[go: up one dir, main page]

RU2392039C2 - Membrane filtering roll element - Google Patents

Membrane filtering roll element Download PDF

Info

Publication number
RU2392039C2
RU2392039C2 RU2008104708/15A RU2008104708A RU2392039C2 RU 2392039 C2 RU2392039 C2 RU 2392039C2 RU 2008104708/15 A RU2008104708/15 A RU 2008104708/15A RU 2008104708 A RU2008104708 A RU 2008104708A RU 2392039 C2 RU2392039 C2 RU 2392039C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
membrane
group
packets
packs
displacement
Prior art date
Application number
RU2008104708/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008104708A (en
Inventor
Вячеслав Геннадьевич Дзюбенко (RU)
Вячеслав Геннадьевич Дзюбенко
Александр Иванович Бон (RU)
Александр Иванович Бон
Станислав Александрович Бон (RU)
Станислав Александрович Бон
Владимир Павлович Дубяга (RU)
Владимир Павлович Дубяга
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр "Владипор" (ЗАО НТЦ "Владипор")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр "Владипор" (ЗАО НТЦ "Владипор") filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр "Владипор" (ЗАО НТЦ "Владипор")
Priority to RU2008104708/15A priority Critical patent/RU2392039C2/en
Publication of RU2008104708A publication Critical patent/RU2008104708A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2392039C2 publication Critical patent/RU2392039C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to design of membrane filtering roll elements intended for separation of liquid mediums. Membrane filtering roll element consists of filter discharging perforated tube, sealed adjacent membrane packs and sheets of turbulence promoter. Membrane packs are displaced relative to each other. Besides membrane packs with total number n are arranged in the form of two groups arranged alternately with number n1 and n2 of membrane packs accordingly, at the same time value of membrane packs displacement inside each group and value of membrane packs displacement of the second group relative to membrane packs of the first group are different values. Value of displacement between membrane packs of the second and first groups makes
Figure 00000008
where d is diametre of filter discharging tube. Length of membrane packs of the second group is less than length of membrane packs of the first group by value δ-Δ, where Δ is displacement of membrane packs relative to each other between membrane packs inside every group.
EFFECT: invention makes it possible to increase efficiency of membrane element, to achieve repeatability of parametres and stability of membrane element operation.
2 ex, 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции устройств, используемых в мембранной технике, а именно мембранных фильтрующих рулонных элементов (далее - МФРЭ), и может найти широкое применение в технике разделения жидких сред в различных отраслях, в частности для опреснения солоноватых и морских вод, при очистке сточных вод промышленных производств, концентрации биологически активных продуктов, растворов ферментов, молочных продуктов, белков, творожной и подсырной сывороток, снятого молока, для отделения органических соединений от неорганических в растворах, умягчения воды и очистки поверхностных вод от низкомолекулярных веществ и получения питьевой воды в бытовой технике. В зависимости от областей использования, от природы и свойств разделяемых сред при изготовлении МФРЭ применяют различные виды полупроницаемых мембран, в том числе микро-, ультра-, нано-, обратноосмотические мембраны. Использование соответствующих полупроницаемых мембран высшего качества является недостаточным для обеспечения высоких технологических и эксплуатационных характеристик МФРЭ. Высокие эксплуатационные показатели МФРЭ определяет также конструкция их отдельных узлов и элементов, а также технология изготовления МФРЭ. Именно к конструкциям отдельных узлов МФРЭ современная техника разделения жидких сред на полупроницаемых мембранах предъявляет все более высокие требования по надежности, воспроизводимости свойств и сроку эксплуатации.The invention relates to the design of devices used in membrane technology, namely membrane filtering roll elements (hereinafter - MFRE), and can find wide application in the technique of separation of liquid media in various industries, in particular for desalination of brackish and sea waters, in wastewater treatment industrial production, the concentration of biologically active products, enzyme solutions, dairy products, proteins, curd and cheese whey, skim milk, for the separation of organic compounds from inorganic in solutions, water softening and surface water purification from low molecular weight substances and drinking water in household appliances. Depending on the areas of use, on the nature and properties of the media to be separated, various types of semipermeable membranes, including micro-, ultra-, nano-, reverse osmosis membranes, are used in the manufacture of MFRE. The use of appropriate semi-permeable membranes of the highest quality is insufficient to ensure high technological and operational characteristics of MFRE. The high performance indicators of MFRE are also determined by the design of their individual units and elements, as well as the technology of manufacturing MFRE. It is to the designs of individual units of MFRE that the modern technique for separating liquid media on semipermeable membranes places ever higher demands on reliability, reproducibility of properties, and service life.

Известные конструкции МФРЭ различаются как общей конструкцией, так и особенностями входящих в нее отдельных узлов и элементов - полупроницаемых мембран, мембранных пакетов, турбулизаторов, дренажей, а также технологией намотки мембранных пакетов и турбулизаторов на фильтратоотводящую трубку и способами их герметизациии (Заявки Японии №№54 - 151571, 52 - 5431, 54 - 149384, 54 - 149383, 53 - 124179; патенты США №№3966616, 3417870, 4235723, 5538642; авторские свидетельства СССР №№1205359, 1213100, 1595553).The well-known designs of MFRE differ in both the general design and the features of the individual nodes and elements included in it - semi-permeable membranes, membrane bags, turbulators, drains, as well as the technology of winding membrane bags and turbulators on the filter tube and the methods of sealing them (Japanese Application No. 54 - 151571, 52 - 5431, 54 - 149384, 54 - 149383, 53 - 124179; U.S. Patent Nos. 3,966,616, 3,417,870, 4,235,723, 5,538,642; USSR Copyright Certificates No. 1205359, 1213100, 1595553).

Для улучшения эксплуатационных свойств МФРЭ, а именно, для увеличения их производительности и селективности существует несколько общих приемов.To improve the operational properties of MFRE, in particular, to increase their productivity and selectivity, there are several common techniques.

Увеличение селективности рулонных элементов достигается: 1) за счет применения более селективных мембран, 2) за счет снижения концентрационной поляризации на поверхности мембран, которое, в свою очередь, достигается увеличением турбулизации исходного потока за счет изменения гидродинамических условий разделения или путем конструктивных изменений напорных каналов.An increase in the selectivity of the roll elements is achieved: 1) through the use of more selective membranes, 2) by reducing the concentration polarization on the surface of the membranes, which, in turn, is achieved by increasing the turbulization of the initial flow due to a change in the hydrodynamic conditions of separation or through structural changes in the pressure channels.

Увеличение производительности МФРЭ возможно за счет: 1) увеличения эффективной поверхности разделяющей мембраны, что достигается, прежде всего, путем изменения (увеличения) геометрических размера элемента, 2) увеличения удельной производительности используемых мембран и 3) снижения гидродинамического сопротивления в фильтратотводящих каналах мембранных пакетов МФРЭ.An increase in the performance of MFRE is possible due to: 1) an increase in the effective surface of the separating membrane, which is achieved, first of all, by changing (increasing) the geometrical size of the element, 2) increasing the specific productivity of the membranes used, and 3) reducing the hydrodynamic resistance in the filtration channels of the membrane packages of MFRE.

В основе заявляемого изобретения заложен принцип снижения гидродинамического сопротивления в фильтратотводящих каналах мембранных пакетов МФРЭ для повышения его производительности. Гидродинамическое сопротивление в дренажном канале пропорционально его длине. Следовательно, уменьшение длины дренажного канала приводит к снижению гидродинамического сопротивления, возрастанию движущей силы процесса (разница давления, приложенного к внешней стороне мембраны, и давления гидродинамического сопротивления фильтратотводящего канала) и, как следствие, увеличению производительности МФРЭ.The basis of the claimed invention is the principle of reducing the hydrodynamic resistance in the filtration channels of the MPFE membrane packages to increase its productivity. The hydrodynamic resistance in the drainage channel is proportional to its length. Therefore, a decrease in the length of the drainage channel leads to a decrease in the hydrodynamic resistance, an increase in the driving force of the process (the difference in pressure applied to the outer side of the membrane and the pressure of the hydrodynamic resistance of the filtrate outlet channel) and, as a result, to an increase in the performance of the MFRE.

Этот прием при изготовлении МФРЭ применяется фирмой Film Tec (Технический бюллетень Form №609-00485-704, опубликованный на сайте фирмы www.filmtec.com). Производимые этой фирмой МФРЭ диаметром восемь дюймов состоят из 30-31 мембранного пакета длиной 75-77 см, при этом все мембранные пакеты расположены вокруг и все контактируют с фильтратотводящей трубкой одинакового диаметра (38 мм). Недостатком указанных технических решений является возможность искажения правильной цилиндрической формы МФРЭ при его сборке на стадии спиральной намотки, в частности возможность нарушения коаксиальности фильтратотводящей трубки и самого МФРЭ, что приводит к сложности в работе этих пакетов в составе МФРЭ. Подобный нежелательный факт объясняется объективной трудностью расположения большого числа мембранных пакетов вокруг фильтратотводящей трубки определенного диаметра. Так, в указанном случае смещение пакетов друг относительно друга должно составлятьThis technique in the manufacture of MFRE is used by Film Tec (Technical Bulletin Form No. 609-00485-704, published on the company website www.filmtec.com). The eight-inch diameter MFREs manufactured by this company consist of 30-31 membrane bags 75-77 cm long, with all membrane bags located around and all in contact with a filtrate outlet tube of the same diameter (38 mm). The disadvantage of these technical solutions is the possibility of distortion of the correct cylindrical shape of the MFRE when it is assembled at the stage of spiral winding, in particular, the possibility of violating the coaxiality of the filter tube and the MFRE itself, which leads to the complexity of the operation of these packages in the MFRE. Such an undesirable fact is explained by the objective difficulty in arranging a large number of membrane packets around a filtrate outlet tube of a certain diameter. So, in this case, the offset of the packets relative to each other should be

Figure 00000001
что довольно затруднительно на практике.
Figure 00000001
which is quite difficult in practice.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является конструкция МФРЭ по патенту РФ №2245187, опубл. в 2005 г., который состоит из фильтратотводящей перфорированной трубки с отверстиями для приема фильтрата, поступающего из дренажных листов, и спирально намотанных на нее прилегающих друг к другу через листы турбулизатора мембранных пакетов, загерметизированных (с помощью клея) от турбулизаторной (напорной) зоны. Особенностью решения по прототипу являлось то, что мембранные пакеты размещены относительно друг друга со смещением

Figure 00000002
, которое является зависимой величиной от наружного диаметра фильтратотводящей трубки, толщины мембранного пакета вместе с толщиной листа дренажа и числа мембранных пакетов. Число мембранных пакетов в МФРЭ устанавливают в зависимости от требуемых показателей фильтрующего элемента.The closest technical solution to the claimed is the design of MFRE according to the patent of the Russian Federation No. 2225187, publ. in 2005, which consists of a filtrate-discharge perforated tube with holes for receiving the filtrate coming from the drainage sheets and spirally wound membrane packets adjoining each other through sheets of turbulator, sealed (with glue) from the turbulence (pressure) zone. A feature of the solution according to the prototype was that the membrane packets are placed relative to each other with an offset
Figure 00000002
, which is a dependent value on the outer diameter of the filtrate outlet tube, the thickness of the membrane bag along with the thickness of the drainage sheet and the number of membrane bags. The number of membrane bags in MFRE set depending on the required performance of the filter element.

Недостатками МФРЭ по решению прототипа являются ограниченная возможность увеличения числа мембранных пакетов, что влечет за собой ограничение увеличения производительности, недостаточную воспроизводимость свойств при увеличении числа мембранных пакетов за счет появления при этом нарушения коаксиальности при сборке МФРЭ - так называемого эффекта «эллипсности», изменение эксплуатационных свойств во время фильтрации.The disadvantages of MFRE according to the solution of the prototype are the limited ability to increase the number of membrane packages, which entails a limited increase in productivity, insufficient reproducibility of properties when increasing the number of membrane packages due to the appearance of a violation of coaxiality when assembling MFRE - the so-called “ellipse” effect, a change in operational properties during filtering.

Суть изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.

Технической задачей изобретения являлась разработка конструкции МФРЭ, предусматривающая возможность нового и эффективного расположения ее отдельных узлов.An object of the invention was the development of the design of MFRE, providing for the possibility of a new and efficient arrangement of its individual nodes.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности МФРЭ при сохранении прочих условий, воспроизводимости показателей, стабильность эксплуатации МФРЭ, обеспечение отсутствие эллипсности при увеличении числа мембранных пакетов.The technical result of the invention is to increase the performance of MFRE while maintaining other conditions, reproducibility, stability of operation of MFRE, ensuring the absence of ellipse with an increase in the number of membrane packages.

Согласно изобретению МФРЭ состоит из фильтратотводящей перфорированной трубки 1; листов турбулизатора 2, спирально намотанных на перфорированную трубку 1, образующих напорные каналы (не указаны), полупроницаемых мембран 3, сложенных вдвое, внутри которых расположены листы турбулизатора 2; мембранных пакетов, которые разделены на две группы: мембранные пакеты первой группы 4 и мембранные пакеты второй группы 5. Мембранные пакеты первой группы 4 непосредственно контактируют с фильтратотводящей перфорированной трубкой 1, снабженной отверстиями, а мембранные пакеты второй группы 5 сдвинуты относительно мембранных пакетов первой группы 4 на несколько сантиметров (δ), обеспечивая непосредственный контакт с фильтратотводящей перфорированной трубкой 1 только своего листа дренажа 6.According to the invention, MFRE consists of a perforated perforated tube 1; sheets of turbulator 2, spirally wound on a perforated tube 1, forming pressure channels (not indicated), semi-permeable membranes 3, folded in half, inside of which there are sheets of turbulator 2; membrane packs, which are divided into two groups: membrane packs of the first group 4 and membrane packs of the second group 5. Membrane packs of the first group 4 are in direct contact with the perforated perforated tube 1 provided with holes, and the membrane packs of the second group 5 are shifted relative to the membrane packs of the first group 4 a few centimeters (δ), providing direct contact with the permeate perforated tube 1 only of its drainage sheet 6.

Для достижения технического результата можно либо увеличить сдвиг между мембранными пакетами внутри каждой группы (значение «А»), например в 2 раза, что значительно упрощает и обеспечивает стабильность изготовления МФРЭ из указанных пакетов, либо позволяет увеличить в 2 раза число пакетов при сокращении их длины также в 2 раза (при сохранении значения «Δ»). В этом случае обеспечивается непосредственный контакт с перфорированной фильтратотводящей трубкой 1 листов дренажа всех пакетов и сохраняется требование коаксиальности и цилиндрическая форма МФРЭ.To achieve a technical result, you can either increase the shift between the membrane bags within each group (value "A"), for example 2 times, which greatly simplifies and ensures the stability of the production of MFRE from these packages, or allows you to increase 2 times the number of packages while reducing their length also 2 times (while maintaining the value of "Δ"). In this case, direct contact with the perforated filtrate tube 1 of the drainage sheets of all packages is ensured and the requirement of coaxiality and the cylindrical shape of the MFRE are maintained.

На чертеже представлено схематическое изображение заявляемого МФРЭ, где:The drawing shows a schematic representation of the claimed MFRE, where:

1 - фильтратоотводящая перфорированная трубка1 - perforated perforated tube

2 - листы турбулизатора2 - turbulator sheets

3 - полупроницаемые мембраны3 - semipermeable membranes

4 - мембранные пакеты первой группы4 - membrane packets of the first group

5 - мембранные пакеты второй группы5 - membrane packs of the second group

6 - листы дренажа6 - drainage sheets

l1 - длина мембранного пакета первой группыl 1 - the length of the membrane package of the first group

l2 - длина мембранного пакета второй группыl 2 - the length of the membrane package of the second group

D - диаметр МФРЭD - diameter MFRE

d - внешний диаметр фильтратотводящей перфорированной трубкиd is the outer diameter of the filtrate outlet perforated tube

n - общее число мембранных пакетовn is the total number of membrane packets

n1 - число мембранных пакетов первой группыn 1 - the number of membrane packets of the first group

n2 - число мембранных пакетов второй группыn 2 - the number of membrane packets of the second group

δ - сдвиг мембранных пакетов второй группы относительно пакетов первой группыδ is the shift of the membrane packets of the second group relative to the packets of the first group

Δ - сдвиг мембранных пакетов относительно мембранных пакетов внутри каждой группыΔ is the shift of the membrane packets relative to the membrane packets within each group

Для дальнейших расчетов использованы также следующие сокращения:The following abbreviations were also used for further calculations:

Sм - толщина полупроницаемой мембраны в мембранном пакетеS m - the thickness of the semipermeable membrane in the membrane package

Sт - толщина листа турбулизатораS t - turbulizer sheet thickness

Sд - толщина листа дренажаS d - the thickness of the drainage sheet

Sп - толщина мембранного пакетаS p - the thickness of the membrane package

В соответствии с заявляемым изобретением мембранные пакеты второй группы должны быть короче мембранных пакетов первой группы на величину δ-Δ.In accordance with the claimed invention, the membrane packets of the second group should be shorter than the membrane packets of the first group by δ-Δ.

Толщина мембранного пакета составляет:The thickness of the membrane package is:

Sп=2Sм+Sт+Sд,S p = 2S m + S t + S d ,

Figure 00000003
Figure 00000003

n=n1+n2 n = n 1 + n 2

n1=n2+m, где m=0 или 1; причем m=1, если n - число нечетное, и m=0, если n - число четное.n 1 = n 2 + m, where m = 0 or 1; moreover, m = 1 if n is an odd number, and m = 0 if n is an even number.

l2=l1-δ+Δ,l 2 = l 1 -δ + Δ,

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Интервал 3-10 установлен авторами опытным путем и определяет кратность сдвига пакетов 1 и 2 групп между собой относительно сдвига пакетов друг относительно друга внутри каждой из групп.The interval 3-10 is established by the authors experimentally and determines the multiplicity of the shift of packets of groups 1 and 2 relative to each other relative to the shift of packets relative to each other within each of the groups.

При значении интервала меньше 3 разница значений δ и Δ для технологического процесса изготовления рулонных фильтрующих элементов и их свойств становится несущественной, т.е. δ→Δ.When the interval value is less than 3, the difference in the values of δ and Δ for the technological process of manufacturing roll filter elements and their properties becomes insignificant, i.e. δ → Δ.

Значение интервала больше 10 приводит к неразумной потере активной площади мембраны в элементе за счет уменьшения длины пакетов l2 второй группы.The value of the interval greater than 10 leads to an unreasonable loss of the active area of the membrane in the element by reducing the length of the packets l 2 of the second group.

Следует отметить, что δ определяется в каждом конкретном случае в зависимости от «d» и «n».It should be noted that δ is determined in each case depending on “d” and “n”.

Хотя изобретение носит универсальный характер, практическое значение имеют случаи, если Δ≤15 мм.Although the invention is universal in nature, cases where Δ≤15 mm are of practical importance.

Заявляемый МФРЭ работает следующим образом.The inventive MFRE operates as follows.

Исходную разделяемую жидкость подают внутрь напорных каналов, образованных листами турбулизатора 2, под действием рабочего давления часть жидкости, представляющая собой фильтрат, проникает через полупроницаемую мембрану 3 и попадает в дренажные каналы, образованные листами дренажа 6, который имеет продольные канавки, расположенные перпендикулярно фильтратотводящей перфорированной трубке 1. Фильтрат проходит по указанным канавкам к фильтратотводящей перфорированной трубке 1, попадая внутрь ее через отверстия, после чего выводится из МФРЭ. Концентрат отводится с противоположного входу торца МФРЭ.The initial liquid to be separated is fed into the pressure channels formed by the sheets of the turbulizer 2, under the action of the working pressure, a part of the liquid, which is a filtrate, penetrates through the semipermeable membrane 3 and enters the drainage channels formed by the sheets of drainage 6, which has longitudinal grooves located perpendicular to the perforated perforated tube 1. The filtrate passes through the indicated grooves to the filtrate outlet perforated tube 1, getting inside it through the holes, and then it is removed from M EED. The concentrate is discharged from the opposite end of the MFRE.

Ниже приводятся конкретные примеры изготовления МФРЭ с учетом математической формулы, используемой в заявленном техническом решении.The following are specific examples of the manufacture of MFRE taking into account the mathematical formula used in the claimed technical solution.

Пример 1. (столбец «2» таблицы)Example 1. (column "2" of the table)

Перфорированную фильтратотводящую трубку (1) длиной 1016 мм с внешним диаметром 20 мм устанавливают в зажимах станка намотки рулонных элементов.A perforated filtrate outlet tube (1) with a length of 1016 mm and an external diameter of 20 mm is installed in the clamps of the machine for winding roll elements.

С помощью нагревательного инструмента к фильтратотводящей трубке приваривают листы дренажа 6 шириной 1000 мм. На приваренный к фильтратотводящей трубке 1 дренаж 6 укладывают первый пакет первой группы 4 длиной L1=400 мм, состоящий из согнутой вдвое полупроницаемой обратноосмотической мембраны 3, внутри которых располагают листы турбулизатора 2, причем верхняя половина согнутой полупроницаемой мембраны 3 длиннее нижней на 8 мм. На первый мембранный пакет укладывают лист дренажа длиной 400 мм. Затем на три стороны мембранного пакета (кроме стороны, обращенной к фильтратотводящей трубке) наносят клеевую композицию. Следующий мембранный пакет (первый пакет второй группы 5) длиной L2=376 мм укладывают на предыдущий со сдвигом δ=32 мм от стороны первого пакета первой группы, обращенной к фильтратотводящей трубке. На первый пакет второй группы укладывают лист дренажа длиной 400 мм со сдвигом Δ=8 мм от стороны первого пакета первой группы, обращенной к фильтратотводящей трубке. Повторяют нанесение клеевой композиции. Укладывают второй пакет первой группы вровень со стороной дренажа, обращенной к фильтратотводящей трубке. Повторяют укладку листа дренажа длиной 400 мм, теперь уже на второй мембранный пакет первой группы, повторяют нанесение клеевой композиции, повторяют укладку второго пакета второй группы длиной L2=376 мм со сдвигом δ=8 мм от стороны второго пакета первой группы, обращенной к фильтратотводящей трубке, и т.д. до укладки седьмого пакета второй группы (четырнадцатого от общего числа всех пакетов).Using a heating tool, drainage sheets 6 with a width of 1000 mm are welded to the filtrate outlet pipe. A first packet of the first group 4, length L 1 = 400 mm, consisting of half double-permeable reverse osmosis membrane 3, inside which sheets of a turbulizer 2 are located, are placed on the drainage tube 1 welded to the filtrate outlet tube 1 and the upper half of the bent semi-permeable membrane 3 is 8 mm longer. A 400 mm long drainage sheet is laid on the first membrane bag. Then, on the three sides of the membrane package (except for the side facing the filtrate outlet tube), an adhesive composition is applied. The next membrane package (the first package of the second group 5) of length L 2 = 376 mm is laid on the previous one with a shift of δ = 32 mm from the side of the first package of the first group facing the filtrate outlet pipe. A 400 mm long drainage sheet with a shift Δ = 8 mm from the side of the first packet of the first group facing the filtrate outlet pipe is laid on the first packet of the second group. The application of the adhesive composition is repeated. The second packet of the first group is laid flush with the drainage side facing the filtrate outlet pipe. The laying of a 400 mm long drainage sheet is repeated, now on the second membrane bag of the first group, the adhesive composition is repeated, the laying of the second packet of the second group with a length of L 2 = 376 mm with a shift of δ = 8 mm from the side of the second packet of the first group facing the filtrate outlet is repeated handset, etc. before laying the seventh package of the second group (fourteenth of the total number of all packages).

Включают привод вращения фильтратотводящей трубки, наматывают на фильтратотводящую трубку уложенные пакеты. Полученное цилиндрическое тело имеет внешний диаметр 100 мм, отклонение от теоретического цилиндра 0,3%.The drive of rotation of the filtrate discharge tube is turned on, stacked bags are wound on the filtration discharge tube. The resulting cylindrical body has an external diameter of 100 mm, a deviation from the theoretical cylinder of 0.3%.

При испытании полученного рулонного элемента на стенде при давлении Р=1,05 МПа производительность по фильтрату составила 430 л/час.When testing the obtained roll element on a bench at a pressure of P = 1.05 MPa, the filtrate productivity was 430 l / h.

Пример 2. (столбец «6» таблицы)Example 2. (column "6" of the table)

Аналогичен предыдущему за исключением того, что:Similar to the previous except that:

1. вместо обратноосмотической мембраны использовали нанофильтрационную;1. instead of a reverse osmosis membrane, a nanofiltration membrane was used;

2. внешний диаметр фильтратотводящей трубки равен 40 мм;2. the outer diameter of the filtrate outlet pipe is 40 mm;

3. длина пакета первой группы составляет 550 мм;3. The length of the package of the first group is 550 mm;

4. длина пакета второй группы составляет 505 мм;4. the length of the package of the second group is 505 mm;

5. сдвиг δ=50 мм;5. shift δ = 50 mm;

6. сдвиг Δ=5 мм;6. shift Δ = 5 mm;

7. общее число пакетов равно 40.7. The total number of packets is 40.

Полученное цилиндрическое тело имеет внешний диаметр 200 мм, отклонение от теоретического цилиндра 0,3%. При испытании полученного рулонного элемента на стенде при давлении 1,5 МПа производительность по фильтрату составила 3150 л/час.The resulting cylindrical body has an external diameter of 200 mm, a deviation from the theoretical cylinder of 0.3%. When testing the obtained roll element on a bench at a pressure of 1.5 MPa, the filtrate productivity was 3150 l / h.

Заявителем совместно с авторами изобретения были изготовлены и испытаны опытные образцы МФРЭ с внешним диаметром 100, 200 и 400 мм и длиной 600 и 1016 мм.The applicant, together with the inventors, manufactured and tested prototypes of MFRE with an outer diameter of 100, 200 and 400 mm and a length of 600 and 1016 mm.

Основные конструктивные особенности, исходные материалы и результаты испытаний опытных образцов МФРЭ приведены в таблице.The main design features, starting materials and test results of prototype MFRE are given in the table.

Данные по образцам, выполненным в соответствии с решением прототипа 1, 3, 5, 7, 9, 11 и образцам 2, 4, 6, 8, 10, 12 - в первоначальный период их испытаний, по образцам 4*, 6*, 8*, 12* - после ресурсных испытаний в течение ≈400 часов.Data on samples made in accordance with the decision of the prototype 1, 3, 5, 7, 9, 11 and samples 2, 4, 6, 8, 10, 12 - in the initial period of their testing, on samples 4 *, 6 *, 8 *, 12 * - after life tests for ≈400 hours.

Как можно видеть из таблицы, опытные образцы отличаются повышенной относительно образцов в соответствии с решением прототипа цилиндрической формой и более высокой производительностью. Причем возрастание производительности усиливается при переходе от МФРЭ, изготовленных на основе полупроницаемых мембран с условно низкой удельной производительностью (обратноосмотических, нанофильтрационных) к полупроницаемым мембранам с высокой удельной производительностью (ультрафильтрационным и, тем более, микрофильтрационным).As can be seen from the table, the prototypes are distinguished by increased relative to the samples in accordance with the decision of the prototype cylindrical shape and higher performance. Moreover, the increase in productivity is enhanced by the transition from MFRE, made on the basis of semipermeable membranes with conditionally low specific productivity (reverse osmosis, nanofiltration) to semipermeable membranes with high specific productivity (ultrafiltration and, especially, microfiltration).

Библиографические данныеBibliographic data

1. Патент РФ №2245187, опубл. в 2005 г. (прототип).1. RF patent №2245187, publ. in 2005 (prototype).

2. Сайт фирмы Film Tec www.filmtec.com.2. Film Tec website www.filmtec.com.

Figure 00000006
Figure 00000006

Claims (1)

Мембранный фильтрующий рулонный элемент, состоящий из фильтратотводящей перфорированной трубки, загерметизированных прилегающих друг к другу мембранных пакетов, внутри которых расположены листы дренажа, спирально намотанных на фильтратотводящую перфорированную трубку, и листов турбулизатора, расположенных между мембранными пакетами, с размещением мембранных пакетов смещенными относительно друг друга, отличающийся тем, что мембранные пакеты общим количеством n выполнены в виде двух групп, расположенных поочередно, причем мембранные пакеты второй группы в количестве n2 выполнены со смещением относительно мембранных пакетов первой группы в количестве n1, при этом величина смещения мембранных пакетов внутри каждой группы и величина смещения мембранных пакетов второй группы относительно мембранных пакетов первой группы являются различными величинами, величина смещения мембранных пакетов второй группы относительно мембранных пакетов первой группы составляет
Figure 00000007
,
где d - диаметр фильтратотводящей трубки, при этом длина мембранных пакетов второй группы меньше длины мембранных пакетов первой группы на величину δ-Δ, где Δ - смещение мембранных пакетов относительно друг друга между мембранными пакетами внутри каждой группы, а используемое количество мембранных пакетов в первой группе определяется из расчета n2+m, где m=0 или 1, причем m=0, если n - число четное, и m=1, если n - число нечетное.
A membrane filter roll element consisting of a perforated perforated tube, sealed adjacent membrane bags, inside which are located drainage sheets spirally wound on a perforated perforated tube, and turbulator sheets located between the membrane bags, with the membrane packages displaced relative to each other, characterized in that the membrane packets with a total number n are made in the form of two groups arranged alternately, moreover, the membrane e packets of the second group in the amount of n 2 are made with an offset relative to the membrane packets of the first group in the amount of n 1 , while the displacement of the membrane packets within each group and the displacement of the membrane packets of the second group relative to the membrane packets of the first group are different values, the displacement of the membrane packets the second group relative to the membrane packets of the first group is
Figure 00000007
,
where d is the diameter of the filtrate outlet tube, while the length of the membrane packets of the second group is less than the length of the membrane packets of the first group by δ-Δ, where Δ is the displacement of the membrane packets relative to each other between the membrane packets within each group, and the number of membrane packets used in the first group is determined from the calculation of n 2 + m, where m = 0 or 1, and m = 0 if n is an even number, and m = 1 if n is an odd number.
RU2008104708/15A 2008-02-07 2008-02-07 Membrane filtering roll element RU2392039C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008104708/15A RU2392039C2 (en) 2008-02-07 2008-02-07 Membrane filtering roll element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008104708/15A RU2392039C2 (en) 2008-02-07 2008-02-07 Membrane filtering roll element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008104708A RU2008104708A (en) 2009-08-20
RU2392039C2 true RU2392039C2 (en) 2010-06-20

Family

ID=41150535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008104708/15A RU2392039C2 (en) 2008-02-07 2008-02-07 Membrane filtering roll element

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2392039C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3417870A (en) * 1965-03-22 1968-12-24 Gulf General Atomic Inc Reverse osmosis purification apparatus
SU1560279A1 (en) * 1987-01-13 1990-04-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Атомного Энергетического Машиностроения Membrane web element
RU2108142C1 (en) * 1997-03-19 1998-04-10 Алексей Германович Первов Diaphragm rolled element
RU2245187C1 (en) * 2003-09-25 2005-01-27 Научно-технический центр "Владипор"-дочернее общество ОАО "Полимерсинтез" Roll-type membrane filter element
JP2005279377A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Nitto Denko Corp Spiral type membrane element and manufacturing method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3417870A (en) * 1965-03-22 1968-12-24 Gulf General Atomic Inc Reverse osmosis purification apparatus
SU1560279A1 (en) * 1987-01-13 1990-04-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Атомного Энергетического Машиностроения Membrane web element
RU2108142C1 (en) * 1997-03-19 1998-04-10 Алексей Германович Первов Diaphragm rolled element
RU2245187C1 (en) * 2003-09-25 2005-01-27 Научно-технический центр "Владипор"-дочернее общество ОАО "Полимерсинтез" Roll-type membrane filter element
JP2005279377A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Nitto Denko Corp Spiral type membrane element and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008104708A (en) 2009-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8241495B2 (en) Filtration module including membrane sheet with capillary channels
US20020162784A1 (en) Membrane separator
US20100096308A1 (en) Separator assembly
CN106714941B (en) Spiral wound filtration component including integrated biological reactor
EP2346596A1 (en) Central core element for a spirally wound separator assembly
EP3283197B1 (en) Filtration assembly including spiral wound bioreactors and membrane modules positioned in separate pressure vessels
WO2013028324A1 (en) Filtration assembly including multiple modules sharing common hollow fiber support
NZ533912A (en) A spiral wound membrane element and a process for preventing telescoping of the filter element
EP3283198B1 (en) Filtration assembly including spiral wound bioreactors and hyperfiltration membrane modules
JP2015205269A (en) Separation membrane structure and separation membrane element
EP2892636A1 (en) Permeate channel alterations for counter currant filtration for use in cross-flow filtration modules useful in osmotic systems
EP2564919A1 (en) Laboratory cross-flow membrane filtration module
US11123691B2 (en) Separation membrane element
KR102235424B1 (en) Reverse osmosis membrane device and method for operating same
RU2392039C2 (en) Membrane filtering roll element
CN104159656A (en) Multi-pass hyperfiltration system
KR101557544B1 (en) Hollow fiber membrane module
US20050173333A1 (en) Membrane devices and device components
US20140175003A1 (en) Filtration module including hollow fiber supports
RU2245187C1 (en) Roll-type membrane filter element
RU2304018C2 (en) Roll-type membrane filter element
US12337282B2 (en) Potted flat sheet membrane filtration module
JP2025502785A (en) Spiral wound element construction for improved capacity
JP2013212456A (en) Hollow fiber membrane module
Bilstad Membrane operations

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20110421

QB4A Licence on use of patent

Free format text: PLEDGE

Effective date: 20120124

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20120124

Effective date: 20120912

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20120124

Effective date: 20130228

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20120124

Effective date: 20131205

PD4A Correction of name of patent owner
QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20120124

Effective date: 20161223