DE2220328B2 - Umkehr-Osmosegerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Umkehr-Osmosegerät mit semipermeabler Membran zum Trennen von mindestens einem Teil einer Komponente aus einer mehrkomponentigen Mischung, insbesondere zum Abpressen von salzfreiem Wasser aus Meerwasser, wobei der erforderliche, die semipermeable Membran beaufschlagende Druck durch Zentrifugalkräfte erzeugt wird und die der durchgesetzten Flüssigkeit vermittelte kinetische Energie gegebenenfalls mit Hilfe von Rückstoßdüsen zur Miterzeugung der Zentrifugalkräfte genutzt ist.

Die Umkehr-Osmose ist eines der aussichtsreichsten Verfahren zur Gewinnung von Trinkwasser aus Meerwasser, und es sind dementsprechend bereits eine Reihe von Umkehr-Osmosegeräten entwickelt worden (vgl. OS-PS 33 98 833, GB-PS 11 19 972, FR-PS 20 35 699). Ein Gerät der eingangs genannten Art ist durch die FR-PS 20 35 699 bekannt.

Gemeinsames Problem aller bekannten Umkehr-Osmosegeräte ist, daß sich die bei ihnen in axialer Anordnung innerhalb eines Korbes oder Zylinders vorgesehenen semipermeablen Membranen relativ schnell mit im Wasser enthaltene Partikeln bzw. Unreinigkeiten, zusetzen, wodurch die Druckströmgeschwindigkeit des Wassers herabgesetzt wird und eine periodische Reinigung der Membranen in ziemlich kurzen Abständen erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Umkehr-Osmosegerät der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß sich bei geringeren Zusetzmöglichkeiten der Membran höhere durchschnittliche Durchströmgeschwindigkeiten erreichen lassen als mit bisher bekannten Geräten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Die weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes geht aus dem Unteranspruch hervor.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht in höheren Durchströmgeschwindgkeiten wegen geringerer Zusetzmöglichkeiten der Membranen, was durch die radiale Abordnung der in mehreren Schichten vorgesehenen semipermeablen Membranen erreicht wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung im Schnitt,

ίο F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1,

Fig.3 eine perspektivische Detailansicht einer

weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der radial verlaufende hohle Fasermembranen verwendet werden, F i g. 4 eine perspektivische Ansicht einer Einzelheit derFig.3.

Bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Umkehr-Osmosegerät dreht eine massive Welle 60 einen von einem ortsfesten Gehäuse 72 umschlossenen zylindrischen Korb 66, in dem semipermeable Membranen in radialer Anordnung (Bezugszeichen 76) in mehreren Schichten angeordnet sind.

Dem Korb 66 wird durch ein feststehendes Rohr 64 Salzwasser 92 zugeleitet, das sich infolge der Zentrifugalkräfte radial nach außen bewegt, wobei es die semipermeablen Membranen durchströmt, zu einer Sammelwand 68 fließt, dort durch Düsen 70 tangential austritt und in einen an das Gehäuse 72 sich unten anschließenden Süßwasserbehälter 74 herabfließt.

Der Schichtaufbau der semipermeablen Membranen ist in seinen Einzelheiten aus Fig.2 zu erkennen. Er besteht aus einem Stapel ringförmiger Membraneinheiten, wobei die Ebenen der Membranen senkrecht zur Drehachse 61 des Korbes 66 verlaufen. Jede Membraneinheit enthält einen ringförmigen Kanal 78, der das zu reinigende Salzwasser zuführt, ringförmige semipermeable Membranen 80 über und unter dem Kanal, Membranstützringe 82, an denen die Membranen anliegen und einen Süßwasserkanal 84 zum Ableiten des Süßwassers, das durch die Membranen hindurchgeht.

Der zylindrische Korb 66, der den Membranaufbau umgibt, widersteht der Zentrifugalkraft des Wassers. Ein Rohr 83 für das konzentrierte Salzwasser an der radialen Außenseite der Wand 86 des Korbes 66 ist über Löcher 90 im Korb mit dem Kanal 78 verbunden. Das Salzwasser 92, das in den Korb geleitet worden ist, fließt durch die Kanäle 78 radial nach außen, aus denen das abgetrennte Süßwasser axial durch die Membranen 80 in die Süßwasserkanäle 84 fließt. Das Süßwasser fließt dann durch (nicht dargestellte) Löcher in der Zylinderwand 86 in die von der Sammelwand 68 gebildete Kammer, wo es durch die Düsen 70 ausgestoßen wird. Das Salz, das nach dem Abfließen des Süßwassers durch die Membranen 80 übrig bleibt, mischt sich mit dem Walzwasser und fließt durch Löcher 90 in der Zylinderwand 86 in das Rohr 88 für das konzentrierte Salzwasser. Das Rohr 88 führt das konzentrierte Salzwasser, wie F i g. 2 zeigt, zu einer Düse 94, die das Wasser tangential zur Drehrichtung des Korbes in einen Behälter % für konzentriertes Salzwasser ausstößt.

Die F i g. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der statt ringförmiger Membraneinheiten Faserbündel aus einer Vielzahl feiner hohler Fasern 260 aus semipermeablem Material verwendet werden. Die Fasern 260 verlaufen innerhalb jedes Bündels in einer Schleife, wobei die Enden jeweils nebeneinander in eine Kopfplatte 262, die an einem Stützzylinder 263 befestigt ist, eingeformt und durch diese hindurchgeführt sind. Auf der Innenseite des

Stützzylinders 263 sind Kanäle 264 zum Abführen des durch die semipermeablen Fasern 260 durchsetzten Wassers vorgesehen. Die radial nach innen verlaufenden Faserschleifen sind durch schwimmfähige Ringe 266 hindurchgeführt, die ein Verwickeln der Faserbündel verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Umkehr-Osmosegerät mit semipermeabler Membran zum Trennen von mindestens einem Teil einer Komponente aus einer mehrkomponentigen Mischung, insbesondere zum Abpressen von salzfreiem Wasser aus Meerwasser, wobei der erforderliche, die semipermeable Membran beaufschlagende Druck durch Zentrifugalkräfte erzeugt wird und die der durchgesetzten Flüssigkeit vermittelte kinetische Energie gegebenenfalls mit Hilfe von Röckstoßdüsen zur Miterzeugung der Zentrifugalkräfte genutzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem mit hoher Drehzahl drehbaren, von einem ortsfesten Gehäuse (72) umschlossenen zylindrischen Korb (66) semipermeable Membranen in radialer Anordnung in mehreren Schichten vorgesehen sind.

Z Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen von einer Vielzahl hohler Fasern (260) aus semipermeablem Material gebildet sind, die in radialer Richtung verlaufend angeordnet sind und deren Hohlraum mittelbar mit einem Sammelraum zur Abgabe der abgepreßten reinen Komponente verbunden ist