RU2658020C1 - Reverse osmosis and chemical desalination laboratory unit - Google Patents
Reverse osmosis and chemical desalination laboratory unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658020C1 RU2658020C1 RU2016147131A RU2016147131A RU2658020C1 RU 2658020 C1 RU2658020 C1 RU 2658020C1 RU 2016147131 A RU2016147131 A RU 2016147131A RU 2016147131 A RU2016147131 A RU 2016147131A RU 2658020 C1 RU2658020 C1 RU 2658020C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- reverse osmosis
- valve
- water
- desalination
- Prior art date
Links
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 16
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 claims description 15
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 15
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 10
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 claims description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 5
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000001343 mnemonic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области средств обучения, в частности к специальному оборудованию, предназначенному для обучения студентов вузов и колледжей техническим дисциплинам, а более конкретно для демонстрационно-практического изучения процессов обратного осмоса и химического обессоливания, устройств фильтрования, а также зависимости степени очистки воды от различных факторов.The invention relates to the field of teaching aids, in particular to special equipment intended for teaching university students and technical colleges in technical disciplines, and more specifically for a demonstration-practical study of reverse osmosis and chemical desalination processes, filtering devices, and also the dependence of the degree of water purification on various factors .
Известна МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ КОМПЛЕКСНАЯ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ (Патент на изобретение РФ №2248942, МПК C02F 9/08, G09B 25/02, B01L 11/00, 2005 Г.) состоящая из последовательно и/или параллельно соединенных через промежуточные резервуары блоков и аппаратов водоперекачки и водоочистки. Лаборатория содержит насосную станцию первого подъема, соединенную напорными водоводами с камерами переключения с промежуточным резервуаром исходной воды, который посредством насосной станции второго подъема взаимосвязан с технологическими аппаратами и блоками автоматизированной станции очистки воды, включающей блок осветления воды отстаиванием, состоящей из камеры хлопьеобразования, горизонтального отстойника, блока реагентного хозяйства, блок осветления воды во взвешенном слое, содержащий воздухоотделитель, связанный с осветлителем со слоем взвешенного осадка, блок осветления воды фильтрованием, включающий безнапорный скорый и напорный скорый или сверхскоростной фильтр с промежуточным резервуаром осветленной воды, который через насосную станцию второго подъема связан с аппаратом обеззараживания воды и соединен с промежуточным резервуаром чистой воды. Лаборатория снабжена автоматизированной системой управления технологическими процессами с центральным диспетчерским пультом управления с использованием ПЭВМ и мнемосхемой.A MULTIFUNCTIONAL AUTOMATED COMPLEX EDUCATIONAL RESEARCH LABORATORY (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2248942, IPC
Недостатком указанной установки является большие габариты, сложность конструкции и ограниченная возможность применения в проведении лабораторных работ при подготовке студентов по теплоэнергетическим специальностям, в частности, по причине отсутствия аппаратов для обессоливания воды, что является необходимым условием для подготовки воды на ТЭС и АЭС.The disadvantage of this installation is the large size, design complexity and limited ability to use in laboratory work when preparing students for thermal power professions, in particular, due to the lack of apparatus for desalting water, which is a prerequisite for the preparation of water at TPPs and nuclear power plants.
Известен КОМПЛЕКС АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ УЧЕБНО-ЛАБОРАТОРНЫЙ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ФИЛЬТРОВАНИЯ С ИЗМЕРЕНИЯМИ И ОБРАБОТКОЙ РЕЗУЛЬТАТОВ В ПРОГРАММНОЙ СРЕДЕ LAB VIEW (Патент на изобретение РФ №2439711, МПК G09B 23/24, 2012 г.), включающий в себя стол с горизонтальной и вертикальной установочными поверхностями и два независимых блока, первый из которых включает автономную систему подачи воды для проливки экспериментальных кювет, выполненных в виде прозрачных патрубков и имеющих мерные шкалы, обеспечивающих визуальную фиксацию и демонстрацию уровня сжатия осадка, закрепленных на кронштейне, оборудованном датчиком массы, к которому подвешена мерная емкость, позволяющая определить расход протекающей жидкости путем взвешивания, механический манометр для измерения давления в системе и преобразователь давления, обеспечивающий регистрацию выходных данных на твердый носитель, при этом для обеспечения подачи жидкости по магистрали под горизонтальной установочной поверхностью стола размещен гидроаккумулятор, второй блок содержит автономную насосную станцию с водонапорной магистралью, начинающейся и заканчивающейся в питательном баке, в верхней части которого заглублен насос, обеспечивающий циркуляцию жидкости, на участке водонапорной магистрали последовательно расположены кран для подачи воды, емкость для приготовления жидкости с примесями, три последовательно соединенных фильтра различной проницаемости, обеспечивающие ступенчатое фильтрование жидкости за счет уменьшения размеров пор фильтрующего материала по ходу движения фильтрата, краны отбора жидкости, три механических манометра для визуального наблюдения за перепадами давления на фильтрах, кран слива, обеспечивающий подпор давления жидкости в магистрали, на вертикальной установочной поверхности стола размещена система управления и панель для снятия и обработки показаний в электронной вычислительной машине с используемой программной средой Lab View.A COMPLEX AUTOMATED EDUCATIONAL LABORATORY COMPLEX FOR STUDYING FILTERING PROCESSES WITH MEASUREMENTS AND PROCESSING RESULTS IN THE LAB VIEW SOFTWARE (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2439711, IPC G09B 23/24, and with a vertical table, 2012) two independent blocks, the first of which includes an autonomous water supply system for pouring experimental cuvettes made in the form of transparent nozzles and having measuring scales, providing visual fixation and demonstration of the level is compressed I have sediment mounted on an arm equipped with a mass sensor, to which a measuring tank is suspended, which allows to determine the flow rate of the flowing fluid by weighing, a mechanical pressure gauge for measuring the pressure in the system and a pressure transducer that provides registration of the output data on a solid medium, while ensuring fluid supply along the highway under the horizontal mounting surface of the table there is a hydraulic accumulator, the second block contains an autonomous pump station with a water main, flowing into the feed tank, in the upper part of which a pump is circulated for circulating liquid, in the section of the water supply line there is a tap for supplying water, a container for preparing liquid with impurities, three series-connected filters of different permeabilities, providing step-by-step filtering of the liquid by reducing the pore size of the filter material in the direction of the filtrate, liquid taps, three mechanical pressure gauges for visual observation and the pressure drops on the filters, the drain valve, which provides pressure in the line, a control system and a panel for reading and processing readings in an electronic computer using the Lab View software are placed on the vertical mounting surface of the table.
Недостатком указанного комплекса является невозможность очистки воды от солевых примесей и отсутствие регистрации глубины очистки воды от взвешенных частиц и других удаляемых примесей. Имеет место ограниченная возможность применения в проведении лабораторных работ при подготовке студентов по направлению «Теплоэнергетика и теплотехника» по профилю «Технология воды и топлива на ТЭС и АЭС».The disadvantage of this complex is the inability to purify water from salt impurities and the lack of registration of the depth of water purification from suspended particles and other removed impurities. There is a limited possibility of application in laboratory work during the preparation of students in the direction "Heat and Power Engineering" in the profile "Water and Fuel Technology at TPPs and NPPs".
Известна лабораторная установка химического умягчения и обессоливания методом обратного осмоса, раскрытая в описании к патенту на изобретение №2196743, входящая в комплект оборудования для подготовки воды при производстве этилового спирта (патент на изобретение РФ №2196743, МПК C02F 9/04, C02F 9/04, C02F 5/00, C02F 1/44, C02F 103/04, 2003 г.) являющаяся наиболее близким аналогом.A known laboratory installation of chemical softening and desalination by the reverse osmosis method, disclosed in the description of the patent for the invention No. 2196743, included in the set of equipment for the preparation of water in the production of ethyl alcohol (patent for the invention of the Russian Federation No. 2196743, IPC C02F 9/04, C02F 9/04 , C02F 5/00, C02F 1/44, C02F 103/04, 2003) which is the closest analogue.
Недостатком указанной установки является низкая степень обессоливания воды, ограниченная возможностями обратного осмоса и ограничивающая ее использования на ТЭС и АЭС, а также отсутствие возможности применения в проведении лабораторных работ при подготовке студентов по теплоэнергетическим специальностям, отсутствие возможности изменения конфигурации схемы очистки воды для изменения глубины ее обессоливания, отсутствие возможности лабораторного контроля изменения показателей качества воды на каждом этапе обработки и контроля качества обработанной воды.The disadvantage of this installation is the low degree of desalination of water, limited by the possibilities of reverse osmosis and limiting its use at thermal power plants and nuclear power plants, as well as the inability to use it in laboratory work when preparing students for thermal power specialties, the inability to change the configuration of the water treatment scheme to change the depth of its desalination , the lack of laboratory monitoring of changes in water quality indicators at each stage of processing and monitoring ETS treated water.
Техническим результатом заявленной лабораторной установки является создание простой и наглядной стендовой установки для изучения и проведения исследования процессов, проходящих при обработке воды методами химического обессоливания, обратного осмоса и в режиме двухступенчатого обессоливания, обеспечивающей возможность изменения конфигурации схемы очистки воды и возможность лабораторного контроля изменения показателей качества воды на каждом этапе обработки, как при химическом обессоливании, так и при мембранной очистке, и контроль качества обработанной воды путем измерения электропроводности с последующим расчетом рН и концентраций ионных примесей в расчете на NaCl.The technical result of the claimed laboratory installation is the creation of a simple and intuitive bench installation for studying and conducting research on processes that occur during water treatment using chemical desalination, reverse osmosis and two-stage desalination, which provides the ability to change the configuration of the water treatment scheme and the possibility of laboratory control of changes in water quality indicators at each stage of processing, both during chemical desalination, and during membrane cleaning, and control s quality of treated water by measuring electric conductivity with subsequent calculation of pH and ionic impurity concentrations based on the NaCl.
Технический результат достигается тем, что лабораторная установка обратного осмоса и химического обессоливания, содержит стол с горизонтальной и вертикальной установочными поверхностями, на которых размещены питательный насос с водонапорной магистралью, накопительный бак, механический фильтр, четырехходовой переключатель потока, мембранный обратноосматический фильтр, Н-катионитный фильтр, ОН-анионитный фильтр, автоматический измерительный блок, включающий кран для регулирования расход пробы, Н-катионитную колонку, установленную между двумя датчиками электропроводности, подключенными к обрабатывающему блоку, соединительные патрубки, задвижки отбора пробы и запорную арматуру, при этом питательный насос последовательно через механический фильтр и задвижку подключен к первому патрубку четырехходового переключателя потока и через задвижку соединен последовательно с Н-катионитным фильтром и ОН-анионитным фильтром, выход которого через задвижку соединен с автоматическим измерительным блоком, второй патрубок четырехходового переключателя потока через задвижку соединен с входом мембранного обратноосматического фильтра, выход которого подключен через задвижку к автоматическому измерительному блоку, через задвижку к входу Н-катионитного фильтра и подключен к третьему патрубку четырехходового переключателя потока, четвертым патрубком соединенного с накопительным баком, при том задвижки отбора пробы для лабораторного анализа установлены в водонапорной магистрали за питательным насосом, за механическим фильтром, за мембранным обратноосматический фильтром, за Н-катионитным фильтром и за ОН-анионитным фильтром.The technical result is achieved by the fact that the laboratory installation of reverse osmosis and chemical desalination, contains a table with horizontal and vertical mounting surfaces, on which there is a feed pump with a water main, a storage tank, a mechanical filter, a four-way flow switch, a membrane reverse osmosis filter, an N-cation exchange filter , OH-anion exchange filter, automatic measuring unit, including a valve for regulating the flow rate of the sample, H-cation exchange column, installed m Between two conductivity sensors connected to the processing unit, connecting pipes, sampling valves and shutoff valves, while the feed pump is connected in series through the mechanical filter and valve to the first pipe of the four-way flow switch and through the valve is connected in series with the H-cation filter and OH- an anion exchange filter, the output of which through the valve is connected to the automatic measuring unit, the second branch pipe of the four-way flow switch through the valve with It is connected to the input of the reverse osmosis membrane filter, the output of which is connected through the valve to the automatic measuring unit, through the valve to the input of the H-cation filter and connected to the third pipe of the four-way flow switch, the fourth pipe connected to the storage tank, while the sampling valves for laboratory analysis are installed in the water supply line behind the feed pump, behind the mechanical filter, behind the reverse osmosis membrane filter, behind the H-cation exchange filter and behind OH-ani onite filter.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг.1 приведена принципиальная схема установки обратного осмоса и химического обессоливания.The invention is illustrated in the drawing, figure 1 shows a schematic diagram of the installation of reverse osmosis and chemical desalination.
На чертеже использованы следующие обозначения: питательный насос 1; механический фильтр 2, четырехходовой переключатель потока 3, мембранный обратоноосматический фильтр 4, накопительный бак 5, Н-катионитный фильтр 6, ОН-анионитный фильтр 7, автоматический измерительный блок 8, кран регулирующий расход пробы 9, Н-катионитная колонка 10, первый датчик электропроводности 11; второй датчик электропроводности 12; обрабатывающий блок 13, задвижки отбора пробы жидкости 14-18, задвижки 19-26.The following notation is used in the drawing:
Лабораторная установка обратного осмоса и химического обессоливания, включающая стол с горизонтальной и вертикальной установочными поверхностями, на которых размещены питательный насос 1 подключенный последовательно через механический фильтр 2 и задвижку 20 к первому патрубку четырехходового переключателя потока 3 и через задвижку 24 соединенный последовательно с Н-катионитным фильтром 6 и с ОН-анионитным фильтром 7, выход которого через задвижку 25 соединен с автоматическим измерительным блоком 8, второй патрубок четырехходового переключателя потока 3 через задвижку 21 соединен с входом мембранного обратноосматического фильтра 4, выход которого подключен через задвижку 23 к автоматическому измерительному блоку 8, через задвижку 22 к входу Н-катионитного фильтра 6 и подключен к третьему патрубку четырехходового переключателя потока 3, четвертым патрубком соединенного с накопительным баком 5, при том задвижка отбора пробы 14 установлена за питательным насосом 1, задвижка отбора пробы 15 установлена за механическим фильтром 2, задвижка отбора пробы 16 установлена за мембранным обратноосматический фильтром 4, задвижка отбора пробы 17 установлена за Н-катионитным фильтром 6 и задвижка отбора пробы 18 установлена за ОН-анионитным фильтром 7. Автоматический измерительный блок 8, включает кран, регулирующий расход пробы 9, Н-катионитную колонку 10, установленную между первым датчиком электропроводности 11 и вторым датчиком электропроводности 12, подключенными к обрабатывающему блоку 13. Задвижка 26 предназначена для слива потока воды.Laboratory installation of reverse osmosis and chemical desalination, including a table with horizontal and vertical mounting surfaces, on which a
Лабораторная установка обратного осмоса и химического обессоливания предусматривает возможность изучения и проведения исследования процессов, проходящих при обработке воды методами химического обессоливания, обратного осмоса и в режиме двухступенчатого обессоливания.The laboratory installation of reverse osmosis and chemical desalination provides for the possibility of studying and conducting research on processes that occur during water treatment using chemical desalination, reverse osmosis and in a two-stage desalination mode.
Метод химического обессоливания заключается в процессе ионного обмена между ионами, находящимися в воде, и ионами функциональных групп ионообменных материалов Н-катионитных и ОН-анионитных фильтров. В указанном режиме работы лабораторной установки обратного осмоса и химического обессоливания задвижки 20, 22 и 23 закрыты. Исходная вода под давлением питательного насоса 1 прокачивается последовательно через механический фильтр 2, Н-катионитный фильтр 6 и ОН-анионитный фильтр 7 и автоматический измерительный блок 8. Посредством задвижек отбора пробы 14, 15, 17 и 18 отбирают пробы воды для лабораторного анализа, результаты автоматического анализа получают с обрабатывающего блока 13, входящего в состав автоматического измерительного блока 8. В автоматическом измерительном блоке 8 краном 9 устанавливают расход пробы в пределах паспортных значений используемых датчиков электропроводности. Первый датчик электропроводности 11 измеряет удельную электрическую проводимость (электропроводность) и температуру пробы до Н-катионитной колонки 10, а второй датчик электропроводности 12 измеряет удельную электрическую проводимость (электропроводность) и температуру пробы после Н-катионитной колонки 10, измеренные значения с заданной дискретностью поступают в обрабатывающий блок 13, где происходит обработка сигналов до количественного значения рН контролируемой пробы и концентраций ионов: катионов в расчете на катион натрия, анионов в расчете на анион хлора.The method of chemical desalination consists in the process of ion exchange between ions in water and ions of functional groups of ion-exchange materials of H-cation exchange and OH-anion exchange filters. In the specified operating mode of the laboratory installation of reverse osmosis and chemical desalination, the
Метод обратного осмоса заключается в пропуске обрабатываемой воды под давлением через полупроницаемую мембрану, которая задерживает на своей поверхности примеси растворенных в воде веществ. В указанном режиме работы лабораторной установки обратного осмоса и химического обессоливания задвижки 22 и 24 закрыты. Исходная вода под давлением питательного насоса 1 прокачивается последовательно через механический фильтр 2 и четырехходовой переключатель потока 3 поступает в мембранный обратоноосматический фильтр 4, где исходная вода разделяется на пермеат и концентрат. Концентрат при открытой задвижке 19 сбрасывается в дренаж. Пермеат при закрытой задвижке 23 собирается в накопительном баке 5, а при открытой задвижке 23 поступает в автоматический измерительный блок 8. Посредством задвижек отбора пробы 14, 15 и 16 отбирают пробы воды для лабораторного анализа, результаты автоматического анализа получают с обрабатывающего блока 13. Скорость фильтрации воды через мембранный обратоноосматический фильтр 4 мала, поэтому невозможно получить достаточный для лабораторного анализа объем очищенной воды за короткое время. Очищенную воду постепенно накапливают в накопительном баке 5. Подачу очищенной воды через мембранный обратоноосматический фильтр 4 или из накопительного бака 5 осуществляют посредством четырехходового переключателя потока 3.The reverse osmosis method consists in passing treated water under pressure through a semipermeable membrane that traps on its surface impurities of substances dissolved in water. In the specified operating mode of the laboratory installation of reverse osmosis and chemical desalination, the
Метод двухступенчатого обессоливания заключается в доочистке обрабатываемой обратноосматическом фильтре воды, т.е. получения воды лучшего качества, на дополнительной ступени обессоливания. В указанном режиме работы лабораторной установки обратного осмоса и химического обессоливания задвижки 23 и 24 закрыты. Исходная вода под давлением питательного насоса 1 прокачивается последовательно через механический фильтр 2 и четырехходовой переключатель потока 3 поступает в мембранный обратоноосматический фильтр 4, где исходная вода разделяется на пермеат и концентрат. Концентрат при открытой задвижке 19 сбрасывается в дренаж или идет на лабораторный анализ. Пермеат при закрытой задвижке 23 собирается в накопительном баке 5, а при открытой задвижке 22 поступает последовательно в Н-катионитный фильтр 6 и в ОН-анионитный фильтр 7, затем в автоматический измерительный блок 8. Посредством задвижек отбора пробы 14, 15, 16, 17 и 18 отбирают пробы воды для лабораторного анализа, результаты автоматического анализа получают с обрабатывающего блока 13. Очищенную воду, при открытой задвижке 22 и закрытой задвижке 23, постепенно накапливают в накопительном баке 5. Подачу очищенной воды через мембранный обратоноосматический фильтр 4 или из накопительного бака 5 осуществляют посредством четырехходового переключателя потока 3.The method of two-stage desalination consists in the post-treatment of the water treated by the reverse osmosis filter, i.e. receiving water of the best quality, at an additional step of desalination. In the specified operating mode of the laboratory installation of reverse osmosis and chemical desalination, the
При выключении установки из работы отключают питательный насос 1 закрывают задвижки отбора пробы 14-18 и задвижки для слива 19 и 26.When the installation is turned off, the
Пример расчета показателей качества обессоленной воды измерительным блоком 8:An example of calculating the quality indicators of demineralized water by measuring unit 8:
Результаты измерений удельной электропроводности обессоленной воды составили:The results of measurements of the electrical conductivity of demineralized water were:
χ25=0,15 мкСм/см (показания датчика электропроводности 11 - проба воды до Н-катионитной колонки).χ 25 = 0.15 μS / cm (readings of the conductivity sensor 11 - water sample to the H-cation exchange column).
Обработка данных автоматическим обрабатывающим блоком 13 по способу определения рН малобуферных предельноразбавленных водных растворов типа конденсата (патент на изобретение RU №2573453, 2016 г.) дала следующие результаты:Data processing by the
- значение рН 6,73- pH value 6.73
- концентрация хлорид-иона [Cl-]=15,4 мкг/дм3 the concentration of chloride ion [Cl - ] = 15.4 μg / dm 3
- концентрация гидрокарбонат-иона [НСО3 -]=20,5 мкг/дм3 the concentration of bicarbonate ion [HCO 3 - ] = 20.5 μg / DM 3
- концентрация натрия [Na+]=15,6 мкг/дм3 the concentration of sodium [Na + ] = 15.6 μg / DM 3
Таким образом, заявленная лабораторная установка является простой и наглядной для изучения и проведения исследования процессов, проходящих при обработке воды методами химического обессоливания, обратного осмоса и в режиме двухступенчатого обессоливания. Установка обеспечивает возможность лабораторного контроля изменения показателей качества воды на каждом этапе обработки как при химическом обессоливании, так и при мембранной очистке и контроль качества обработанной воды путем измерения электропроводности с последующим расчетом рН и концентраций ионных примесей в расчете на NaCl.Thus, the claimed laboratory setup is simple and intuitive for studying and conducting research on processes that occur during the treatment of water by chemical desalination, reverse osmosis, and in the two-stage desalination mode. The installation provides the possibility of laboratory control of changes in water quality indicators at each stage of processing, both during chemical desalination and membrane purification, and quality control of treated water by measuring electrical conductivity with subsequent calculation of pH and concentration of ionic impurities based on NaCl.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016147131A RU2658020C1 (en) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Reverse osmosis and chemical desalination laboratory unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016147131A RU2658020C1 (en) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Reverse osmosis and chemical desalination laboratory unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2658020C1 true RU2658020C1 (en) | 2018-06-19 |
Family
ID=62620044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016147131A RU2658020C1 (en) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Reverse osmosis and chemical desalination laboratory unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2658020C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU201094U1 (en) * | 2019-06-28 | 2020-11-26 | Цзянсуская корпорация по ядерной энергетике | Device for continuous measurement of changes in the electrical conductivity of deionized water in a tank |
| RU2807423C1 (en) * | 2023-06-27 | 2023-11-14 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Laboratory installation for modelling process of formation of cumulative jet |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2144708C1 (en) * | 1998-08-11 | 2000-01-20 | Научно-исследовательский технологический институт им.А.П.Александрова | Method for decontaminating low- mineralized and low-active liquid wastes under field conditions |
| RU2196743C1 (en) * | 2001-05-28 | 2003-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью Компания "Зодиак-Лев" | Process of water preparation for production of ethanol |
| US7682569B2 (en) * | 2003-07-18 | 2010-03-23 | Millipore Corporation | System equipped with water purification means |
| RU2439711C1 (en) * | 2010-10-28 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Computer-aided training and laboratory complex for study of filtration processes with measurements and processing of results in lab view programme environment |
| US20140332450A1 (en) * | 2007-08-01 | 2014-11-13 | Rockwater Resource, LLC | Mobile station for diagnosing and modeling site specific effluent treatment facility requirements |
-
2016
- 2016-03-24 RU RU2016147131A patent/RU2658020C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2144708C1 (en) * | 1998-08-11 | 2000-01-20 | Научно-исследовательский технологический институт им.А.П.Александрова | Method for decontaminating low- mineralized and low-active liquid wastes under field conditions |
| RU2196743C1 (en) * | 2001-05-28 | 2003-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью Компания "Зодиак-Лев" | Process of water preparation for production of ethanol |
| US7682569B2 (en) * | 2003-07-18 | 2010-03-23 | Millipore Corporation | System equipped with water purification means |
| US20140332450A1 (en) * | 2007-08-01 | 2014-11-13 | Rockwater Resource, LLC | Mobile station for diagnosing and modeling site specific effluent treatment facility requirements |
| RU2439711C1 (en) * | 2010-10-28 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Computer-aided training and laboratory complex for study of filtration processes with measurements and processing of results in lab view programme environment |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU201094U1 (en) * | 2019-06-28 | 2020-11-26 | Цзянсуская корпорация по ядерной энергетике | Device for continuous measurement of changes in the electrical conductivity of deionized water in a tank |
| RU2807423C1 (en) * | 2023-06-27 | 2023-11-14 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Laboratory installation for modelling process of formation of cumulative jet |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108055830B (en) | Method and apparatus for assessing reverse osmosis system contamination status | |
| Wang et al. | Gravity-driven membrane system for secondary wastewater effluent treatment: Filtration performance and fouling characterization | |
| Zarebska et al. | Ammonia recovery from agricultural wastes by membrane distillation: Fouling characterization and mechanism | |
| CN102826712B (en) | Method and apparatus for studying the bioavailability of dissolved organic nitrogen in a body of water | |
| JP5768959B2 (en) | Water treatment equipment | |
| Yao et al. | Effect of under-dosing coagulant on coagulation–ultrafiltration process for treatment of humic-rich water with divalent calcium ion | |
| Bodzek et al. | Comparison of various membrane types and module configurations in the treatment of natural water by means of low-pressure membrane methods | |
| Keucken et al. | Simulation of NOM removal by capillary NF: A numerical method for full-scale plant design | |
| CN106823820B (en) | Integrated device for obtaining metal film operation and cleaning working condition parameters | |
| KR20080101588A (en) | Operation and design method of membrane filtration water treatment device | |
| RU2658020C1 (en) | Reverse osmosis and chemical desalination laboratory unit | |
| Zhan et al. | Application of fouling index for forward osmosis hybrid system: A pilot demonstration | |
| Ludwig et al. | An advanced simulation model for membrane bioreactors: development, calibration and validation | |
| CN210261361U (en) | Real platform of instructing of complete set of processing system of feedwater | |
| CN213699482U (en) | Water treatment membrane performance testing device | |
| CN106215709A (en) | A kind of reverse-osmosis membrane element method of testing and device | |
| CN102455278A (en) | Dynamic evaluation device and application method for reverse osmosis antiscalant | |
| Konieczny et al. | Water treatment using hybrid method of coagulation and low-pressure membrane filtration | |
| Yildirim et al. | The use of NF and RO membrane system for reclamation and recycling of wastewaters generated from a hard coal mining | |
| Pervov et al. | Determination of optimal operation pressure values for ultrafiltration wastewater treatment | |
| Sidorova et al. | New spatial-globular structure polymer for pre-treatment in reverse osmosis membrane filtration | |
| RU2439711C1 (en) | Computer-aided training and laboratory complex for study of filtration processes with measurements and processing of results in lab view programme environment | |
| CN203754568U (en) | Experimental system for wastewater treatment process | |
| CN102936069A (en) | Ultrawater purifier for lab | |
| Robeck et al. | Pilot Plants for Water Treatment Research |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181201 |