Витяг оборотно розчинної розчиненої речовини для прямоосмотической водоочищення

 

Перехресне посилання на споріднені заявки

Дана заявка підтверджує пріоритет попередньої заявки на патент США №61/517687 під назвою «Регенерація оборотно розчинних розчинених речовин для прямоосмотической водоочищення», зареєстрованої 25 квітня 2011 р., і попередньої заявки на патент США №61/572394 під назвою «Регенерація оборотно розчинної розчиненої речовини для прямоосмотической водоочищення», зареєстрованої 15 липня 2011 р, які обидві наводяться тут через посилання у всій повноті для будь-яких цілей.

Область техніки, до якої належить винахід

Даний винахід відноситься до знесоленню морської води, жорсткої води, стічних вод і/або забрудненої води. Більш конкретно, даний винахід відноситься до прямого осмотичному знесоленню.

Передумови створення винаходу

Прямий осмос відомий в техніці і є предметом недавніх досліджень завдяки ймовірності майбутньої брак свіжої води і відповідному збільшенню попиту в технології економічно ефективного знесолення та водоочищення. Морська вода, жорстка вода або інша забруднена вода можуть бути очищені шляхом проведення води (розчинника)ий спосіб природного, або прямого, осмосу відрізняється від широко використовуваного зворотньоосмотичного способу, де воду пропускають через аналогічно діючу напівпроникну мембрану під тиском. У прямоосмотических способи вода проводиться через напівпроникну мембрану з використанням виводить розчину. Прямоосмотический спосіб не очищає воду. Прямий осмос просто переміщає воду з однієї групи розчинених речовин в іншу групу розчинених речовин.

Аналіз та огляд прямоосмотической технології виконаний в роботі: Miller and Evens, Forward Osmosis, A new approach to water purification and desalination, Sandia Report SAND2006-4634, July 2006, в якій розглядається концепція використання виведення розчинених речовин оборотно розчинних полімерів. Спосіб здійснення виділення розчинених речовин з води не описується.

Прямоосмотическая система на основі аміаку-діоксиду вуглецю описана в патентах США №№7560029 і 6393295 (McGinnis), де температурнозависимая розчинність розчинених речовин використовується для часткового виділення розчинених речовин з води. Розглянуті обложені розчинені речовини є твердими солями, і баланс виділення досягається дистиляцією. Заявка на патент США серійний №11/632994 (Collins) також �речовини з води.

Заявка на патент США серійний №11/796118 описує іншу прямоосмотическую систему, яка використовує вкриті магнітні наночастинки як виведеного розчиненої речовини. PCT/WO 2010/107804 описує використання магнітних частинок в якості контрольованого осмотичного агента.

Патент США №5679254 (Chakrabarti) описує використання температурнозависимой розчинність полімерів у воді для здійснення знесолення, хоча без допомоги прямого осмосу.

Патент США №8021553 (Iyer) описує систему, що використовує оборотно розчинні полімерні розчинені речовини, і нанофильтр для відділення та вилучення одержуваних міцел розчиненої речовини з продукту-води. Iyer визначає виводяться розчинені речовини як з гідрофобним, так і з гідрофільним компонентом. Iyer також розглядає полупериодическое вилучення розчинених речовин шляхом збирання обложеного (або фазоотделенного) виділяється розчиненої речовини на нанофильтре і вилучення розчиненої речовини зворотним промиванням нанофильтра.

Тут розглядаються поліпшені системи і способи прямоосмотической водоочищення або знесолення.

Короткий опис винаходу

Тут розглядаються улучшеривается спосіб очищення забрудненої води. Спосіб включає подачу потоку живлячої забрудненого розчину, що містить воду і має перше осмотичний тиск, на бік харчування напівпроникною мембрани та забезпечення потоку виводить розчину, що містить виведене розчинена речовина має друге осмотичний тиск, на стороні виведення напівпроникної мембрани. Воду пропускають через напівпроникну мембрану на бік виведення з отриманням потоку розведеного виводить розчину. Виводиться розчиненому речовини в потоці розведеного виводить розчину дозволяють утворювати виходить двофазний потік. Виведене розчинена речовина в двофазному вихідному потоці агломерируется з отриманням агломерованого вихідного потоку. Агломерированное виведене розчинена речовина відокремлюється від агломерованого вихідного потоку з отриманням водообогащенного потоку, що містить воду і залишковий виведене розчинена речовина, і збагаченого розчиненим речовиною потоку, що містить агломерированное виведене розчинену речовину і воду. Водообогащенний потік охолоджується з розчиненням залишкового виведеного розчиненої речовини і з отриманням охолодженого однофазного про водообогащенного потоку з отриманням потоку залишкового виведеного розчиненої речовини і потоку продукту очищеної води.

Описані вище та інші об'єкти, характеристики та переваги цього винаходу стануть більш зрозумілими з подальшого докладного опису типових варіантів, як розглянуто тут.

Короткий опис креслень

Варіанти цього винаходу описуються тільки шляхом прикладу з посиланням на додані креслення, на яких:

на малюнку 1 представлений типовий прямоосмотический спосіб відповідно до одного варіанту;

на малюнку 2 представлено типовий прямоосмотический спосіб згідно з іншим варіантом;

на малюнку 3 представлений типовий прямоосмотический спосіб згідно з іншим варіантом;

на малюнку 4 представлена технологічна схема типової прямоосмотической системи відповідно до одного варіанту.

Детальний опис винаходу

Повинно бути зазначено, що для простоти і ясності показу, коли це підходить, посилальні номери можуть повторюватися на всіх фігурах для зазначення відповідних або аналогічних елементів. Крім того, численні окремі деталі наводяться для забезпечення повного розуміння типових варіантів, описаних тут. Однак, фахівцям в даній області техніки буде зрозуміло, що типові варіанти, описані тут, можуть б докладно з тим, щоб не зробити незрозумілими варіанти, описані тут.

Даний винахід відноситься до поліпшених систем з виводять розчином і до способів прямоосмотической водоочищення або знесолення. Системи з виводять розчином і способи містять пристрій для виділення розчинених речовин виводить розчину з водного розчинника та концентрації розчинених речовин виводить розчину як частина системи прямоосмотической водоочищення.

Тут розглядаються виводяться розчинені речовини мають оборотну розчинність. Розчинність розглянутих тут виведених розчинених речовин значно знижується з температурою, але є достатня розчинність в навколишніх умовах при забезпеченні використовуваного робочого осмотичного тиску. Розглянутими тут виведеними розчиненими речовинами є, переважно, полімери, спеціально призначені для використання в системі і способі прямоосмотической водоочищення оборотно розчинних речовин.

У типовому варіанті виведеним розчиненим речовиною є статистичний або чергується сополімер низькомолекулярних диолов, таких як 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол та/або 1,2-этанд�альної очищення з температурою помутніння в інтервалі від 40°C до 90°C і молекулярною масою, досить високою, щоб забезпечити тонко очищувальну фільтрацію розчиненого полімеру з використанням нанофильтра та/або зворотноосмотичної мембрани.

У типовому варіанті виведеним розчиненим речовиною є полигликольний сополімер для використання в способі витягу виведеного розчиненої речовини, який містить коагулятор/сепаратор для об'ємного вилучення розчиненої речовини і нанофильтр для остаточного вилучення повторно розчиненої речовини.

Тут розглядаються виводяться розчинені сополімери складаються з різних рядів чи порядків диолов, які надають необхідні властивості розчину. Осмотичний тиск, температура помутніння, молекулярна маса і молекулярна структура регулюються введенням або виведенням різних мономерних ланок.

У типовому варіанті 1,2-этандиольние ланки вводяться в виведений розчинений сополімер для збільшення молекулярної маси і температури помутніння одержуваного виведеного розчиненого сополімеру. Навпаки, введення 1,2-пропандиольних ланок у виведений розчинений сополімер дає більш низьку температуру помутніння і більш високу молекулярну масу отримуваного виведеного �ють частина 1,2-пропандиольних мономерів високомолекулярних полі(пропілен)гликольних полімерів із збільшенням розчинності та зниженням температури помутніння одержуваного полімеру.

Осмотичний тиск типових виведених розчинених речовин залежить від застосування і необхідного вилучення. Типові виводяться розчинені речовини вимагають більш високого осмотичного тиску для високого вилучення у застосуваннях з потоками способу, що містять більш високі концентрації розчинених твердих речовин. Осмотичний тиск виводить розчину, необхідний для типових систем і способів прямоосмотического водообессоливания морської води, зазвичай складає ~30 атм (30 кг/см2) при мінімумі більш ~40 атм (40 кг/см2), що є кращим для забезпечення прийнятного течії продукту і вилучення. У типовому варіанті розчинність виведеного розчиненої речовини знижується при температурі, яка є достатньо (~10°C) вище навколишньої температури і достатньо (~10°C) нижче температури кипіння.

Іншими словами, розчинність виведеного розчиненої речовини значно змінюється і залежність розчинності від температури збільшується в інтервалі від 40°C до 90°C. Типові виводяться розчинені речовини, що мають сильну залежність розчинності в більш низькому температурному інтервалі (наприклад, ближче до 40°C), є предпочт�ь енергії.

З обмеженнями осмотичного тиску і температури помутніння хімізм типових виведених розчинених полімерів вибрано так, щоб регулювати молекулярну масу та/або фізичну структуру полімеру, що дає високу (>90% і, переважно, >99%) відведення виведеного розчиненої речовини шляхом фільтрації. Крім того, хімізм типових виведених розчинених полімерів вибрано так, щоб мінімізувати зворотну дифузію розчиненої речовини через прямоосмотическую мембрану. Переважно, для водообессоливания солі осмотичний тиск типового виводить розчину, що містить 40% виведеного розчиненого сополімеру в воді, що становить більше 30 атм (30 кг/см2), переважно, більше 40 атм (40 кг/см2), і, більш переважно, більше 50 атм (50 кг/см2), тоді як молекулярна маса виведеного розчиненого сополімеру становить понад 500, переважно, більше 1000, і, більш переважно, 2000.

Приклад

Композиції виведеного розчиненої речовини

Наступні неограничивающие приклади передбачаються для ілюстрації типових варіантів і не призначені обмежувати обсяг цього винаходу.

Композиції виведеного розчиненого �ас. виведеного розчиненої речовини в розчині. Вплив концентрації виводить розчину на осмотичний тиск при типовій робочій температурі прямого осмосу 25°C показано в таблиці 1. Осмотичний тиск вимірювався безпосередньо в порівнянні з NaCl порівняльним еталоном з використанням рівноважного діалізу.

На малюнку 1 показаний типовий прямоосмотический спосіб відповідно до одного варіанту. Потік 1 з джерела жорсткої води подається на бік харчування напівпроникною мембрани в прямоосмотическом модулі 3. Потік 18 виводить розчину подається на бік виведення напівпроникною мембрани в прямоосмотическом модулі 3. Осмотичний тиск потоку 1 з джерела жорсткої води є менше осмотичного тиску потоку 18 виводить розчину. Зазначений перепад тиску змушує воду з потоку 1 з джерела жорсткої води проходити через напівпроникну мембрану, що дає потік 5 розведеного виводить розчину і потік 2 соляного розчину. Потік 5 розведеного виводить розчину пропускають через мережу 4 теплообмінників, де температура збільшується достатньо для ініціювання фазового розділення. Мережа 4 теплообмінників може соді�тури розведеного виводить розчину 5. Температура потоку 19 розведеного виводить розчину, що виходить як виходить потік з мережі 4 теплообмінників, є достатньою для створення двофазного вихідного потоку.

Двофазний виходить потік 19 виводить розчину, що виходить з мережі 4 теплообмінників, подається у коагулятор 6 з регульованою температурою для агломерування невеликих крапель, збагачених розчиненим речовиною, в мережі 4 теплообмінників. Коагулятор 6 призначений для збирання крапель, збагачених розчиненим речовиною, досить великих, щоб відокремлюватися в подальшому способі 8 фазового розділення. У типовому варіанті коагулятор 6 призначений для збирання крапель, збагачених розчиненим речовиною, розміром понад 10 мкм, переважно, більш 25 мкм і більш переважно, більше 50 мкм. Падіння тиску, викликане двухфазними потоками, що пройшли через коагулятор 6, є значно меншим, ніж падіння тиску, викликане двухфазними потоками, що пройшли через нанофильтр. Використання коагулятора 6 виключає вводиться складність і зворотну промивку, необхідні полупериодических операціях.

Коагулятор 6 також може бути поділений на верхню секцію, що містить гідрофобні когидрофильние коагулюють елементи для агрегування води. Ступінь гідрофобності гідрофобних коагулирующих елементів і ступінь гідрофільності гідрофільних коагулирующих елементів вибираються для досягнення певного ступеня агломерування виведеного розчиненої речовини розміром більше 10 мкм. У типовому варіанті ступінь гідрофобності гідрофобних коагулирующих елементів і ступінь гідрофільності гідрофільних коагулирующих елементів вибираються для агломерування виведеного розчиненої речовини розміром більше 10 мкм.

Виходить потік 7 коагулятора подається у гравітаційний сепаратор 8 з регульованою температурою, центрифугу, гидроциклон або подібний пристрій, в якому накопичуються збагачені розчиненим речовиною краплі з коагулятора. Гравітаційний сепаратор 8 призначений для виділення розчиненої речовини з води й отримання безперервного збагаченого розчиненим речовиною потоку 10 і безперервного водообогащенного потоку 9. У типовому варіанті робоча температура коагулятора 6 і гравітаційного сепаратора 8 підтримується нижче 150°C, переважно, нижче 100°C і, більш переважно, нижче 80°C, для встановлення певної концентрації розчиненої речовини і осмотичного тиску водообогащенного 6 і гравітаційного сепаратора 8 обрана для встановлення концентрації розчиненої речовини в водообогащенном потоці 9 менше 5%, переважно, менше 2% і, більш переважно, менше 1% мас. розчиненої речовини в розчині.

У типовому варіанті гравітаційний фазовий сепаратор 8 призначений для концентрування розчиненого речовин в збагаченому розчиненим речовиною потоці 10 до концентрації понад 60%, переважно, більш 80%, і, більш переважно, понад 90% мас. розчиненої речовини в розчині.

Збагачений розчиненим речовиною потік 10, виходить з фазового сепаратора 8 як виходить потік, охолоджується в теплообміннику 16. Водообогащенний потік 9, виходить як виходить потік з фазового сепаратора 8, також охолоджується теплообмінником 11 із забезпеченням повторного розчинення залишкового розчиненої речовини і створенням однофазного охолодженого водообогащенного потоку 12. Охолоджений водообогащенний потік 12 є однофазним потоком, що подаються в нанофильтр 13, ультрафільтр або зворотньоосмотичний модуль, що містить напівпроникну мембрану, або подібний пристрій, що використовується для відділення залишкового розчиненої речовини від продукту-води. Нанофильтр 13 обраний для відділення молекул розчиненої речовини на основі розміру або структури і в ідеальному випадку пропускае�еском модулі або подібному пристрої використовується тільки для вилучення залишкових розчинених речовин в однофазному охолодженому водообогащенном потоці 12. Розчинені речовини повторно розчиняються в однофазному охолодженому водообогащенном потоці 12 для мінімізації падіння тиску через нанофильтр 13 і спрощення роботи. Пермеат 14 фільтра води, що не містить розчинену речовину, являє собою продукт способу.

Збагачений розчиненим речовиною потік 15, виходить з нанофильтра 13, об'єднується в змішувачі 17 з охолодженим збагаченим розчиненим речовиною потоком 10, виходить з теплообмінника 16, зі створенням об'єднаного збагаченого розчиненим речовиною потоку 18. Змішувач 17 використовується для повного розчинення розчиненої речовини в отриманому об'єднаному збагаченому розчиненим речовиною потоці 18. Об'єднаний збагачений розчиненим речовиною потік 18 подається в прямоосмотический модуль 3 для очищення або знесолення потоку 1 з джерела безперервним чином. Збагачений розчиненим речовиною потік 10, виходить з фазового сепаратора 8 як виходить потік, охолоджується в теплообміннику 16 до певної температури, яка підтримує температуру об'єднаного збагаченого розчиненим речовиною потоку 18 достатньо низькою і забезпечує повну розчинність розчиненої речовини в объеЂипичном варіанті, показаному на фігурі 1, коагулятор 6 та/або фазовий сепаратор 8 можуть нагріватися до робочої температури додатковим зовнішнім джерелом тепла (не показано).

В іншому типовому варіанті, показаному на малюнку 1, коагулятор 6 і фазовий сепаратор 8 об'єднуються в одному фізичному пристрої. Альтернативно, замість коагулятора 6 можуть використовуватися площа поверхні в мережі 4 теплообмінників і трубопровід між мережею 4 теплообмінників і фазовим сепаратором 8.

В іншому типовому варіанті, показаному на малюнку 1, замість підтримки температури на основі концентрації розчиненого речовини температура коагулятора 6 і фазового сепаратора 8 регулюється з підтриманням осмотичного тиску водообогащенного потоку 9 нижче 50 мОсм, переважно, нижче 25 мОсм і, більш переважно, нижче 15 мОсм.

В іншому типовому варіанті, показаному на малюнку 1, концентрація розчиненої речовини в потоці 5 розведеного виводить розчину регулюється з використанням швидкості течії потоку 5 розведеного виводить розчину або об'єднаного збагаченого розчиненим речовиною потоку 18. Задана концентрація в потоці 5 розведеного виводить розчину регулюється з підтриманням минте, показаному на фігурі 1, концентрація мікроорганізму в потоці 5 розведеного виводить розчину регулюється УФ-стерилізатором або введенням пестициду.

В іншому типовому варіанті, показаному на малюнку 1, вдосконалений спосіб окислення або адсорбційна система використовується для видалення залишкового виведеного розчиненої речовини з пермеата 14 фільтра.

В іншому типовому варіанті, показаному на малюнку 1, нанофильтр 13, ультрафільтр або зворотньоосмотичний фільтр вибирається для отримання зрізу молекулярної маси менше 2000, переважно, менше 1000 і більш переважно, менше 500; відведення NaCl менше 50%, переважно, менше 25% і, більш переважно, менше 10%; і відведення розчиненої речовини більше 95%, переважно, більше 99% і більш переважно, більш 99,9% мас. розчиненої речовини в розчині.

Приклад

Робочі умови коагулятора

Було досліджено вплив робочої температури коагулятора на концентрацію потоку способу і осмотичний тиск у прямоосмотическом способі, показаному на малюнку 1. У способі використовують кращий виводить розчин, що містить статистичний полиоксисополимер. При нагріванні в коагуляторе 6 осмотическ�оренним речовиною фазу і водообогащенную фазу. Виходить потік 7 коагулятора подається у гравітаційний сепаратор 8 з регульованою температурою, де гравітаційний фазовий сепаратор 8 виділяє розчинену речовину з води з отриманням безперервного збагаченого розчиненим речовиною потоку 10 і безперервного водообогащенного потоку 9. Осмотичний тиск водообогащенного потоку 9 (яке встановлює або обмежує кінцеве енергоспоживання фільтра 13) і композиція розчиненої речовини збагаченого розчиненим речовиною потоку 10 (яка встановлює або обмежує витрату мембрани і максимальну концентрацію сольового розчину, оброблюваного в прямоосмотическом модулі) визначаються як функція робочої температури коагулятора. Результати представлені в таблиці 2.

Робоча температура коагулятора 6 регулюється з встановленням певного осмотичного тиску в водообогащенном потоці 9, виходить як виходить потік сепаратора 8. Робоча температура коагулятора 6 також регулюється з встановленням концентрації розчиненої речовини в збагаченому розчиненим речовиною потоці 10. Як показано в таблиці 2, збільшення робочої температури коагулятора 6 знижує про� стадії 13 фільтрації. Збільшення робочої температури коагулятора 6 також дає збільшення концентрації розчиненої речовини в збагаченому розчиненим речовиною вихідному потоці коагулятора, тому забезпечуючи збільшення витрати мембрани і максимальної концентрації сольового розчину, оброблюваного в прямоосмотическом модулі 3.

На малюнку 2 показаний типовий прямоосмотический спосіб згідно з іншим варіантом. Потік 200 з джерела жорсткої води подається на бік харчування напівпроникною мембрани в прямоосмотическом модулі 202. Потік 240 виводить розчину подається на бік виведення напівпроникною мембрани в прямоосмотическом модулі 202. Осмотичний тиск потоку 200 з джерела жорсткої води є менше осмотичного тиску потоку 240 виводить розчину. Зазначений перепад тиску змушує потік 200 з джерела жорсткої води проходити через напівпроникну мембрану з отриманням потоку 206 розведеного виводить розчину і потоку 204 сольового розчину.

Потік 206 розведеного виводить розчину може бути розділений на два потоку 206 розведеного виводить розчину і подано в мережу теплообмінників, що містить два або більше теплообмінників 208, 210, 214. Один потік 206 разбавленно�авленного виводить розчину подається в водообогащенний теплообмінник 210. Обидва потоку 206 розведеного виводить розчину нагріваються у відповідних теплообмінниках 208, 210, і одержувані потоки нагрітого виводить розчину рекомбинируются з утворенням об'єднаного потоку 212 розведеного виводить розчину. Співвідношення швидкості течії потоків 206 розведеного виводить розчину регулюється так, що різниця температур між двома потоками 206 розведеного виводить розчину, що виходять з теплообмінників 208, 210 в мережі теплообмінників, становить менше 5°C, переважно, менше 3°C і, більш переважно, менше 1°C. Об'єднаний потік 212 розведеного виводить розчину може бути пропущений через додатковий комплектний теплообмінник 214, в якому зовнішнє тепло від джерела скидного тепла, сонячного термічного джерела чи джерела тепла від горіння палива (не показано) вводиться для регулювання температури і компенсації теплових втрат способу.

Потоки 206 розведеного виводить розчину і об'єднаний потік 212 виводить розчину нагріваються в мережі теплообмінників 208, 210, 214 достатньо для ініціювання фазового розділення. Температура об'єднаного потоку 212 розведеного виводить розчину, що виходить як виходяѰ 212.

Двофазний виходить потік 5 виводить розчину, що виходить з комплектного теплообмінника 214, подається у коагулятор 216 з регульованою температурою для агломерування невеликих збагачених розчиненим речовиною крапель, в мережі теплообмінників 208, 210, 214. Коагулятор 216 призначений для агрегування збагачених розчиненим речовиною крапель, досить великих відділення для подальшої обробки в фазовому сепараторі 218. У типовому варіанті коагулятор 216 призначений для агрегування збагачених розчиненим речовиною крапель розміром більше 10 мкм, переважно, більш 25 мкм і більш переважно, більше 50 мкм. Падіння тиску, викликане двухфазними потоками течії, що проходять через коагулятор 216, є значно менше падіння тиску, викликаного двухфазними потоками течії, що проходять через нанофильтр. Використання коагулятора 216 виключає додаткову складність і зворотну промивку, необхідну в полупериодических операціях.

Коагулятор 216 також може бути поділений на верхню секції, що містить гідрофобні коагулюють елементи для агломерування виведеного розчиненої речовини, і на нижню секцію, що містить гідрофільні коагулюють элемеости гідрофільних коагулирующих елементів вибираються для досягнення певного ступеня агломерування виведеного розчиненої речовини розміром більше 10 мкм. У типовому варіанті ступінь гідрофобності гідрофобних коагулирующих елементів і ступінь гідрофільності гідрофільних коагулирующих елементів вибираються для агломерування виведеного розчиненої речовини розміром більше 10 мкм.

Виходить потік 220 коагулятора подається у гравітаційний сепаратор 218 з регульованою температурою, центрифугу, гидроциклон або подібний пристрій, в якому накопичуються збагачені розчиненим речовиною краплі з коагулятора.

Гравітаційний фазовий сепаратор 218 призначений для виділення розчиненої речовини з води й отримання безперервного водообогащенного потоку 222 і безперервного збагаченого розчиненим речовиною потоку 224. У типовому варіанті робоча температура коагулятора 216 і гравітаційного сепаратора 218 підтримується нижче 150°C, переважно, нижче 100°C і, більш переважно, нижче 80°C, для встановлення певної концентрації розчиненої речовини і осмотичного тиску водообогащенного потоку 222, виходить як виходить потік сепаратора 218. У типовому варіанті робоча температура коагулятора 216 і гравітаційного фазового сепаратора 218 обрана для встановлення концентрації розчиненої речовини в водооб�єства в розчині. У типовому варіанті гравітаційний фазовий сепаратор 218 призначений для концентрування розчиненого речовин в збагаченому розчиненим речовиною потоці 224 до концентрації понад 60%, переважно, більш 80%, і, більш переважно, понад 90% мас. розчиненої речовини в розчині.

Водообогащенний потік 222, виходить як виходить потік сепаратора 218, пропускається через водообогащенний теплообмінник 210, де він охолоджується потоком 206 розведеного виводить розчину, а потік 206 розведеного виводить розчину, в свою чергу, нагрівається водообогащенним потоком 222. Збагачений розчиненим речовиною потік 224, виходить як виходить потік сепаратора 218, пропускається через збагачений розчиненим речовиною теплообмінник 208, де він охолоджується потоком 206 розведеного виводить розчину, а потік 206 розведеного виводить розчину, в свою чергу, нагрівається збагаченим розчиненим речовиною потоком 224. Тому мережа теплообмінників 208, 210, 214, головним чином, відводить/витягує значне тепло від вихідних потоків гравітаційного фазового сепаратора 218, включаючи безперервний водообогащенний потік 222 і безперервний збагачений розчиненим речовиною потік 224. на кілька градусів робочою температурою прямоосмотического модуля 202, тоді як потоки 206 розведеного виводить розчину, відповідно, нагріваються.

Водообогащенний потік 222, виходить як виходить потік сепаратора 218, охолоджується водообогащенним теплообмінником 210 із забезпеченням повторного розчинення залишкового розчиненої речовини і створення однофазного охолодженого водообогащенного потоку 226. Охолоджений водообогащенний потік 226 є однофазним потоком, що подаються в нанофильтр 228, ультрафільтр, зворотньоосмотичний модуль, що містить напівпроникну мембрану, або подібний пристрій, що використовується для виділення залишкового розчиненої речовини з продукту-води. Нанофильтр 228 обраний для відділення молекул розчиненої речовини на основі розміру або структури і в ідеальному випадку пропускає більшу частину розчиненої солі. Кінцева стадія фільтрації в нанофильтре 228, ультрафильтре, зворотньоосмотичному модулі або подібному пристрої використовується тільки для вилучення залишкових розчинених речовин в однофазному охолодженому водообогащенном потоці 226. Розчинені речовини повторно розчиняються в однофазному охолодженому водообогащенном потоці 226 для мінімізації падіння тиску через нанофильтр 228 і для спрощення >�богащенний розчиненим речовиною потік 232, виходить з нанофильтра 228, об'єднується в змішувачі 234 з охолодженим збагаченим розчиненим речовиною потоком 224, виходять з збагаченого розчиненим речовиною теплообмінника 208, зі створенням об'єднаного збагаченого розчиненим речовиною потоку 240. Змішувач 234 використовується для повного розчинення розчиненої речовини в отриманому об'єднаному збагаченому розчиненим речовиною потоці 240. Об'єднаний збагачений розчиненим речовиною потік 240 подається в прямоосмотический модуль 202 для очищення або знесолення потоку 200 з джерела безперервним чином. Збагачений розчиненим речовиною потік 224, виходить з фазового сепаратора 218 як виходить потік, охолоджується в збагаченому розчиненим речовиною теплообміннику 208 до певної температури, яка підтримує температуру об'єднаного збагаченого розчиненим речовиною потоку 240 досить низькою і забезпечує повну розчинність розчиненої речовини в об'єднаному збагаченому розчиненим речовиною потоці 240, який надходить в прямоосмотический модуль 202.

У типовому варіанті, показаному на фігурі 2, коагулятор 216 та/або фазовий сепаратор 218 м типовому варіанті, показаному на фігурі 2, коагулятор 216 і фазовий сепаратор 218 об'єднуються в одному фізичному пристрої.

В іншому типовому варіанті, показаному на фігурі 2, замість підтримки температури на основі концентрації розчиненого речовини температура коагулятора 216 і фазового сепаратора 218 регулюється з підтриманням осмотичного тиску водообогащенного потоку 222 нижче 50 мОсм, переважно, нижче 25 мОсм і, більш переважно, нижче 15 мОсм.

В іншому типовому варіанті, показаному на фігурі 2, концентрація розчиненої речовини в потоці 206 розведеного виводить розчину регулюється з використанням швидкості течії потоку 216 розведеного виводить розчину або об'єднаного збагаченого розчиненим речовиною потоку 240. Задана концентрація в потоці 206 розведеного виводить розчину регулюється з підтриманням мінімального витрати в прямоосмотическом модулі 202, щонайменше, 4 л/(м2.ч).

В іншому типовому варіанті, показаному на фігурі 2, концентрація мікроорганізму в потоці 206 розведеного виводить розчину регулюється УФ-стерилізатором або введенням пестициду.

В іншому типовому варіанті, показаному на фігурі 2, вдосконалений засобу�тва з пермеата 228 фільтра.

В іншому типовому варіанті, показаному на фігурі 2, нанофильтр 228, ультрафільтр або зворотньоосмотичний фільтр вибирається для отримання зрізу молекулярної маси менше 2000, переважно, менше 1000 і більш переважно, менше 500; відведення NaCl менше 50%, переважно, менше 25% і, більш переважно, менше 10%; і відведення розчиненої речовини більше 95%, переважно, більше 99% і більш переважно, більш 99,9% мас. розчиненої речовини в розчині.

На малюнку 3 показаний типовий прямоосмотический спосіб згідно з іншим варіантом. Потік 300 з джерела жорсткої води подається на бік харчування напівпроникною мембрани в прямоосмотическом модулі 304. Потік 318 виводить розчину подається на бік виведення напівпроникною мембрани в прямоосмотическом модулі 304. Осмотичний тиск потоку 300 з джерела жорсткої води є менше осмотичного тиску потоку 318 виводить розчину. Зазначений перепад тиску змушує потік 300 з джерела жорсткої води проходити через напівпроникну мембрану з отриманням потоку 306 розведеного виводить розчину і потоку 302 сольового розчину.

Потік 306 розведеного виводить розчину пропускається через мережу 308 теплообнников може містити один або більше теплообмінників, встановлених послідовно або паралельно, для збільшення температури потоку 306 розведеного виводить розчину. Температура потоку 30 розведеного виводить розчину, що виходить як виходить потік з мережі 308 теплообмінників, є достатньою для створення двофазного вихідного потоку.

Двофазний виходить потік 340 виводить розчину, що виходить з мережі 308 теплообмінників, подається в основній коагулятор 310 з регульованою температурою для агломерування невеликих збагачених розчиненим речовиною крапель, в мережі 308 теплообмінників. Основний коагулятор 310 призначений для агрегування збагачених розчиненим речовиною крапель, досить великих відділення для подальшої обробки в фазовому сепараторі 312. У типовому варіанті основний коагулятор 310 призначений для агрегування збагачених розчиненим речовиною крапель розміром більше 10 мкм, переважно, більш 25 мкм і більш переважно, більше 50 мкм. Падіння тиску, викликане двухфазними потоками течії, що проходять через основний коагулятор 310, є значно меншим, ніж падіння тиску, викликане двухфазними потоками течії, що проходять через нанофильтр. Використання коагулятор�ходить потік 314 основного коагулятора подається у гравітаційний сепаратор 312 з регульованою температурою, центрифугу, гидроциклон або подібний пристрій, в якому накопичуються збагачені розчиненим речовиною краплі з основного коагулятора 310. Гравітаційний фазовий сепаратор 312 призначений для виділення розчиненої речовини з води й отримання безперервного водообогащенного потоку 342 і безперервного збагаченого розчиненим речовиною потоку 316. У типовому варіанті робоча температура основного коагулятора 310 і гравітаційного фазового сепаратора 312 підтримується нижче 150°C, переважно, нижче 100°C і, більш переважно, нижче 80°C, для встановлення певної концентрації розчиненої речовини в водообогащенном потоці 342, що виходить як виходить потік сепаратора 312. Робоча температура основного коагулятора 310 і гравітаційного фазового сепаратора 312 може підтримуватися для встановлення концентрації розчиненої речовини в водообогащенном потоці 342 менше 5%, переважно, менше 2% і, більш переважно, менше 1% маси розчиненої речовини в розчині. У типовому варіанті гравітаційний фазовий сепаратор 312 може бути призначений і може працювати для концентрування розчиненої речовини в збагаченому розчиненим речовиною потоці 316 до ко�в розчині. Збагачений розчиненим речовиною потік 316, виходить з фазового сепаратора 312 як виходить потік, охолоджується в теплообміннику 320.

Водообогащенний потік 342, що виходить як виходить потік сепаратора 312, може бути пропущений через допоміжний коагулятор 322 з регульованою температурою, призначений для дисперсної фази з низькою концентрацією розчиненої речовини. Допоміжний коагулятор 322 призначений для агрегування збагачених розчиненим речовиною крапель в водообогащенном потоці 342 та отримання збагаченого розчиненим речовиною потоку 324, виходить як виходить потік з допоміжного коагулятора 322. Завдяки «захлебиванию» коагулятора, викликаного високими концентраціями розчиненої речовини, використання щільною коагулирующей матриці не є життєздатним або перед основним коагулятором 310. В результаті невеликі краплі збагаченої розчиненим речовиною фази можуть зберігатися дисперсними у вихідному потоці 314 основного коагулятора. Зазначені невеликі дисперсні збагачені розчиненим речовиною краплі будуть збільшувати осмотичний тиск вихідного потоку 314 коагулятора і, відповідно, вимагати високого тиску агулятор 322, буде мати низьку концентрацію розчиненої речовини, що забезпечує використання щільною коагулирующей матриці з меншими елементами у допоміжному коагуляторе 322, з отриманням в результаті більш дрібних крапель, агрегируемих і виділяються з водообогащенного потоку 342 перед тим, як він направляється на кінцеву стадію 330 фільтрації. Конструкція, матеріал і конфігурація матриці коагулятора обрані на основі хімічних властивостей розчиненої речовини і розміру дисперсних крапель.

Збагачений розчиненим речовиною потік 324, виходить як виходить потік з допоміжного коагулятора 322, рециклируется і вводиться в вихідний потік 340 двофазного виводить розчину, що виходить з мережі 308 теплообмінників вище по потоку від основного коагулятора 310. Водообогащенний потік 338, виходить як виходить потік з допоміжного коагулятора 322, охолоджується теплообмінником 326 із забезпеченням повторного розчинення залишкового розчиненої речовини і одержання однофазного охолодженого водообогащенного потоку 328. Температура допоміжного коагулятора 322 регулюється незалежно, коли потрібно, для встановлення концентрації розчиненої речовини в однофазному охлажденн�нного речовини в розчині.

Однофазний охолоджений водообогащенний потік 328 подається в нанофильтр 330, ультрафільтр, зворотньоосмотичний модуль, що містить напівпроникну мембрану, або подібний пристрій, що використовується для виділення залишкового розчиненої речовини з продукту-води. Нанофильтр 330 обраний для відділення молекул розчиненої речовини на основі розміру або структури і в ідеальному випадку пропускає більшу частину розчиненої солі. Кінцева стадія фільтрації в нанофильтре 330, ультрафильтре, зворотньоосмотичному модулі або подібному пристрої використовується тільки для вилучення залишкових розчинених речовин в однофазному охолодженому водообогащенном потоці 328. Розчинені речовини повторно розчиняються в однофазному охолодженому водообогащенном потоці 328 для мінімізації падіння тиску через нанофильтр 330 і для спрощення роботи. Пермеат 332 фільтра води, що не містить розчинену речовину, являє собою продукт способу.

Збагачений розчиненим речовиною потік 334, виходить з нанофильтра 330, об'єднується в змішувачі 336 з охолодженим збагаченим розчиненим речовиною потоком 316 зі створенням об'єднаного збагаченого розчиненим речовиною потоку 318.

Змішувач 336 испом речовиною потоці 318. Об'єднаний збагачений розчиненим речовиною потік 318 подається в прямоосмотический модуль 304 для очищення або знесолення потоку 300 з джерела безперервним чином. Збагачений розчиненим речовиною потік 316, виходить з фазового сепаратора 312 як виходить потік, охолоджується в теплообміннику 320 до певної температури, яка підтримує температуру об'єднаного збагаченого розчиненим речовиною потоку 318 досить низькою для забезпечення повної розчинності розчиненої речовини у воді, яка надходить у прямоосмотический модуль 304.

У типовому варіанті, показаному на фігурі 2, коагулятори 310, 322 і/або фазовий сепаратор 312 можуть бути нагріті до робочої температури додатковим зовнішнім джерелом тепла (не показано).

В іншому типовому варіанті, показаному на малюнку 3, основний коагулятор 310 і фазовий сепаратор 312 об'єднуються в одному фізичному пристрої. Альтернативно, площа поверхні в мережі 308 теплообмінників і трубопровід між мережею 308 теплообмінників і фазовим сепаратором 312 можуть використовуватися замість основного коагулятора 310 та його роботи.

В іншому типовому варіанті, показаному на малюнку 3, замість підтримки температури на основі концентго сепаратора 312 регулюється з підтриманням осмотичного тиску водообогащенного потоку 338 нижче 50 мОсм, переважно, нижче 25 мОсм і, більш переважно, нижче 15 мОсм.

В іншому типовому варіанті, показаному на малюнку 3, концентрація розчиненої речовини в потоці 306 розведеного виводить розчину регулюється з використанням швидкості течії потоку 306 розведеного виводить розчину або об'єднаного збагаченого розчиненим речовиною потоку 318. Задана концентрація в потоці 306 розведеного виводить розчину регулюється з підтриманням мінімального витрати в прямоосмотическом модулі 304, щонайменше, 4 л/(м2.ч).

В іншому типовому варіанті, показаному на малюнку 3, концентрація мікроорганізму в потоці 306 розведеного виводить розчину регулюється УФ-стерилізатором або введенням пестициду.

В іншому типовому варіанті, показаному на малюнку 3, вдосконалений спосіб окислення або адсорбційна система використовується для видалення залишкового виведеного розчиненої речовини з пермеата 332 фільтра.

В іншому типовому варіанті, показаному на малюнку 3, нанофильтр 330, ультрафільтр або зворотньоосмотичний фільтр вибирається для отримання зрізу молекулярної маси менше 2000, переважно, менше 1000 і більш переважно, менше 500; відведення �понад 95%, переважно, більше 99% і більш переважно, більш 99,9% мас. розчиненої речовини в розчині.

Системи і способи прямоосмотической очищення або знесолення води, розглянуті тут, ініціюють фазове розділення при нагріванні, одержувана дисперсна двофазна система агрегатується з використанням коагулятора, і маса розчиненої речовини витягується з використанням фазового сепаратора. Нарешті, одержуваний водообогащенний потік охолоджується з розчиненням будь-якого залишкового дисперсного розчиненої речовини, і однофазний потік з низькою концентрацією розчиненої речовини подається у фільтр (наприклад, нанофильтр) для кінцевої безперервної фільтраційної обробки. Нанофильтр або подібний пристрій не використовується для поділу двофазної системи на кінцевій стадії фільтрації.

На малюнку 4 представлена типова технологічна схема типової прямоосмотической системи відповідно до одного варіанту. На стадії 401 потік забрудненого живильного розчину, що містить воду і має перше осмотичний тиск, подається на бік харчування напівпроникною мембрани, і потік виводить розчину, що містить виведене розчинена речовина і має втоз забрудненого живильного розчину отримує можливість проходити через напівпроникну мембрану на бік виведення з отриманням потоку розведеного виводить розчину, містить воду і виведене розчинена речовина, на стороні виведення напівпроникної мембрани.

На стадії 403 потік розведеного виводить розчину нагрівається досить для створення двофазного вихідного потоку.

На стадії 405 виведене розчинена речовина в двофазному вихідному потоці агломерируется з отриманням агломерованого вихідного потоку. На стадії 406 агломерированное виведене розчинена речовина відокремлюється від агломерованого вихідного потоку з отриманням водообогащенного потоку, що містить воду і залишковий виведене розчинена речовина, і збагаченого розчиненим речовиною потоку, що містить агломерированное виведене розчинену речовину і воду.

На стадії 407 водообогащенний потік охолоджується з розчиненням залишкового виведеного розчиненої речовини і отриманням охолодженого однофазного водообогащенного потоку. На стадії 408 залишкове виведене розчинена речовина відокремлюється від охолодженого однофазного водообогащенного потоку з отриманням потоку залишкового виведеного розчиненої речовини і потоку продукту очищеної води.

Спосіб може додатково включати стадії пересоставления і повторної переробки виого збагаченого розчиненим речовиною потоку, містить виведене розчинену речовину і воду. На стадії 410 потік залишкового виведеного розчиненої речовини об'єднується з охолодженим збагаченим розчиненим речовиною потоком з отриманням пересоставленного виводить розчину. На стадії 411 перескладений виводить розчин рециклируется на бік виведення напівпроникної мембрани.

Типові варіанти, описані вище, розглядають поліпшені системи і способи прямоосмотической очищення та знесолення води. Різні модифікації і відхилення від розглянутих типових варіантів будуть очевидні для фахівців в даній області техніки. Предмет розгляду, який призначений відповідати суті даного винаходу, представлений у наступній формулі винаходу.

1. Спосіб очищення забрудненої води, що містить:
- подачу потоку живлячої забрудненого розчину, що містить воду і має перше осмотичний тиск, на бік харчування напівпроникною мембрани;
- забезпечення потоку виводить розчину, що містить виведене розчинена речовина має друге осмотичний тиск на стороні виведення напівпроникною мембрани;
- пропускання води через напівпроникну мембраленного виводить розчину для ініціювання фазового розподілу і отримання двофазного вихідного потоку, містить рідку фазу виведеного розчиненої речовини і рідку водну фазу;
- агломерирование виведеного розчиненої речовини в двофазному вихідному потоці з отриманням агломерованого двофазного вихідного потоку, що містить рідку фазу агломерованого виведеного розчиненої речовини і рідку водну фазу;
- відділення агломерованого виведеного розчиненої речовини від агломерованого двофазного вихідного потоку з отриманням водообогащенного потоку, що містить воду і залишковий виведене розчинена речовина, і збагаченого розчиненим речовиною потоку, що містить агломерированное виведене розчинену речовину і воду;
- охолодження водообогащенного потоку з отриманням охолодженого однофазного водообогащенного потоку; і
- виділення залишкового виведеного розчиненої речовини з охолодженого однофазного водообогащенного потоку з отриманням потоку залишкового виведеного розчиненої речовини і потоку продукту очищеної води.

2. Спосіб за п. 1, який додатково містить:
- охолодження збагаченого розчиненим речовиною потоку з отриманням охолодженого збагаченого розчиненим речовиною потоку, що містить вив� охолодженим збагаченим розчиненим речовиною потоком з отриманням пересоставленного виводить розчину; і
- рециклювання пересоставленного виводить розчину на бік виведення напівпроникної мембрани.

3. Спосіб за п. 1, в якому нагрівання розведеного виводить розчину містить нагрівання розведеного виводить розчину в мережі теплообмінників.

4. Спосіб за п. 1, в якому агломерирование виведеного розчиненої речовини містить агломерирование виведеного розчиненої речовини в коагуляторе.

5. Спосіб за п. 1, в якому відділення агломерованого виведеного розчиненої речовини від агломерованого двофазного вихідного потоку містить відділення агломерованого виведеного розчиненої речовини від агломерованого двофазного вихідного потоку в гравітаційному фазовому сепараторі.

6. Спосіб за п. 1, в якому охолодження водообогащенного потоку містить охолодження водообогащенного потоку в мережі теплообмінників.

7. Спосіб за п. 1, в якому відділення залишкового виведеного розчиненої речовини від охолодженого однофазного водообогащенного потоку містить відділення залишкового виведеного розчиненої речовини від охолодженого однофазного водообогащенного потоку в нанофильтре, ультрафильтре або зворотньоосмотичному модулі.

<щенного розчиненим речовиною потоку в мережі теплообмінників.

9. Спосіб за п. 4, в якому температура помутніння виведеного розчиненої речовини знаходиться в інтервалі від 40°З до 90°З, а робоча температура коагулятора становить менше 150°С.

10. Спосіб за п. 1, в якому концентрація залишкового виведеного розчиненої речовини в водообогащенном потоці становить менш як 5 мас.% розчиненої речовини в розчині.

11. Спосіб за п. 1, в якому осмотичний тиск однофазного охолодженого водообогащенного потоку становить менше 50 мОсм.

12. Спосіб за п. 1, в якому концентрація розчиненої речовини в збагаченому розчиненим речовиною потоці становить понад 60 мас.%. розчиненої речовини в розчині.

13. Спосіб за п. 1, в якому виведеним розчиненим речовиною є статистичний або чергується сополімер низькомолекулярних диолов.

14. Спосіб за п. 13, в якому молекулярна маса статистичного або почергового сополімеру становить понад 500 і осмотичний тиск 40 мас.% розчиненої речовини в розчині становить більше 30 атм (30 кг/см2).

15. Спосіб за п. 13, в якому низькомолекулярними диолами є этандиол і пропандиол і температура помутніння, розчинність і осмотичний тиск виведеного растворЀной маси виведеного розчиненої речовини.

16. Спосіб за п. 1, який додатково включає визначення концентрації або осмотичного тиску залишкового виведеного розчиненої речовини в водообогащенном потоці і регулювання концентрації або осмотичного тиску залишкового виведеного розчиненої речовини шляхом регулювання робочої температури коагулятора.

17. Спосіб за п. 1, який додатково включає регулювання швидкості течії потоку виводить розчину з підтриманням визначеної концентрації виведеного розчиненої речовини в потоці розведеного виводить розчину.

18. Спосіб за п. 4, в якому коагулятор
поділяється на верхню секцію, що містить гідрофобні коагулюють елементи для агломерування виведеного розчиненої речовини, і на нижню секцію, що містить гідрофільні коагулюють елементи для агрегування води, де ступінь гідрофобності гідрофобних коагулирующих елементів і ступінь гідрофільності гідрофільних коагулирующих елементів вибираються для агломерування виведеного розчиненої речовини розміром більше 10 мкм.

19. Спосіб за п. 3, у якому мережа теплообмінників містить щонайменше два теплообмінника.

20. Спосіб за п. 7, в якому нано�менш як 50 мас.% розчиненої речовини в розчині та відведення виведеного розчиненої речовини більше 95 мас.% розчиненої речовини в розчині.

21. Спосіб за п. 1, в якому концентрація мікроорганізмів виведеного розчиненої речовини в способі регулюється УФ-стерилізатором або пестицидом.

22. Спосіб за п. 7, у якому спосіб окислення або адсорбційна система використовується для видалення залишкового виведеного розчиненої речовини з пермеата фільтра нанофильтра, ультрафильтра або зворотньоосмотичного модуля.

23. Система очищення забрудненої води, яка містить: напівпроникну мембрану, яка має сторону харчування для
- отримання потоку забрудненого живильного розчину, що містить воду і має перше осмотичний тиск, і сторону виведення для отримання потоку виводить розчину, що містить виведене розчинена речовина має друге осмотичний тиск, де напівпроникна мембрана призначена для пропускання води з потоку забрудненого живильного розчину на бік виведення з отриманням потоку розведеного виводить розчину;
- перший теплообмінник призначений для нагрівання потоку розведеного виводить розчину для ініціювання фазового розподілу і отримання двофазного вихідного потоку, що містить рідку фазу виведеного розчиненої речовини і жидЂоке розведеного виводить розчину з отриманням агломерованого двофазного вихідного потоку, містить рідку фазу агломерованого виведеного розчиненої речовини і рідку водну фазу;
- гравітаційний фазовий сепаратор, призначений для виділення агломерованого виведеного розчиненої речовини з агломерованого двофазного вихідного потоку з отриманням водообогащенного потоку, що містить воду і залишковий виведене розчинена речовина і збагаченого розчиненим речовиною потоку містить агломерированное виведене розчинену речовину і воду;
- другий теплообмінник, призначений для охолодження водообогащенного потоку, з отриманням охолодженого однофазного водообогащенного потоку; і
- зворотньоосмотичний модуль, призначений для виділення залишкового виведеного розчиненої речовини з охолодженого однофазного водообогащенного потоку з отриманням потоку залишкового виведеного розчиненої речовини і потоку продукту очищеної води.



 

Схожі патенти:

Спосіб очищення фенолсодержащих стічних вод переробки рисового лушпиння

Винахід відноситься до очищення промислових стічних вод від органічних речовин і може бути використано для очищення фенолсодержащих стічних вод виробництва целюлозних матеріалів. Спосіб очищення фенолсодержащих стічних вод лужно-гідролізної переробки рисового лушпиння включає попереднє обескремніюваний фенолсодержащих стічних вод шляхом їх обробки соляною кислотою з осадженням твердого та відділенням від розчину кремнійвміщуваних продукту і електрохімічне окислення в присутності хлорид-іонів в електролітичній комірці з використанням постійного струму. Процес електрохімічного окислення проводять при концентрації хлорид-іонів 0,10-0,11 моль/л бездиафрагменной електролітичній комірці з використанням перекисного рутениево-титанового анода і титанового катода протягом 70-90 хв при щільності струму 100-150 мА/см2 з безперервним перемішуванням. Необхідну концентрацію хлорид-іонів забезпечують шляхом розведення водою фенолсодержащих стічних вод після їх обескремнивания. Винахід дозволяє підвищити ступінь очищення полідисперсних концентрованих фенолсодержащих стічних вод лужно-гідролізної переробки рисового лушпиння від фенолу та інших органическ�

Пристрій для очищення водойм від синьо-зелених водоростей

Винахід відноситься до сільськогосподарського машинобудування, зокрема, може використовуватися при очищенні водойм від синьо-зелених водоростей. Пристрій містить плавзасіб, раму, гідропривід. На рамі шарнірно закріплені поздовжні тяги, а на їх консольної частини встановлена навішування для кріплення барабана з можливістю переміщення у вертикальній площині. Барабан встановлений з можливістю заміни обойми барабана, причому барабан обертається від гідромотора через ремінну передачу в напрямку, протилежному руху плавзасоби. Технічний результат винаходу - поліпшення якості виконання технологічного процесу очищення водойм від синьо-зелених водоростей і зниження енергоємності. 2 іл.

Спосіб глибокої біологічної очистки стічних вод від органічних сполук азоту амонійних солей

Винахід може бути використаний для біологічної очистки побутових і близьких до них за складом виробничих стічних вод від органічних сполук азоту амонійних солей. Вихідну стічну воду обробляють знакозмінних зонах зі зниженим кисневим режимом і аеробним режимом з наступним відстоюванням біологічно очищеної води і рециркуляцією активного мулу. Спочатку стічну воду обробляють у двох зонах зі зниженим кисневим режимом, де нарощування прикріплених мікроорганізмів виробляють на площинному інертному матеріалі при його питомої площі поверхні в першій зоні 17 м2/м3 і в другій - 21 м2/м3 і гідравлічного навантаження в першій зоні не вище 1,38 м3/м2 носія і в другій - 0,43 м3/м2 носія. Потім обробку ведуть у двох аеробних зонах при питомій площі інертного завантажувального матеріалу 24 м2/м3 і гідравлічного навантаження 0,32 м3/м2 носія в кожній. При цьому рециркулируемую суміш стічної води і активного мулу з останньої аеробної зони подають на початок першої зони в кількості 120-150% від обсягу надходить стічної води. Концентрацію кисню в зонах зі зниженим кисневим режимом підтримують у кількості 0,5 мг/л, а в аеробних зонах - 4-5 мг/л. Відстоювання очищеннние енерговитрат на подачу повітря, зменшення обсягу вторинних відстійників в 2 рази. 1 пр., 1 табл., 3 з.п. ф-ли.

Біологічний стабілізаційний ставок-накопичувач (варіанти)

Винахід відноситься до галузі гідротехніки, а саме до підготовки стічних вод у зрошуваному землеробстві для поливу і добрива рослин. Біологічний стабілізаційний ставок-накопичувач включає замкнуту водозабірну акваторію водойми у вигляді ставка-накопичувача 1, що має водоподводящую трубу 2 з живиться колектором 21, і водораспределительное пристрій на вході відвідного трубопроводу 4. Водораспределительное пристрій має два концентрично розташованих кільця, внутрішнє 5 з яких з'єднується з трубопроводом випуску, а зовнішнє 6 - з трубопроводом підведення і розміщено в нижній точці похилого днища. Вхідний отвір кільця 5 забезпечене повітряною трубкою 9 з вентилем 10, один кінець якої встановлений на вході в відвідний трубопровід 4, а інший повідомлений з атмосферою. Джерело стисненого повітря і газу, що виділяється з стічних вод, виконаний у вигляді послідовно розташованої на відвідному трубопроводі 4 нижче його входу змішувальної камери 11 з сітчастим полотном 12 у верхній частині. Камера 11 з'єднана трубкою 13 з перфорованими трубками 14, розташованими в порожнині внутрішнього кільця 5. У бічних стінках внутрішнього кільця 5 виконані повітро-газові щілинні отвори 16. З метою регулустановлен щит 19 з нахилом в сторону дна ставка. Щит 19 може бути встановлений на горизонтальній осі 20 обертання і з'єднаний тягою з приводом вертикального переміщення. За другим варіантом виконання ставок-накопичувач включає послідовно розташовані водойми з похилими днищами і водораспределительними пристроями. Водорозподільні пристрої виконані у вигляді двох концентрично розташованих кілець, внутрішнє з яких з'єднується з трубопроводом випуску, а зовнішнє - з трубопроводом підведення стоків, розміщених у нижній точці похилого днища. Внутрішнє кільце забезпечено повітряною трубкою з вентилем, один кінець якої встановлений на вході в відвідний трубопровід, а інший повідомлений з атмосферою. У бічних стінках внутрішнього кільця виконані повітро-газові випускні отвори. Водорозподільні пристрої з'єднані на відвідному трубопроводі зі змішувальними камерами. Пристрій підвищує ефективність захисту паркану стічних вод від попадання плаваючого сміття і одночасно сприяє знешкодженню при подачі стоків на зрошення. Конструкція пристрою дозволяє змішувати повітря за рахунок організації процесу повітряно-газового з'єднання і відведення його з камери, що знаходиться в газоподібному стані. 2

Спосіб отримання біометану

Винахід відноситься до галузі переробки органічної сировини. Запропоновано спосіб отримання біометану. Спосіб включає анаеробне зброджування органічних речовин в метантенке з електричною активацією середовища постійною напругою від 0,2 до 36 В при перемішуванні і барботировании маси виділяється біогазом. Органічні речовини в метантенк подають з вологістю 40-95%, проводять контроль з допомогою реєстрації поточного значення сили струму в електричної ланцюга, виробляючи розрахунок провідності системи, реєстрації об'ємної витрати біогазу, що утворюється і визначення поточного значення вмісту вуглекислого газу в біогазі у верхній частині метантенка. Управління процесом електричної активації метаногенеза здійснюють за рахунок регулювання сили струму, шляхом установки нового значення струму на рівні суми поточного і розрахованого максимального струму. Винахід забезпечує підвищення вмісту метану в біогазі, інтенсифікацію процесу отримання біогазу, підвищення стабільності протікання процесу і отримання цільового продукту з точно заданими параметрами. 4 іл., 1 пр.
Група винаходів може бути використана в мембранному електролітичному виробництві хлору й гідроксиду натрію для очищення водних композицій, що містять хлорид натрію, від кремнію. Для здійснення способу у водну композицію хлориду натрію, що містить кремній, додають сполука, що містить алюміній, для отримання молярного вмісту алюмінію, що перевищує молярне вміст кремнію у зазначеній водної композиції. Контролюють і підтримують рН композиції на першому рівні, більше або дорівнює 8 і менше або дорівнює 10, для отримання першого осаду. Контролюють і підтримують рН отриманої водної композиції на другому рівні більше або дорівнює 4 і менше або дорівнює 7 для отримання другого осаду. Потім утворилися опади відокремлюють від водної суспензії для отримання очищеної водної композиції. За другим варіантом способу опади відокремлюють на кожній стадії їх утворення. Спосіб отримання хлору й гідроксиду натрію включає електроліз водного розчину хлориду натрію, очищеного від кремнію запропонованими способами, з використанням мембранного електролізера. Винаходи забезпечують зниження вмісту кремнію в очищуваному розчині, що містить хлорид натрію, при утриманні
Винаходи можуть бути використані при отриманні вуглеводнів з природного або попутного нафтового газу. Спосіб очищення від оксигенатів реакційної води, що утворюється на стадії синтезу вуглеводнів із синтез-газу в процесі GTL, включає конверсію хоча б частини містяться в ній оксигенатів в умовах загартування синтез-газу хоча б частиною реакційної води при температурі вище 500°С при контакті з каталізатором парової конверсії оксигенатів. Подальше охолодження синтез-газу до температури нижче 400°С здійснюють уприскуванням очищеної води в потік синтез-газу. Спосіб використання реакційної води, що утворюється на стадії синтезу вуглеводнів із синтез-газу в процесі GTL, включає її очищення від оксигенатів в умовах загартування синтез-газу при температурі вище 500°С при контакті з каталізатором парової конверсії оксигенатів, дегазацію очищеної води. Очищену дегазированную воду використовують для охолодження синтез-газу до температури нижче 400°С і для одержання водяної пари. Винаходи забезпечують ефективну очистку реакційної води від оксигенатів та використання отриманої очищеної води в якості живильної води для котлів і для виробництва водяної пари. 2 н. і 2 з.п. ф-ли.

Фільтр і пристрій фільтрування води, що містить фільтр

Винахід відноситься до фільтра, призначеного для використання в пристрої фільтрування води. Пристрій фільтрування води містить фільтр, що має, в цілому, плоский профіль. Пристрій фільтрування води містить контейнер, призначений для фільтрованої води, прийомну лійку, призначену для установки в контейнер і для прийому нефільтрованої води. Фільтр виконаний з можливістю установки в прийомну лійку для фільтрування води, що подається в приймальну воронку. Фільтр утворює вихід з приймальної воронки, через який фільтрована вода потрапляє в контейнер. Фільтр становить дно приймальної воронки, так що фільтрування води відбувається по всій площі дна приймальної воронки. Фільтр містить корпус, що має вхід для прийому води, яку необхідно профільтрувати, і вихід для видачі фільтрованої води, причому між входом і виходом міститься фільтрувальне середовище. Фільтруюча воду середовище містить шар іонообмінної смоли і шар матеріалу, наповненого активованим вугіллям, причому ці шари виконані як два окремих шару, розташованих в корпусі. Технічний результат: висока швидкість фільтрування. 2 н. і 20 з.п. ф-ли, 6 іл.

Опріснювальна установка і її термоумягчитель

Група винаходів відноситься до області опріснення морської води, а саме до опреснительной установці і її термоумягчителю. Опріснювальна багатоступенева адіабатна установка додатково містить термоумягчитель (52), службовець для генерації часток шламу в обсязі нагрітої в паровому підігрівнику (26) живильної води, що відбирається з трубопроводу її подачі на вхід багатоступінчастого адиабатного випарника (4), і двосекційний приймач живильної води (76) для зниження пересичення в упариваемой морській воді за рахунок використання шламових часток в якості "затравочного кристалу" в обсязі пересиченого розчину. Термоумягчитель (52) містить вбудовану в корпус (53) під його кришкою перфоровану діафрагму (56), куполоподібну горизонтальну перегородку (61), встановлену з зазором щодо внутрішньої стінки корпусу, вертикальні циліндричні обичайки, колектор відводу випара (62) під куполоподібної перегородкою, патрубок відводу води поєднаний з відведенням часток шламу і встановлений в днищі корпуса, а патрубок підведення пари вмонтований в кришку корпусу. Забезпечується зниження швидкості накипоутворення на робочих поверхнях елементів установки. 2 н. п. ф-ли, 9 іл.

Пристрій детектування і спосіб детектування

Винахід відноситься до пристрою і способу детектування якості рідини, що використовуються в пристроях очищення води. Пристрій детектування «візуалізує» якість води у вигляді видимого випромінювання замість перетворення інтенсивності ультрафіолетового випромінювання в цифрову форму і містить перше вікно детектування, вкрите першим матеріалом для перетворення прийнятого першого ультрафіолетового випромінювання, яке випускається джерелом ультрафіолетового випромінювання і проходить через рідину, в перше видиме випромінювання. Пристрій додатково змішує перше видиме випромінювання з другим видимим випромінюванням для генерації третього видимого випромінювання. Різний колір третього видимого випромінювання відображає різне якість води. Винахід дозволяє спростити пристрій і спосіб за рахунок відсутності у воді датчиків ультрафіолетового випромінювання, детектуючих інтенсивність ультрафіолетового випромінювання. 3 н. і 11 з.п. ф-ли, 6 іл.

Гемодиафильтровальний/гемофильтровальний картридж

Винахід відноситься до пристроїв і способів гемодиафильтрации/гемофільтрації

Пристрій для зневоднення осаду

Винахід відноситься до пристроїв для фільтрування та зневоднення суспензій тонкодисперсних матеріалів і може бути використане в гірничорудної, вугільної, хімічної, харчової та інших галузях промисловості

Пристрій для вироблення надчистої води за принципом зворотного осмосу

Винахід відноситься до вироблення надчистої води за принципом зворотного осмосу. Пристрій для вироблення надчистої води за принципом зворотного осмосу містить фільтруючий модуль (6) зворотного осмосу, розділений мембраною (8) на первинну камеру (7) і вторинну камеру (9), і живить резервуар (3) з атмосферним вентиляцією, в який входить підвідний трубопровід (1) води. Від нижнього кінця живлячої резервуара (3) до первинної камері (7) йде трубопровід (5), в який вбудований насос (4). З первинної камери (7) назад до живлячої резервуару (3) веде зворотний трубопровід (14) концентрату, а з вторинної камери (9) виходить трубопровід (28) пермеата. У зворотний трубопровід (14) концентрату вбудований насос (20) Вентурі з звужується камерою (21) і розширюється камерою (22), в який входить всмоктуючий шланг (18), вибірково сполучається за допомогою штекерного з'єднання (17, 26) з містить дезинфікуючий засіб резервуаром (27) або із зворотним трубопроводом (14) концентрату вище по потоку від насоса (20) Вентурі. Штекерне з'єднання (17, 26) містить дві вставляються один в одного з'єднувальні деталі, при роз'єднанні яких нерухома деталь з'єднання автоматично закривається, а приєднання або від'єднання вса�чет цього процедура дезінфекції може бути істотно автоматизована. 10 з.п. ф-ли, 4 іл.
Винахід відноситься до галузі теплоенергетики і може бути використано для отримання глибоко знесоленої води з прісних і солонуватих вод

Зворотньоосмотична установка

Винахід відноситься до засобів для опріснення природних солоних і солонуватих вод методом зворотного осмосу

Галогеновані амідні біоцидні з'єднання і способи обробки водних систем від майже нейтральних до високих величинах рн

Винахід відноситься до способу боротьби з мікроорганізмами в водній системі. Спосіб включає обробку водної системи ефективною кількістю з'єднання формули I, де водна система має величину pH 6,9 або вище. У формулі I X являє собою галоген; R і R1 являють собою, відповідно, гидроксиалкил і цианорадикал (-C≡N), або R і R1 являють собою, відповідно, водень і амидорадикал формули . Спосіб дозволяє ефективно боротися з мікроорганізмами в водних системах з підвищеними значеннями pH. 7 з.п. ф-ли, 7 іл., 6 табл., 9 пр.

Галогеновані амідні біоцидні з'єднання і способи обробки водних систем при рн від майже нейтрального до високого

Винахід відноситься до способу боротьби з мікроорганізмами в водній системі. Пропонований спосіб включає обробку водної системи ефективною кількістю з'єднання формули I, причому водна система містить відновник у кількості щонайменше 10 год/млн. У формулі (I) Х являє собою галоген; R і R1, відповідно, являють собою водень і амидорадикал формули Спосіб дозволяє ефективно боротися з мікроорганізмами в водних системах дезактивуючих умовах, створюваних присутністю відновника. Винахід відноситься також до застосування формули сполуки (I) для боротьби з мікробами в водній системі, що містить відновник. 2 н. і 8 з.п. ф-ли, 4 табл., 5 пр.

Пристрій для фільтрації стічних вод з системою очищення зворотньоосмотичних мембран

Винахід відноситься до технології захисту навколишнього середовища, використовує фільтруючі обратноосмотические мембрани для очистки стоків, наприклад фільтрату полігонів захоронення твердих побутових відходів. Пристрій містить приймальний резервуар, основний нагнітаючий насос, вхідний трипозиційний швидкодіючий клапан, штуцер введення очищуваного стоку, мембранний блок, штуцер для виведення очищеного стоку, вихідний трипозиційний швидкодіючий клапан і резервуар очищеного стоку, послідовно з'єднані між собою трубопроводом для роботи в режимі очищення стоку. У свою чергу резервуар очищеного стоку, додатковий насос, вихідний трипозиційний швидкодіючий клапан, штуцер для виведення очищеного стоку, мембранний блок, вхідний трипозиційний швидкодіючий клапан і відстійник послідовно з'єднані додатковим трубопроводом для роботи в режимі очищення зворотноосмотичної мембрани. Мембранний блок сполучений з ультразвуковим генератором. Блок управління, яким забезпечено пристрій, з'єднаний з вхідним і вихідним трипозиційними швидкодіючими клапанами, додатковим насосом і ультразвуковим генератором. Технічний результат зобр�ських мембран і збільшення терміну їх служби. 1 іл.

Спосіб очищення води та пристрій для його здійснення

Винаходи можуть бути використані при одержанні води для питних цілей, для медичних цілей, для водних процедур, а також в сільському господарстві для рослинництва, тваринництва, рибництва. Для здійснення способу вихідну воду фільтрують через сорбуючий матеріал, що містить графени та/або вуглецеві нанотрубки, і потім - через мембрану, що містить наскрізні пори циліндричної або конусної форми діаметром 0,005-0,3 мікрона. Пристрій для очищення води включає сорбуючий матеріал, що містить графени та/або вуглецеві нанотрубки, і мембрану, що містить наскрізні пори циліндричної або конусної форми діаметром 0,005-0,3 мікрона. Мембрана фільтрувального елемента є трекової мембраною. Циліндричні пори в мембрані утворені вуглецевими нанотрубками. Винаходи дозволяють підвищити ефективність та надійність очищення води, а також знизити її вартість. В очищеній воді зберігаються корисні для людини мінеральні елементи, а вода набуває підвищену біологічну активність. 2 н. і 12 з.п. ф-ли, 1 іл., 3 пр.
Up!