Ионообменный фильтр

Полезная модель относится к устройствам очистки, разделения, концентрирования, опреснения сточных вод и может быть использована в гальваническом производстве, энергетике, фармацевтической, пищевой промышленности и позволяет эффективно и непрерывно очищать загрязненные жидкости, сократить этапы очистки и упростить технологический процесс. Ионообменный фильтр состоит из корпуса 1, разделенного перегородкой 6 на два отсека - отсек очистки загрязненной воды, где установлен сетчатый барабан 2 с возможностью вращения, и отсек регенерации ионообменной мембраны 3, свернутой в виде ленты Мебиуса и выполненной из отдельных колец Мебиуса, охватывающей сетчатый барабан 2 и проходящей через систему роликов в отсек регенерации с патрубками подвода и отвода регенерирующей жидкости 9. В отсеке регенерации ионообменной мебраны имеется трубопровод подвода регенерирующей жидкости с системой форсунок 7. Ионообменный фильтр снабжен поворотным валом 5, расположенным под углом 90° к оси сетчатого барабана для поддержания ленты Мебиуса. На сетчатом барабане 2, роликах 4 и 8 и поворотном валу 5 выполнены направляющие канавки по ширине ленты Мебиуса. 4 з.п. ф-лы, 2 илл.

Полезная модель относится к устройствам очистки, разделения, концентрирования, опреснения сточных вод и может быть использована в гальваническом производстве, энергетике, фармацевтической, пищевой промышленности.

Известны устройства для реализации ионообменных процессов, в которых используются ионообменные мембраны, например, перфорированная сульфокатионообменная мембрана с дополнительно снабженной анионообменной мембраной, установленной на расстоянии в общей рамке (авторское свидетельство 1471595, С25В 13/00, В01D 69/00, опубл. Бюл. 5 от 15.03.94 г.) - [1].

Известно двухкамерное устройство с использованием ионообменной мембраны в качестве диафрагмы для разделения продуктов электродных реакций, состоящее из корпуса с диафрагмой (мембраной), разделяющей установку на две одинаковые по объему камеры, подводящих исходную воду и отводящих очищенную воду патрубков (В.А.Колесников, Н.В.Меньшутина «Анализ, проектирование технологий и оборудования для очистки сточных вод». - М.: Дели принт, 2005. - 226 с., рис.2.18, стр.69) - [2]. Мембрана в виде перегородки делит рабочую камеру на полости и закрепление мембраны осуществляют между фланцами с герметизирующими прокладками. Данное устройство принято за прототип.

Данное устройство не является эффективным, так как эта конструкция периодического действия: ионообменная диафрагма после достижения предельной ионообменной емкости должна подвергаться регенерации в соответствующем (кислом или щелочном) растворе. Для этого необходимо провести монтажные работы (демонтировать фланцевое соединение, снять кассету с ионообменной диафрагмой и отправить на регенерацию, а во фланцевое соединение установить новую кассету). Кроме того, очищаемые сточные воды содержат не только растворенные вещества, но и взвешенные частицы. Для удаления взвешенных частиц необходимо оборудовать, перед ионообменной камерой, агрегат механической очистки (осаждения, центрифугирования, фильтрация), иначе ионообменная мембрана очень быстро зашламывается и теряет свои функции.

Технический результат, на достижении которого направлена заявляемая полезная модель: повышение эффективности устройства - обеспечение непрерывности очистки, упрощение технологического процесса.

Технический результат достигается тем, что в ионообменном фильтре, содержащем корпус с патрубками подвода загрязненной воды и отвода очищенной воды, ионообменную мембрану и привод, новым является то, что корпус состоит из отсека очистки загрязненной воды, где установлен сетчатый барабан с возможностью вращения, и отсека регенерации ионообменной мембраны, свернутой в виде ленты Мебиуса, охватывающей сетчатый барабан и проходящей через систему роликов в отсек регенерации с патрубками подвода и отвода регенерирующей жидкости. В отсеке регенерации имеется трубопровод подвода регенерирующей жидкости с системой форсунок. Ионообменный материал выполнен из отдельных колец Мебиуса. Ионообменный фильтр снабжен поворотным валом, расположенным под углом 90° к оси сетчатого барабана для поддержания ленты Мебиуса. На сетчатом барабане, роликах и поворотном валу выполнены направляющие канавки по ширине ленты Мебиуса.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется на фиг.1 - фиг.2, где:

Фиг.1. Ионообменный фильтр.

Фиг.2. Ионообменный фильтр - Вид А.

Здесь: 1 - корпус; 2 - сетчатый барабан; 3 - ионообменная мембрана, 4 - подвижные ролики, 5 - поворотные валы, 6 - перегородка, 7 - трубопровод подвода регенерирующей жидкости с системой форсунок, 8 - ролики отсека регенерации, 9 - патрубок подвода и отвода регенерирующей жидкости, 10 - патрубок отвода очищенной воды, 11 - патрубок подвода загрязненной воды.

Предлагаемый ионообменный фильтр состоит из корпуса 1, разделенного перегородкой 6 на два отсека - отсек очистки загрязненной воды и отсек регенерации ионообменной мембраны. В отсеке очистки установлен сетчатый барабан 2 с возможностью вращения приводом от постороннего источника (не показан). Ионообменная мембрана 3, охватывающая сетчатый барабан 2 и проходящая через систему роликов в отсек регенерации ионообменной мембраны с патрубками подвода и отвода регенерирующей жидкости 9, свернута в виде ленты Мебиуса и выполнена из отдельных колец (ленты) Мебиуса. Над перегородкой 6 установлен поворотный вал 5 (для каждой ленты), расположенный под углом 90° к оси барабана для поддержания ленты Мебиуса. Поворотный вал 5, сетчатый барабан 2, ролики 4 и 8 имеют направляющие канавки по ширине ленты Мебиуса 3. В отсеке регенерации находится трубопровод подвода регенерирующей жидкости 7, имеющий ряд форсунок, напротив каждой ионообменной ленты (мембраны) 3. В отсеке очистки имеется патрубок подвода загрязненной жидкости 11 и отвода очищенной жидкости 10, а в отсеке регенерации - патрубок подвода и отвода регенерирующей жидкости 9.

Устройство работает следующим образом. Через патрубок 11 в отсек очистки корпуса 1 поступает загрязненная жидкость, в котором находится сетчатый барабан 2, который охватывается рядом ионообменных мембран 3, свернутых в виде ленты Мебиуса и выполненных из отдельных колец Мебиуса. Барабан 2 приводится во вращение от постороннего источника (привода). За счет существующего перепада давления жидкости внутри и снаружи барабана и разности концентраций очищенная жидкость проходит внутрь барабана 2 и отводится через патрубок отвода очищенной воды 10. За счет вращения барабана 2 ионообменная(ые) мембрана(ы) 3 по направляющим подвижных роликов 4 поступают в отсек регенерации ионообменной мембраны корпуса 1, что позволяет непрерывно обновлять поверхность мембраны, повышая эффективность очистки и регенерации. Внутри отсека регенерации ионообменные мембраны 3 проходят две стадии регенерации. Одна стадия состоит из механической промывки регенерирующим раствором из форсунок трубопровода 7. Другая стадия очистки осуществляется в самой регенерирующей жидкости, где происходит химическая очистка мембраны. Отвод регенерирующей жидкости осуществляется через патрубок 9.

Таким образом, использование ионообменных мембран в виде отдельных колец Мебиуса в ионообменном фильтре позволяет эффективно проводить процесс очистки в непрерывном режиме с одновременной регенерацией фильтроэлемента, что сокращает этапы очистки и упрощает технологический процесс.

1. Ионообменный фильтр, содержащий корпус с патрубками подвода загрязненной воды и отвода очищенной воды, ионообменную мембрану и привод, отличающийся тем, что корпус состоит из отсека очистки загрязненной воды, где установлен сетчатый барабан с возможностью вращения, и отсека регенерации ионообменной мембраны, свернутой в виде ленты Мебиуса, охватывающей сетчатый барабан и проходящей через систему роликов в отсек регенерации с патрубками подвода и отвода регенерирующей жидкости.

2. Ионообменный фильтр по п.1 отличающийся тем, что в отсеке регенерации ионообменной мембраны имеется трубопровод подвода регенерирующей жидкости с системой форсунок.

3. Ионообменный фильтр по п.1, отличающийся тем, что ионообменный материал выполнен из отдельных колец Мебиуса.

4. Ионообменный фильтр по п.1, отличающийся тем, что он снабжен поворотным валом, расположенным под углом 90° к оси сетчатого барабана для поддержания ленты Мебиуса.

5. Ионообменный фильтр по п.1, отличающийся тем, что на сетчатом барабане, роликах и поворотном валу выполнены направляющие канавки по ширине ленты Мебиуса.