EA011830B1 - Способ (варианты) для обработки жидких сред обратным осмосом в кислых условиях - Google Patents
Способ (варианты) для обработки жидких сред обратным осмосом в кислых условиях Download PDFInfo
- Publication number
- EA011830B1 EA011830B1 EA200401458A EA200401458A EA011830B1 EA 011830 B1 EA011830 B1 EA 011830B1 EA 200401458 A EA200401458 A EA 200401458A EA 200401458 A EA200401458 A EA 200401458A EA 011830 B1 EA011830 B1 EA 011830B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- stream
- water
- feed water
- reverse osmosis
- membrane separation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 101
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 title claims description 36
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 title description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 152
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 58
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 claims description 25
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- -1 ammonium ions Chemical class 0.000 claims description 13
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 7
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 claims description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L sodium disulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229940001584 sodium metabisulfite Drugs 0.000 claims description 2
- 235000010262 sodium metabisulphite Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 36
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 14
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 14
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 13
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 12
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 12
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 6
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 6
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 6
- 238000011027 product recovery Methods 0.000 description 6
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 5
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 4
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 3
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000008214 highly purified water Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000803 paradoxical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
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
- B01D61/04—Feed pretreatment
-
- 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
-
- 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
- B01D61/026—Reverse osmosis; Hyperfiltration comprising multiple reverse osmosis steps
-
- 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
- B01D61/58—Multistep processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/04—Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/18—Details relating to membrane separation process operations and control pH control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S210/00—Liquid purification or separation
- Y10S210/90—Ultra pure water, e.g. conductivity water
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Предложен способ обработки воды посредством аппарата мембранного разделения (фиг. 2). В аппарат мембранного разделения подают исходную, или питающую, воду (10), рН которой поддерживают равным 4,3 или меньшим, либо доводят до этого значения. Благодаря этому содержащиеся в воде вещества, такие как полностью органический углерод (ТОС), сильнее диссоциируют на ионы, и их удаление из воды в процессе мембранного разделения, а также их растворимость в отделяемом потоке остающейся перед мембраной воды значительно повышаются. Существенно уменьшается прохождение ТОС через мембрану. Для большинства исходных вод достигается степень извлечения продукта 80% или выше при одновременном существенном уменьшении частоты проведения очистки аппарата мембранного разделения. Предложенный способ особенно подходит для получения воды (54) высокой степени чистоты.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к способу обработки кислых природных и сточных вод в мембранных аппаратах для водоподготовки, очистки и концентрирования воды, а также к устройству для осуществления этого способа. В частности, изобретение относится к способам предварительной обработки питающей воды и эксплуатации мембранных аппаратов для обработки воды, например, в которых используется обратный осмос (00) и нанофильтрация (НФ) и которые обеспечивают высокую степень очистки воды от растворенных в ней веществ, с получением воды-продукта очень высокой степени чистоты (с низким содержанием растворенных веществ) при существенном повышении коэффициента технического использования аппаратов для обработки воды.
Уровень техники
Во многих географических районах земли имеются кислые воды природного происхождения и кислые сточные воды, являющиеся отходами производственных процессов. Традиционные способы водоподготовки, обычно используемые для обработки таких вод, предусматривают проведение нейтрализации воды щелочью для повышения водородного показателя рН, позволяющей сбросить отработанную воду или использовать ее с выгодой. Однако в некоторых случаях применение таких способов не всегда желательно, а иногда и невозможно, так как в результате такой обработки в воду может дополнительно попасть значительное количество растворенных примесей. А стоимость необходимых реагентов, и особенно щелочей, может быть довольно высокой.
Если вода обрабатывается как питьевая, то одним из стандартов, регулирующих качество воды, является условие Всемирной организации здравоохранения, что питьевая вода может содержать растворенные в ней примеси в количестве не более 500 мг/л, причем содержание ионов сульфата или хлорида в каждом случае не должно превышать 250 мг/л. Однако в большинстве отраслей промышленности на повторное использование воды накладываются гораздо более строгие условия. Таким образом, во многих случаях распространенный способ водоподготовки путем прямой нейтрализации оказывается неприемлемым вариантом.
В промышленности обработка/утилизация кислых вод в настоящее время, чаще всего, проводится посредством аппаратов, использующих процессы ионного обмена или обратного осмоса (00). Для снижения или устранения кислотности в зависимости от таких факторов, как жесткость воды (содержание многовалентных катионов), содержание полностью органического углерода (ТОС) и других загрязняющих воду примесей, при обработке таких кислых вод может использоваться анионообменный процесс. Кроме того, проведением катионообменного процесса перед анионообменным или после него можно, в действительности, получить воду, почти полностью деминерализованную. Для проведения такого процесса используются слабоосновные, среднеосновные или высокоосновные анионообменные смолы (аниониты), применяемые по отдельности или в сочетании друг с другом.
Основные достоинства подобных известных способов анионообменной обработки заключаются в следующем:
(1) в промышленности такой способ считается пассивным, так как процесс нечувствителен к колебаниям характеристик поступающих на очистку сточных вод;
(2) по сравнению с традиционным обратным осмосом этот способ требует меньших капитальных затрат.
Основными же недостатками таких известных способов анионообменной обработки являются следующие:
(1) требования по качеству используемых щелочей, их типу (например, натриевые), а также количеству (для восстановления ионообменной смолы), в действительности, являются более высокими и/или ограничивающими применимость способа, чем требования, действующие в отношении прямой нейтрализации, и поэтому стоимость необходимых реагентов довольно высока;
(2) для осуществления способа требуется весьма значительный объем анионообменной смолы, а такие смолы обычно довольно дороги. Таким образом, в подобных системах первоначальные затраты на ионообменные смолы и последующие расходы на их обновление довольно высоки по сравнению с мембранными аппаратами для обработки воды;
(3) в зависимости от конкретного вида ионообменной смолы засорение ионита полностью органическим углеродом (ТОС) может быть весьма сильным. К сожалению, очистка засоренных анионообменных смол может быть проблематичной и дорогостоящей операцией. А такие неионизируемые органические примеси, как изопропиловый спирт, не удаляются вообще. Также не удаляются органические примеси катионной природы. Возможность удаления ТОС или, по меньшей мере, значительное снижение содержания ТОС часто представляет собой важное требование для ряда промышленных производств, где желательно повторное использование очищенных вод.
В обычных мембранных системах, используемых для обработки кислых сточных вод или кислых вод природного происхождения, водородный показатель рН исходного раствора, питающего аппараты обратного осмоса/нанофильтрации (далее ОО/НФ), обычно регулируют добавлением щелочи. Таким образом, такие известные ОО/НФ-аппараты работают при нейтральных рН или достаточно близко к ним. За некоторыми исключениями, рабочие значения рН существующих ОО/НФ-аппаратов выбирают таким
- 1 011830 образом, чтобы исключить повреждение ОО/НФ-мембран от воздействия очень высоких или очень низких рН. Что еще более важно, для многих мембранных материалов, обычно встречающихся на практике, общая степень очистки растворов от растворенных веществ, как правило, максимальна при рН около 8. Таким образом, в области обработки воды здравый смысл подсказывает избегать использования ОО/НФмембран в условиях низких рН.
В то же время, некоторые основные характеристики ОО/НФ-технологий указывают на некоторые имеющиеся у них их потенциальные преимущества по сравнению с ионообменными системами. Например:
(1) ОО/НФ-аппараты одновременно удаляют катионы и анионы;
(2) ОО/НФ-аппараты, как правило, успевают удалить из раствора больше ТОС в процентном отношении, прежде чем загрязнение фильтрующего материала или мембраны достигнет серьезного уровня. Например, обратным осмосом можно удалять неионизируемые вещества, такие как изопропиловый спирт, примерно на 80%, а иногда и больше;
(3) в отличие от ионообменных систем, для ОО/НФ-аппаратов капитальные затраты, а также эксплуатационные расходы не очень зависят от химического состава исходной воды.
Тем не менее, традиционным ОО/НФ-аппаратам, используемым для обработки таких кислых вод, будь то сточные промышленные воды или воды природного происхождения, присущи значительные недостатки. К таким недостаткам относятся:
(1) количество и стоимость щелочей, необходимых для нейтрализации раствора, питающего обратный осмос, остаются сопоставимыми с нейтрализацией в чистом виде. Соответственно, совокупные расходы на обработку воды высоки, так как к затратам на нейтрализацию добавляются капитальные и эксплуатационные расходы на оборудование обратного осмоса;
(2) сочетание нейтрализации для достижения заданного рН и последующего обратноосмотического процесса в своей основе неэффективно, так как сначала, на стадии предварительной нейтрализации, общее количество растворенных твердых веществ увеличивается, а затем, на стадии ОО/НФ, уменьшается;
(3) когда ОО/НФ-аппараты работают в средах с нейтральными или близкими к нейтральному значениями рН, они довольно сильно подвержены биологическому, органическому засорению и/или забиванию частицами примесей. К сожалению, повсеместно используемые тонкопленочные композитные мембраны имеют невысокую стойкость к действию окисляющих биоцидов, таких как хлор. Поэтому борьба с биологическим засорением, особенно при обработке вод, содержащих органические примеси, является проблематичной.
Таким образом, по-прежнему существует потребность в простом, эффективном и недорогом способе, который обеспечил бы надежную обработку кислых вод независимо от их происхождения: из природных источников или отходов другого производства. Было бы желательно получать воду заданной степени чистоты, используя оборудование с минимальными требованиями к техническому обслуживанию. В особенности было бы желательно повысить эффективность использования питающей воды и снизить как эксплуатационные, так и капитальные затраты на системы обработки воды, что актуально для различных отраслей промышленности, таких как производство полупроводников, химическое производство, горный промысел, производство фармацевтических препаратов, биотехнология и энергетика.
Если бы удалось создать и внедрить новый способ обработки воды, сочетающий в себе преимущества обычных ОО/НФ-мембранных и ионообменных процессов, в частности, при обработке кислых вод природного происхождения, а также промышленных сточных вод, это, несомненно, принесло бы значительную пользу. Кроме того, подобный способ стал бы еще более привлекательным, если бы он был избавлен от наиболее острых проблем, связанных с процессами обратного осмоса, нанофильтрации или ионообменными процессами. В общем, такой экономически значимый новый способ обработки кислой воды непременно сулил бы ряд (если не большинство) преимуществ, присущих как процессам обратного осмоса, так и ионообменным процессам. В то же время, такой новый способ должен эффективно решать проблемы, затрудняющие применение процессов обратного осмоса и нанофильтрации или ионообменных процессов.
Цели, преимущества и отличительные особенности изобретения
Из вышесказанного явствует, что важная и первостепенная цель изобретения заключается в создании нового способа обработки воды, обеспечивающего надежное и непрерывное получение неизменно чистой воды из кислых природных вод и сточных вод. В частности, важная задача изобретения заключается в создании способа мембранной обработки воды, позволяющего обойтись без расходов на предварительную обработку (предподготовку) воды и избежать проблем засорения мембраны в процессе эксплуатации, чтобы разработанным способом можно было получать гарантированно чистую воду при высоком КПД. Другие важные, но более конкретные цели изобретения заключаются в создании способа обработки воды, описанного выше и обладающего следующими свойствами.
(1) Достоинством предложенного способа является то, что в плане общих затрат, связанных с приобретением и эксплуатацией оборудования, предложенный способ более дешев с точки зрения потребных капиталовложений и эксплуатационных расходов, чем обычные обратноосмотические, нанофильтрационные или ионообменные системы.
(2) Целью предложенного способа является то, что он должен быть осуществим без жесткого регу
- 2 011830 лирования и, соответственно, легко справляться с изменчивостью параметров питающей воды.
(3) Достоинством предложенного способа является то, что с его помощью можно гарантированно получать продукцию неизменно высокого качества.
(4) Целью предложенного способа является то, что мембраны для обратного осмоса и/или нанофильтрации должны быть расположены так, чтобы быть устойчивыми к биологическому или органическому засорению.
(5) Целью предложенного способа является то, что он должен обеспечивать одновременное удаление катионных, анионных и неионных примесей.
(6) Целью предложенного способа является то, что он должен обеспечивать отделение или удаление значительной части ТОС, присутствующего в воде, вне зависимости от ионных характеристик компонентов ТОС.
(7) Целью предложенного способа является то, что добавление в воду химических реагентов должно быть сведено к минимуму, что имеет значение не только с точки зрения рентабельности, но и с точки зрения экологической чистоты.
(8) Достоинством предложенного способа является то, что он осуществим на аппаратах и комплектующих, серийно выпускаемых различными компаниями.
(9) Отличительная особенность предложенного способа обработки кислых природных и сточных вод заключается в том, что известные элементы используемого оборудования объединены так, чтобы не мешать работе друг друга, а синергическим образом усиливать действие друг друга, позволяя получить как можно большую отдачу от существующего технологического оборудования.
(10) Достоинством предложенного способа является то, что при обработке кислых природных и сточных вод может быть достигнута высокая степень извлечения продукта из исходной воды или объемная эффективность соответствующей установки.
(11) Еще одним достоинством предложенного способа является то, что мембраной может быть достигнута гораздо более высокая удельная производительность (проницаемость) по сравнению с обычными системами, причем одновременно с этим сводится к минимуму или исключается засорение мембраны, что также является важным моментом, сокращающим капитальные и эксплуатационные затраты.
(12) Еще одной целью изобретения является упрощение и удешевление операций обработки воды, предшествующих процессам обратного осмоса или нанофильтрации, что легко достигается при осуществлении предложенного способа обработки кислых вод.
Другие существенные цели, особенности и дополнительные преимущества изобретения станут очевидными для специалистов из вышеизложенного, а также из приведенных ниже подробного описания и формулы изобретения, сопровождаемых прилагающимися чертежами.
Краткое описание чертежей
Для более полного понимания изобретения, а также его новых особенностей и преимуществ ниже приведено его подробное описание, сопровождаемое прилагающимися чертежами, на которых показано:
фиг. 1 - технологическая схема установки, использовавшейся при проведении производственных испытаний предложенного способа обработки кислых и сточных вод;
фиг. 2 - общая принципиальная технологическая схема предложенного способа обработки воды в различных случаях применения и с различными типами питающей воды.
На перечисленных выше фигурах, которые предназначены в качестве примера осуществления способа, отражены различные стадии или элементы оборудования, которые при реализации способа на практике могут использоваться или отсутствовать в зависимости от обстоятельств. Фигуры составлялись так, чтобы отразить на них, по меньшей мере, те элементы, которые важны для понимания различных форм осуществления изобретения и его аспектов. Вместе с тем, для разработки законченной системы обработки природных или сточных вод под конкретную ситуацию могут использоваться разные другие операции способа или элементы обработки воды, относящиеся к типовому способу мембранной обработки при низких рН, что в особенности касается различных видоизменений показанных на чертежах функциональных элементов.
Подробное описание изобретения
В результате длительных исследований и изучения слабых мест существующих процессов разработан новый способ обработки воды, позволяющий обрабатывать кислые воды. При этом важным моментом явилось доказательство того, что определенные аппараты обратного осмоса и/или нанофильтрации могут успешно работать при низких значениях рН, порядка 2, и часто без какой бы то ни было химической или физической предварительной обработки (предподготовки) воды либо с использованием такой обработки в минимальном объеме. В настоящее время минимальное допустимое значение рН определяется характеристиками серийно выпускаемых обратноосмотических мембран и для работы в непрерывном режиме составляет примерно 2,0. В будущем же, если появятся более совершенные мембраны (т.е. мембраны с повышенной стойкостью при низких рН), предложенный способ будет работать при рН еще более низких, чем существующий предел 2,0.
Несмотря на работу в условиях низких рН и вопреки общим промышленным нормам, достигнута очень высокая степень очистки воды от растворенных катионов, а также многовалентных анионов. До
- 3 011830 стигнута чрезвычайно высокая степень очистки воды от ионов натрия и аммония, что является очень важным и неожиданным преимуществом предложенного нового способа обработки кислых вод. В условиях осуществления предложенного способа обработки кислых вод также очень высока степень очистки воды от ТОС.
Кроме того, установлено, что проведением стадии удаления ТОС перед подачей воды на мембрану обратного осмоса при низком рН (или даже после того, либо еще позже - после проведения стадии анионного обмена) можно получить заданные низкие уровни содержания ТОС в конечном продукте очищенной воде. К приемлемым методам удаления ТОС относятся следующие:
(1) барботирование, в том числе использование микропузырьков воздуха или инертного газа в накопительном резервуаре или любом другом подходящем столбе воды;
(2) механическая или мембранная дегазация;
(3) обработка воды ультрафиолетовым излучением с длиной волны 185 нм, с добавлением окислителей, таких как перекись водорода и/или озон, или без таковых;
(4) введение в воду двухвалентного или трехвалентного железа, при необходимости вместе с перекисью водорода для образования в воде системы перекись водорода-ион двухвалентного железа, известной как эффективный окислитель, удаляющий ТОС-соединения; или (5) введение озона в питающую воду или в воду-продукт.
В особенно важном случае применения способа к перекиси водорода, присутствующей в сточных водах производства полупроводников, добавляют соли двухвалентного или трехвалентного железа. В подобном случае продуктами окисления обычно являются органические кислоты и/или углекислый газ, которые удаляются на стадии анионного обмена. В отличие от других веществ, изопропиловый спирт невозможно удалить из воды на стадии анионного обмена без его предварительного окисления, поскольку он не диссоциирует на ионы.
На фиг. 1 показана экспериментальная установка, использовавшаяся в одном из случаев для оценки предложенного способа обработки сточных кислых вод. При этом использовался аппарат трехступенчатого обратного осмоса. В первую ступень аппарата подавалась питающая (исходная) вода удельной проводимостью 2700 мкСм/см под давлением 1,45 МПа при расходе 2 м3/ч, рН 2,6 и температуре 28°С. Затем часть потока воды, отделявшуюся на первой ступени аппарата, подавали под давлением 1,4 МПа на вторую ступень. Отделяемый поток со второй ступени подавали под давлением 1,35 МПа на третью ступень. И, наконец, отделяемый концентрат с третьей ступени сбрасывался под давлением 1,25 МПа при рН 2,4 и расходе 0,5 м3/ч. Пермеат со всех трех ступеней получали при расходе 1,5 м3/ч, при давлении 0,3 МПа и с электрической удельной проводимостью 28,5 мкСм/см.
В общей сложности, учитывая все три ступени обработки воды, производительность аппарата составила, в среднем, 22,1 галлона/кв.фут/сутки (0,99089 м3/м2/сутки).
При этом общая степень извлечения продукта (выход очищенной воды) составила около 75%. Затем пермеат на выходе аппарата обратного осмоса направлялся в анионообменный фильтр под давлением 0,02 МПа, и после анионообменной обработки электрическая удельная проводимость конечного потока на выходе составляла 6,7 мкСм/см.
Результаты таких испытаний, и в особенности очень высокая чистота продукта процесса обратного осмоса, а также высокое качество конечного потока со стадии анионообменной обработки, демонстрируют эффективность предложенного способа.
На фиг. 2 представлена обобщенная технологическая схема, отражающая применение предложенного способа обработки сточных вод в промышленности. Необработанная (сырая) кислая вода 10 либо подводится в блок 12 обратного осмоса при низком рН напрямую, как это показано на схеме, либо направляется через один или несколько блоков или аппаратов предварительной обработки, что показано штриховыми линиями. Сначала необработанная вода 10 может направляться в блок 20 обработки УФ-излучением, где в поток питающей воды предпочтительно вводят перекись водорода 22 и/или источник 24 ионов двухвалентного или трехвалентного железа. Затем для дальнейшего удаления ТОС-компонентов частично обработанная вода направляется в дегазатор 30 или другое устройство, в котором вода контактирует со сжиженным газом. Вода, отделяемая в процессе обратного осмоса, направляется, по необходимости, на дальнейшую обработку или слив. Пермеат направляется по линии 32 в блок 34 анионообменной фильтрации. После этого продукт ионообменной обработки готов для использования в качестве подпиточной воды аппарата 40 получения ультрачистой воды. В другом варианте этот продукт может быть направлен в блоки 42 первичной ионообменной обработки в смешанном слое и/или в блоки 44 вторичной ионообменной обработки в смешанном слое. Затем воду высокой степени очистки можно использовать или, по необходимости, подвергнуть дальнейшей обработке, например, в блоке 50 фильтрации или во втором блоке 52 обработки УФ-излучением, и уже после этого вода направляется в систему 54 ультрачистой воды.
Описываемый способ может быть осуществлен в аппарате мембранного разделения, содержащем по меньшей мере один блок разделения с мембранным элементом, для получения потока продукта с низким содержанием растворенных веществ и отделяемого потока с высоким содержанием растворенных веществ. При осуществлении способа создают поток воды, содержащей растворенные вещества и пи
- 4 011830 тающей установку для обработки воды. В некоторых случаях среди растворенных в питающей воде веществ может быть по меньшей мере один компонент, способствующий забиванию мембран, когда питающая вода не имеет свободной минеральной кислотности. Перед обработкой питающей воды в мембранном аппарате рН воды при необходимости регулируют для обеспечения наличия в воде, поступающей на мембранный элемент, по меньшей мере, незначительной свободной минеральной кислотности. Питающую воду с отрегулированным рН пропускают через аппарат мембранного разделения, мембрана которого, в основном, препятствует прохождению через нее, по меньшей мере, некоторых растворенных веществ с концентрированием питающей воды до заданной концентрации, при этом получают отделяемый поток с высоким содержанием растворенных веществ и поток продукта с низким содержанием растворенных веществ. При осуществлении этого способа рН воды часто регулируют, доводя его до уровня около 4,3 или ниже. Важным моментом является то, что предложенный способ может быть осуществлен в случаях, когда мембранным элементом является мембрана для обратного осмоса, мембрана для нанофильтрации или крупнопористая мембрана для обратного осмоса.
Во многих важных случаях применения поток питающей воды содержит компонент, относящийся к полностью органическому углероду (ТОС), а поток продукта очищается от ТОС. Во многих случаях задачей обработки воды является удаление ТОС в такой степени, чтобы содержание ТОС в потоке продукта составляло приблизительно 10% или менее от содержания соответствующего компонента ТОС в потоке питающей воды. Предложенный способ можно выгодно использовать в случае, когда ТОС включает в себя одно или несколько, по существу, неионизируемых веществ, таких как изопропиловый спирт и ацетон.
Также большое значение имеет очистка воды от других компонентов. Например, если в питающей воде содержатся ионы натрия, то обработкой воды в некоторых случаях можно достичь такой степени очистки, при которой содержание ионов натрия в потоке продукта составит приблизительно 2% или менее от содержания ионов натрия в питающей воде. А когда питающая вода содержит ионы аммония, обработкой воды в некоторых случаях можно достичь такой степени очистки, при которой содержание ионов аммония в потоке продукта составит приблизительно 8% или менее от содержания ионов аммония в питающей воде. Если в питающей воде содержатся ионы хлорида, обработкой воды в некоторых случаях можно достичь такой степени очистки, при которой содержание ионов хлорида в потоке продукта составит приблизительно 25% или менее от содержания ионов хлорида в питающей воде. Если в питающей воде содержатся ионы сульфата, то обработкой воды в некоторых случаях можно достичь такой степени очистки, при которой содержание ионов сульфата в потоке продукта составит приблизительно 0,5% или менее от содержания ионов сульфата в питающей воде. Однако в случае ионов фторида содержание ионов фторида в потоке продукта обычно приблизительно равно содержанию ионов фторида в потоке питающей воды.
В качестве дополнительной стадии способа обработки воды в аппарате мембранного разделения при низком рН предусмотрена возможность устранения имеющейся в потоке продукта свободной минеральной кислотности, по меньшей мере, до требуемой степени, если не полностью. Подходящим для этой цели анионообменным устройством может быть устройство со слабооосновным анионитом, среднеосновным анионитом и высокоосновным анионитом. При необходимости анионообменное устройство может быть выполнено таким образом, чтобы при обработке потока продукта удалять содержащиеся в нем анионы.
Для дальнейшего повышения эффективности обработки воды, в частности для удаления из воды ТОС, может быть предусмотрена дополнительная стадия обработки питающей воды, предшествующая обработке воды в блоке мембранного разделения. В соответствующих случаях такая стадия предусматривает введение в питающую воду ионов двухвалентного или трехвалентного железа. Кроме того, можно дополнительно вводить перекись водорода, например, для образования в воде системы перекись водорода-ион двухвалентного железа с целью очистки воды от ТОС. Таким образом, поток продукта может быть очищен от компонентов, относящихся к полностью органическому углероду. Вместо этого или дополнительно может быть также предусмотрена обработка потока питающей воды перед мембранным разделением на дополнительной стадии облучения потока питающей воды посредством источника УФизлучения, что позволяет удалять ТОС-компоненты из потока продукта. Для еще более качественной обработки, после которой на выходе установки получают воду высокой степени очистки, поток водыпродукта дополнительно облучают посредством источника УФ-излучения с обеспечением очистки потока продукта от соответствующего ТОС-компонента.
Еще в одном варианте осуществления способа поток питающей воды дополнительно озонируют озонсодержащим газом, обеспечивая удаление ТОС-компонентов из потока продукта. Вместо этого или дополнительно может быть также предусмотрено озонирование потока воды-продукта озонсодержащим газом с обеспечением очистки потока продукта от соответствующего ТОС-компонента.
Еще в одном варианте осуществления способа обработки питающей воды в аппарате мембранного разделения при низких рН, в тех случаях, когда в потоке питающей воды содержится перекись водорода, попавшая в воду либо из производственного процесса, либо на предыдущей стадии обработки воды, может быть дополнительно предусмотрена стадия обработки потока питающей воды в устройстве с активированным углем с обеспечением удаления перекиси водорода из потока продукта.
- 5 011830
В нормальных условиях способ легко позволяет получать воду-пермеат при удельной производительности по меньшей мере 15 галлонов/кв.фут/сутки.
Важным моментом является то, что обычно обеспечивается, по меньшей мере, достаточная степень извлечения (выход) продукта, при которой достигаемое отношение расхода количества потока продукта к количеству потока питающей воды составляет примерно 75% или выше. В других вариантах достаточная степень извлечения продукта обеспечивается при отношении количества получаемого потока продукта к количеству потока питающей воды примерно 80% или выше. В дальнейших вариантах степень извлечения продукта достаточна при отношении количества получаемого потока продукта к количеству потока питающей воды, составляющем примерно 85% или выше. В других вариантах степень извлечения продукта достаточна при отношении количества получаемого потока продукта к количеству потока питающей воды, составляющем примерно 90% или выше. В определенных случаях предполагается, что степень извлечения продукта будет достаточной при отношении количества получаемого потока продукта к количеству потока питающей воды, составляющем примерно 95% или выше.
В качестве дополнительной обработки воды в сочетании с рассмотренным в описании основным мембранным процессом разделения при низких рН перед подкислением питающей воды могут проводиться другие операции предподготовки воды. К таким операциям предподготовки могут относиться пропускание воды через фильтрующий материал, пропускание воды через фильтр со сменным фильтрующим элементом, ультрафильтрация, нанофильтрация, удаление окислителей, смягчение воды, катионный обмен, дегазация или удаление кислорода. Катионообменную предподготовку воды можно проводить посредством сульфокатионита. Кроме того, удаление окислителей можно осуществлять введением в питающую воду метабисульфита натрия. В более общем смысле сущность предложенного способа можно охарактеризовать как обработку потока воды в аппарате мембранного разделения, содержащем по меньшей мере один блок с мембранным элементом, для получения потока продукта с низким содержанием растворенных веществ и отделяемого потока с высоким содержанием растворенных веществ. При осуществлении этого способа создают поток питающей воды, в которой содержатся растворенные вещества, и при необходимости регулируют рН потока питающей воды для обеспечения наличия, по меньшей мере, незначительной свободной минеральной кислотности, с получением предварительно обработанной питающей воды. Предварительно обработанную питающую воду, имеющую заданное значение рН, пропускают через аппарат мембранного разделения, мембрана которого, в основном, препятствует прохождению через нее, по меньшей мере, некоторых растворенных веществ с концентрированием предварительно обработанной питающей воды до заданной концентрации. При этом получают отделяемый поток с высоким содержанием растворенных веществ, рН которого ниже, чем у предварительно обработанной питающей воды. Также получают поток продукта с низким содержанием растворенных веществ, рН которого выше, чем у предварительно обработанной питающей воды.
При осуществлении рассмотренного уникального способа также предпочтительно включить в него стадию регенерации катионообменного устройства утилизируемым отделяемым потоком со стадии мембранного разделения. Например, такой способ может предусматривать использование отделяемого потока как источника кислоты для регенерации катионообменного устройства со слабокислым катионитом. В другом варианте предложенный способ может предусматривать использование отделяемого потока как источника кислоты для регенерации катионообменного устройства с сульфокатионитом.
Предложенные способ и устройство для обработки кислых вод посредством аппарата мембранного разделения, и в частности за счет сочетания аппарата обратного осмоса/нанофильтрации и ионообменного оборудования по рассмотренной выше технологической схеме, обеспечивают достижение революционного и парадоксального результата, а именно снижение общего количества твердых веществ, растворенных в подлежащей обработке воде, одновременно с гарантированным высоким уровнем чистоты очищенного пермеата процесса обратного осмоса. Этот способ ведения процессов в аппаратах мембранного разделения, в частности в аппаратах для обратного осмоса, существенно расширяет возможности обработки кислых вод при одновременном снижении капитальных и эксплуатационных затрат на системы для обработки воды. Кроме того, с учетом повышенной экономичности способа при его использовании достигается резкое снижение расхода химических реагентов на галлон воды-продукта, независимо от того, идет ли речь о реагентах для нейтрализации, регенерации ионита или очистке мембран для обратного осмоса.
Таким образом, выше было показано, что изобретением эффективно достигаются поставленные перед ним цели, изложенные выше, а также те, что выявляются из приведенного выше описания, и поскольку при осуществлении раскрытого выше способа, а также поскольку в конструкцию устройства, подходящего для реализации способа и описанного выше получения целевого продукта, могут быть внесены определенные изменения, следует иметь в виду, что изобретение может быть воплощено в других конкретных формах без отступления от его сути или существенных характеристик. Например, несмотря на то, что осуществление изобретения проиллюстрировано выше на примере технологической схемы для обработки кислых вод, достижение результата на основе принципов раскрытого способа возможно и в других формах осуществления изобретения. Поэтому следует иметь в виду, что описание характерных вариантов осуществления изобретения приведено выше исключительно для иллюстрации возможностей
- 6 011830 осуществления изобретения и пояснения его сущности. Это описание не дает исчерпывающего или ограничительного представления о возможностях осуществления изобретения и не ограничивает объем притязаний на изобретение конкретными раскрытыми формами его выполнения. Наоборот, предполагается, что любые изменения, технические эквиваленты и альтернативы, не выходящие за рамки сущности изобретения, подпадают под объем его охраны, определяемый прилагаемой формулой изобретения. Формула изобретения как таковая предназначена охватывать указанные в ней способы и устройства, и не только эквивалентные приемы или элементы конструкций, но и эквивалентные конструкции или способы. Таким образом, предполагается, что охрана изобретения, объем которой определяется формулой изобретения с учетом используемых в ней широких формулировок, распространяется на любые изменения относительно раскрытых в описании форм осуществления изобретения.
Claims (9)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ очистки потока питательной воды, включающей растворы изопропилового спирта и/или ацетона, а также двуокись углерода, с использованием оборудования мембранного разделения с обратным осмосом, включающего по меньшей мере один узел, имеющий мембранный сепаратор с обратным осмосом, при этом указанный способ содержит следующие стадии:(a) предварительную обработку указанного потока питательной воды с уменьшением рН до величины не более 4,3 для обеспечения, по меньшей мере, свободной минеральной кислотности в предварительно обработанной воде в точке подачи в указанное оборудование мембранного разделения с обратным осмосом, если поток питьевой воды имеет рН >4,3;(b) подачу полученной в результате предварительно обработанной питательной воды в указанное оборудование мембранного разделения с обратным осмосом, препятствующее проходу через него, по меньшей мере, некоторых растворенных элементов и концентрирующее указанную предварительно обработанную питательную воду;(c) отвод из оборудования мембранного разделения с обратным осмосом потока растворенных веществ высокой концентрации и потока растворенных веществ низкой концентрации.
- 2. Способ по п.1, в котором органические соединения в потоке продукта составляют приблизительно 10% или менее от концентрации органических соединений в потоке питательной воды.
- 3. Способ по п.1 или 2, в котором поток питательной воды содержит ионы аммония, причем поток продукта содержит приблизительно 8% или менее от концентрации ионов аммония, присутствующих в потоке питательной воды.
- 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором поток питательной воды содержит ионы фтора, причем концентрация ионов фтора в потоке продукта приблизительно та же самая, что и концентрация ионов фтора в потоке питательной воды.
- 5. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий стадии: (а) добавления ионов двухвалентного или трехвалентного железа к указанному потоку питательной воды перед подачей в установку обратного осмоса с мембранным разделением в качестве реагентов, чтобы облегчить удаление компонентов с общим содержанием органических соединений, и (Ь) добавления перекиси водорода к потоку питательной воды в любой точке перед подачей в установку обратного осмоса с мембранным разделением.
- 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий озонирование потока питательной воды озоном, содержащим газ, и в котором указанные компоненты с общим содержанием органического углерода эффективно удаляются из указанного потока продукта.
- 7. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий озонирование потока продукта озоном, содержащим газ, а окись углерода эффективно удаляется из потока продукта.
- 8. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий один или несколько дополнительных процессов предварительной обработки, выбранных из группы, состоящей из: (а) фильтрации среды, (Ь) фильтрации патрона, (с) ультрафильтрации, (б) нанофильтрации, (е) удаления окислителя, (1) дегазификации и (д) удаления кислорода.
- 9. Способ по п.8, в котором предварительная обработка включает удаление окислителя, причем процесс предварительной обработки удаления окислителя содержит добавление метабисульфита натрия к питательной воде.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/140,445 US7320756B2 (en) | 2001-05-05 | 2002-05-06 | Method and apparatus for treatment of feedwaters by membrane separation under acidic conditions |
| PCT/US2002/035572 WO2003095076A1 (en) | 2002-05-06 | 2002-11-06 | Method and apparatus for fluid treatment by reverse osmosis under acidic conditions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200401458A1 EA200401458A1 (ru) | 2005-06-30 |
| EA011830B1 true EA011830B1 (ru) | 2009-06-30 |
Family
ID=29418386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200401458A EA011830B1 (ru) | 2002-05-06 | 2002-11-06 | Способ (варианты) для обработки жидких сред обратным осмосом в кислых условиях |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7320756B2 (ru) |
| EP (1) | EP1549420A4 (ru) |
| KR (1) | KR100976903B1 (ru) |
| CN (1) | CN1625433B (ru) |
| AU (1) | AU2002354050B2 (ru) |
| CA (1) | CA2484662A1 (ru) |
| EA (1) | EA011830B1 (ru) |
| HK (1) | HK1073271A1 (ru) |
| WO (1) | WO2003095076A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA200408700B (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2762595C1 (ru) * | 2021-02-12 | 2021-12-21 | Александр Владимирович Липовка | Способ нетермической деаэрации воды |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020153319A1 (en) * | 1997-08-12 | 2002-10-24 | Debasish Mukhopadhyay | Method and apparatus for high efficiency reverse osmosis operation |
| US7320756B2 (en) * | 2001-05-05 | 2008-01-22 | Debasish Mukhopadhyay | Method and apparatus for treatment of feedwaters by membrane separation under acidic conditions |
| US20060096920A1 (en) * | 2004-11-05 | 2006-05-11 | General Electric Company | System and method for conditioning water |
| US20070119782A1 (en) * | 2005-11-30 | 2007-05-31 | Rawson James Rulon Y | Method and system for controlling corrosivity of purified water |
| US10343939B2 (en) | 2006-06-06 | 2019-07-09 | Evoqua Water Technologies Llc | Ultraviolet light activated oxidation process for the reduction of organic carbon in semiconductor process water |
| WO2007146671A2 (en) * | 2006-06-06 | 2007-12-21 | Fluid Lines | Ultaviolet light activated oxidation process for the reduction of organic carbon in semiconductor process water |
| US12103874B2 (en) | 2006-06-06 | 2024-10-01 | Evoqua Water Technologies Llc | Ultraviolet light activated oxidation process for the reduction of organic carbon in semiconductor process water |
| US20080029456A1 (en) * | 2006-08-03 | 2008-02-07 | Southwest Turf Solutions, Inc. | Method and apparatus for removing minerals from a water source |
| ES2291133B1 (es) * | 2006-08-10 | 2008-12-16 | Acciona Agua, S.A.U. | Procedimiento de eliminacion del boro del agua de mar por membranas de osmosis inversa. |
| US20100108601A1 (en) * | 2007-03-30 | 2010-05-06 | Masahiro Saito | Method for Treating Ballast Water with a Membrane |
| US8753522B2 (en) | 2007-04-03 | 2014-06-17 | Evoqua Water Technologies Llc | System for controlling introduction of a reducing agent to a liquid stream |
| US9365435B2 (en) | 2007-04-03 | 2016-06-14 | Evoqua Water Technologies Llc | Actinic radiation reactor |
| US9365436B2 (en) | 2007-04-03 | 2016-06-14 | Evoqua Water Technologies Llc | Method of irradiating a liquid |
| US8741155B2 (en) * | 2007-04-03 | 2014-06-03 | Evoqua Water Technologies Llc | Method and system for providing ultrapure water |
| US8961798B2 (en) | 2007-04-03 | 2015-02-24 | Evoqua Water Technologies Llc | Method for measuring a concentration of a compound in a liquid stream |
| US9725343B2 (en) | 2007-04-03 | 2017-08-08 | Evoqua Water Technologies Llc | System and method for measuring and treating a liquid stream |
| US8919573B2 (en) * | 2007-10-25 | 2014-12-30 | David Capehart | Water purification system and method |
| US20100294719A1 (en) * | 2009-05-19 | 2010-11-25 | Polizzotti David M | Process for treatment of produced water |
| US8591730B2 (en) | 2009-07-30 | 2013-11-26 | Siemens Pte. Ltd. | Baffle plates for an ultraviolet reactor |
| AU2010319846B2 (en) * | 2009-10-28 | 2015-05-28 | Oasys Water LLC | Forward osmosis separation processes |
| JP5887273B2 (ja) | 2009-10-30 | 2016-03-16 | オアシス ウォーター，インコーポレーテッド | 浸透分離システム及び方法 |
| US20110278225A1 (en) * | 2010-05-03 | 2011-11-17 | Brotech Corp., D/B/A The Purolite Company | Method for purifying water by cyclic ionic exchange |
| KR101051454B1 (ko) * | 2010-09-30 | 2011-07-25 | (주)엘라이저테크놀로지 | 오폐수에 혼합된 ｔｏｃ를 제거하여 재활용하는 방법 |
| US20120145634A1 (en) * | 2010-12-10 | 2012-06-14 | Water Intellectual Properties, Inc. | High Efficiency Water Purification System |
| SG191728A1 (en) * | 2011-01-17 | 2013-08-30 | Siemens Water Technologies Llc | Method and system for providing ultrapure water |
| MX353901B (es) | 2011-04-25 | 2018-02-02 | Oasys Water Inc | Sistemas y metodos de separacion osmotica. |
| EP2527301B1 (en) | 2011-05-26 | 2016-04-27 | Evoqua Water Technologies GmbH | Method and arrangement for a water treatment |
| TWI432382B (zh) * | 2011-07-26 | 2014-04-01 | Mega Union Technology Inc | 含氨廢水的回收處理方法及其設備 |
| CA2856196C (en) | 2011-12-06 | 2020-09-01 | Masco Corporation Of Indiana | Ozone distribution in a faucet |
| US9403698B2 (en) * | 2012-09-17 | 2016-08-02 | De Nora Water Technologies, Inc. | Method and system for treating produced water |
| TW201414679A (zh) * | 2012-10-09 | 2014-04-16 | Mega Union Technology Inc | 含氨廢水的回收處理方法及其設備 |
| CA2918564C (en) | 2015-01-21 | 2023-09-19 | Evoqua Water Technologies Llc | Advanced oxidation process for ex-situ groundwater remediation |
| US11161762B2 (en) | 2015-01-21 | 2021-11-02 | Evoqua Water Technologies Llc | Advanced oxidation process for ex-situ groundwater remediation |
| CN108463437B (zh) | 2015-12-21 | 2022-07-08 | 德尔塔阀门公司 | 包括消毒装置的流体输送系统 |
| DE102017126592A1 (de) * | 2017-11-13 | 2019-05-16 | Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh | Überprüfung einer Umkehrosmose-Anlage zur Anwendung bei Dialysegeräten |
| ES2759489R1 (es) * | 2018-10-30 | 2020-05-25 | Usefulwastes Sl | Equipo de pretratamiento del agua de rechazo de la ósmosis inversa y proceso de pretratamiento mediante dicho equipo |
| US10947143B2 (en) | 2019-04-01 | 2021-03-16 | Saline Water Conversion Corporation | Desalination brine concentration system and method |
| US20210053848A1 (en) | 2019-08-22 | 2021-02-25 | Saline Water Conversion Corporation | Multi-Valent Ion Concentration Using Multi-Stage Nanofiltration |
| CN113813793B (zh) * | 2021-10-25 | 2024-05-10 | 湖南沁森高科新材料有限公司 | 一种反渗透膜系统的清洗方法 |
| US11806668B2 (en) | 2021-12-14 | 2023-11-07 | Saline Water Conversion Corporation | Method and system for extraction of minerals based on divalent cations from brine |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5670053A (en) * | 1995-08-07 | 1997-09-23 | Zenon Environmental, Inc. | Purification of gases from water using reverse osmosis |
| US5925255A (en) * | 1997-03-01 | 1999-07-20 | Mukhopadhyay; Debasish | Method and apparatus for high efficiency reverse osmosis operation |
| US6267891B1 (en) * | 1997-03-03 | 2001-07-31 | Zenon Environmental Inc. | High purity water production using ion exchange |
Family Cites Families (48)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3423311A (en) | 1966-03-29 | 1969-01-21 | Rohm & Haas | Process for obtaining complete softening of waters where hardness exceeds alkalinity |
| US3795609A (en) * | 1971-12-28 | 1974-03-05 | Administrator Environmental Pr | Reverse osmosis-neutralization process for treating mineral contaminated waters |
| SU632656A1 (ru) | 1976-04-09 | 1978-11-15 | Государственный ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности | Способ очистки сточных вод |
| JPS534777A (en) * | 1976-07-02 | 1978-01-17 | Kurita Water Ind Ltd | Desalting apparatus |
| JPS5483688A (en) | 1977-12-16 | 1979-07-03 | Kurita Water Ind Ltd | Desalting apparatus of sea water |
| US4200526A (en) * | 1978-03-06 | 1980-04-29 | Gerber Products Company | Process for treating waste water |
| JPS56139106A (en) | 1980-04-02 | 1981-10-30 | Ebara Infilco Co Ltd | Classification, purification, and concentration of solutes |
| JPS57139106A (en) * | 1981-02-23 | 1982-08-27 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Polymerization of olefin |
| JPS57207130A (en) | 1981-06-15 | 1982-12-18 | Teijin Ltd | Recovering method for valuable material from low ph process liquid of surface treatment for metal |
| JPS586297A (ja) | 1981-07-06 | 1983-01-13 | Japan Organo Co Ltd | シリカ含有量の多い原水の処理方法 |
| JPS59112890A (ja) | 1982-12-20 | 1984-06-29 | Japan Organo Co Ltd | 逆浸透膜装置による脱塩方法 |
| JPS60190298A (ja) | 1984-03-09 | 1985-09-27 | Ebara Infilco Co Ltd | 超純水の製造方法 |
| US4574049B1 (en) * | 1984-06-04 | 1999-02-02 | Ionpure Filter Us Inc | Reverse osmosis system |
| JPS62204892A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-09 | Japan Organo Co Ltd | 脱塩方法 |
| JPS62294484A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | Shinko Fuaudoraa Kk | 高濃度のシリカを含む水の逆浸透処理法 |
| JPH0817017B2 (ja) * | 1987-02-17 | 1996-02-21 | 株式会社日立製作所 | 磁気ディスク装置のキャリッジ制御回路 |
| GB2207618B (en) | 1987-08-05 | 1991-05-15 | Ciba Geigy Ag | Process for treating aqueous fluids containing organic compounds and salts of polyvalent inorganic acids |
| JPH0649191B2 (ja) | 1988-03-14 | 1994-06-29 | オルガノ株式会社 | ２段式逆浸透膜処理方法 |
| JP2733573B2 (ja) * | 1989-02-06 | 1998-03-30 | オルガノ株式会社 | 超純水の製造方法及び装置 |
| US5028336A (en) | 1989-03-03 | 1991-07-02 | Texaco Inc. | Separation of water-soluble organic electrolytes |
| US5282967A (en) * | 1989-03-06 | 1994-02-01 | Morita Kagaku Kogyo Co., Ltd. | Method for feeding germ-free pure water |
| US5116509A (en) | 1989-09-08 | 1992-05-26 | Millipore Corporation | Electrodeionization and ultraviolet light treatment method for purifying water |
| JPH0753276B2 (ja) * | 1989-10-03 | 1995-06-07 | 栗田工業株式会社 | フッ化物含有水の処理方法 |
| JPH0647105B2 (ja) * | 1989-12-19 | 1994-06-22 | 株式会社荏原総合研究所 | 純水又は超純水の精製方法及び装置 |
| US5266203A (en) | 1992-01-30 | 1993-11-30 | Arrowhead Industrial Water, Inc. | Method for treating process streams containing cyanide and heavy metals |
| US5250185A (en) | 1992-05-01 | 1993-10-05 | Texaco Inc. | Reducing aqueous boron concentrations with reverse osmosis membranes operating at a high pH |
| JP3226607B2 (ja) | 1992-06-19 | 2001-11-05 | 横浜ゴム株式会社 | ウッドゴルフクラブヘッド及びその製造方法 |
| JPH0649191A (ja) | 1992-07-30 | 1994-02-22 | Lion Corp | 油変性アルキッド樹脂の製造方法 |
| JP3278918B2 (ja) | 1992-08-21 | 2002-04-30 | 栗田工業株式会社 | 脱塩方法 |
| US5254257A (en) | 1993-01-19 | 1993-10-19 | Culligan International Company | Reclaiming of spent brine |
| US5338457A (en) * | 1993-04-19 | 1994-08-16 | General Chemical Corporation | Removal of aluminum and sulfate ions from aqueous solutions |
| US5476591A (en) | 1993-05-25 | 1995-12-19 | Harrison Western Environmental Services, Inc. | Liquid treatment system and method for operating the same |
| JP3187629B2 (ja) * | 1993-12-16 | 2001-07-11 | オルガノ株式会社 | 逆浸透膜処理方法 |
| JP3382403B2 (ja) | 1995-01-10 | 2003-03-04 | キヤノン株式会社 | 定着装置 |
| DE69632684T2 (de) * | 1995-06-27 | 2005-06-09 | Takeda Pharmaceutical Co. Ltd. | Verfahren zur herstellung von zubereitungen mit verzögerter freisetzung |
| US5766479A (en) * | 1995-08-07 | 1998-06-16 | Zenon Environmental Inc. | Production of high purity water using reverse osmosis |
| US6428705B1 (en) * | 1996-11-26 | 2002-08-06 | Microbar Incorporated | Process and apparatus for high flow and low pressure impurity removal |
| GB9705349D0 (en) * | 1997-03-14 | 1997-04-30 | Ici Plc | Treatment of effluent streams |
| WO2000027756A1 (fr) * | 1998-11-05 | 2000-05-18 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Procede de traitement de l'eau |
| JP3480797B2 (ja) | 1997-07-28 | 2003-12-22 | オルガノ株式会社 | 排水処理方法 |
| US6398965B1 (en) * | 1998-03-31 | 2002-06-04 | United States Filter Corporation | Water treatment system and process |
| US6190556B1 (en) * | 1998-10-12 | 2001-02-20 | Robert A. Uhlinger | Desalination method and apparatus utilizing nanofiltration and reverse osmosis membranes |
| CN1192817C (zh) * | 1999-04-27 | 2005-03-16 | 栗田工业株式会社 | 用于制造含有溶解的臭氧的水的设备 |
| JP4505965B2 (ja) | 2000-08-29 | 2010-07-21 | 栗田工業株式会社 | 純水の製造方法 |
| CN1142009C (zh) * | 2000-09-25 | 2004-03-17 | 中国科学院广州化学研究所 | 反渗透复合膜分离低浓度有机物水溶液的方法 |
| WO2002026362A1 (en) | 2000-09-29 | 2002-04-04 | Ionics, Incorporated | High recovery reverse osmosis process and apparatus |
| US7320756B2 (en) * | 2001-05-05 | 2008-01-22 | Debasish Mukhopadhyay | Method and apparatus for treatment of feedwaters by membrane separation under acidic conditions |
| US7156997B2 (en) * | 2001-10-05 | 2007-01-02 | Dow Global Technologies Inc. | Package assembly for piperazine-based membranes |
-
2002
- 2002-05-06 US US10/140,445 patent/US7320756B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-11-06 WO PCT/US2002/035572 patent/WO2003095076A1/en not_active Application Discontinuation
- 2002-11-06 CN CN028288963A patent/CN1625433B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-11-06 EA EA200401458A patent/EA011830B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2002-11-06 CA CA002484662A patent/CA2484662A1/en not_active Abandoned
- 2002-11-06 AU AU2002354050A patent/AU2002354050B2/en not_active Ceased
- 2002-11-06 KR KR1020047017845A patent/KR100976903B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2002-11-06 EP EP02789456A patent/EP1549420A4/en not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-10-27 ZA ZA200408700A patent/ZA200408700B/xx unknown
-
2005
- 2005-07-18 HK HK05106060.7A patent/HK1073271A1/xx not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-01-22 US US12/018,047 patent/US20080179242A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5670053A (en) * | 1995-08-07 | 1997-09-23 | Zenon Environmental, Inc. | Purification of gases from water using reverse osmosis |
| US5925255A (en) * | 1997-03-01 | 1999-07-20 | Mukhopadhyay; Debasish | Method and apparatus for high efficiency reverse osmosis operation |
| US6267891B1 (en) * | 1997-03-03 | 2001-07-31 | Zenon Environmental Inc. | High purity water production using ion exchange |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2762595C1 (ru) * | 2021-02-12 | 2021-12-21 | Александр Владимирович Липовка | Способ нетермической деаэрации воды |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1549420A4 (en) | 2006-03-29 |
| US20080179242A1 (en) | 2008-07-31 |
| HK1073271A1 (en) | 2005-09-30 |
| WO2003095076A1 (en) | 2003-11-20 |
| CA2484662A1 (en) | 2003-11-20 |
| KR20040106478A (ko) | 2004-12-17 |
| ZA200408700B (en) | 2005-11-21 |
| AU2002354050B2 (en) | 2009-10-29 |
| EA200401458A1 (ru) | 2005-06-30 |
| KR100976903B1 (ko) | 2010-08-18 |
| EP1549420A1 (en) | 2005-07-06 |
| US20020166823A1 (en) | 2002-11-14 |
| CN1625433A (zh) | 2005-06-08 |
| AU2002354050A1 (en) | 2003-11-11 |
| CN1625433B (zh) | 2010-05-26 |
| US7320756B2 (en) | 2008-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA011830B1 (ru) | Способ (варианты) для обработки жидких сред обратным осмосом в кислых условиях | |
| US8679347B2 (en) | Multi-use high water recovery process | |
| US8119008B2 (en) | Fluid purification methods and devices | |
| US20090039020A1 (en) | Methods for reducing boron concentration in high salinity liquid | |
| US4161446A (en) | Process for the treatment of ground water | |
| CN103214115A (zh) | 一种强酸阳离子交换树脂贫再生的水处理方法 | |
| JP3903746B2 (ja) | 循環冷却水の処理方法 | |
| JP3137831B2 (ja) | 膜処理装置 | |
| JPH10272494A (ja) | 高濃度の塩類を含有する有機性廃水の処理方法 | |
| TWI812844B (zh) | 含有有機物及鈣的水的處理方法以及裝置 | |
| JPS6336890A (ja) | 高純度水の製造装置 | |
| JP2677384B2 (ja) | イオン交換装置の再生廃液の処理方法 | |
| WO2021215099A1 (ja) | 排水処理方法、超純水製造方法及び排水処理装置 | |
| CN113087197A (zh) | 一种循环水排污水处理和回用方法 | |
| JPH0747364A (ja) | 超純水製造装置 | |
| CN111977850A (zh) | 重金属废水减量浓缩技术 | |
| Mavrov et al. | Desalination of surface water to industrial water with lower impact on the environment. Part 1: New technological concept | |
| RU2225369C1 (ru) | Способ очистки природных вод | |
| Kaliappan et al. | Recovery and reuse of water from effluents of cooling tower | |
| JP7261711B2 (ja) | 超純水製造システム及び超純水製造方法 | |
| JP2002045857A (ja) | 純水の製造方法 | |
| JP7094674B2 (ja) | 有機性排水の処理方法及び処理装置 | |
| US20210354088A1 (en) | Method for the production of drinking water | |
| CN117228866A (zh) | 一种预处理、反渗透及离子交换系统组合的除盐处理方法 | |
| JP2019107591A (ja) | 処理水の製造方法、水処理装置及び該水処理装置の運転方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |