CZ190891A3 - spiral-wound membrane module for neutralization dialysis de-salting process - Google Patents
spiral-wound membrane module for neutralization dialysis de-salting process Download PDFInfo
- Publication number
- CZ190891A3 CZ190891A3 CS911908A CS190891A CZ190891A3 CZ 190891 A3 CZ190891 A3 CZ 190891A3 CS 911908 A CS911908 A CS 911908A CS 190891 A CS190891 A CS 190891A CZ 190891 A3 CZ190891 A3 CZ 190891A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- solutions
- spiral
- membrane module
- membranes
- wound membrane
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims description 18
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 title claims description 5
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 title claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 13
- 238000009938 salting Methods 0.000 title 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 claims description 8
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 claims description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 101100022230 Caenorhabditis elegans mak-2 gene Proteins 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000005862 Whey Substances 0.000 description 2
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 description 2
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 2
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- -1 ion ions Chemical class 0.000 description 2
- JCQLYHFGKNRPGE-FCVZTGTOSA-N lactulose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 JCQLYHFGKNRPGE-FCVZTGTOSA-N 0.000 description 2
- 229960000511 lactulose Drugs 0.000 description 2
- PFCRQPBOOFTZGQ-UHFFFAOYSA-N lactulose keto form Natural products OCC(=O)C(O)C(C(O)CO)OC1OC(CO)C(O)C(O)C1O PFCRQPBOOFTZGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 1
- 108090000192 Methionyl aminopeptidases Proteins 0.000 description 1
- 102100021118 Microtubule-associated protein 2 Human genes 0.000 description 1
- 102000014171 Milk Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010011756 Milk Proteins Proteins 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000021239 milk protein Nutrition 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
Odstraňování rozpuštěných solí z vodných roztoků z počátku známé jako postup k přípravě pitné nebo užitkové vody z vody mořské nebo odpadové, později jako technologický postup při výrobě chloru a louhu sodného se postupně rozšiřuje do dalších oblastí technické činnosti. Jednou z nich je odsolování organických neelektrolytů jako nezbytný technologický krok v řadě málo- i velkoobjemových výrob. Dosud velmi rozšířeným způsobem odstraňování iontů solí z vodných roztoků je použití iontoměničových kolon. Ty dovolují většinou velmi účinné sorpce a tudíž dokonalé zbavení roztoků solí, současně vsak vyžadují pracovní podmínky omezující jejich použití. Je to především práce s relativně zředěnými roztoky a nutnost periodické regenerace kolon se všemi negativními důsledky jako je další množství regeneračních roztoků a pod. V mnoha postupech byly proto již využity pro odsolení látek neionnogenní povahy postupy elektrodialysy. Ty vedou k efektivnímu odsolení velkých objemových množství, ale neumožňují úplné - 100% - odstranění solí. Navíc, při snaze o pokud možno nejdokonalejší odstranění iontů elektrodialysou, velmi rychle stoupají nároky na spotřebu elektrické energie.
Membránová operace, která dovoluje odstraňovat ionty solí z vodných roztoků bez vnějšího zdroje hnací síly procesu, byla popsána jako neutralisační dialysa. Přenos iontů z odsolovaného prostředí se uskutečňuje přes ionexové membrány. Při tomto postupu se používá tříproudového systému, kdy ve středovém proudu je odsolovaný roztok a v krajních je kyselina a louh. Tyto proudy jsou odděleny membránami tak, že ze strany katexové membrány cirkuluje roztok minerální kyseliny a ze strany anexové membrány roztok hydroxidu. Tímto způsobem jsou kationty ve vstupním odsolovaném roztoku zaměňovány za ionty H+ a anionty za ionty OH-. Hnací silou tohoto procesu je koncentrační gradient iontů. Tato metoda umožňuje odsolení takových neelektrolytů jako jsou alkoholy (metanol, propanol), cukry, vysokomolekulární sloučeniny (dextrany, bílkoviny).
Dosud popsaná uspořádání této metody se zabývají pouze využitím plochých membrán v komorovém uspořádání. Nedostatkem tohoto postupu je vícenásobný průchod roztoků komorami, relativně nízká plocha kontaktu mezi roztoky a tudíž malá využitelnost procesu v aplikační praxi.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je realizace tříproudového systému neutralisační dialysy ve spirálovém uspořádání membrán, katexové a anexové ve svazku s nepropustnou folií.
Předmětem vynálezu je spirálový membránový modul pro odsolení neutralisační dialysou, jehož podstata spočívá v tom, že sestává ze středového válce, na němž jsou navinuté ionexové membrány katexová a anexová ve svazku s nepropustnou folií,oddělené sítovými separátory, přičemž středový válec je na obvodu opatřen štěrbinami pro uchycení membrán a folie, a dále je opatřen výstupními štěrbinami roztoků, které jsou kanály spojeny s vnějšími vstupními přívody roztoků a svazky membrán jsou po obou stranách uzavřené zatmelením a na obvodě zakončené sběrnými štěrbinami pro odvod roztoků.
Membránový modul podle vynálezu je znázorněn na přiložených obrázcích č. 1, č. 2 a 3. Na obr. 1 je schematicky znázorněn modul, kde středový válec 1 je opatřen vnějšími vstupními přívody 14., 15, 16 vstupních roztoků a na obvodu jsou umístěné sběrné štěriny 17, 18, 19 pro odvod roztoků.
Na obr. 2 je v řezu A - Á znázorněn středový válec 1, opatřený štěrbinou 5 pro uchycení membrány a výstupní štěrbinou 8, která je kanálem 11 spojena s vnějším vstupním přívodem 14 roztoků.
Na obr. 3 je znázorněn řez spirálovým membránovým modulem, kde na středovém válci 1, opatřeném přívodnými kanály 11, 12., 13, spojenými s výstupními štěrbinami 8, 9, 10 a štěrbinami 5, 6, 7 pro uchycení membrán a folie, jsou navinuté ionexové membrány katexová 2 a anexová 2 ve svazku s nepropustnou folií 4. zakončené sběrnými štěrbinami 17 , 13, 19.
Spirálový modul pracuje například tak, že se vnějším přívodem 14 přes kanál 11 a štěrbinu 8 středového válce i přiv.ede odsolovaný roztok vnějším přívodem 15, přes kanál 12 a štěrbinou 9 přivede hydroxid a vnějším přívodem 16, přes kanál 13. a štěrbinu 10 přivede kyselina.
Po přechodu systémem se sběrnou štěrbinou 16 odvádí odsolený roztok, sběrnou štěrbinou 17 odvádí hydroxid + súl a sběrnou štěrbinou 19 odvádí kyselina - sul.
Odsolovaný roztok stejně jako roztoky kyseliny a louhu jsou tedy do tříproudého systému přiváděny tangenciálně vstupními štěrbinami ze středového válce, na kterém je spirála vinuta, procházejí rovnoměrně využitím rozdělovačů vložených mezi membrány a jsou odváděny sběrnými štěrbinami na obvodu modulu. Vstupy a výstupy lze v souladu s požadavky aplikace zaměňovat. Tím se vytvoří tříkoroorový modul s regulovatelnou pracovní plochou, umožňující nastavovat rozměr modulu od laboratorního do provozního měřítka. Další výhodou je hermetická konstrukce zaručující vytvoření zcela oddělených komor umožňující násobné použití modulu, výhodné zejména v laboratorním případně maloobjemovém aplikačním měřítku.
Princip činnosti spirálového modulu je charakterizován v následujících příkladech, aniž by jimi byl omezen.
Příklad l
Odsolení roztoku glukosy (100 ml) o koncentraci 150 g/1 s obsahem chloridu sodného (0,1 mekv./ml) bylo provedeno ve spirálovém modulu s aktivní plochou každé z membrán 0.02 m2. Byly použity heterogenní ionexové membrány typu MKK-1 (katex) a MAP-2 (anex) (SSSR).
Cirkulace roztoku i roztoků kyseliny solné a hydroxidu sodného o koncentracích 0,08 N byla zajištěna peristaltickým čerpadlem při objemové rychlosti 75 ml/min. Bylo dosaženo 90% odsolení za 60 minut, 99% odsolení za 90 minut. Bylo získáno 98 ml roztoku glukosy o koncentraci 129 g/1, což odpovídá 84%,
MKK-1 a MAK-2 (SSSR) jsou heterogenní ionexové membrány, polyolefinická matrice + malé částice iontoměniče polystyrénového typu katexového nebo anexového.
MKK-1 - katex - botnavost 0,70 g/g kapacita 2,0 mekv/g
MAK-2 - anex - botnavost 0,60 g/g kapacita 0,90 mekv/g
Příklad 2
Odsolení roztoku laktulosy bylo prováděno obdobně jako v příkladu l, vstupní koncentrace i objemy roztoků byly stejné. Za 60 minut bylo dosaženo 93% odsolení, za 90 minut 98,6%. Bylo získáno ml roztoku laktulosy o koncentraci 141 g/1, což odpovídá 92 %.
Příklad 3
Demineralisace mléčné syrovátky (200 ml) byla provedena ve spirálovém modulu s aktivní plochou každé membrány 0,04 m2. Byly použity heterogenní ionexové membrány RALEX. Za 90 minut bylo dosaženo odsolení 94%. Celkem bylo získáno 197 ml odsolené syrovátky s koncentrací mléčných bílkovin 4,78 mg/ml, což znamenalo výtěžek 91 %.
RALEX - jsou heterogenní ionexové membrány polyolefinická matrice + malé částice iontoměničového typu (Ostion - katex, Varion - anex). katex - botnavost 0,71 g/g kapacita 2,3 mekv/g anex - botnavost 0,70 g/g kapacita 1,1 mekv/g ťV 'Γΐυο - ΊΊ
Claims (1)
- Spirálový membránový modul pro odsolování neutralisační dialýsou vyznačený tím, že sestává ze středového válce (1), na němž jsou navinuté ionexové membrány katexová (2) a anexovó- (3) ve svazku s nepropustnou folií (4), oddělené síťovými separátory, přičemž středový válec (1) je na obvodu opatřen štěrbinami (5,6,7) pro uchycení membrán (2),(3) a folie (4), a dále je opatřen výstupními štěrbinami (8,9,10) roztoků, které jsou kanály (11,12,13) spojeny s vnějšími vstupními přívody (14,15,16) roztoků a svazky membrán jsou po obou stranách uzavřené zatmelením a na obvodě zakončené sběrnými štěrbinami (17,18,19) pro odvod roztoků.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS911908A CZ279931B6 (cs) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | Spirálový membránový modul pro odsolení neutralisační dialýsou |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS911908A CZ279931B6 (cs) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | Spirálový membránový modul pro odsolení neutralisační dialýsou |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ190891A3 true CZ190891A3 (en) | 1993-01-13 |
| CZ279931B6 CZ279931B6 (cs) | 1995-08-16 |
Family
ID=5354617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS911908A CZ279931B6 (cs) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | Spirálový membránový modul pro odsolení neutralisační dialýsou |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ279931B6 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307270B6 (cs) * | 2013-06-27 | 2018-05-09 | Membrain S.R.O. | Asymetrická ionexová membrána a způsob jejího použití |
-
1991
- 1991-06-21 CZ CS911908A patent/CZ279931B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ279931B6 (cs) | 1995-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5240579A (en) | Electrodialysis reversal process and apparatus with bipolar membranes | |
| US5503729A (en) | Electrodialysis including filled cell electrodialysis (electrodeionization) | |
| CN101094813B (zh) | 带有过滤组件的edi浓缩物循环回路 | |
| US9393527B2 (en) | Membrane separation devices and water treatment plants | |
| CN111954568B (zh) | 一种基于双极膜的盐水回收系统 | |
| GB2249307A (en) | Process for purifying water by means of a combination of electrodialysis and reverse osmosis | |
| WO2020264012A1 (en) | Electrodialysis process and bipolar membrane electrodialysis devices for silica removal | |
| CN206901952U (zh) | 浓盐废水零排放和资源化设备 | |
| CN108689539A (zh) | 浓盐废水零排放和资源化设备及处理工艺 | |
| CN108298644A (zh) | 一种高效废水盐分离浓缩脱盐一体化装置 | |
| US20110259824A1 (en) | Water treatment process, and membrane separation process and water treatment plant suitable therefor | |
| JP3900666B2 (ja) | 脱イオン水製造方法 | |
| CZ190891A3 (en) | spiral-wound membrane module for neutralization dialysis de-salting process | |
| EP0247670B1 (en) | A continuous process for the production of epichlorohydrin | |
| CN109650607A (zh) | 一种化学法-电渗析-反渗透集成浓海水软化与浓缩工艺 | |
| US4769152A (en) | Process for removing electrolyte | |
| EP0256576B1 (en) | A continuous process for the production of dichlorohydrin | |
| JPH08197049A (ja) | ミネラル成分の回収方法 | |
| JPH08229568A (ja) | アンモニア性窒素の除去方法 | |
| RU2426584C2 (ru) | Способ разделения аминокислот и углеводов электродиализом | |
| CN111115922A (zh) | 海水资源化淡化装置及方法 | |
| CN217535536U (zh) | 淡化海水装置 | |
| JPS6068009A (ja) | 脱塩方法 | |
| EP0229415B1 (en) | Process for the production of dichlorohydrin | |
| SU874651A1 (ru) | Способ обработки отработанного регенерационного раствора хлористого натри ,используемого дл регенерации Na-катионитных фильтров |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20020621 |