[go: up one dir, main page]

WO2008121030A2 - Опреснительная установка обратного осмоса (варианты) - Google Patents

Опреснительная установка обратного осмоса (варианты) Download PDF

Info

Publication number
WO2008121030A2
WO2008121030A2 PCT/RU2008/000293 RU2008000293W WO2008121030A2 WO 2008121030 A2 WO2008121030 A2 WO 2008121030A2 RU 2008000293 W RU2008000293 W RU 2008000293W WO 2008121030 A2 WO2008121030 A2 WO 2008121030A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure
desalination
brine
salt water
diaphragm pump
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2008/000293
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2008121030A3 (ru
Inventor
Vladimir Fjodorovich Fomin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost'yu 'tehnoprom'
Original Assignee
Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost'yu 'tehnoprom'
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
Priority claimed from RU2007109399/15A external-priority patent/RU2007109399A/ru
Priority claimed from RU2007130523/15A external-priority patent/RU2401802C2/ru
Application filed by Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost'yu 'tehnoprom' filed Critical Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost'yu 'tehnoprom'
Priority to AU2008233355A priority Critical patent/AU2008233355A1/en
Priority to EP08779157A priority patent/EP2135846A4/en
Priority to CN2008800097211A priority patent/CN101821203B/zh
Publication of WO2008121030A2 publication Critical patent/WO2008121030A2/ru
Publication of WO2008121030A3 publication Critical patent/WO2008121030A3/ru
Priority to IL200638A priority patent/IL200638A0/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/06—Energy recovery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/10—Accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/24—Specific pressurizing or depressurizing means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
    • 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

Definitions

  • Desalination is a method of treating water in order to reduce the concentration of dissolved salts to the extent (usually up to 1 g / l) at which water becomes suitable for drinking and household purposes.
  • Water desalination can be carried out both with a change in the state of aggregation of water (distillation, freezing), and without a change in its state of aggregation (electrodialysis, hyperfiltration or reverse osmosis, ion exchange, water extraction with organic solvents, water extraction in the form of crystallization water - crystalline hydrates, heating water to a certain temperature, sorption of ions on porous electrodes, a biological method using the ability of some algae to absorb salts in the light and give them in the dark and ).
  • Osmosis is the diffusion of a substance, usually a solvent, through a semipermeable membrane separating a solution and a pure solvent or two solutions of different concentrations.
  • a semi-permeable membrane is a septum allowing small solvent molecules to pass through, but not permeable to larger solute molecules. Equalization of concentrations on both sides of such a membrane is possible only with one-sided diffusion of the solvent. Therefore, osmosis always goes from a pure solvent to a solution or from a dilute solution to concentrated.
  • Membranes are usually in the form of plates (sheets) or cylindrical cartridges (candles) made from microporous inorganic materials, animal products, but more often from artificial and synthetic polymers (cellulose ethers, polyamides, etc.).
  • the maximum size of particles (molecules) passing through the membrane lies in the range from several microns to hundredths of microns.
  • the separating ability (selectivity) of membranes depends on the structure and physico-chemical properties, as well as on pressure, temperature, composition of the filtered fluid and other external factors.
  • a significant number of reverse osmosis plants process brackish water from underground sources. Very large plants for the treatment of large amounts of wastewater are in operation. Fewer plants desalinate seawater.
  • Reverse osmosis plants consist of a high pressure pump (50-100 kg / cm 2 ) pumping salt water through flat or tubular membranes or hollow fiber made from cellulose acetate or polyamide resins capable of passing water molecules under pressure above the osmotic but not passing hydrated ions of salts dissolved in water.
  • Source water with a concentration of 4.5 at a temperature of 29 0 C enters the first treatment unit.
  • a submersible pump located in a special well it is pumped into a sump with moving grates and a slurry and mud sediment remover. After such a rough cleaning, water is sent by a pump to the water treatment unit, where sulfuric acid and coagulants are added to it by dispensers, and it passes through the rough sand filters.
  • the water is collected in a reservoir containing pumps for dumping sludge from the filters and for pumping sea water through the carton filters. Prior to this, the water is re-deoxidized.
  • high pressure pumps pump it into desalination membrane units formed according to a two-stage principle. Four steps reduce the initial concentration of sea water by about half and pump through three steps, in which its concentration reaches 0.5%. Since the pressure of the brine leaving these blocks is quite high, it is used on a hydraulic turbine that acts as a drive for the high pressure pump.
  • Fresh water is circulated by a circulation pump to tanks - accumulators, from which it is taken into the unit, where it is brought to drinking quality due to decarbonization and chlorination. Water is lime and collected for long-term storage.
  • Standard delivery includes: 1. Desalination membrane unit 2. Salt water tank
  • Aqualyng can also supply other equipment, such as:
  • All units can be installed in special buildings or on floating platforms.
  • the salt water supply module further comprises a brine distributor and an oil hydraulic actuator
  • the high pressure pump is made in the form of a diaphragm pump, the internal cavity of which is divided by flexible diaphragms into three isolated sections, and the central section is made with the possibility the entry of salt water into it, as well as its exit into the desalination membrane unit under a pressure exceeding the osmotic pressure, one side section is connected to hydraulic drive with cyclic oil supply at a pressure higher than the osmotic pressure, and the other side section, which acts as a recuperator, is connected to
  • the flow of salt water into the central section of the diaphragm pump can occur under a pressure of 2.3-2.5 kg / cm 2 ; the exit of salt water from the central section of the diaphragm pump into the desalination membrane unit can occur under a pressure of 59-60 kg / cm 2 ; cyclic oil supply to the side section of the diaphragm pump can occur under a pressure of 59-60 kg / cm 2 .
  • a reverse osmosis desalination plant may contain several high-pressure salt water supply modules installed in parallel.
  • the desalination plant as a control unit may comprise an electronic control unit.
  • the salt water supply module further comprises a brine distributor and an oil hydraulic actuator
  • the high pressure pump is made in the form of a diaphragm pump, the internal cavity of which is divided by flexible diaphragms into three isolated sections, and the central section is made with the possibility salt water entering and leaving the desalination unit under pressure exceeding the osmotic pressure, one side section is connected to an oil hydraulic water with a cyclic oil supply under a pressure exceeding the osmotic pressure, and the other side section, which acts as a recuperator, is connected to the brine distributor and
  • the supply of salt water to the central section of the diaphragm pump can occur under a pressure of 2.3-2.5 kg / cm; salt water from the central section of the diaphragm pump to the desalination membrane unit can occur at a pressure of 59-60 kg / cm; cyclic oil supply to the side section of the diaphragm pump can occur under a pressure of 59-60 kg / cm 2 .
  • the central section of the diaphragm pump can be divided by a partition into two parts connected by channels in the partition.
  • the desalination plant according to the second embodiment of the invention may comprise several high pressure salt water supply modules installed in parallel.
  • the desalination plant according to the second embodiment of the invention as a control unit may comprise an electronic control unit.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the proposed reverse osmosis desalination plant according to embodiment 1 (with one high-pressure salt water supply module).
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the proposed reverse osmosis desalination plant according to embodiment 2 (with one high-pressure salt water supply module).
  • the reverse osmosis desalination plant according to option 1 contains a salt water supply device 1 with a pressure of about 2.3 - 2.5 kg / cm 2 , a check valve 2, a diaphragm pump 3, which includes two flexible diaphragms 4 that separate the internal the cavity of the pump casing into three isolated sections: the central section A and the side sections B and C.
  • the central section A is connected at the inlet through a non-return valve 2 with a salt water supply device 1, and at the outlet through a non-return valve 5 with an entrance to the desalination membrane unit 6.
  • Side section B is connected to ma salted hydraulic actuator 7 with a cyclic oil supply, and the side section C is connected to the brine distributor 8, connected through the booster pump 10 to the brine outlet And from the desalination membrane unit 6 and having a brine outlet line 9.
  • the booster pump is used as a device for increasing the brine pressure.
  • the installation also includes a desalination water outlet line 12 from the desalination membrane unit 6 and an electronic control unit (not shown in the drawing).
  • the reverse osmosis desalination plant according to option 2 contains a salt water supply device 1, a check valve 2, a diaphragm pump 3 with three flexible diaphragms 4, dividing the internal cavity of the pump into insulated sections A, B, C and D.
  • Central section A connected at the inlet through the non-return valve 2 to the salt water supply device 1, and at the outlet through the non-return valve 5 with the entrance to the desalination membrane unit 6.
  • the lateral section B is connected to the hydraulic oil actuator 7 with a cyclic oil supply, and the lateral section C is connected to the distribution a brine holder 8, which, in turn, is connected to the outlet of the brine 11 from the desalination membrane unit 6 and has a brine outlet line 9.
  • the central section A is divided by a partition 13 into two parts interconnected by channels 14. The partition 13 serves to prevent the diaphragms from stretching at the end of the work cycle.
  • a multiplier piston 15 is installed between two high viscosity fluid cavities.
  • the installation also includes a desalination water outlet line 12 from the desalination membrane unit 6 and an electronic control unit (not shown in the drawing). (v) Best Modes for Carrying Out the Invention
  • the desalination plant according to the first embodiment of the invention comprising a desalination membrane unit, several parallel-mounted high-pressure salt water supply modules, and also an electronic control unit, operates as follows.
  • Salt water is pumped under a pressure of 2.3-2.5 kg / cm 2 into the central section A of the diaphragm pump 3 of each module (through the line supply of salt water 1 and through a check valve 2).
  • the diaphragm 4 bends outward.
  • oil under pressure exceeding the osmotic pressure (59-60 kg / cm 2 ) is supplied to the side section B.
  • the brine formed in the desalination plant from previous cycles enters the side section C , which previously passes through the booster pump 10 and the distributor 8.
  • the booster pump 10 raises the pressure of the brine leaving the desalination membrane unit 6 to the oil pressure in section B.
  • the salt water from the central section A through the check valve 5 is supplied to desalination membrane unit 6, from which the line 12 exits desalinated water and the line 11 - brine. Further, the process is repeated cyclically. The synchronization of the process is ensured by the electronic control unit.
  • the desalination plant according to the second embodiment of the invention (Fig. 2), comprising a desalination membrane unit, several parallel-mounted high-pressure salt water supply modules, and also an electronic control unit, operates as follows.
  • Salt water is pumped at a pressure of 2.3-2.5 kg / cm 2 into the central section A of the diaphragm pump 3 of each module (via the salt water supply line 1 through the check valve 2). Since section A contains a partition 13, the supply of salt water is carried out through channels 14 in this partition. Two diaphragms 4 sections A are bent outward. After filling section A with salt water from the hydraulic oil actuator 7, oil under pressure exceeding the osmotic pressure (59-60 kg / cm 2 ) is supplied to the side cavity B, and the brine formed in the desalination plant from the previous ones comes into the side cavity C from the distributor 8 cycles. The brine acts on the diaphragm 4, a viscous fluid and a multiplier piston 15.
  • the ratio of the squares of the larger and smaller diameter of the multiplier piston is equal to the ratio of the salt water pressure at the inlet to the desalination membrane unit 6 and the brine pressure at the outlet of the specified unit 6. for among saltwater Seawater where D - diameter of the larger piston multiplier d - smaller diameter piston multiplier P in rows solemy - salt water pressure to the reverse osmosis membranes Rrass ol and - pressure brine from a reverse osmosis membrane
  • the multiplier piston raises the pressure in section D to 59-60 kg / cm 2 , which corresponds to the oil pressure in section B. Due to the oil pressure in the side section B and the pressure of the viscous liquid in section D, which exceed the osmotic pressure, salt water from section A through the check valve 5 enters the unit desalination membranes 6, from which desalinated water 12. Then the process is repeated cyclically. The synchronization of the process is ensured by the electronic control unit.
  • the reverse osmosis desalination plant with the proposed design of high pressure salt water supply modules is characterized by increased reliability, ease of maintenance and high maintainability. This is due to the fact that in the used diaphragm pump there are no rotating and rubbing parts.
  • the diaphragm pump In case of failure of the diaphragm, it can easily be replaced by another. At the same time, a simplification of the design is achieved, since the diaphragm pump simultaneously serves as a high pressure pump and a recuperator. Avoiding the use of expensive high-pressure piston water pumps can reduce the cost of desalination plants.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к установкам обратного осмоса для опреснения морской воды. Установка содержит блок опреснительных мембран (6), блок управления и модули подачи соленой воды под высоким давлением, каждый из которых включает диафрагменный насос (3), масляный гидропривод (7), устройство повышения давления рассола (10) и распределитель рассола (8). Внутренняя полость диафрагменного насоса разделена гибкими диафрагмами на три изолированные секции. Центральная секция (А) выполнена с возможностью поступления в нее соленой воды и выхода ее в блок опреснительных мембран с давлением, превышающим осмотическое. Боковая секция (В) соединена с масляным гидроприводом (7) с циклической подачей масла под давлением, превышающим осмотическое, а боковая секция (С) соединена с распределителем рассола (8), который соединен с выходом рассола (11) из блока опреснительных мембран (6). В установке по второму варианту боковая секция диафрагменного насоса (С) содержит дополнительную диафрагму и гидравлический мультипликатор (15) в качестве устройства повышения давления рассола. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы опреснительной установки, а также упрощение конструкции и эксплуатации.

Description

ОПРЕСНИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ОБРАТНОГО ОСМОСА
(ВАРИАНТЫ)
(i) Область техники Предполагаемое изобретение относится к опреснительным установкам обратного осмоса для очистки и опреснения морской воды.
(H) Предшествующий уровень техники
Опреснение воды - способ обработки воды с целью снижения концентрации растворенных солей до степени (обычно до 1 г/л), при которой вода становится пригодной для питьевых и хозяйственных целей.
Опреснение воды может быть осуществлено как с изменением агрегатного состояния воды (дистилляция, замораживание), так и без изменения ее агрегатного состояния (электродиализ, гиперфильтрация или обратный осмос, ионный обмен, экстракция воды органическими растворителями, экстракция воды в виде кристаллизационной воды - кристаллогидратов, нагрев воды до определенной температуры, сорбция ионов на пористых электродах, биологический метод с использованием способности некоторых водорослей поглощать соли на свету и отдавать их в темноте и др.)
Осмос - диффузия вещества, обычно растворителя, через полупроницаемую мембрану, разделяющую раствор и чистый растворитель или два раствора различной концентрации. Полупроницаемая мембрана - перегородка, пропускающая малые молекулы растворителя, но не проницаемая для более крупных молекул растворенного вещества. Выравнивание концентраций по обе стороны такой мембраны возможно лишь при односторонней диффузии растворителя. Поэтому осмос всегда идет от чистого растворителя к раствору или от разбавленного раствора к концентрированному.
Перенос растворителя через мембрану обусловлен осмотическим давлением. Оно равно избыточному внешнему давлению, которое следует приложить со стороны раствора, чтобы прекратить осмос, т.е. создать условия осмотического равновесия. Превышение избыточного давления над осмотическим может привести к обращению осмоса - обратной диффузии растворителя. Осмотические явления иногда используют в промышленности, например при очистке высокоминерализированной воды методом обратного осмоса жидкостей.
Мембраны обычно в виде пластин (листов) или цилиндрических патронов (свечей) изготавливают из микропористых неорганических материалов, продуктов животного происхождения, но чаще из искусственных и синтетических полимеров (эфиров целлюлозы, полиамидов и др.). Максимальный размер проходящих через мембрану частиц (молекул) лежит в пределах от нескольких Мкм до сотых долей Мкм. Разделяющая способность (селективность) мембран зависит от структуры и физико-химических свойств, а также от давления, температуры, состава фильтруемой жидкости и прочих внешних факторов.
Значительное число установок обратного осмоса перерабатывает солоноватую воду подземных источников. Находятся в эксплуатации очень крупные установки для переработки сточных вод в больших объемах. Меньшее количество установок опресняют морскую воду.
Установки обратного осмоса состоят из насоса высокого давления (50-100 кг/см2 ), прокачивающего соленую воду через плоские или трубчатые мембраны или полое волокно, изготовленное из ацетилцеллюлозы или полиамидных смол, способных под давлением выше осмотического пропускать молекулы воды, но не пропускать гидратированные ионы растворенных в воде солей.
Выпускаемые многочисленными фирмами установки отличаются, как правило, типами модулей, числом блоков и линий, применяемых в зависимости от заданной производительности и выработки отдельных модулей. Их различие выражается в возможности опреснять воду пониженной (до 1,5%) и высокой (4,5%) концентраций. Современные установки изготавливают периодического и непрерывного действия. В технике опреснения морской воды используют только последние. Соединение блоков может быть последовательным, параллельным или комбинированным. Опреснительные комплексы разрабатываются в сочетании термических и обратно-осмотических частей, что влияет на конечную стоимость воды и затраты на процесс разделения. Установка, работающая по принципу обратного осмоса, предъявляет высокие требования к чистоте исходной воды, так как ее загрязненность вызывает резкое ухудшение проницаемости и селективности мембран. Поэтому схема такого типа содержит большое число устройств, не имеющих отношения к процессу опреснения. Прежде всего это относится к очистным и фильтрующим элементам, к которым предъявляются повышенные требования.
Известна опреснительная установка, работающая на морской воде, производительностью 4500 м3/cyт - см. Слесаренко В. H «Oпpecнитeльныe установки)), Владивосток, ДВГМА, 1999, стр. 212...214. Исходная вода с концентрацией в 4,5 при температуре 290C поступает в первый очистительный блок. Погружным насосом, размещенным в специальном колодце, она закачивается в отстойник с подвижными решетками и удалителем шламовых и грязевых отложенией. После такой грубой очистки вода насосом направляется в блок водоподготовки, где в нее добавляется дозаторами серная кислота и коагулянты, и она проходит через песчаные фильтры грубой очистки. Затем вода собирается в накопителе, содержащем насосы для сброса отстоя из фильтров и для перекачивания морской воды через картонажные фильтры. Предварительно перед этим воду подвергают повторному раскислению. По завершению такой подготовки насосы высокого давления закачивают ее в блоки опреснительных мембран, сформированные по двухступенчатому принципу. Четыре ступени понижают первоначальную концентрацию морской воды примерно вдвое и насосом пропускают через три ступени, в которых ее концентрация достигает 0,5%. Так как давление покидающего эти блоки рассола достаточно высокое, то оно используется на гидротурбине, выполняющей функции привода насоса высокого давления. Пресная вода циркуляционным насосом подается в баки - аккумуляторы, из которых она забирается в блок, где ее доводят до питьевого качества за счет декарбонизации и хлорирования. Вода известкуется и собирается для длительного хранения.
Как видно из приведенной схемы, она содержит значительное количество водоподготовительного оборудования, так как требуемая степень очистки воды должна быть не менее 5 Мкм.
В схемах большинства опреснительных установок обратного осмоса блоки опреснительных мембран располагаются горизонтально, что связано с их конструкцией. Немецкими фирмами разработана одноступенчатая схема с вертикальным расположением блоков опреснительных мембран с получением 1500 м3/cyт воды питьевого качества - см. Слесаренко В. H. «Oпpecнитeльныe установки)), Владивосток, ДВГМА, 1999, стр. 220. Разные расположения блоков и их компоновка создают благоприятные условия для обслуживания, однако при большом числе блоков требуется значительное количество соединительных магистралей.
Известны опреснительные установки обратного осмоса фирмы «Aqualyng»
(Норвегия), используемые для опреснения морской или жесткой воды, в том числе, установки опреснения воды RO последней технологии с очень гибкими решениями (см. Установки «The Aqualyng», http:www.lyng.com/lyng
/аquа/dеfаlt. аsрх) .
Стандартная поставка включает: 1. Блок опреснительных мембран 2. Резервуар подачи соленой воды
3. Блок фильтров предварительной очистки соленой воды
4. Рекуператор
5. Бустерные насосы
6. Насосы высокого давления 7. Блок управления
Фирма «Aqualyng» может также поставлять и другое оборудование, типа:
• Фильтрация песка
• Дополнительная фильтрация
• Система очистки/смывания • Химические системы фильтрации
Все единицы могут быть установлены в специальных зданиях или на плавающих платформах.
Предлагаемые стандартные модульные единицы:
• 500-700 м3/cyтки • 1000-1500 м3/cyтки
• 2000-2500 м3/cyтки
• 4000-5000 м3/cyтки
• п х 5000 м3/cyтки Комбинации этих стандартных модульных единиц позволяют строить установки обратного осмоса любого размера.
В известных опреснительных установках обратного осмоса, состоящих из насоса подачи соленой воды, многопоршневых насосов высокого давления, блока опреснительных мембран, бустерного насоса, рекуператора, недостатками конструкции являются:
1. Низкая надежность работы насосов высокого давления.
2. Высокий износ поверхностей трения насоса высокого давления вследствие контакта с соленой водой. 3. Насосы высокого давления очень сложны в ремонте и профилактике.
4. Высокая стоимость насоса высокого давления и рекуператора. Технической задачей заявляемой опреснительной установки является повышение надежности ее работы, а также упрощение конструкции и эксплуатации за счет использования вместо многопоршневых водяных насосов высокого давления диафрагменного насоса высокого давления предложенной конструкции, выполняющего одновременно функцию рекуператора. При этом в диафрагменном насосе отсутствуют вращающиеся и трущиеся части, что приводит к увеличению его износостойкости и надежности работы всей установки. (iii) Раскрытие изобретения
Решение указанных выше технических задач достигается тем, что в опреснительной установке обратного осмоса, включающей блок опреснительных мембран; по крайней мере, один модуль подачи соленой воды под высоким давлением, содержащий насос высокого давления, рекуператор и устройство повышения давления рассола, выходящего из блока опреснительных мембран; а также включающей блок управления, СОГЛАСНО ПЕРВОМУ ВАРИАНТУ ИЗОБРЕТЕНИЯ, модуль подачи соленой воды дополнительно содержит распределитель рассола и масляный гидропривод, а насос высокого давления выполнен в виде диафрагменного насоса, внутренняя полость которого разделена гибкими диафрагмами на три изолированные секции, причем центральная секция выполнена с возможностью поступления в нее соленой воды, а также выхода ее в блок опреснительных мембран под давлением, превышающим осмотическое давление, одна боковая секция соединена с масляным гидроприводом с циклической подачей масла под давлением, превышающим осмотическое давление, а другая боковая секция, выполняющая функцию рекуператора, соединена с распределителем рассола, который, в свою очередь, соединен через устройство повышения давления рассола с выходом рассола из блока опреснительных мембран.
В частном случае поступление соленой воды в центральную секцию диафрагменного насоса может происходить под давлением 2,3-2,5 кг/см2 ; выход соленой воды из центральной секции диафрагменного насоса в блок опреснительных мембран может происходить под давлением 59-60 кг/см2 ; циклическая подача масла в боковую секцию диафрагменного насоса может происходить под давлением 59-60 кг/см2.
Опреснительная установка обратного осмоса может содержать несколько модулей подачи соленой воды под высоким давлением, установленных параллельно. Опреснительная установка в качестве блока управления может содержать электронный блок управления.
Решение указанных выше технических задач достигается также тем, что в опреснительной установке обратного осмоса, включающей блок опреснительных мембран, по крайней мере, один модуль подачи соленой воды под высоким давлением, содержащий насос высокого давления, рекуператор и устройство повышения давления рассола, выходящего из блока опреснительных мембран; а также включающей блок управления, СОГЛАСНО ВТОРОМУ ВАРИАНТУ ИЗОБРЕТЕНИЯ, модуль подачи соленой воды дополнительно содержит распределитель рассола и масляный гидропривод, а насос высокого давления выполнен в виде диафрагменного насоса, внутренняя полость которого разделена гибкими диафрагмами на три изолированные секции, причем центральная секция выполнена с возможностью поступления в нее соленой воды и выхода ее в блок опреснителей под давлением, превышающим осмотическое давление, одна боковая секция соединена с масляным гидроприводом с циклической подачей масла под давлением, превышающим осмотическое давление, а другая боковая секция, выполняющая функцию рекуператора, соединена с распределителем рассола и содержит дополнительную диафрагму и гидравлический мультипликатор в качестве устройства повышения давления рассола. В частном случае выполнения опреснительной установки по второму варианту изобретения поступление соленой воды в центральную секцию диафрагменного насоса может происходить под давлением 2,3-2,5 кг/см ; выход соленой воды из центральной секции диафрагменного насоса в блок опреснительных мембран может происходить под давлением 59-60 кг/см ; циклическая подача масла в боковую секцию диафрагменного насоса может происходить под давлением 59-60 кг/см2.
В другом частном случае выполнения опреснительной установки по второму варианту изобретения центральная секция диафрагменного насоса может быть разделена перегородкой на две части, связанные между собой каналами в перегородке.
Опреснительная установка по второму варианту изобретения может содержать несколько модулей подачи соленой воды под высоким давлением, установленных параллельно. Опреснительная установка по второму варианту изобретения в качестве блока управления может содержать электронный блок управления.
(iv) Описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемой опреснительной установки обратного осмоса по варианту 1 (с одним модулем подачи соленой воды под высоким давлением ).
На фиг. 2 представлена принципиальная схема предлагаемой опреснительной установки обратного осмоса по варианту 2 (с одним модулем подачи соленой воды под высоким давлением ).
Опреснительная установка обратного осмоса согласно варианта 1 (фиг.l) содержит устройство подачи соленой воды 1 с давлением около 2,3 - 2,5 кг/см2 , обратный клапан 2, диафрагменный насос 3, который включает две гибкие диафрагмы 4, разделяющие внутреннюю полость корпуса насоса на три изолированные секции: центральную секцию А и боковые секции В и С. Центральная секция А связана на входе через обратный клапан 2 с устройством подачи соленой воды 1, а на выходе через обратный клапан 5 с входом в блок опреснительных мембран 6. Боковая секция В связана с масляным гидроприводом 7 с циклической подачей масла, а боковая секция С связана с распределителем рассола 8, соединенным через бустерный насос 10 с выходом рассола И из блока опреснительных мембран 6 и имеющим линию отвода рассола 9. Бустерный насос используется в качестве устройства повышения давления рассола. Установка также содержит линию выхода опресненной воды 12 из блока опреснительных мембран 6 и блок электронного управления (на чертеже не показан).
Опреснительная установка обратного осмоса согласно варианта 2 (фиг.2) содержит устройство подачи соленой воды 1, обратный клапан 2, диафрагменный насос 3 с тремя гибкими диафрагмами 4, разделяющими внутреннюю полость насоса на изолированные секции А, В, С и D. Центральная секция А связана на входе через обратный клапан 2 с устройством подачи соленой воды 1, а на выходе через обратный клапан 5 с входом в блок опреснительных мембран 6. Боковая секция В связана с масляным гидроприводом 7 с циклической подачей масла, а боковая секция С связана с распределителем рассола 8, который, в свою очередь, соединен с выходом рассола 11 из блока опреснительных мембран 6 и имеет линию отвода рассола 9. Центральная секция А разделена перегородкой 13 на две части, соединенные между собой каналами 14. Перегородка 13 служит для предотвращения растягивания диафрагм в конце рабочего цикла. В секции D установлен поршень мультипликатора 15 между двумя полостями жидкости с высокой вязкостью.
Установка также содержит линию выхода опресненной воды 12 из блока опреснительных мембран 6 и блок электронного управления (на чертеже не показан). (v) Лучшие варианты осуществления изобретения
Пример 1
Опреснительная установка по первому варианту изобретения (фиг.l), содержащая блок опреснительных мембран, несколько параллельно установленных модулей подачи соленой воды под высоким давлением, а также блок электронного управления, работает следующим образом.
Соленая вода насосом под давлением 2,3-2,5 кг/см2 подается в центральную секцию А диафрагменного насоса 3 каждого модуля (через линию подачи соленой воды 1 и через обратный клапан 2). Диафрагмы 4 выгибаются при этом наружу. После заполнения соленой водой центральной секции А от масляного гидропривода 7 масло под давлением, превышающим осмотическое давление (59-60 кг/см2 ), подается в боковую секцию В. При этом в боковую секцию С поступает рассол, образовавшийся в опреснительной установке от прежних циклов, который предварительно проходит через бустерный насос 10 и распределитель 8. Бустерный насос 10 поднимает давление рассола, выходящего из блока опреснительных мембран 6, до давления масла в секции В. За счет давления масла и рассола в боковых секциях диафрагменного насоса, превышающего осмотическое давление (59-60 кг/см2 ), соленая вода из центральной секции А через обратный клапан 5 поступает в блок опреснительных мембран 6, из которого по линии 12 выходит опресненная вода, а по линии 11 — рассол. Далее процесс повторяется циклически. Синхронность процесса обеспечивается с помощью электронного блока управления.
Пример 2
Опреснительная установка по второму варианту изобретения (фиг.2), содержащая блок опреснительных мембран, несколько параллельно установленных модулей подачи соленой воды под высоким давлением, а также блок электронного управления, работает следующим образом.
Соленая вода насосом под давлением 2,3-2,5 кг/см2 подается в центральную секцию А диафрагменного насоса 3 каждого модуля (через линию подачи соленой воды 1 через обратный клапан 2). Поскольку секция А содержит перегородку 13, поступление соленой воды осуществляется через каналы 14 в данной перегородке. Две диафрагмы 4 секции А выгибаются при этом наружу. После заполнения соленой водой секции А от масляного гидропривода 7 масло под давлением, превышающим осмотическое давление (59-60 кг/см2), подается в боковую полость В, а в боковую полость С из распределителя 8 поступает рассол, образовавшийся в опреснительной установке от прежних циклов. Рассол воздействует на диафрагму 4, вязкую жидкость и поршень мультипликатора 15. Отношение квадратов большего и меньшего диаметра поршня мультипликатора равно отношению давления соленой воды на входе в блок опреснительных мембран 6 и давления рассола на выходе из указанного блока 6. для средиесоленоп морской Воды
Figure imgf000012_0001
где D - больший диаметр поршня мультипликатора d - меньший диаметр поршня мультипликатора Рсолеmй воды - давление соленой воды к мембранам обратного осмоса Ррассола - давление рассола от мембран обратного осмоса
Поршень мультипликатора поднимает давление в секции D до 59-60 кг/см2, что соответствует давлению масла в секции В. За счет давления масла в боковой секции В и давления вязкой жидкости в секции D, которые превышают по величине осмотическое давление, соленая вода из секции А через обратный клапан 5 поступает в блок опреснительных мембран 6, из которого выходит опресненная вода 12. Далее процесс повторяется циклически. Синхронность процесса обеспечивается с помощью электронного блока управления. Таким образом, опреснительная установка обратного осмоса с предложенной конструкцией модулей подачи соленой воды под высоким давлением характеризуется повышенной надежностью, простотой обслуживания и высокой ремонтопригодностью. Это связано с тем, что в используемом диафрагменном насосе отсутствуют вращающиеся и трущиеся части. В случае выхода из строя диафрагмы она легко может быть заменена на другую. При этом достигается упрощение конструкции, поскольку диафрагменный насос выполняет одновременно роль насоса высокого давления и рекуператора. Отказ от использования дорогостоящих поршневых водяных насосов высокого давления позволяет снизить себестоимость опреснительной установки.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Опреснительная установка обратного осмоса, включающая блок опреснительных мембран, по крайней мере, один модуль подачи соленой воды под высоким давлением, содержащий насос высокого давления, рекуператор и устройство повышения давления рассола, выходящего из блока опреснителей, а также включающая блок управления, ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ ТЕМ, ЧТО модуль подачи соленой воды дополнительно содержит распределитель рассола и масляный гидропривод, а насос высокого давления выполнен в виде диафрагменного насоса, внутренняя полость которого разделена гибкими диафрагмами на три изолированные секции, причем центральная секция выполнена с возможностью поступления в нее соленой воды, а также выхода ее в блок опреснительных мембран под давлением, превышающим осмотическое давление, одна боковая секция соединена с масляным гидроприводом с циклической подачей масла под давлением, превышающим осмотическое давление, а другая боковая секция, выполняющая функцию рекуператора, соединена с распределителем рассола, который, в свою очередь, соединен через устройство повышения давления рассола с выходом рассола из блока опреснительных мембран.
2. Опреснительная установка по п.l, отличающаяся тем, что поступление соленой воды в центральную секцию диафрагменного насоса происходит под давлением 2,3-2,5 кг/см2 ; выход соленой воды из центральной секции диафрагменного насоса в блок опреснительных мембран происходит под давлением 59-60 кг/см2 ; циклическая подача масла в боковую секцию диафрагменного насоса происходит под давлением 59-60 кг/см2.
3. Опреснительная установка по п.l, отличающаяся тем, что содержит несколько модулей подачи соленой воды под высоким давлением, установленных параллельно.
4. Опреснительная установка по п.l или п.2 или п.З, отличающаяся тем, что содержит электронный блок управления.
5. Опреснительная установка обратного осмоса, включающая блок опреснительных мембран, по крайней мере, один модуль подачи соленой воды под высоким давлением, содержащий насос высокого давления, рекуператор и устройство повышения давления рассола, выходящего из блока опреснительных мембран, а также включающая блок управления, ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ ТЕМ, ЧТО модуль подачи соленой воды дополнительно содержит распределитель рассола и масляный гидропривод, а насос высокого давления выполнен в виде диафрагменного насоса, внутренняя полость которого разделена гибкими диафрагмами на три изолированные секции, причем центральная секция выполнена с возможностью поступления в нее соленой воды, а также выхода ее в блок опреснительных мембран под давлением, превышающим осмотическое давление, одна боковая секция соединена с масляным гидроприводом с циклической подачей масла под давлением, превышающим осмотическое давление, а другая боковая секция, выполняющая функцию рекуператора, соединена с распределителем рассола и содержит дополнительную диафрагму и гидравлический мультипликатор в качестве устройства повышения давления рассола.
6. Опреснительная установка по п.5, отличающаяся тем, что поступление соленой воды в центральную секцию диафрагменного насоса происходит под давлением 2,3-2,5 кг/см2 ; выход соленой воды из центральной секции диафрагменного насоса в блок опреснительных мембран происходит под давлением 59-60 кг/см ; циклическая подача масла в боковую секцию диафрагменного насоса происходит под давлением 59-60 кг/см2.
7. Опреснительная установка по п.5, отличающаяся тем, что центральная секция диафрагменного насоса разделена перегородкой на две части, связанные между собой каналами в перегородке.
8. Опреснительная установка по п.5, отличающаяся тем, что содержит несколько модулей подачи соленой воды под высоким давлением, установленных параллельно.
9. Опреснительная установка по п.5 или п.6 или п.7 или п.8, отличающаяся тем, что содержит электронный блок управления.
PCT/RU2008/000293 2007-03-15 2008-05-13 Опреснительная установка обратного осмоса (варианты) Ceased WO2008121030A2 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2008233355A AU2008233355A1 (en) 2007-03-15 2008-05-13 Reverse osmosis freshwater plant (variants)
EP08779157A EP2135846A4 (en) 2007-03-15 2008-05-13 INSTALLATION OF REVERSE OSMOSIS DESALINATION
CN2008800097211A CN101821203B (zh) 2007-08-09 2008-05-13 反渗透淡水设备
IL200638A IL200638A0 (en) 2007-03-15 2009-08-30 A reverse osmosis freshwater plant (variants)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007109399/15A RU2007109399A (ru) 2007-03-15 2007-03-15 Опреснительная установка обратного осмоса
RU2007109399 2007-03-15
RU2007130523 2007-08-09
RU2007130523/15A RU2401802C2 (ru) 2007-08-09 2007-08-09 Опреснительная установка обратного осмоса

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2008121030A2 true WO2008121030A2 (ru) 2008-10-09
WO2008121030A3 WO2008121030A3 (ru) 2009-01-08

Family

ID=39808812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2008/000293 Ceased WO2008121030A2 (ru) 2007-03-15 2008-05-13 Опреснительная установка обратного осмоса (варианты)

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2135846A4 (ru)
AU (1) AU2008233355A1 (ru)
IL (1) IL200638A0 (ru)
WO (1) WO2008121030A2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050848A1 (ru) * 2008-10-27 2010-05-06 Fomin Vladimir Fjodorovich Диафрагменный насос
WO2010101669A1 (en) 2009-01-29 2010-09-10 General Electric Company Methods and systems for pressure exchange
CN102264649A (zh) * 2008-10-27 2011-11-30 弗拉迪米尔·弗约多洛维奇·福明 反渗透水净化设备以及设备的模块

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2372244B1 (es) 2010-05-20 2013-02-11 Ohl Medio Ambiente Inima S.A.U. Proceso de producción de energía hidráulica y producción de agua potable mediante osmosis directa.

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2850663A1 (de) 1978-11-22 1980-06-04 Hestermann Gerhard Geraet zur durchfuehrung der umkehrosmose (ii)
US4983305A (en) 1989-02-24 1991-01-08 Oklejas Robert A Power recovery pump turbine
US20040173528A1 (en) 1999-05-25 2004-09-09 Miox Corporation Pumps for filtration systems

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL158515B1 (pl) * 1989-02-22 1992-09-30 Membranowa pompa wysokocisnieniowaMembranowa pompa wysokocisnieniowa, sklada- PL
RU2240177C2 (ru) * 2002-11-04 2004-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" Мембранная установка опреснения морской воды (варианты)

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2850663A1 (de) 1978-11-22 1980-06-04 Hestermann Gerhard Geraet zur durchfuehrung der umkehrosmose (ii)
US4983305A (en) 1989-02-24 1991-01-08 Oklejas Robert A Power recovery pump turbine
US20040173528A1 (en) 1999-05-25 2004-09-09 Miox Corporation Pumps for filtration systems

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2135846A4

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050848A1 (ru) * 2008-10-27 2010-05-06 Fomin Vladimir Fjodorovich Диафрагменный насос
CN102264649A (zh) * 2008-10-27 2011-11-30 弗拉迪米尔·弗约多洛维奇·福明 反渗透水净化设备以及设备的模块
EP2377817A4 (en) * 2008-10-27 2012-09-05 Vladimir Fjodorovich Fomin REVERSE OSMOSIS DESALINATION SYSTEM AND MODULE THEREOF
WO2010101669A1 (en) 2009-01-29 2010-09-10 General Electric Company Methods and systems for pressure exchange
US8123491B2 (en) 2009-01-29 2012-02-28 General Electric Company Methods and systems for energy exchange

Also Published As

Publication number Publication date
IL200638A0 (en) 2010-05-17
EP2135846A4 (en) 2011-04-13
EP2135846A2 (en) 2009-12-23
WO2008121030A3 (ru) 2009-01-08
AU2008233355A1 (en) 2008-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2363663C2 (ru) Установка для непрерывного обессоливания воды в замкнутом контуре при переменном давлении в одном контейнере
Nair et al. Water desalination and challenges: The Middle East perspective: a review
EP1140705B1 (en) Method and apparatus for microfiltration
JP5549589B2 (ja) 造水システム
JP5549591B2 (ja) 淡水製造方法及び淡水製造装置
CN106413860B (zh) 渗透分离系统和方法
US20150014248A1 (en) Method and system for generating strong brines
KR20150114507A (ko) 삼투적 분리 시스템 및 방법
WO2013033841A1 (en) Hybrid desalination system
AU2013229839A1 (en) Methods for osmotic concentration of hyper saline streams
US20180297866A1 (en) Water treatment system and water treatment method
US20150375174A1 (en) Integrated ultrafiltration and reverse osmosis desalination systems
WO2020179594A1 (ja) Ｚｅｒｏ Ｌｉｑｕｉｄ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅシステム
Bennani et al. Comparative study of the removal of heavy metals by two nanofiltration membranes
WO2013031544A1 (ja) 海水淡水化システムおよび海水淡水化方法
JP7133429B2 (ja) 水処理システム及び水処理方法
WO2008121030A2 (ru) Опреснительная установка обратного осмоса (варианты)
Du et al. A field study of desalination of high-salinity surface brackish water via an RO-NF hybrid system
US20110290728A1 (en) SWRO Pressure Vessel and Process That Increases Production and Product Quality and Avoids Scaling Problems
CN101821203B (zh) 反渗透淡水设备
JP2020099870A (ja) 水処理システム及びその運転方法
JP3963304B2 (ja) 逆浸透分離方法
JP2014140794A (ja) 造水装置および造水方法
Chen et al. Desalination of seawater by reverse osmosis
US20190300396A1 (en) Method and apparatus for improved filtration by a ceramic membrane

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880009721.1

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200638

Country of ref document: IL

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008779157

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008233355

Country of ref document: AU

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08779157

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2