RU2050178C1 - Method to separate water-oil emulsion by ultrafiltration - Google Patents
Method to separate water-oil emulsion by ultrafiltration Download PDFInfo
- Publication number
- RU2050178C1 RU2050178C1 SU5054119/26A SU5054119A RU2050178C1 RU 2050178 C1 RU2050178 C1 RU 2050178C1 SU 5054119/26 A SU5054119/26 A SU 5054119/26A SU 5054119 A SU5054119 A SU 5054119A RU 2050178 C1 RU2050178 C1 RU 2050178C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- washing solution
- permeate
- concentrate
- ultrafiltration
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 title claims description 11
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 title description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 32
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 21
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 7
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 7
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 11
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002563 ionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- -1 syntanol DS-10 Chemical compound 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
8 hours. In the case washing solution has, mass sodium hydroxide 2 4; sintanol ДС-10 0.3 0.6; trisodium phosphate 0.2 - 0.4; permeate balance. EFFECT: high degree of liquid mediums separation. 1 dwg
Description
Изобретение относится к разделению жидких сред ультрафильтрацией и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. The invention relates to the separation of liquid media by ultrafiltration and can be used in the chemical and petrochemical industries.
Известен способ разделения жидких сред, в частности водомасляных эмульсий, включающий их подачу в рабочие каналы мембранной установки, концентрирование задерживаемого компонента на мембране с отводом пермеата и концентрата и периодическую регенерацию мембраны моющим раствором (Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация. М. Химия, 1978, с. 281 283). A known method of separating liquid media, in particular water-oil emulsions, including feeding them into the working channels of the membrane unit, concentrating the delayed component on the membrane with the removal of permeate and concentrate and periodic regeneration of the membrane with a washing solution (Dytnersky Yu.I. Reverse osmosis and ultrafiltration. M. Chemistry 1978, p. 281,283).
Недостатками этого способа являются значительный расход моющего раствора и затраты энергии на принудительную циркуляцию раствора по рабочим каналам мембранной установки. The disadvantages of this method are the significant consumption of the washing solution and the energy costs for the forced circulation of the solution through the working channels of the membrane installation.
Целью изобретения является повышение эффективности ультрафильтрационного разделения водомасляных эмульсий. The aim of the invention is to increase the efficiency of ultrafiltration separation of water-oil emulsions.
Это достигается тем, что в способе разделения водомасляных эмульсий ультрафильтрацией, включающем их подачу в рабочие каналы мембранной установки, концентрирование задерживаемого компонента на мембране с отводом пермеата и концентрата и периодическую регенерацию мембраны моющим раствором, согласно изобретению регенерацию ведут при заполненных концентратом рабочих каналах, сообщающихся с атмосферой, введении под мембрану моющего раствора, содержащего, мас. Гидроксид натрия 2 4 Синтанол ДС-10 0,3 0,6 Тринатрийфосфат 0,2 0,4 Пермеат Остальное, и контактировании с мембраной под избыточным давлением 0,2 0,6 м столба жидкости в течение 1,5 8,0 ч. This is achieved by the fact that in the method for separating water-oil emulsions by ultrafiltration, including feeding them into the working channels of the membrane unit, concentrating the delayed component on the membrane with permeate and concentrate discharge, and periodically regenerating the membrane with a washing solution, according to the invention, regeneration is carried out with working channels filled with concentrate communicating with atmosphere, the introduction under the membrane of a washing solution containing, by weight.
Наличие концентрата в рабочих каналах мембранной установки и сообщение их с атмосферой во время регенерации мембраны обеспечивает создание одинакового перепада давления на мембране, независимо от относительного расположения отдельных мембранных модулей установки и напорной емкости с моющим раствором, что ставит все модули установки в равные условия по режиму регенерации, предотвращает потерю моющего раствора при продавливании его сквозь мембрану и препятствует накоплению моющего раствора, проникшего сквозь мембрану, преимущественно в нижних модулях установки. The presence of concentrate in the working channels of the membrane installation and their communication with the atmosphere during the regeneration of the membrane ensures the creation of the same pressure drop across the membrane, regardless of the relative location of the individual membrane modules of the installation and the pressure tank with a washing solution, which puts all installation modules in equal conditions for the regeneration mode , prevents the loss of washing solution when forcing it through the membrane and prevents the accumulation of washing solution that has penetrated through the membrane, mainly but in the lower installation modules.
Введение моющего раствора в мембранную установку со стороны пермеата позволяет сохранить качество основной массы раствора, заполняющего все пространство для отвода пермеата. Безвозвратно теряется лишь раствор, проникший сквозь мембрану в рабочие каналы установки. Регенерация мембраны происходит в диффузионно-конвективном режиме, под давлением столба жидкости со стороны пермеата моющий раствор проникает сквозь мембрану путем конвекции на участках мембраны с большими порами и путем диффузии на участках с маленькими порами. В результате адсорбционного взаимодействия активных компонентов моющего раствора с компонентами загрязнений происходят удаление слоя загрязнений и очистка поверхности пор и самой мембраны с приданием ей грязеотталкивающих свойств. Продукты такого взаимодействия и отдельные частицы слоя загрязнений диффундируют от поверхности мембраны в основную массу концентрата, что может быть ускорено приложением избыточного давления со стороны пермеата. Экспериментально найдено, что минимальная величина избыточного давления моющего раствора равна 0,2 м столба жидкости. Слишком большое избыточное давление под мембраной ведет к нерациональному расходованию моющего раствора. Экспериментально найдено, что максимальная величина избыточного давления под мембраной соответствует 0,6 м столба жидкости. Регенерацию мембраны проводят путем контактирования моющего раствора под избыточным давлением в течение определенного времени, зависящего от сочетания нескольких факторов величины избыточного давления раствора со стороны пермеата, концентрации активных компонентов моющего раствора, конкретного состава отложений на поверхности мембраны. Экспериментально определено, что длительность контактирования составляет 1,5 8,0 ч, что удобно вписывается в обычный двухсменный график работы оборудования. The introduction of the washing solution into the membrane unit from the permeate side allows you to maintain the quality of the bulk of the solution filling the entire space for removal of permeate. Only the solution penetrated through the membrane into the working channels of the installation is irretrievably lost. The membrane regenerates in a diffusion-convective mode, under the pressure of a liquid column from the permeate side, the washing solution penetrates through the membrane by convection in areas of the membrane with large pores and by diffusion in areas with small pores. As a result of the adsorption interaction of the active components of the washing solution with the components of the contaminants, the layer of contaminants is removed and the surface of the pores and the membrane are cleaned to give it dirt-repellent properties. The products of this interaction and the individual particles of the pollution layer diffuse from the membrane surface into the bulk of the concentrate, which can be accelerated by the application of excess pressure from the permeate side. It was experimentally found that the minimum excess pressure of the washing solution is 0.2 m of a liquid column. Too much excess pressure under the membrane leads to wasteful washing solution. It was experimentally found that the maximum value of excess pressure under the membrane corresponds to 0.6 m of a liquid column. Membrane regeneration is carried out by contacting the washing solution under excess pressure for a certain time, depending on a combination of several factors, the magnitude of the excess pressure of the solution from the permeate side, the concentration of the active components of the washing solution, and the specific composition of the deposits on the membrane surface. It was experimentally determined that the contact duration is 1.5 to 8.0 hours, which conveniently fits into the usual two-shift equipment operating schedule.
При разделении водомасляных эмульсий на поверхности и в порах мембраны накапливаются отложения, в состав которых входят, как правило, органические соединения и малорастворимые соли (соли жесткости). Для удаления отложений аналогичного состава обычно используют моющие растворы, содержащие ионогенные или неионогенные поверхностно-активные вещества, тринатрийфосфат, едкий натр. When water-oil emulsions are separated, deposits accumulate on the surface and in the pores of the membrane, which usually include organic compounds and sparingly soluble salts (hardness salts). Detergent solutions containing ionic or nonionic surfactants, trisodium phosphate, sodium hydroxide are usually used to remove deposits of a similar composition.
Заявляемый способ разделения водомасляных эмульсий реализуют, используя для регенерации моющий раствор, содержащий гидроксид натрия, тринатрийфосфат и синтанол ДС-10. Моющий раствор готовят на основе пермеата, полученного в процессе разделения водомасляной эмульсии. Состав пермеата фактически зависит от состава разделяемой эмульсии, но присутствие примесей, проникших через мембрану в пермеат, не влияет на свойства моющего раствора, тогда как возможность исключить применение других растворителей (например, умягченной воды) существенно упрощает технологию приготовления моющего раствора. The inventive method for the separation of oil-water emulsions is implemented using a washing solution containing sodium hydroxide, trisodium phosphate and syntanol DS-10 for regeneration. A washing solution is prepared on the basis of permeate obtained in the process of separation of a water-oil emulsion. The composition of the permeate actually depends on the composition of the emulsion to be separated, but the presence of impurities penetrating the permeate through the membrane does not affect the properties of the washing solution, while the possibility of eliminating the use of other solvents (e.g., softened water) greatly simplifies the technology for preparing the washing solution.
Экспериментально определен оптимальный состав моющего раствора, мас. Гидроксид натрия 2 4 Синтанол ДС-10 0,3 0,6 Тринатрийфосфат 0,2 0,4 Пермеат Остальное
Введение реагентов в указанных пределах концентраций обеспечивает полное восстановление фильтрующей способности мембраны.The optimal composition of the washing solution, wt.
The introduction of reagents in the specified concentration ranges provides a complete restoration of the filtering ability of the membrane.
На чертеже показана схема мембранной установки для разделения водомасляных эмульсий, обеспечивающая реализацию заявляемого способа. The drawing shows a diagram of a membrane installation for the separation of oil-water emulsions, providing the implementation of the proposed method.
Схема содержит мембранный модуль 1, напорную емкость 2 и вспомогательный циркуляционный насос 3. The circuit contains a membrane module 1, a
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
Отработанную водомасляную эмульсию через фильтр предварительной очистки подают в мембранный модуль 1, укомплектованный трубчатыми ультрафильтрами БТУ 0,5/2 (ТУ 6-05-2010-86) с мембраной из фторопласта. В процессе ультрафильтрации эмульсия разделяется на концентрат с повышенным содержанием эмульгированного компонента, селективно задерживаемого мембраной, и пермеат, значительно обедненный эмульгированным компонентом. Пермеат непрерывно отводят через емкость 2. Регенерацию мембраны проводят путем химической мойки раствором, приготовленным на основе пермеата, содержащегося в напорной емкости 2, где и производят растворение моющих средств при работе вспомогательного циркуляционного насоса 3. С помощью этого насоса моющий раствор подают в мембранный модуль 1 со стороны пермеата в то время, как рабочие каналы модуля заполнены концентратом и сообщены с атмосферой. The spent water-oil emulsion through the pre-filter is fed into the membrane module 1, equipped with tubular ultrafilters BTU 0.5 / 2 (TU 6-05-2010-86) with a fluoroplastic membrane. In the ultrafiltration process, the emulsion is divided into a concentrate with a high content of an emulsified component selectively retained by the membrane, and permeate, significantly depleted in the emulsified component. The permeate is continuously withdrawn through the
Моющий раствор контактируют с регенерируемой мембраной под избыточным давлением столба величиной Н в течение 1,5 8,0 ч, причем вытесняемый моющим раствором из рабочих каналов концентрат свободно вытекает из модуля. После окончания регенерации остатки моющего раствора сливают в отдельную емкость для повторного использования. The washing solution is contacted with the regenerated membrane under an excess column pressure of H for 1.5 to 8.0 hours, and the concentrate displaced by the washing solution from the working channels flows freely from the module. After the regeneration is completed, the residues of the washing solution are poured into a separate container for reuse.
П р и м е р. Разделению подвергают отработанную водомасляную эмульсию, содержащую 18,6 г/л эмульгированных компонентов. Стадию концентрирования проводят при среднем давлении в рабочих каналах установки 4,0 кг/см2 и средней скорости потока над мембраной 4,5 м/с. Селективность используемой мембраны по эмульгированному компоненту (нефтепродукты) составляет не менее 95% При этом скорость ультрафильтрации составляет 97 л/м2 ˙ ч). Пермеат отводят через накопительную емкость, установленную так, что уровень перелива расположен на высоте 0,2 м над верхним из модулей мембранного аппарата. При снижении скорости ультрафильтрации ниже 50 л/м2 ˙ ч снижают давление подаваемой на разделение эмульсии, останавливая ее подачу в мембранный модуль и постепенно открывая полость рабочих каналов для сообщения с атмосферой. В накопительную емкость вводят гидроксид натрия, синтанол ДС-10 и тринатрийфосфат в количествах, обеспечивающих их концентрации в моющем растворе соответственно 2,0; 0,3 и 0,2 мас. циркуляционным насосом подают раствор под мембрану и выдерживают его в контакте с мембраной под избыточным давлением 0,2 м столба жидкости в течение 1,5 ч. В рабочие каналы модулей проникает 1 2 л/м2 моющего раствора, остальной моющий раствор из полости пермеата сливают для использования в последующих операциях регенерации. Он не содержит посторонних примесей, так как скорость проникания его в рабочие каналы превышает скорость диффузии загрязнений в чистый раствор. После регенерации скорость ультрафильтрации составила 97 л/м2 ˙ ч.PRI me R. The waste water-oil emulsion containing 18.6 g / l of emulsified components is separated. The concentration stage is carried out at an average pressure in the working channels of the installation of 4.0 kg / cm 2 and an average flow rate above the membrane of 4.5 m / s. The selectivity of the membrane used for the emulsified component (oil products) is at least 95%. The ultrafiltration rate is 97 l / m 2 ˙ h). The permeate is diverted through a storage tank installed so that the overflow level is located at a height of 0.2 m above the top of the modules of the membrane apparatus. When the ultrafiltration rate decreases below 50 l / m 2 ˙ h, the pressure of the emulsion fed to the separation is reduced, stopping its supply to the membrane module and gradually opening the working channel cavity for communication with the atmosphere. Sodium hydroxide, syntanol DS-10, and trisodium phosphate are introduced into the storage tank in amounts that ensure their concentration in the washing solution, respectively 2.0; 0.3 and 0.2 wt. with a circulation pump, the solution is supplied under the membrane and kept in contact with the membrane under an overpressure of 0.2 m liquid column for 1.5 hours. 1 2 l / m 2 of washing solution penetrates into the working channels of the modules, the rest of the washing solution is drained from the permeate cavity for use in subsequent regeneration operations. It does not contain extraneous impurities, since its penetration into the working channels exceeds the diffusion rate of contaminants into a clean solution. After regeneration, the ultrafiltration rate was 97 l / m 2 ˙ h.
Проведенные опыты показывают, что предлагаемый способ позволяет восстановить фильтрующую способность мембраны практически на 100% при снижении удельных затрат реагентов в 4,5 раза, электроэнергии на регенерацию в 4,6 раза и на весь процесс разделения водомасляных эмульсий ультрафильтрацией на 6% The experiments show that the proposed method allows you to restore the filtering ability of the membrane by almost 100% while reducing the specific cost of reagents by 4.5 times, electricity for regeneration by 4.6 times and the entire process of separation of water-oil emulsions by ultrafiltration by 6%
Claims (1)
Синтанол ДС-10 0,3 0,6
Тринатрийфосфат 0,2 0,4
Пермеат Остальное
и его контактировании с мембраной под избыточным давлением 0,2 0,6 м столба жидкости в течение 1,5 8,0 ч.Sodium hydroxide 2 4
Sintanol DS-10 0.3 0.6
Trisodium phosphate 0.2 0.4
Permeat Else
and its contact with the membrane under an excess pressure of 0.2 to 0.6 m liquid column for 1.5 to 8.0 hours
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5054119/26A RU2050178C1 (en) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | Method to separate water-oil emulsion by ultrafiltration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5054119/26A RU2050178C1 (en) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | Method to separate water-oil emulsion by ultrafiltration |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2050178C1 true RU2050178C1 (en) | 1995-12-20 |
Family
ID=21609245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5054119/26A RU2050178C1 (en) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | Method to separate water-oil emulsion by ultrafiltration |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2050178C1 (en) |
-
1992
- 1992-07-09 RU SU5054119/26A patent/RU2050178C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация. М.: Химия, 1978, с.281-283. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4704475B2 (en) | Treatment with reduced backwash volume | |
| EP1680210B1 (en) | Improved method of cleaning membrane modules | |
| CA2535360C (en) | Backwash | |
| US5207917A (en) | Recycling and recovery of aqueous cleaner solutions | |
| CA2482517A1 (en) | Membrane filter cleansing process | |
| JP3479326B2 (en) | Method and apparatus for purifying oil stained and emulsified gan on ships | |
| KR100415405B1 (en) | Method and apparatus for separating oil from water in wastewater containing an emulsified oil | |
| Ramirez et al. | Application of cross-flow microfiltration with rapid backpulsing to wastewater treatment | |
| JP3290556B2 (en) | Cleaning method for immersion type membrane cartridge | |
| KR100241588B1 (en) | Water treating apparatus using membrane | |
| RU2050178C1 (en) | Method to separate water-oil emulsion by ultrafiltration | |
| JPS644802B2 (en) | ||
| JP2000237502A (en) | Oil-water separation method and oil-water separation device | |
| WO2006076446A2 (en) | Treatment of wastewater streams containing surfactants | |
| JP3453695B2 (en) | Oil-water separator | |
| JPH0667456B2 (en) | Filtration device | |
| KR100301607B1 (en) | Recycling Method of Water-Soluble Cleaner Solutions Using Hydrophilic Membranes | |
| RU2100250C1 (en) | Method of purification of oil-contaminated and emulsified bilge water on board ship and device for its realization | |
| JP3358786B2 (en) | Method and apparatus for separating oil-water from wastewater containing emulsified oil | |
| RU2049074C1 (en) | Method of purifying waste water | |
| SU1721125A1 (en) | Washing unit | |
| JPH11347380A (en) | Method for cleaning membrane of membrane separation device for permeation treatment of papermaking wastewater | |
| AU2006322659B2 (en) | Reduced backwash volume process | |
| JPH0924202A (en) | Water-based cleaning device | |
| JPH10296003A (en) | Oil-water separation method and oil-water separation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040710 |