filter during water treatment.

Известен фильтр для очистки питьевой воды МСХ-30 [патент РФ 2134141; В01D 29/56, В01D 63/08, C02F 9/00; 27.03.2007], который содержит корпус с расположенным в нем фильтром обеззараживания в виде пакета мембранных элементов, каждый из которых состоит из двух плоских мембран и размещенной между ними разделительной пластины, залитых в моноблок. Каждая пластина имеет четыре отверстия по углам, два из которых предназначены для отвода очищенной воды, а два других - для подачи воды. Кроме фильтра для обеззараживания устройство содержит сорбционный блок, блок из углеволокнистой ткани БУСОФИТ и хемосорбционный блок из волокнистого материала ВИОН и снабжено вентилем, подсоединяемым посредством полухомута к водопроводной сети и установленным между вентилем и фильтром обеззараживания регулятором давления. Техническим результатом является улучшение качества очистки воды и увеличение скорости фильтрования.A known filter for the purification of drinking water MCX-30 [RF patent 2134141; B01D 29/56, B01D 63/08, C02F 9/00; March 27, 2007], which contains a housing with a disinfection filter located in it in the form of a package of membrane elements, each of which consists of two flat membranes and a separation plate placed between them, embedded in a monoblock. Each plate has four openings in the corners, two of which are designed to drain purified water, and the other two to supply water. In addition to the disinfection filter, the device contains a sorption block, a BUSOFIT carbon fiber block and a VION fiber chemisorption block, and is equipped with a valve connected via a half-clamp to the water supply network and installed with a pressure regulator between the valve and the disinfection filter. The technical result is to improve the quality of water purification and increase the filtration rate.

Недостатками известного устройства являются сложная конструкция мембранных модулей, отсутствие автоматизированного контроля процесса эксплуатации фильтра, малая продолжительность фильтроцикла, которая обусловлена величиной сорбционной емкости используемых сорбентов.The disadvantages of the known device are the complex design of the membrane modules, the lack of automated control of the filter operation process, the short duration of the filter cycle, which is due to the size of the sorption capacity of the used sorbents.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОТОТИПА И КРИТИКА ЕГО НЕДОСТАТКОВPROTOTYPE CHARACTERISTICS AND CRITICISM OF ITS DISADVANTAGES

Наиболее близким по технической сути к заявляемому устройству является устройство для микрофильтрации жидких технологических сред [патент РФ 144132, B01D 29/11, 29/60, 15.11.2013].The closest in technical essence to the claimed device is a device for microfiltration of liquid technological environments [RF patent 144132, B01D 29/11, 29/60, 11/15/2013].

Известное устройство включает фильтр в виде трех параллельно установленных ФПЭ с одинаковым эффективным размером микропор, очистка которого осуществляется методом противотока, систему автоматизированной системы контроля и управления процессом эксплуатации установки.The known device includes a filter in the form of three parallel-mounted PFEs with the same effective micropore size, the cleaning of which is carried out by the countercurrent method, an automated system for monitoring and controlling the operation of the installation.

Недостатком известного устройства является малая продолжительность фильтроцикла и снижение производительности устройства в связи с необходимостью частой регенерации противотоком трех параллельно расположенных ФПЭ с одинаковыми размерами микропор. Указанные недостатки обусловлены отсутствием в конструкции фильтра защиты ФПЭ от забивки пор в случае очистки сильно замутненных природных и сточных вод, а также необходимостью применения очищенной воды для регенерации ФПЭ.A disadvantage of the known device is the short duration of the filter cycle and a decrease in the productivity of the device due to the need for frequent countercurrent regeneration of three parallel PEs with the same micropore sizes. These drawbacks are due to the lack of a filter for protecting the PPE from clogging pores in the case of treatment of highly clouded natural and waste waters, as well as the need to use purified water for the regeneration of PPE.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТTECHNICAL RESULT

Техническим результатом изобретения является создание устройства микрофильтрационного для получения осветленной и очищенной от механических загрязнений воды, в т.ч. водопроводной, которая соответствует требованиям Санитарных Правил и Норм (СанПиН2.1.4.1074-01) с одновременным упрощением и оптимизацией режимов эксплуатации устройства за счет: а) использования для очистки водопроводной воды двухсекционного фильтра, причем первая из последовательно соединенных секций содержит два вертикально установленных фильтрующих элемента патронного типа, изготовленных из пористого полиэтилена, с размерами микропор 10 мкм, а вторая - два вертикально установленных фильтрующих элемента, изготовленных из пористого полиэтилена, с размерами микропор 1,0 мкм, соответственно; б) обеспечения возможности регенерации фильтра продувкой сжатым воздухом без разборки устройства, и устранение указанных выше недостатков, а именно, низкой продолжительности фильтроцикла, сложной конструкции фильтров, использования дорогостоящих фильтрующих материалов; в) автоматизации.The technical result of the invention is to provide a microfiltration device for producing clarified and purified water from mechanical impurities, including water, which meets the requirements of the Sanitary Rules and Norms (SanPiN2.1.4.1074-01) while simplifying and optimizing the operating modes of the device due to: a) using a two-section filter for the treatment of tap water, the first of the series-connected sections containing two vertically mounted filter cartridge type elements made of porous polyethylene with micropore sizes of 10 μm, and the second - two vertically mounted filter elements made of porous floor ethylene, with the dimensions of the micropores of 1.0 micron, respectively; b) providing the possibility of filter regeneration by blowing with compressed air without disassembling the device, and eliminating the above disadvantages, namely, the low duration of the filter cycle, the complex design of the filters, the use of expensive filter materials; c) automation.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Для достижения технического результата в устройство представляющее собой: фильтр, трубопроводную арматуру для присоединения к сети централизованного водоснабжения и обеспечения транспорта воды между частями конструкции установки, систему контрольно-измерительных приборов и аппаратуры, введены следующие новые элементы:To achieve a technical result, a device consisting of: a filter, pipe fittings for connecting to a centralized water supply network and ensuring water transport between parts of the installation structure, a system of instrumentation and equipment, introduced the following new elements:

- двухсекционный фильтр в составе: а) фильтрационная камера предварительной очистки, содержит два ФПЭ с эффективным диаметром пор 10 мкм;- a two-section filter consisting of: a) a pre-filter filtration chamber, contains two PFE with an effective pore diameter of 10 μm;

- фильтрационная камера финишной очистки содержит два ФПЭ с эффективным диаметром пор 1,0 мкм;- the finishing filtration chamber contains two PFEs with an effective pore diameter of 1.0 μm;

- система очистки ФПЭ от загрязнений продувкой сжатым воздухом в противотоке; - система автоматизированного управления и контроля.- a system for cleaning the PFE from pollution by blowing with compressed air in countercurrent; - A system of automated management and control.

Заявителем не обнаружено решений, содержащих фильтр, состоящий из двух последовательно соединенных фильтрационных камер, каждая из которых включает по два ФПЭ с эффективными размерами микропор 10 и 1,0 микрон соответственно, что позволяет увеличить продолжительность фильтроцикла; при этом очистка фильтра от загрязнений производится путем обратной продувки ФПЭ сжатым воздухом без разборки фильтра. Таким образом, заявляемое решение обладает существенными отличиями.The applicant has not found any solutions containing a filter consisting of two series-connected filtration chambers, each of which includes two PFEs with effective micropore sizes of 10 and 1.0 microns, respectively, which allows to increase the duration of the filter cycle; at the same time, the filter is cleaned of contaminants by backflushing the PFE with compressed air without disassembling the filter. Thus, the claimed solution has significant differences.

ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙLIST OF DRAWINGS

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

Фиг. 1. Технологическая схема автоматизированной установки микрофильтрационной, где 1 - фильтрационная камера предварительной очистки, содержащая два фильтрующих элемента с эффективным размером пор 10 мкм; 2 - фильтрационная камера финишной очистки, содержащая два фильтрующих элемента с эффективным размером пор 1,0 мкм; 3-6 - клапаны электромагнитные гидравлические; 7, 8 - клапаны электромагнитные пневматические; 9 - компрессор; 10, 11 - датчики давления; 12, 13 - датчики температуры; 14 - расходомер; 15 - блок управления; 16 - вход воды из водопровода; 17 - выход промывных вод; 18 - выход осветленной и очищенной воды из водопровода; 17 - выход промывных вод; 18 - выход осветленной и очищенной воды; I - гидравлическая магистраль; II - воздушная магистраль; III - электрические соединения.FIG. 1. The technological scheme of the automated microfiltration unit, where 1 is a pre-filter chamber containing two filter elements with an effective pore size of 10 μm; 2 - finishing filter chamber containing two filter elements with an effective pore size of 1.0 μm; 3-6 - hydraulic electromagnetic valves; 7, 8 - pneumatic electromagnetic valves; 9 - compressor; 10, 11 - pressure sensors; 12, 13 - temperature sensors; 14 - flow meter; 15 - control unit; 16 - water inlet from the water supply; 17 - outlet wash water; 18 - exit clarified and purified water from the water supply; 17 - outlet wash water; 18 - the output of clarified and purified water; I - hydraulic line; II - airway; III - electrical connections.

Фиг. 2. Чертеж общего вида фильтрационной камеры, в том числе: 21 - крышка верхняя, вид сверху, и вид сбоку, где: 22 - входной патрубок для подачи водопроводной воды, 23 - составной фильтрующий элемент, включающий два последовательно соединенных картриджа патронного типа, изготовленных из порошкообразного полиэтилена методом спекания; 24 - фильтрационная камера в сборе; 25 - крышка нижняя.FIG. 2. A drawing of a general view of the filter chamber, including: 21 - top cover, top view, and side view, where: 22 - inlet pipe for supplying tap water, 23 - composite filter element, including two series-connected cartridge type cartridges made from powdered polyethylene by sintering; 24 - filter chamber assembly; 25 - bottom cover.

ОПИСАНИЕ ЗАЯВЛЯЕМОГО УСТРОЙСТВА В СТАТИКЕDESCRIPTION OF THE INVENTED STATISTICS

Как следует из Фиг. 1, автоматизированное устройство микрофильтрационное (далее - устройство) включает две фильтрационных камеры предварительной и финишной очистки 1, 2, содержащие по два ФПЭ с эффективными размерами микропор 10 и 1,0 мкм, соответственно (Фиг. 2). Транспорт воды осуществляется по гидравлической магистрали I и контролируется электромагнитными клапанами 3-6, где 3 - предназначен для регулирования входного потока водопроводной воды, 4, 5 - для сброса промывных вод, образующихся в процессе регенерации ФПЭ в фильтрационных камерах 1 и 2 соответственно, 6 - для регулирования потока осветленной и очищенной от механических загрязнений воды. Подача сжатого воздуха в фильтрационные камеры I и 2 осуществляется по воздуховоду II и контролируется с помощью электромагнитных клапанов 7, 8, соответственно. В качестве генератора сжатого воздуха используют компрессор 9. В состав системы контрольно-измерительных приборов и аппаратуры (КИПиА) входят датчики давления 10, 11 и температуры 12, 13, расходомер 14 и блок управления 15, соединенные сетью электрических контактов III. Датчики давления 10 и температуры 12 предназначены для контроля давления и температуры водопроводной воды, поступающей из сети централизованного водоснабжения. Датчики давления 11 и температуры 13, а также расходомер 14 предназначены для контроля давления и температуры, расхода очищенной и осветленной воды. Управление работой устройства осуществляется с помощью блока управления 15, который осуществляет сбор и анализ информации о давлении, температуре и расходе воды, поступающей от датчиков 10-13 и расходомера 14. На основании анализа полученной информации, с помощью специальной управляющей программы, из блока управления 15 поступает команда об открытии или закрытии электромагнитных клапанов 3-8, смене режима работы устройства. На схеме также обозначены точки присоединения устройства к сети централизованного водоснабжения 16, сброса промывных вод в канализацию 17, выдачи очищенной от механических загрязнений и осветленной воды 18.As follows from FIG. 1, an automated microfiltration device (hereinafter referred to as the device) includes two filtration chambers of preliminary and final cleaning 1, 2, containing two PPEs with effective micropore sizes of 10 and 1.0 μm, respectively (Fig. 2). Water transport is carried out along the hydraulic line I and is controlled by electromagnetic valves 3-6, where 3 - is used to regulate the input flow of tap water, 4, 5 - to discharge the wash water generated during the regeneration of the PPE in the filtration chambers 1 and 2, respectively, 6 - to regulate the flow of clarified and purified from mechanical impurities water. The supply of compressed air to the filtration chambers I and 2 is carried out through the duct II and is controlled by solenoid valves 7, 8, respectively. A compressor 9 is used as a compressed air generator. The instrumentation and instrumentation system includes instrumentation for pressure sensors 10, 11 and temperature 12, 13, a flow meter 14, and a control unit 15 connected by a network of electrical contacts III. The pressure sensors 10 and temperature 12 are designed to control the pressure and temperature of the tap water coming from the centralized water supply network. The pressure sensors 11 and temperature 13, as well as the flow meter 14 are designed to control pressure and temperature, the flow rate of purified and clarified water. The operation of the device is controlled using the control unit 15, which collects and analyzes information about the pressure, temperature and flow rate of water from the sensors 10-13 and flow meter 14. Based on the analysis of the information received, using a special control program, from the control unit 15 a command is received to open or close the electromagnetic valves 3-8, change the operating mode of the device. The diagram also indicates the points of connection of the device to the centralized water supply network 16, discharge of washing water into the sewer 17, and the delivery of purified from mechanical impurities and clarified water 18.

Ключевым элементом устройства являются две последовательно соединенных фильтрационных камеры одинаковой конструкции (Фиг. 2), в совокупности образующих двухсекционный фильтр. Конструкция фильтрационной камеры включает крышку верхнюю 21, к которой прикреплены входной патрубок для подачи очищаемой воды 22 и составной фильтрующий элемент 23, состоящий из двух последовательно соединенных картриджей патронного типа, изготовленных из порошкообразного полиэтилена методом спекания. Также в крышке проделаны отверстия для крепежных болтов и два отверстия для подачи загрязненной и выхода очищенной воды. Отверстие для выхода очищенной воды также может быть использовано для подачи сжатого воздуха при проведении очистки ФПЭ. Сборка фильтрационной камеры осуществляется посредством прикрепления с помощью болтов крышки верхней 21 вместе с присоединенными элементами 22, 23 к корпусу 24. Далее с помощью болтов присоединяют крышку нижнюю 25. Для обеспечения герметичности фильтрационной камеры в местах соединений используют прокладки из резины.A key element of the device are two series-connected filtration chambers of the same design (Fig. 2), together forming a two-section filter. The design of the filter chamber includes a top cover 21 to which an inlet pipe for supplying purified water 22 is attached and a composite filter element 23 consisting of two series-connected cartridge-type cartridges made of powdered polyethylene by sintering. Also, holes for fixing bolts and two holes for supplying contaminated and outlet for purified water were made in the lid. The hole for the outlet of purified water can also be used to supply compressed air during the cleaning of the PFE. The filter chamber is assembled by attaching the cover 21 with bolts of the upper 21 together with the attached elements 22, 23 to the housing 24. Then, using the bolts, the lower cover 25 is attached. To ensure the tightness of the filter chamber at the joints, rubber gaskets are used.

Технические характеристики устройства микрофильтрационного:Microfiltration device specifications:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ УСТРОЙСТВАDESCRIPTION OF THE DEVICE

Подготовка устройства к эксплуатации:Preparing the device for operation:

- подключить входную магистраль устройства с наружной резьбой

Figure 00000003
" (на редукторе входного давления) к сети централизованного водоснабжения;- connect the input line of the device with an external thread
Figure 00000003
"(at the inlet pressure reducer) to the centralized water supply network;

- подключить выходную магистраль устройства с внутренней резьбой

Figure 00000003
" к сборнику осветленной и очищенной воды;- connect the output line of the device with internal thread
Figure 00000003
"to the collection of clarified and purified water;

- подключить выходную магистраль «Промывные воды» с внутренней резьбой

Figure 00000004
" к канализационной сети;- connect the outlet line “Flushing water” with internal thread
Figure 00000004
"to the sewer network;

- осуществить электрическое заземление корпуса установки от клеммы «земля» медным проводом с сечением не менее 2,5 мм2.- carry out electrical grounding of the installation case from the ground terminal with a copper wire with a cross section of at least 2.5 mm 2 .

После подключения устройства к сети централизованного водоснабжения, канализации и электрической сети, необходимо включить устройство нажатием клавиши «ВКЛ» и выбрать режим управления установки путем нажатия на клавишу «АВТОНОМ» или «РС» на передней панели управления. Запуск управляющей программы осуществляется нажатием кнопки «ПУСК».After connecting the device to the centralized water supply, sewage and electric networks, it is necessary to turn on the device by pressing the “ON” key and select the control mode of the installation by pressing the “OFFLINE” or “PC” key on the front control panel. The control program is launched by pressing the "START" button.

Основным элементом системы управления работой устройства является блок управления 15, причем микроконтроллер размещен на печатной плате, и который установлен на задней стенке устройства под панелью управления. Управление системы может осуществляться автономно с использованием микроконтроллера или управляющего компьютера через USB порт.The main element of the control system of the operation of the device is the control unit 15, and the microcontroller is located on the printed circuit board, and which is installed on the rear wall of the device under the control panel. The system can be controlled autonomously using a microcontroller or a control computer via a USB port.

Эксплуатация автоматизированного устройства микрофильтрационного (далее - устройства) возможна в следующих режимах:Operation of an automated microfiltration device (hereinafter referred to as the device) is possible in the following modes:

а) Режим №1. «Заполнение» (заполнение водой фильтрационной камеры),a) Mode No. 1. “Filling” (filling the filter chamber with water),

б) Режим №2. «Фильтрация» (основной режим работы),b) Mode No. 2. “Filtering” (main mode of operation),

в) Режим №3. «Прочистка» (очистка ФПЭ от загрязнений сжатым воздухом).c) Mode No. 3. "Cleaning" (cleaning of the PFE from contamination with compressed air).

В режиме «Заполнение» из централизованной системы водоснабжения через вход 16 и электромагнитный клапан 3, находящийся в положении «открыто», вода поступает в фильтрационную камеру 1, в которой осуществляется предварительная очистка от механических загрязнений размером более 10 мкм. Если давление и температура водопроводной воды на входе не превышают 10 атм и 40°С, соответственно, то происходит заполнение фильтрационной камеры 1; при этом на экране жидкокристаллического дисплея, расположенном на лицевой панели, высвечивается индикация «ЗАПОЛНЕНИЕ», а также значения входного давления и температуры. После заполнения фильтрационной камеры 1, в случае, если входное давление превышает 0,5 атм, открывается электромагнитный клапан 6, и работа устройства переходит в режим работы «Фильтрация». Если давление воды, поступающей из системы централизованного водоснабжения, не превышает 0,5 атм, дальнейшая работа устройства блокируется.In the "Filling" mode, from the centralized water supply system through the inlet 16 and the electromagnetic valve 3, which is in the "open" position, water enters the filter chamber 1, in which preliminary cleaning of mechanical impurities larger than 10 microns is carried out. If the pressure and temperature of the tap water at the inlet do not exceed 10 atm and 40 ° C, respectively, then the filter chamber 1 is filled; at the same time, the indication “FILLING” is displayed on the screen of the liquid crystal display located on the front panel, as well as the values of the input pressure and temperature. After filling the filter chamber 1, in case the inlet pressure exceeds 0.5 atm, the electromagnetic valve 6 opens and the device switches to the “Filtration” operating mode. If the pressure of the water coming from the centralized water supply system does not exceed 0.5 atm, further operation of the device is blocked.

Водопроводная вода накапливается в фильтрационной камере 1, ее давление возрастает, и при давлении воды свыше 0,5 атм начинается процесс микрофильтрации, а устройство переходит на работу в режиме «Фильтрация». Фильтрационная камера 1 представляет собой цилиндрический сосуд из нержавеющей стали, внутри которого размещены вертикально два последовательно соединенных патронных ФПЭ с эффективным диаметром пор 10 мкм, а в верхней крышке расположены два отверстия для входа и выхода воды. Отверстие для выхода очищенной воды также может быть использовано для подачи сжатого воздуха при проведении очистки ФПЭ.Tap water accumulates in the filtration chamber 1, its pressure increases, and when the water pressure exceeds 0.5 atm, the microfiltration process begins, and the device switches to work in the "Filtering" mode. The filtration chamber 1 is a cylindrical vessel made of stainless steel, inside of which are vertically placed two series-connected cartridge-type PFEs with an effective pore diameter of 10 μm, and two openings for entering and leaving water are located in the top cover. The hole for the outlet of purified water can also be used to supply compressed air during the cleaning of the PFE.

В режиме «Фильтрация» поток фильтруемой воды направлен от внешней поверхности ФПЭ к внутренней. В процессе прохождения сквозь капиллярно-пористую структуру ФПЭ происходит очистка водопроводной воды от частиц ржавчины и других механических загрязнений размерами более 10 мкм.In the "Filtration" mode, the flow of filtered water is directed from the outer surface of the PFE to the inside. In the process of passing through the capillary-porous structure of the PFE, the tap water is cleaned of rust particles and other mechanical impurities larger than 10 microns.

Конструкция фильтрационной камеры 2, в которой осуществляется финишная очистка воды от загрязнений размером более 1,0 мкм, аналогична конструкции 1, однако эффективный диаметр пор двух последовательно соединенных ФПЭ равен 1 мкм. Процесс очистки воды, прошедшей предварительную очистку в фильтрационной камере 1, от механических загрязнений с размерами частиц от 1 до 10 мкм, протекает аналогично. Далее осветленная и очищенная вода через выход 18 поступает к потребителю; при этом электромагнитные клапаны 4, 5 находятся в положении «закрыто», а электромагнитный клапан 6 - в положении «открыто».The design of the filtration chamber 2, in which the final purification of water from contaminants larger than 1.0 μm is carried out, is similar to construction 1, however, the effective pore diameter of two series-connected PFCs is 1 μm. The process of water purification, which has been preliminarily purified in the filtration chamber 1, from mechanical impurities with particle sizes from 1 to 10 microns, proceeds similarly. Next, clarified and purified water through outlet 18 enters the consumer; while the electromagnetic valves 4, 5 are in the "closed" position, and the electromagnetic valve 6 is in the "open" position.

В режиме работы «Фильтрация» вычисляется производительность (в л/мин, по данным расходомера), измеряется давление и температура водопроводной воды на входе, и очищенной, и осветленной воды на выходе устройства. Полученная информация о работе устройства показывается на экране дисплея.In the "Filtration" operating mode, the productivity is calculated (in l / min, according to the flowmeter), the pressure and temperature of the tap water at the inlet, and the purified and clarified water at the device outlet are measured. Received information about the operation of the device is shown on the display screen.

В процессе очистки давление и температура воды на входе и выходе устройства контролируются датчиками 10, 12 и 11, 13 соответственно. По мере загрязнения ФПЭ увеличивается гидродинамическое сопротивление и возрастает перепад давлений между входом и выходом. При достижении критических значений величины перепада давлений (2,5 атм, как это значение задано в программе управления) устройство автоматически изменяет режим работы: работа в режиме «Фильтрация» прекращается, и наступает режим «Прочистка».During the cleaning process, the pressure and temperature of the water at the inlet and outlet of the device are controlled by sensors 10, 12 and 11, 13, respectively. As the PFE is contaminated, the hydrodynamic resistance increases and the pressure drop between the input and output increases. Upon reaching critical values of the pressure drop (2.5 atm, as this value is set in the control program), the device automatically changes the operating mode: the operation in the "Filtering" mode is stopped and the "Cleaning" mode starts.

Режим «Прочистка» осуществляется в два этапа. Сначала происходит очистка ФПЭ в фильтрационной камере 1 (соответствующая индикация на экране дисплея «ПРОЧИСТКА 1»). На втором этапе аналогичным образом осуществляется очистка ФПЭ в фильтрационной камере 2 (индикация на экране дисплея «ПРОЧИСТКА 2»).The "Cleaning" mode is carried out in two stages. First, the PVF is cleaned in the filtration chamber 1 (the corresponding indication on the display screen is “CLEANING 1”). At the second stage, the PPE is similarly cleaned in the filtration chamber 2 (indication on the display screen “CLEANING 2”).

В режиме «Прочистка» происходит очистка ФПЭ от загрязнений посредством продувки картриджей сжатым воздухом. При этом электромагнитные клапаны 3 и 6 переводятся в положение «закрыто», а клапан 8, обеспечивающий подачу сжатого воздуха в фильтрационную камеру 1 от компрессора 9, - в положение «открыто». Происходит прочистка ФПЭ в фильтрационной камере 1. По завершении продувки ФПЭ сжатым воздухом компрессор 9 прекращает работу, и электромагнитный клапан 8 переводится в положение «закрыто». Для удаления промывных вод, прошедших противотоком сквозь ФПЭ в фильтрационную камеру 1 под действием сжатого воздуха, переводят электромагнитный клапан 4 в положение «открыто». Промывные воды самотеком сливаются в канализацию из фильтрационной камеры 1.In the “Cleaning” mode, the PMF is cleaned of contaminants by blowing cartridges with compressed air. In this case, the electromagnetic valves 3 and 6 are translated into the “closed” position, and the valve 8, which provides compressed air to the filter chamber 1 from the compressor 9, is in the “open” position. The PVF is cleaned in the filtration chamber 1. Upon completion of the PVF purge with compressed air, the compressor 9 stops working, and the electromagnetic valve 8 is put into the “closed” position. To remove the wash water that has passed countercurrent through the PFE into the filter chamber 1 under the action of compressed air, the electromagnetic valve 4 is moved to the “open” position. Wash water by gravity is drained into the sewer from the filter chamber 1.

Для проведения очистки ФПЭ, размещенных в фильтрационной камере 2, автоматически переводят электромагнитные клапаны 4 и 8 в положение «закрыто», а клапан 7 - в положение «открыто», включают компрессор 9 и проводят обратную продувку ФПЭ сжатым воздухом в течение заранее заданного промежутка времени. Затем выключают компрессор 9, переводят клапан 7 в положение «закрыто», а электромагнитный клапан 5 - в положение «открыто». После того, как промывные воды будут слиты самотеком в канализацию, переводят клапан 5 в положение «закрыто». По завершении режима «Прочистка» устройство начинает работу в режиме «Фильтрация».To carry out the cleaning of the photomultiplier tubes located in the filtration chamber 2, the electromagnetic valves 4 and 8 are automatically switched to the “closed” position, and the valve 7 to the “open” position, the compressor 9 is turned on, and the photomultiplier is blown back with compressed air for a predetermined period of time . Then turn off the compressor 9, put the valve 7 in the "closed" position, and the solenoid valve 5 - in the "open" position. After the wash water is drained by gravity into the sewer, the valve 5 is moved to the “closed” position. Upon completion of the "Cleaning" mode, the device starts to work in the "Filtering" mode.

Прекращение работы устройства в любом из выше перечисленных режимов осуществляется нажатием кнопки «СТОП» на панели управления. При этом все электромагнитные клапаны закрываются, компрессор выключается, и на экране дисплея показывается команда «СТОП». Полное выключение устройства осуществляется переключением клавиши «ВКЛ» в выключенное состояние.The device is stopped in any of the above modes by pressing the STOP button on the control panel. In this case, all the solenoid valves are closed, the compressor is turned off, and the “STOP” command is shown on the display screen. The device is completely turned off by switching the ON button to the off state.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИЛИ ИНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬTECHNICAL-ECONOMIC OR OTHER EFFICIENCY

Пример. В таблице приведены результаты анализа двух проб водопроводной воды, причем проба №1 не подвергалась очистке, а проба №2 была очищена с использованием микрофильтрационного устройства. Продолжительность испытаний - 8 часов, производительность автоматизированного устройства микрофильтрационного - 2,0 м3/час.Example. The table shows the results of the analysis of two samples of tap water, moreover, sample No. 1 was not purified, and sample No. 2 was purified using a microfiltration device. The test duration is 8 hours, the productivity of the automated microfiltration device is 2.0 m 3 / hour.

Figure 00000005
Figure 00000005

Проба воды №1 не соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения» по показателям цветность, мутность, жесткость общая и железо общее.Water sample No. 1 does not meet the requirements of SanPiN 2.1.4.1074-01 “Drinking water. Hygienic requirements for water quality of centralized drinking water supply systems ”in terms of color, turbidity, total hardness and total iron.

Проба воды №2 соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения» по показателям цветность, мутность, жесткость общая и железо общее.Water sample No. 2 meets the requirements of SanPiN 2.1.4.1074-01 “Drinking water. Hygienic requirements for water quality of centralized drinking water supply systems ”in terms of color, turbidity, total hardness and total iron.

Таким образом, с применением заявленного устройства микрофильтрационного удается достичь технического результата - осветления и очистки воды, в том числе водопроводной, от механических примесей, получения воды, соответствующей требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения» по показателям цветность, мутность, железо общее.Thus, using the claimed microfiltration device, it is possible to achieve a technical result - clarification and purification of water, including tap water, from mechanical impurities, obtaining water that meets the requirements of SanPiN 2.1.4.1074-01 "Drinking water. Hygienic requirements for water quality of centralized drinking water supply systems ”in terms of color, turbidity, total iron.

Claims (2)

1. Устройство микрофильтрационное для очистки воды от механических загрязнений, включающее фильтр, трубопроводную арматуру, систему контрольно-измерительных приборов и аппаратуры, отличающееся тем, что фильтр выполнен в виде двух секций, причем первая из последовательно соединенных секций содержит два вертикально установленных фильтрующих элемента патронного типа, изготовленных из пористого полиэтилена, с размерами микропор 10 мкм, а вторая имеет такую же конструкцию и два аналогичных фильтрующих элемента с размерами микропор 1,0 мкм, при этом регенерация фильтра осуществляется путем последовательной продувки секций противотоком сжатого воздуха без разборки устройства.1. Microfiltration device for purifying water from mechanical impurities, including a filter, pipe fittings, a system of instrumentation and apparatus, characterized in that the filter is made in two sections, the first of the series connected sections containing two vertically mounted filter elements of cartridge type made of porous polyethylene, with micropore sizes of 10 microns, and the second has the same design and two similar filter elements with micropore sizes of 1.0 microns, p At the same time, the filter is regenerated by sequentially purging the sections with countercurrent compressed air without disassembling the device. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено автоматизированной системой управления и контроля.2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with an automated control and monitoring system.
RU2016111996A 2016-03-31 2016-03-31 Microfiltration device for water treatment from mechanical pollution RU2630121C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016111996A RU2630121C1 (en) 2016-03-31 2016-03-31 Microfiltration device for water treatment from mechanical pollution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016111996A RU2630121C1 (en) 2016-03-31 2016-03-31 Microfiltration device for water treatment from mechanical pollution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2630121C1 true RU2630121C1 (en) 2017-09-05

Family

ID=59797958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016111996A RU2630121C1 (en) 2016-03-31 2016-03-31 Microfiltration device for water treatment from mechanical pollution

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2630121C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU206833U1 (en) * 2021-05-11 2021-09-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный энергетический университет» Highly porous cellular filter with pores for purification of gases and water
RU2828888C1 (en) * 2023-05-16 2024-10-21 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Рент-Строй" Water filtration plant

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0236071A2 (en) * 1986-03-07 1987-09-09 Pall Corporation Filtering apparatus
FR2638100A1 (en) * 1988-10-25 1990-04-27 Nalco France Sarl Apparatus for water treatment
RU2134141C1 (en) * 1997-11-28 1999-08-10 Научно-производственная фирма "ВИСМА" Drinking water treatment filter, method for connecting it to water- supply network, and disinfection filter
RU2440182C1 (en) * 2010-06-01 2012-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Экспресс-Эко" Method of producing flat porous membrane from polyethersulfone
RU144132U1 (en) * 2013-11-15 2014-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (ФГУП "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") DEVICE FOR MICROFILTRATION OF TECHNOLOGICAL LIQUIDS
RU2568730C1 (en) * 2014-10-16 2015-11-20 Закрытое акционерное общество "МЕТТЭМ-технологии" Individual facility for liquid purification

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0236071A2 (en) * 1986-03-07 1987-09-09 Pall Corporation Filtering apparatus
FR2638100A1 (en) * 1988-10-25 1990-04-27 Nalco France Sarl Apparatus for water treatment
RU2134141C1 (en) * 1997-11-28 1999-08-10 Научно-производственная фирма "ВИСМА" Drinking water treatment filter, method for connecting it to water- supply network, and disinfection filter
RU2440182C1 (en) * 2010-06-01 2012-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Экспресс-Эко" Method of producing flat porous membrane from polyethersulfone
RU144132U1 (en) * 2013-11-15 2014-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (ФГУП "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") DEVICE FOR MICROFILTRATION OF TECHNOLOGICAL LIQUIDS
RU2568730C1 (en) * 2014-10-16 2015-11-20 Закрытое акционерное общество "МЕТТЭМ-технологии" Individual facility for liquid purification

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU206833U1 (en) * 2021-05-11 2021-09-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный энергетический университет» Highly porous cellular filter with pores for purification of gases and water
RU2828888C1 (en) * 2023-05-16 2024-10-21 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Рент-Строй" Water filtration plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN215559587U (en) Purifier, self-cleaning filtration system
KR101948006B1 (en) Water purifier
CN101143303B (en) Household full-automatic double film self-flushing water-purifying device
CN104096408A (en) Fluid purifier and bypass device used for fluid filtration system
KR101402528B1 (en) High-flux pressured membrane module water-purifying apparatus
KR101402399B1 (en) Lower water collecting assembly of pressured membrane module water-purifying apparatus
RU2630121C1 (en) Microfiltration device for water treatment from mechanical pollution
KR20130107041A (en) Water purifier
KR19990032736A (en) High efficiency water treatment system
CN210438529U (en) Reproducible double-membrane filtration water purifying device
KR20140128841A (en) Apparatus for Cross cleaning water of membrane module and the operating method thereof
JP2017113735A (en) Operation method of separate membrane filtration device and water purification device
CN101961604A (en) Ultra micro-filter device with variable aperture
KR102235399B1 (en) Filter structure having optional both ends collecting function and Filtering mehod using the same
CN204918201U (en) Water purification system and water purifier
JP2008183513A (en) Water purifying apparatus
CN111289339B (en) Water sample pretreatment system
KR200420335Y1 (en) pretreating system for water purifier
CN202643465U (en) Household tap water purification device
RU51521U1 (en) HOUSEHOLD FILTER FOR CLEANING DRINKING WATER
CN207385206U (en) A kind of water purifier
RU22434U1 (en) SOLUTION SEPARATION INSTALLATION
CN219186037U (en) Automatic water stop valve of water purifier filter element
CN215516816U (en) MBR membrane backwash filtration equipment
CN216273415U (en) Water purification system of domestic full-automatic waste water retrieval and utilization