DE2622461A1 - Reverse osmosis system - having separate pressurisation and recirculating pumps - Google Patents

Reverse osmosis system - having separate pressurisation and recirculating pumps

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    • 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
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Abstract

In a reverse osmosis processs the liq. to be treated is first raised to the working press. and then introduced into a closed circuit contg. a membrane appts. The soln. is recirculated around the closed circuit until a predetermined concn. is reaches, and the conc. is removed either continuously or intermittently from a point in the closed circuit. Process is of the type in which the working press. exceeds the osmotic press. of the soln. to be treated so that a component of the soln. is partly given up by permeation of a membrane. Pressurisation and recirculation are carried out by separate pumps. The pumps used are therefore simpler and more reliable than a single pump carrying out both functions. The press. of the system and the velocities within it can each be varied independently.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung Method and device for implementation

der umgekehrten Osmose Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung der umgekehrten Osmose, bei welchem man eine aufzubereitende Lösung unter Einwirkung eines Arbeitsdruckes, welcher höher als der osmotische Druck der Lösung ist, zur teilweisen Abgabe von aufbereitetem Permeat einer Membran-Anordnung zuführt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Reverse Osmosis The invention relates to a method of implementation reverse osmosis, in which a solution to be processed is exposed to the action a working pressure which is higher than the osmotic pressure of the solution to partial delivery of processed permeate to a membrane arrangement, as well as an apparatus for performing this method.

Die Durchführung der umgekehrten Osmose verlangt zur Aufrechterhaltung des Vorganges die Erzeugung eines gewissen Arbeitsdruckes und deren möglichst konstante-Aufrecht erhaltung sowie die Erzeugung bestimmter Geschwindigkeitan innerhalb der Umkehr-Osmose-Membran-Vorrichtung. Bisher wurden diese wichtigen Parameter so eingestellt, daß die der Umkehr-Omose zu unterwerfende Flüssigkeit durch geeignete Hochdruckpumpen unter Druck gesetzt, durch die Membran-Anordnung gefördert und dabei teilweise Aufgespaltet, wieder entspannt und der Saugseite des Pump-Aggregats zugeführt wt-de. Nachteilig hierbei ist, daß das Pump-Aggregat sowohl die Druckerzeugung als auch die Umwälzung gewährleisten muß, wodurch das Aggregat gz-oß und aufwendig wurde. Es ist außerdem schwierig, ein Pump-Aggregat äußerster Zuverlässig keit zu schaffen, welches diesen beiden Aufgaben in hohem Maße gerecht wird.Performing reverse osmosis requires maintenance of the process the generation of a certain working pressure and keeping it as constant as possible maintenance as well as the generation of certain speeds within the reverse osmosis membrane device. So far, these important parameters have been set so that those of the reverse omose the liquid to be subjected is pressurized by suitable high-pressure pumps, promoted through the membrane arrangement and partially split up, relaxed again and fed to the suction side of the pump unit wt-de. The disadvantage here is that the pump unit ensure both pressure generation and circulation must, whereby the unit was gz-oß and expensive. It is also difficult to create a pump unit of the utmost reliability, which these two Tasks to a high degree.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesem Nachteil abzuhelfen und ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorzuschlagen, bei welchem einfachere und zuverlässigere Mittel zur Druckerzeugung und Umwälzung anwendbar sind.The invention is therefore based on the object of remedying this disadvantage and a method of the type mentioned at the outset and a device for carrying it out to propose this procedure, by which means simpler and more reliable means for pressure generation and circulation are applicable.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs enannten Art dadurch gelöst, daß man die aufzubereitende Lösung zunächst unter Arbeitsdruck setzt, dann in ein die Membran-Anordnung enthaltendes geschlossenes Kreislaufsystem einführt und in dem geschlossenen Kreislaufsystem bis zum Erreichen einer bestimmten Konzentration umwälzt und schließlich das Konzentrat an einer Stelle des geschlossenen Kreislaufsystems kontinuierlich oder diskontinuierlich atzieht.This task is thereby achieved in the method of the type mentioned at the beginning solved that the solution to be processed is first put under working pressure, then introduced into a closed circulatory system containing the membrane assembly and in the closed circulatory system until a certain concentration is reached circulates and finally the concentrate at one point in the closed circulatory system draws continuously or discontinuously.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem Vorlagebehälter, mit Mitteln zum unter Druck setzen und Fördern der aufzubereitenden Lösung und mit einer Membran-Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckpumpe in einer Zulaufleitung mischen Vorlagebehälter und einem Kreislaufsystem angeordnet ist, in welch letzterem die Nembran-Anordnung und eine Umwäizpumpe in Reihe' liegen.The device for carrying out this process with a storage container, with means for pressurizing and conveying the solution to be processed and with a membrane arrangement is characterized in that a pressure pump in one Feed line mix storage tank and a circulatory system is arranged, in which latter the membrane arrangement and a circulation pump are in series'.

Aufgrund dieser Verfihreneueise und Ausgestaltung der Vorrichtung zur Durchführung der ungekehrten Osmose sind die Funktionen Druckaufbau und Umwälzung auf zwei verschiedene Aggregate speziellen Zuschnitts verseilt, was erhebliche verfahrensmßige und vorrichtungsmäßige Vorteile mit sich bringt, da die Parameter Druck und Geschwindigkeit unabhängig gesteuert werden können und die Pumpen zur Lösung jeweils nur einer aufgabe einfacher und damit zuverlässiger aufgebaut sein können.On the basis of this method and design of the device the functions of pressure build-up and circulation are required to carry out the reverse osmosis stranded on two different units of special cut, which is considerable procedural and brings advantages in terms of device, since the parameters pressure and speed can be controlled independently and the pumps can only solve one task at a time can be constructed more simply and thus more reliably.

Zur Aufrechterhaltung und Steuerung des gewünschten Arbeitsdruckes ist bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen Druckpumpe und Kreislaufsystem an dis Zulaufleitung ein Puffergefäß angeschlossen, welches als Windkessel ausgelegt sein kann.To maintain and control the desired working pressure is in a development of the device according to the invention between the pressure pump and circulatory system connected to the supply line a buffer vessel, which can be designed as an air vessel.

Eine Konzentratabgabeleitung zweigt verzugsweise an einer Stelle des Kreislaufsystems ab, welche in Umwälzrichtung hinter der Membran-Anordnung, aber vor der Anschlußstelle der Zulaufleitung liegt.A concentrate dispensing line branches off at one point of the Circulatory system from which in the direction of circulation behind the membrane arrangement, but is in front of the connection point of the inlet line.

An die Konzentratabgabeleitung kann eine Regeleinrichtung angeschlossen sein, welchs die Konzontratabgabe nach der Konzentration des Konzentrats steuert. Damit kann die Konzentration des Konzentrats auf einfache Weise konstant gehalten werden.A control device can be connected to the concentrate delivery line be, which controls the Konzontratabgabe according to the concentration of the concentrate. This allows the concentration of the concentrate to be kept constant in a simple manner will.

An die Permeatabgabeleitung kann ebenfalls eine Regeleinrichtung angeschlossen sein, welche das Permeat nach seiner Konzentration untersucht, um auch auf diese Weise die Konstanz der Konzentration des Konzentrats überprüfen und gegcbenenfalls stouern zu können. Die Qualität des Permeats ist von der Zusammensetzung des Kozentrats abhängig.A control device can also be connected to the permeate discharge line be, which examines the permeate according to its concentration in order to also look for this Way, check the constancy of the concentration of the concentrate and if necessary to be able to stumble. The quality of the permeate depends on the composition of the concentrate addicted.

Eine Ausführungsweise bzw. -form des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung (Fließbild) näher erläutert.One embodiment or form of the method according to the invention or the device according to the invention is described below with reference to the enclosed Drawing (flow diagram) explained in more detail.

Die dem Umkchr-Osmose-Prozess zu unterwerfends Flüsoigkeit wird einem Vorratsgefäß 1 entnommen und mit Hilfe einer Kreiselpumpe 2 über ein Feinstfilter 3 der eigentlichen Hochdruckpumpe 4 zugeleitet. Mit Hilfe der Hochdruckpumpe 4 wird die aufzubereitende Lösung über eine Zulaufleitung L in das Umkehr-Osmose-Kreislaufsyetem K gefördert, vor dessen Anschlußstelle Z ein als Windkessel ausgebildetes Puffergefäß 5 installiert ist, das zusätzlich der Dämpfung der Flüssigkeits-Pulsation und auch zur Steuerung gewisser Funktionen der Gesamtanlzge dient. Die aufzubereitende Lösung gelangt an der Ansdlußstelle Z in das eigentliche Umkehr-Osmose-Kreislaufsystem K. Sie wird von einer druckfesten Kreiselpumpe 6 erfaßt und durch die Umkehr-Osmose-Module (Membran-Anordnung) 7 gefördert. Nach Passieren der Membran-Anordnung 7 wird die Flüssigkeit nicht entspannt, sondern unter Kreislaufdruck der Pumpensaugseits der Kreiselpumpe 6 zugeleitet. An einer Stelle A des Kreislaufsystems K, welche in Umwälzrichtung hinter der Membran-Anordnung 7, aber vor der Anschlußstelle z der Zulaufleitung L liegt, zweigt eine Konzentrat-Abgabeleitung 8 ab. An die Konzentrat-Abgabeleitung 8 ist eine Regeleinrichtung H8 angeschlossen, welche die Konzentratabgabe nach der Konzontration des Konsentrats steuert. Die Regeleinrichtung kann beispielzweise Leitfähigkeitsmeßgeräte und/oder Durchflußmengenmesser enthalten, mit Hilfe welcher die Qualität des abgezwcigten Konzentrats konstant gchalten werden kann. Ähnlich ist auch an die Permeat-Abgabeleitung 9 cine Regeleinrichtung R9 angeschlossen, welche das Fermeat nach seiner Konzentration untersucht und gogebenenfalls die Konzentratabgabe zur Aufrechterhaltung einer konstanten Konzentration des Konzentrats steuert.The liquid to be subjected to the reverse osmosis process becomes a Removed from storage vessel 1 and with the aid of a centrifugal pump 2 over a fine filter 3 fed to the actual high pressure pump 4. With the help of the high pressure pump 4 is the solution to be processed via a feed line L into the reverse osmosis circulation system K promoted, in front of its connection point Z, a buffer vessel designed as an air tank 5 is installed, which additionally dampens the liquid pulsation and also is used to control certain functions of the total amount. The solution to be processed reaches the actual reverse osmosis circulatory system at connection point Z. K. It is detected by a pressure-resistant centrifugal pump 6 and through the reverse osmosis modules (Membrane arrangement) 7 promoted. After passing the membrane arrangement 7, the The liquid is not relaxed, but under the circulatory pressure of the pump suction side Centrifugal pump 6 supplied. At a point A of the circulatory system K, which in the direction of circulation behind the membrane arrangement 7, but in front of the connection point z of the feed line L is, a concentrate delivery line 8 branches off. To the concentrate delivery line 8, a control device H8 is connected, which the concentrate delivery after Controls the concentration of the consensus. The control device can, for example Contain conductivity meters and / or flow meters, with the help of which the quality of the concentrated concentrate can be kept constant. Similar is also connected to the permeate discharge line 9 cine control device R9, which examines the fermeate according to its concentration and also gives the concentrate release controls to maintain a constant concentration of the concentrate.

In dem System können weiter Regeleinrichtungen $2,R3 und R5 vorgesehen sein, mit Hilfe welcher der Ablauf des Gesamtprozesses überwacht bzw. gesteuert werden kann. Von der Konzentrat-Abgabeleitung 8 zweigt eine Entlüftungsleitung E ab.Control devices $ 2, R3 and R5 can also be provided in the system with the help of which the course of the overall process is monitored or controlled can be. A vent line E branches off from the concentrate delivery line 8 away.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (6)

Patentansprüche: Verfahren zur Durchführung der ungekehrten Osmose, bei welchem man eine aufzubereitende Lösung unter Einwirkung eines Arbeitsdruckes, welcher höher als der osmotische Druck der Lösung ist, zur teilweisen Abgabe von aufbereitetem Permeat einer Membran-Anordnung zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß man die aufzubereitende Lösung zunächst unter Arbeitsdruck setzt, dann in ein die Membran-Anordnung enthaltendes geschlossenes Ereislaufsystem einführt und in dem geschlossenen Kreislaufsystem bis zum Erreichen einer bestimmten Konzentration umwälzt und schließlich das Konzentrat an einer Stelle des geschlossenen Kreislaufsystems kontinuierlich oder diskontinuierlich abzieht. Claims: method for performing reverse osmosis, in which a solution to be processed is produced under the action of a working pressure, which is higher than the osmotic pressure of the solution, for the partial release of feeds treated permeate to a membrane arrangement, characterized in that you first put the solution to be processed under working pressure, then into a die Membrane arrangement containing closed circulation system introduces and in the circulates closed circulatory system until a certain concentration is reached and finally the concentrate at a point in the closed circulatory system withdraws continuously or discontinuously. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Mispruch 1, mit einem Vorlagebehälter, Mitteln zum unter Druck setzen und Fördern der aufzubereitenden Lösung und einer Membran-Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß eine I)ruckpumpe (4) in einer Zulaufleitung (X) zwischen Vorlagebehälter (1) und einem Kreislaufsystem (K) angeordnet ist, in welch letzterem die Membran-Anordnung (7) und eine Umwälzpumpe (6) in Reihe liegen. 2. Device for performing the method according to Mis claim 1, with a storage container, means for pressurizing and conveying the material to be processed Solution and a membrane arrangement, characterized in that a I) back pump (4) in a feed line (X) between the storage tank (1) and a circulatory system (K) is arranged, in which the latter the membrane arrangement (7) and a circulation pump (6) lie in series. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein zwischen Druckpumpe (4) und Kreislaufsystem (ic) an die Zulaufleitung (L) angeschlossenes Puffergefäß (5).3. Apparatus according to claim 2, characterized by an between Pressure pump (4) and circulation system (ic) connected to the supply line (L) Buffer vessel (5). 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konzentratabgabeleitung (8) an einer Stelle (A) des Kroislaufsystems (g) abzweigt, welche in Umwälzrichtung hinter der Membran-Anordnung (7), aber vor der Anschlußstelle (z) der Zulaufleitung (L) liegt.4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that a concentrate delivery line (8) branches off at a point (A) of the Kroislaufsystem (g), which in the direction of circulation behind the membrane arrangement (7), but in front of the connection point (z) of the supply line (L). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Konzentratabgabeleitung (8) eine Regeleinrichtung (R8) angeschlossen ist, welche die Konzentratabgabe nach der Konzentration des Konzentrats steuert.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the Concentrate delivery line (8) is connected to a control device (R8) which controls the concentrate delivery according to the concentration of the concentrate. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an eine Permeatabgabeleitung (9) eine Regeleinrichtung (R9) angeschlossen ist, welche die Konzentratabgabe nach der Konzentration des Permeats steuert.6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that that a control device (R9) is connected to a permeate discharge line (9), which controls the concentrate delivery according to the concentration of the permeate.
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