BR102012032456B1

BR102012032456B1 - dispositivo para produzir água ultrapura de acordo com o princípio de osmose reversa

Info

Publication number: BR102012032456B1
Application number: BR102012032456-3A
Authority: BR
Inventors: Manfred Völker
Original assignee: Vivonic Gmbh
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2020-10-27
Also published as: PL2674399T3; CN103482725A; EP2674399A1; BR102012032456A2; RU2012134683A; US20130334115A1; EP2674399B1; ES2488632T3; RU2530051C2; CN103482725B

Abstract

DISPOSITIVO PARA PRODUZIR ÁGUA ULTRAPURA DE ACORDO COM O PRINCÍPIO DE OSMOSE REVERSA, compreende um módulo de filtro de osmose reversa (6) que é subdividido por uma membrana (8) em um circuito primário (7) e um circuito secundário (9), um tanque de alimentação atmosfericamente ventilado (33) no qual uma linha de fornecimento de água (1) termina, com uma linha, que tem lá inserida uma bomba (4), levando a partir da extremidade inferior do tanque de alimentação (3) ao circuito primário (7), uma linha de retorno de concentrado (14) levando a partir do circuito primário (7) de volta ao tanque de alimentação (3), e uma linha de permeado, em que os dispositivos de diálise são conectáveis, estendendo-se a partir do circuito secundário (9).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo para produzir água ultrapura de acordo com o principio de osmose reversa, o dispositivo compreendendo um módulo de filtro de osmose reversa que é dividido por uma membrana em um espaço primário e um espaço secundário, um tanque de alimentação atmosfericamente ventilado em que uma linha de fornecimento de água termina, com uma linha, na qual é conectada uma bomba, levando a partir da extremidade inferior do tanque de alimentação ao espaço primário, uma linha de retorno de concentrado levando a partir do espaço primário de volta ao tanque de alimentação, e uma linha de permeado, em que os dispositivos de diálise são conectáveis, estendendo-se a partir do espaço secundário.

[002] Os sistemas de osmose reversa de tal tipo servem para recuperar a água estéril pura a partir de água de torneira, por exemplo, para aplicações medicas e tecnológicas de alimento. Seu principio operativo consiste em guiar a água para ser preparada em um módulo de filtro sob alta pressão ao longo da superfície de uma membrana semipermeável, com parte da água, o permeado, passando através da membrana e sendo coletado no outro lado da membrana e fornecido ao ponto de consumo, por exemplo, para um ou diversos dispositivos de diálise. A parte da água bruta que não passa através da membrana e é enriquecida com substâncias retidas, ou seja, o concentrado flui na extremidade da via de fluxo do espaço primário para fora do módulo de filtro. Para manter o consumo de água do sistema de osmose reversa tão pequeno quanto possível, parte do concentrado é retornado na maior parte ao tanque de alimentação.

[003] O sistema de linha, especificamente aquele com o concentrado retornado ao tanque de alimentação, não está livre de impurezas orgânicas. Sem contramedidas especiais, uma colonização do referido sistema de liquido, ou seja, do tanque de alimentação e as linhas levando ao módulo de filtro e de lá de volta ao tanque de alimentação, pode, portanto, ocorrer. Um denominado biofilme se depositaria neste processo nas superficies internas do sistema de condução de liquido.

[004] Para impedir tal situação, a referida parte do sistema de liquido da instalação de osmose reversa deve ser desinfetada em intervalos adequados. Para essa finalidade, a operação normal é interrompida e um desinfetante quimico é fornecido ao sistema de condução de liquido. Após um tempo adequado de exposição, uma operação de lavagem é conduzida, a referida operação servindo para remover o desinfetante introduzido e seus produtos de reação novamente, de modo que a operação normal de fornecimento possa ser retomada após isso.

[005] Devido aos grandes riscos que seriam atribuídos por um fornecimento descontrolado de desinfetante, especialmente quando usado no setor médico (hemodiálise), todas as etapas operacionais que são necessárias para realizar o processo de desinfecção foram até agora conduzidas manualmente sob o controle completo do pessoal operacional. Isso inclui, entre outros, o estabelecimento e posterior separação de uma linha de conexão com um contêiner externo de desinfetante e o monitoramento do fornecimento correto do desinfetante.

[006] É o objetivo da presente invenção substancialmente automatizar a condução de um processo de desinfecção do tipo sob consideração.

[007] De acordo com a invenção, a linha de retorno de concentrado tem nela inserida uma bomba Venturi ou tubo Venturi com a câmara de convergência e a câmara de divergência, com uma mangueira de sucção sendo montada na abertura de sucção da bomba Venturi e sendo conectável por meio de um acoplamento a montante da bomba Venturi e preferivelmente de um dispositivo de resistência de fluxo à linha de retorno de concentrado ou a um contêiner externo que contém um desinfetante ou um agente de limpeza. O acoplamento é preferivelmente um acoplamento do tipo plugue que inclui dois membros de acoplamento que podem ser plugados juntos, o membro fixo do acoplamento sendo automaticamente fechado por força de mola, quando desencaixado.

[008] É sugerido com muita vantagem que um respectivo membro de acoplamento fixo deve ser disposto no contêiner e na linha de retorno de concentrado e um membro de acoplamento complementar associado deve ser disposto na extremidade da mangueira de sucção. Cada um dos membros de acoplamento fixo é preferivelmente fornecido com um contato de lâmina e um imã de anel é disposto no membro de acoplamento complementar de modo que, mediante conexão ou desconexão da mangueira de sucção, o interruptor de lâmina formado dessa forma realiza uma operação de comutação que e usada come um sinal de controle para o sistema de osmose reversa.

[009] Durante a operação normal de osmose reversa, a mangueira de sucção é conectada à linha de retorno de concentrado de modo que dois membros de acoplamento são plugados entre si e o interruptor de lâmina é fechado. Parte do concentrado flui através da mangueira de sucção devido à resistência de fluxo a jusante do ponto de ramificação, em que a referida mangueira é permanentemente lavada.

[010] Quando uma operação de desinfecção deve ser conduzida, o acoplamento do tipo de plugue na linha de retorno de concentrado é desacoplado, o que acarreta uma operação de comutação do interruptor de lâmina. Essa operação de comutação é usada com muita vantagem como um sinal de controle para automaticamente interromper a operação normal. Quando na extremidade da mangueira de sucção flexivel, o elemento de acoplamento é subsequentemente plugado junto com o elemento de acoplamento no contêiner externo, uma operação de comutação do interruptor de lâmina pode ser detectada mediante a condição de que um interruptor de lâmina correspondente e aqui disposto, caso em que uma operação de desinfecção é iniciada preferivelmente de forma automática. O desinfetante pode ser sugado na bomba Venturi, por exemplo, por um periodo de tempo predeterminado, ou a referida operação de sucção é conduzida por tal longo tempo até um dispositivo de análise disposto no espaço primário e/ou no espaço secundário detectar uma concentração predeterminada do desinfetante no liquido a ser limpo. A medição volumétrica que é monitorada por comutadores de nivel nos tanques de alimentação também é possível. Após um tempo de exposição adequado, uma operação de lavagem é conduzida preferivelmente de forma automática após o religamento renovado da mangueira de sucção de modo a remover o desinfetante introduzido e seus produtos de reação novamente, de modo que a operação normal de fornecimento possa ser subsequentemente retomada novamente.

[011] Com a presente invenção, a operação de desinfecção pode ser conduzida substancialmente de forma automática, em que as precondições relevantes de segurança são consideravelmente melhoradas.

[012] O contêiner atmosfericamente ventilado é especificamente propenso à colonização por micro-organismos. Tanto a linha de fornecimento de água bruta e a linha de retorno de concentrado e, na maior parte do tempo, também uma linha de permeado de retorno que parcialmente enche o tanque de alimentação terminam no referido tanque de alimentação, normalmente por meio de sua tampa. O nivel de enchimento é normalmente detectado por dispositivo usado para detecção de nivel do respectivo nivel de enchimento.

[013] Para evitar colonização da parede interna do tanque de alimentação com um biofilme ou eliminar os micro-organismos já depositados é sugerido sob um diferente aspecto da presente invenção, que é independente do tipo de introdução do desinfetante a linha de retorno de concentrado, que um dispositivo de distribuição ou um dispositivo de deflexão para os jatos de liquido deve ser disposto sobre ou sob a entrada das linhas terminando no tanque de alimentação e deve direcionar o liquido entrando no tanque de alimentação contra a parede interna do tanque de alimentação, de modo que o liquido fluirá para baixo ao longo da parede interna do tanque de alimentação. Os depósitos orgânicos na parede interna do tanque de alimentação são confiavelmente impedidos para tanto e as superficies de parede do tanque de alimentação são completamente lavadas ou enxaguadas.

[014] O dispositivo de distribuição ou meio de deflexão pode ser uma tela de distribuição de um tamanho adequado que se inclina substancialmente de forma cônica para fora, ou, por exemplo, bocais de atomização que direcionam os jatos de liquido contra a parede interna do tanque de alimentação.

[015] Também pode ser fornecido que um respectivo dos dispositivos de distribuição acima mencionados ou, preferivelmente, uma tela de distribuição conjunta substancialmente cônica é disposta sob a entrada da linha de fornecimento de água, linha de retorno de concentrado e linha de permeado de retorno ao tanque de alimentação.

[016] Sob outro aspecto independente da presente invenção, a bomba Venturi pode ser composta por pelo menos dois blocos com canais de fluxo que são proximamente conectados entre si, preferivelmente com interposição de vedações de anel em O. Os blocos consistem preferivelmente em um plástico rigido. Tal construção modular da bomba Venturi permite a fabricação barata das bombas Venturi de diferentes tamanhos e formates ao montar elementos pré-fabricados de acordo com o principio de design modular.

[017] De acordo com outra proposta da invenção, uma bomba Venturi montada dessa forma é fixada à tampa do tanque de alimentação.

[018] A presente invenção será agora descrita em mais detalhes com referência aos desenhos anexos, em que: a figura 1 mostra o esquema de um sistema de osmose reversa de acordo com a invenção; a figura 2 mostra a área da bomba Venturi da figura 1 em uma escala ampliada; a figura 3 mostra a parte da entrada da linha de retorno de concentrado ao tanque de alimentação com a bomba Venturi fixada à sua tampa, incluindo uma grande tela distribuidora; e, a figura 4 é uma ilustração semelhante com uma pequena tela distribuidora.

[019] A referência é primeiramente feita a figura 1. A água bruta é fornecida através de uma linha 1 e passa via uma válvula de entrada 2 ao tanque de alimentação 3. O liquido no tanque de alimentação 3 é fornecido por meio de uma bomba 4 através de uma linha 5 a um módulo de filtro de osmose reversa, cujo espaço primário 7 é separado por uma membrana 8 do espaço secundário 9.

[020] O liquido primeiramente passa neste processo em uma câmara anular adjacente na parte de borda superior do tubo de módulo e então flui ao longo de toda a parede interna para baixo, de modo que o módulo de filtro está sem qualquer espaço morto e nenhum biofilme pode depositar-se lá.

[021] O concentrado é descarregado do espaço primário 7 através de uma linha 10 em que uma válvula reguladora 11 fornece a pressão prevalecente no espaço primário 7. O concentrado pode ser descarregado em uma saida 14a através de uma linha 12 em que uma válvula 13 é disposta, ou pode ser retornado através de uma linha de retorno de concentrado 14 ao tanque de alimentação 3. A válvula reguladora 11 pode ser estendida por uma linha de passagem secundária 15 com uma válvula 16 de modo a aumentar, de um lado, o fluxo através da linha 14 quando o desinfetante é sugado, ou também para descarregar resíduos do lado primário a saida 14a.

[022] A linha de retorno de concentrado 14 tem lá disposto um acoplamento 17 que pode ser composto por um elemento de acoplamento fixo que é firmemente conectado a linha 14, e de um elemento de acoplamento complementar que é montado na extremidade de um tubo de sucção flexivel 18. Uma válvula de retenção 19 é interposta na mangueira de sucção 18. A mangueira de sucção 18 é fixada à abertura de sucção de uma bomba Venturi 20, a câmara de convergência 21 e a câmara de divergência 22 das quais são interpostas na linha 14. Um dispositivo de resistência de fluxo 24 está disposto entre a bomba Venturi 20 e o ponto de ramificação 23, com a consequência de que, no estado fechado de acoplamento 17 e durante a operação normal do sistema de osmose reversa, uma quantidade parcial do concentrado flui através da mangueira de sucção 18 a bomba Venturi 20.

[023] O membro de acoplamento que é fixado de forma fixa à linha 14 é fornecido com um contato de lâmina enquanto o membro de acoplamento complementar montado na extremidade do tubo de sucção 18 transporta um imã de anel. Tais componentes juntamente formam um interruptor de lâmina 25, cuja posição de comutação tem uma função de controle de monitoramento para o sistema de osmose reversa. Quando o acoplamento 17 é aberto, ou seja, a mangueira de sucção 18 é removida, a operação normal do sistema de osmose reversa é automaticamente interrompida.

[024] O elemento de acoplamento complementar na extremidade do tubo de sucção 18 pode ser plugado junta com um elemento de acoplamento correspondente 26 a um contêiner externo 27 que contém um desinfetante ou agente de limpeza. Um interruptor de lâmina correspondente pode aqui também produzir um sinal de controle que indica o fechamento do acoplamento. Um programa de desinfecção automático pode ser assim iniciado.

[025] O permeado flui para fora do espaço secundário 9 do módulo de filtro de osmose reversa através de uma linha de anel 28 aos pontos de retirada 29 para os dispositivos de dialise. O permeado que não é necessário flui de volta através de uma linha de permeado de retorno 30 ao tanque de alimentação 3.

[026] Uma tela distribuidora substancialmente cônica 32 está disposta sob as aberturas de entrada da água da linha de fornecimento 1, a linha de permeado de retorno 30 e linha de retorno de concentrado 12, e os liquidos fornecidos colidem na referida tela e são direcionados pela tela distribuidora 31 contra a parede interna do tanque de alimentação 3. Como resultado, o liquido flui permanentemente para baixo na parede interna do tanque de alimentação 3, de modo que nenhum biofilme pode se depositar lá. Além do mais, com cada processo de desinfecção, o desinfetante arrastado é guiado à parede interna. No programa de lavagem subsequente, o desinfetante é removido sem quaisquer residues da superfície interna do tanque de alimentação.

[027] A figura 3 mostra que uma bomba Venturi 32 pode ser composta por dois blocos 33 e 34, com um bloco adicional 35 formando a entrada de concentrado através de uma tampa 36 do tanque de alimentação 37. Os blocos 33 a 35 consistem preferivelmente em um plástico rigido. A câmara de convergência 38 é colocada junta com a câmara de divergência 39, e um canal de sucção 40 termina na parte de sucção central. Os blocos 33 a 35 são fixados entre si com o auxilio do meio adequado com interposição dos anéis de vedação em O 41. Uma tela distribuidora I de flexão substancialmente cônica 42 que direciona o liquido em colisão contra a parede interna do tanque de alimentação 37 é fixada sob a tampa 36.

[028] Na configuração ilustrada na figura 4, uma pequena tela de deflexão 43 é disposta para a mesma finalidade na entrada da linha de retorno de concentrado por meio de exemplo para todos os liquidos terminando no tanque de alimentação.

Claims

1. Dispositivo para produzir água ultrapura de acordo com o principio de osmose reversa, compreendendo um módulo de filtro de osmose reversa (6) que é dividido por uma membrana (8) em um espaço primário (7) e um espaço secundário (9), um tanque de alimentação atmosf ericamente ventilado (3), no qual uma linha de fornecimento de água (1) termina, com uma linha (5), na qual é conectada uma bomba (4), levando a partir da extremidade inferior do tanque de alimentação (3) ao espaço primário (7), uma linha de retorno de concentrado (14) levando a partir do espaço primário (7) de volta ao tanque de alimentação (3), e uma linha de permeado (28), em que os dispositivos de diálise são conectáveis, estendendo-se a partir do espaço secundário (9), caracterizado pelo fato de que na linha de retorno de concentrado (14) é inserida uma bomba Venturi (20) com sua câmara de convergência (21) e câmara de divergência (22), com as quais se comunica uma mangueira de sucção (18), a qual é seletivamente conectável por meio de um acoplamento do tipo plugue (17, 26) com membros de acoplamento automaticamente fechando quando desencaixados dos membros fixos a um contêiner (27) contendo um desinfetante e/ou agente de limpeza ou da linha de retorno de concentrado (14) a montante da bomba Venturi (20).

2. Dispositivo para produzir água ultrapura de acordo com o principio de osmose reversa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma linha de permeado de retorno (30) se comunica com o tanque de alimentação (3).

3. Dispositivo para produzir água ultrapura de acordo com o principio de osmose reversa, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que um dispositivo de resistência de fluxo (24) é conectado na linha de retorno de concentrado (14) a montante da bomba Venturi (20).

4. . Dispositivo para produzir água ultrapura de acordo com o principio de osmose reversa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que um respectivo membro de acoplamento fixo é disposto no contêiner (27) e na linha de retorno de concentrado (14), e um membro de acoplamento complementar é disposto na extremidade da mangueira de sucção (18).

5. Dispositivo para produzir água ultrapura de acordo com o principio de osmose reversa, de acordo com reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que um respectivo contato de lâmina é disposto no membro de acoplamento fixo e um imã de anel é disposto no membro de acoplamento complementar e que a conexão ou desconexão da mangueira de sucção (18) é detectada e usada como o sinal de controle da osmose reversa.

6. Dispositivo para produzir água ultrapura de acordo com o principio de osmose reversa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que uma válvula de retenção (19) é conectada à mangueira de sucção (18).

7. Dispositivo para produzir água ultrapura de acordo com o principio de osmose reversa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que um dispositivo de distribuição (31, 42, 43) ou dispositivo de deflexão para o jato de liquido, que direciona o liquido de entrada contra a parede interna do tanque de alimentação (3, 37), é disposto sobre ou sob a comunicação da linha de retorno de concentrado (14) ao tanque de alimentação (3, 37).

8. Dispositivo para produzir água ultrapura de acordo com o principio de osmose reversa, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de distribuição é um dispositivo de bocal e/ou uma tela de distribuição substancialmente cônica.

9. Dispositivo para produzir água ultrapura de acordo com o principio de osmose reversa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 8, caracterizado pelo fato de que um respectivo dispositivo de distribuição ou uma tela de distribuição comum substancialmente cônica é disposto sob a comunicação da linha de fornecimento de água (1), linha de retorno de concentrado (14) e linha de permeado de retorno (30) ao tanque de alimentação (3, 37).

10. Dispositivo para produzir água ultrapura de acordo com o princípio de osmose reversa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a bomba Venturi é composta por pelo menos dois blocos (33, 34) com canais de fluxo (38, 39, 40) que são proximamente conectados entre si.

11. Dispositivo para produzir água ultrapura de acordo com o princípio de osmose reversa, de acordo com reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a bomba Venturi é fixada a uma tampa (36) do tanque de alimentação (37).