SE520118C2 - Sätt och anordning vid vattenrening medelst omvänd osmos - Google Patents

Description

Éao 335 t - > , . .

Uppflnningen skall i det följande närmare beskrivas i anslutning till det utföringsexempel som visas i bifogade figurer.

Figur 1 visar schematiskt en anordning för vattenrening med utnyttjande av uppfinningen.

Figur 2 och 3 visar det i anordningen ingående filtret i genomskärning.

Den i figur 1 schematiskt visade anordningen innefattar en elementbehållare 1. l eller på behållaren anordnade rörsystem av konventionellt slag visas inte i figuren. Orenat vatten tillförs genom en tilloppsledning 4 och pumpas in i elementbehållaren 1 med en högtryckspump 2. Reningsförfarandet innebär att en del av vattnet passerar genom elementet varvid i vattnet upplösta salter till övervägande del blir kvar i det vatten som inte passerar genom elementet. Renat vatten avskiljs och avtappas genom en första utloppslednlng 5 medan orenat vatten med förhöjd salthalt lämnar behållaren genom en andra utloppslednlng 6. Det orenade vattnet delas i två fraktioner varav en del lämnar systemet genom ett avloppsrör 7 medan en annan del återförs till tilloppet genom att pumpas med en pump 3 genom en rörledning 8. Pumpama 2 och 3 samt rörledningarna 6 och 8 är lämpligen sammanbyggda med behållaren 1 till en enhet.

Dessa anordningar kan i en fördelaktig utföringsform utföras så att såväl högtryckspumpen 2 som återloppspumpen 3 har gemensam motor och drivaxel.

Anordningen innefattar även medel för tillförande av tilloppsvatten till elementets ena sida då högtryckspumpen inte arbetar samt medel för att tidsstyrt tillföra tilloppsvatten genom detta medel för spolning av elementets tilloppssida. Salthalten i tilloppsvattnet orsakar ett osmotiskt tryck som i sin tur medför en återströmning genom elementet varigenom detta renspolas. Företrädesvis anordnas så att utloppssidan hos elementet står under atmosfärstryck och att en där ansluten utloppslednlng är permanent öppen utan avstängningsanordning. Vid drift sker avtappning direkt till ett uppsamlingskärl.

Det element 10 som är placerat i behållaren 1 visas i genomskärning i figurerna 2 och 3. Elementet utgörs av ett förhållandevis tunt ark 11 av lämpligt membranmaterial som lindats runt ett cylindriskt rör 9. Den aktiva delen av membranet är mycket tunn och uppbars av ett barskikt av flexibelt material. Typisk tjocklek hos skikten är ca 1 mikron för själva membranskiktet och ca 40 mikron för bärskiktet. l rörets väggar 9 finns ett antal hål för avtappning av renat vatten. Membranet är lindat ett flertal varv runt cylindern och för att undvika anliggning mellan de olika membranvarven är ett distansnät anordnat mellan membranytorna. De kraftiga tryckväxlingarna medför att membran utsätts för nötning fràn distansnätet _ För att minska risken för 10 15 20 25 '30 35 lszo iisgfy nötningsskador skall nätets täckskikt vara orienterat på den konvexa, vid rullningen av membranpaketet den yttre, sidan av membranet.

Vid drift av anordningen i enlighet med uppfinningen förfares påföljande sätt. Efter start tillförs orenat vatten med högt tryck, när pumptrycket överskrider arbetsmediets osmotiska tryck kommer vatten att strömma genom elementet 11 och till utloppet 5.

Härvid är vatteneffektiviteten minst 50% viket innebär att minst hälften av tilloppsvattnet strömmar genom elementet. För att undvika en koncentrationspolarisation som medför ökat osmotiskt tryck åstadkommes en intern cirkulation av orenat vatten genom ledningarna 6 och 8 med hjälp av pumpen 3. Den internt cirkulerade mängden bör vara större än den utifrån tillförda vattenmängden, företrädesvis är den internt cirkulerade mängden minst dubbelt så stor som den utifrån kommande tilloppsmängden eller mer än fyra gånger så stor som mängden renat vatten. Detta orsakar en ökad vattenhastighet vid membranytan vilket medför minskad gränsskiktstjocklek och ökad turbulens. dessa effekter ger i sin tur ökade skjuvkrafter som håller membranytan ren.

Efter en driftsperiod av upp till tio minuter följer en period av stillastående fram till nästa vattenavtappning. Systemet blir då tryckutjämnat, inga tryckskillnader föreligger mellan elementets sidor. Den kraftigt förhöjda koncentrationen vid elementets tilloppssida av ämnen som avlägsnats ur det tillförda vattnet orsakar en koncentrationspolarisation som medför att renvatten strömmar tillbaka genom elementet från renvattensidan och därmed tränger undan och lyfter bort de avlägsnade ämnena från membranytan. Efter en viss tid, lämpligen några minuter spolas sedan inkommande, orenat vatten genom anordningen och vattnet med förhöjd koncentration av salter och andra ämnen spolas bort från elementet.

Ytterligare detaljer i anordningens utformning och arbetssätt framgår av följande exempel. Anordningen ansluts till ett vanligt elektriskt uttag av den typ som är tillåten i vàtutrymmen. Härvid tänds och lyser en första kontrollampa (LED) av viss färg, förträdesvls grön. lgàngsättning sker genom påverkan på en kran som öppnar vattenflödet varvid en andra kontrollampa (LED) tänds och lyser. Konduktiviteten hos utgående vatten, som är ett i detta sammanhang relevant mått på vattenkvaliteten, mäts med en i anordningen ingående konduktivitetsmätare och när den har uppnått ett i förhållande till tilloppsvattnet godtagbart värde tänds ytterligare en indikeringslampa (LED). Renvatten produceras med ett flöde på upp till tre liter per minut tills processen stoppas genom att flödet stängs av. 10 15 20 1 n. ..

Det till anordningen tillföra vattnet passerar i anslutning till inloppet före högtryckspumpen dels genom en silduk av den typ som är vanligt förekommande pà vitvaror, dels genom ett kolfilter varigenom partiklar avlägsnas och klorhalten reduceras. Det tillförda vattnet kommer ofta från kommunala reningsverk eller liknande anläggningar är då i regel klorerat. En del av vattnet pressas genom elementenheten och det renade vattnet -osmosvattnet- avtappas genom kranen. Samtidigt avtappas rejektvatten genom en konstantflödesventil till avlopp. Systemtrycket regleras och konstanthålles medelst en tryckregleringsventil. Detta tryck bestämmer den maximala salthalten i det tillförda vattnet vilket bestämmer det osmotiska trycket som måste vara lägre än systemtrycket.

Efter att födet stängts av och vattenuttaget upphört får anordningen vila för att låta trycket sjunka till omgivande atmosfärstryck varunder de i enheten ingående membranen rengörs på ovan beskrivet sätt och när koncetrationspolarisationen utjämnats sker spolning med tllloppsvatten sà att allt vatten i anordningen omsätts.

Vid ett tillämpningsfall var tilloppsflödet 3,7 liter per minut och systemtrycket efter högtryckspumpen 10 bar, Det uttagna flödet av renvatten var 2,5 liter per minut under 10 minuter varefter flödet stängdes av. Efter 2 minuter stillastående skedde en renspolning under 90 sekunder varefter anordning var redo för en ny arbetscykel.

Claims (3)

10 15 20 25 30 35 520 118 5 PATENTKRAV

1. Sätt vid rening av vatten medelst omvänd osmos varvid vatten drivs genom ett membranelement under tryck, vilket åstadkommes med en högtryckspump (2), varvid det vatten som tillförs elementet (10) dels är utifrån tillfört, orenat vatten, dels internt cirkulerat vatten som passerat förbi elementet på dess tilloppssida kännetecknat därav att högtryckspumpen (2) arbetar intermittent, att systemtrycket regleras och konstanthålles medelst en tryckregleringsventil vilken bestämmer den maximala salthalten i det tillförda vattnet så att det osmotiska trycket är lägre än systemtrycket, att den internt cirkulerade vattenmängden är minst lika stor som den utifrån tillförda vattenmängden och att vid trycksänkning då högtryckspumpen inte arbetar varvid renvatten, på grund av att den kraftigt förhöjda koncentrationen vid elementets tilloppssida av ämnen som avlägsnats ur det tillförda vattnet orsakar en koncentrationspolarisation, strömmar tillbaka genom elementet från renvattensidan och därmed tränger undan och lyfter bort de avlägsnade ämnena från membranytan varefter när koncentrationspolarisationen utjämnats sker en tidsfördröjd renspolning av elementet (10) genom spolning med utifrån tillfört vatten.

2. Sätt enligt krav 1 kännetecknat av att perioderna med högt tryck varar i högst tio minuter.

3. Anordning för rening av vatten medelst omvänd osmos varvid vatten drivs genom ett membranelement (10) under tryck, vilket åstadkommes med en högtryckspump (2), varvid det vatten som tillförs elementet dels är utifrån tillfört, orenat vatten, dels internt cirkulerat vatten som medelst en återloppspump (3) bringats att passera förbi elementet på dess tilloppssida, även innefattande medel för tillförande av tilloppsvatten till elementets ena sida då högtryckspumpen inte arbetar samt medel för att tidsstyrt tillföra tilloppsvatten genom detta medel för spolning av elementets tilloppssida_ kännetecknad av att pumparna (2 och 3) samt rörledningarna (6 och 8) är sammanbyggda med behållaren (1) till en enhet varvid högtryckspumpen (2) och återloppspumpen (3) har gemensam motor och drivaxel och att anordningen innefattar medel för konstanthållning av trycket.