EA029264B1 - Method of desalination and purification of highly mineralized water from boron to drinking water standards - Google Patents
Method of desalination and purification of highly mineralized water from boron to drinking water standards Download PDFInfo
- Publication number
- EA029264B1 EA029264B1 EA201400044A EA201400044A EA029264B1 EA 029264 B1 EA029264 B1 EA 029264B1 EA 201400044 A EA201400044 A EA 201400044A EA 201400044 A EA201400044 A EA 201400044A EA 029264 B1 EA029264 B1 EA 029264B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- water
- boron
- desalination
- drinking
- quality
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам опреснения и очистки от бора до питьевого качества методом обратного осмоса высокоминерализованной воды, в частности морской воды Каспийского моря, имеющей широкий диапазон изменения температур и высокое содержание бора, и может быть использовано в системах водоподготовки питьевой воды. Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение технологии опреснения и очистки от бора высокоминерализованной воды, сокращение затрат электроэнергии и химреагентов на процесс опреснения с доведением качества очищенной воды до питьевых норм. Технический результат достигается тем, что подача исходной воды осуществляется на мембранные модули с использованием высоконапорных морских мембран с высокой селективностью по бору, концентрат которых подается на мембранные модули с использованием низконапорных высокоселективных мембран для солоноватых вод, причем очищенная вода (пермеат) любых мембранных модулей, кроме первого, может направляться либо потребителю в поток воды питьевого качества, либо в голову технологического процесса для улучшения качества исходной воды. Представленные материалы по заявке на изобретение показывают, что поставленные задачи выполнены в полном объеме.The invention relates to methods of desalination and purification from boron to drinking quality by the method of reverse osmosis highly mineralized water, in particular the sea water of the Caspian Sea, which has a wide range of temperatures and high boron content, and can be used in drinking water treatment systems. The technical task of the invention is to simplify the technology of desalination and boron removal of highly mineralized water, reducing the cost of electricity and chemicals in the process of desalination with bringing the quality of purified water to drinking norms. The technical result is achieved by supplying the source water to membrane modules using high-pressure marine membranes with high boron selectivity, the concentrate of which is fed to membrane modules using low-pressure highly selective membranes for brackish water, and the purified water (permeate) of any membrane modules except first, it can be directed either to the consumer into the drinking water quality stream, or to the technological process head to improve the quality of the source water. The submitted materials on the application for the invention show that the tasks are performed in full.
029264 Β1029264 Β1
029264 Β1029264 Β1
029264029264
Изобретение относится к обратноосмотическим методам обессоливания и может использоваться для опреснения высокоминерализованных вод с высоким содержанием бора с получением очищенной воды питьевого качества и может найти применение в системах водоподготовки.The invention relates to reverse osmosis desalting methods and can be used for the desalination of highly mineralized waters with a high boron content to obtain purified drinking water quality and can be used in water treatment systems.
Известен способ опреснения высокоминерализованной, в частности морской, воды (Патент КИ 2142912 С1, 20.12.1990), включающий вакуумирование, нагрев, испарение воды и конденсацию водяного пара, при котором нагрев и испарение воды производят на одной стороне стенки плоской тепловой трубы, а конденсацию полученного водяного пара на прямо противоположной стенке другой плоской тепловой трубы, при этом периодически распыляют между стенками дистиллированную воду с температурой выше температуры водяного пара и осуществляют постоянное воздействие электромагнитным полем на водяной пар между плоскими тепловыми трубами, а вакуумирование осуществляется с перепадом высот не менее 10 м при нормальном атмосферном давлении. Недостатком способа является сложность его реализации, обусловленная большим количеством специализированного оборудования и высокими энергозатратами.There is a method of desalination of highly mineralized, in particular sea, water (Patent KI 2142912 C1, 12.20.1990), which includes the evacuation, heating, evaporation of water and condensation of water vapor, in which water is heated and evaporated on one side of the wall of a flat heat pipe, and condensation obtained water vapor on the opposite wall of another flat heat pipe, while periodically spraying between the walls distilled water with a temperature above the temperature of water vapor and carry out a constant effect of electric the magnetic field on the water vapor between the flat heat pipes, and the vacuum is carried out with a height difference of at least 10 m at normal atmospheric pressure. The disadvantage of this method is the complexity of its implementation, due to the large number of specialized equipment and high energy costs.
Известен способ опреснения минерализованной воды (Патент КИ 2089511 С1, 10.09.1990), с использованием обратноосмотического метода. Недостатком данного способа является высокое энергопотребление и многостадиальность процесса. В качестве прототипа выбран способ опреснения высокоминерализованной воды с использованием мембранной технологии обратного осмоса (Карелин Ф.Н. Обессоливание воды обратным осмосом. - М: Стройиздат, 1988 - 208 с). Недостатком данного способа является сложная аппаратная реализация процесса, приводящая к большому расходу электроэнергии и реагентов при опреснении и удалении бора до санитарных норм. Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение технологии опреснения и очистки от бора высокоминерализованной воды, сокращение расходов на электроэнергию и химреагенты при опреснении воды и удалении бора до питьевых норм. Технический результат достигается тем, что используется одна ступень обратного осмоса, где подача исходной воды осуществляется на мембранные модули с применением высоконапорных морских мембран с высокой селективностью по бору, концентрат которых подается на мембранные модули с применением низконапорных высокоселективных мембран для солоноватых вод, причем очищенная вода (пермеат) любого из мембранных модулей, кроме первого, может направляться либо потребителю в поток воды питьевого качества, либо в голову технологического процесса для улучшения качества исходной воды.There is a method of desalination of saline water (Patent KI 2089511 C1, 09/10/1990), using the reverse osmosis method. The disadvantage of this method is the high power consumption and multistage process. As a prototype, a method of desalination of highly mineralized water using membrane technology of reverse osmosis was chosen (Karelin FN. Desalination of water with reverse osmosis. - M: Stroyizdat, 1988 - 208 s). The disadvantage of this method is a complex hardware implementation of the process, leading to a large consumption of electricity and reagents for desalination and removal of boron to sanitary standards. The technical task of the present invention is to simplify the technology of desalination and boron removal of highly mineralized water, reducing the cost of electricity and chemicals during desalination and removal of boron to drinking norms. The technical result is achieved by using one stage of reverse osmosis, where the source water is supplied to membrane modules using high-pressure sea membranes with high boron selectivity, which concentrate is fed to membrane modules using low-pressure high-selective membranes for brackish water, and purified water ( permeate) of any of the membrane modules, except the first, can be directed either to the consumer into the stream of drinking water quality, or to the head of the technological process To improve the quality of the source water.
На фиг. 1 представлена принципиальная технологическая схема способа, который работает следующим образом: исходная морская вода, насосом (9) подается на защитный микронный фильтр (8) и далее на высоконапорный насос (1). Насос (1) подает исходную воду на мембранные модули первой стадии (2), после чего концентрат первой стадии поступает на мембранные модули второй стадии (3), далее концентрат второй стадии поступает на мембранные модули третьей стадии (4), затем концентрат третьей стадии поступает на мембранные модули четвертой стадии (5), после чего концентрат четвертой стадии сбрасывается в дренаж. Очищенная вода (пермеат) первой и второй стадии всегда имеет низкое содержание бора, поэтому образует поток воды питьевого качества, подаваемый потребителю. Содержание бора в пермеате каждой последующей стадии увеличивается за счет последовательной концентрации бора по стадиям. Для исключения засорения потока воды питьевого качества пермеатом, имеющим повышенное содержание бора в каких-либо режимах, пермеат третьей стадии поступает на трехходовой клапан (6), а пермеат четвертой стадии на трехходовой клапан (7). При низком содержании бора в пермеате третьей или четвертой стадии, каждый из трехходовых клапанов подает пермеат соответствующей стадии в поток воды питьевого качества. При высоком содержании бора в потоке пермеата третьей или четвертой стадии, трехходовой клапан соответствующей стадии направляет поток пермеата в поток исходной воды. Возвращение потоков пермеата в исходную воду позволяет не только не засорять поток воды питьевого качества пермеатом с высоким содержанием бора, как это происходит в традиционных схемах, а улучшать поток питьевого качества по содержанию бора. Это достигается тем, что качество пермеата любой стадии в десять и более раз лучше качества исходной воды и добавление пермеата в исходную воду улучшает качество исходной воды, что приводит в процессе опреснения к улучшению качества питьевой.FIG. 1 is a schematic flowchart of the method that works as follows: source sea water, with a pump (9) is fed to a protective micron filter (8) and further to a high-pressure pump (1). The pump (1) supplies the initial water to the membrane modules of the first stage (2), after which the concentrate of the first stage goes to the membrane modules of the second stage (3), then the concentrate of the second stage goes to the membrane modules of the third stage (4), then the concentrate of the third stage comes on membrane modules of the fourth stage (5), after which the concentrate of the fourth stage is discharged into the drainage. The purified water (permeate) of the first and second stages always has a low boron content, therefore it forms a stream of potable quality water supplied to the consumer. The content of boron in the permeate of each subsequent stage increases due to the sequential concentration of boron in stages. To prevent clogging of the potable-quality water flow by the permeate, which has a high content of boron in any modes, the third stage permeate goes to the three-way valve (6), and the fourth stage permeate to the three-way valve (7). With a low boron content in the third or fourth stage permeate, each of the three-way valves delivers the permeate of the corresponding stage to the potable quality water stream. With a high boron content in the third or fourth stage permeate stream, a three-way valve of the corresponding stage directs the permeate stream to the source water stream. The return of permeate flows to the source water allows not only not to clog the flow of potable quality water with a permeate with a high boron content, as it happens in traditional schemes, but to improve the flow of potable quality in terms of boron content. This is achieved by the fact that the quality of permeate of any stage is ten or more times better than the quality of the source water and the addition of permeate to the source water improves the quality of the source water, which in the process of desalination leads to an improvement in the quality of drinking water.
Возможен вариант, когда необходимо увеличить общую селективность мембран по бору. Тогда возможно применение низконапорных высокоселективных мембран для солоноватых вод только в последней стадии.An option is possible when it is necessary to increase the overall selectivity of the membranes for boron. Then it is possible to use low-pressure, highly selective membranes for brackish waters only in the last stage.
В результате применения одной ступени опреснения, а также в комплексном использовании высоконапорных и низконапорных мембран, происходит экономия электроэнергии за счет создания низкого рабочего давления на мембранах. Химреагенты не используются.As a result of the use of one desalination stage, as well as in the integrated use of high-pressure and low-pressure membranes, energy is saved by creating a low working pressure on the membranes. Chemical reagents are not used.
Применение данного способа для опреснения и очистки высокоминерализованной воды от бора позволяет избежать построения традиционной двухступенчатой схемы обратного осмоса, где применяются низконапорные мембраны во всех ступенях и стадиях, имеются большие затраты электроэнергии для двух ступеней опреснения и перекачки воды с первой ступени на вторую и используется большое количество химреагентов.The use of this method for the desalination and purification of highly mineralized water from boron avoids the construction of the traditional two-stage reverse osmosis scheme, where low-pressure membranes are used in all stages and stages, there are large electricity costs for two stages of desalination and pumping water from the first stage to the second and a large amount chemical reagents.
- 1 029264- 1 029264
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KZ20130309 | 2013-03-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201400044A1 EA201400044A1 (en) | 2014-09-30 |
EA029264B1 true EA029264B1 (en) | 2018-02-28 |
Family
ID=51628540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201400044A EA029264B1 (en) | 2013-03-13 | 2013-12-18 | Method of desalination and purification of highly mineralized water from boron to drinking water standards |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA029264B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09290275A (en) * | 1996-02-29 | 1997-11-11 | Toray Ind Inc | Device for removing boron in water and method thereof |
WO2002068338A2 (en) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | I.D.E. Technologies Ltd. | Method of boron removal in presence of magnesium ions |
RU2225369C1 (en) * | 2003-03-13 | 2004-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский центр имени М.В.Келдыша" | Natural water treatment process |
-
2013
- 2013-12-18 EA EA201400044A patent/EA029264B1/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09290275A (en) * | 1996-02-29 | 1997-11-11 | Toray Ind Inc | Device for removing boron in water and method thereof |
WO2002068338A2 (en) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | I.D.E. Technologies Ltd. | Method of boron removal in presence of magnesium ions |
RU2225369C1 (en) * | 2003-03-13 | 2004-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский центр имени М.В.Келдыша" | Natural water treatment process |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201400044A1 (en) | 2014-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102266110B1 (en) | Pressure-reduced saline water treatment system | |
Alsarayreh et al. | Evaluation and minimisation of energy consumption in a medium-scale reverse osmosis brackish water desalination plant | |
US10500544B2 (en) | Advancements in osmotically driven membrane systems including multi-stage purification | |
TWI570064B (en) | Seawater desalination process | |
US9428406B2 (en) | Membrane based desalination apparatus with osmotic energy recovery and membrane based desalination method with osmotic energy recovery | |
GB2506319A (en) | System to provide a supply of controlled salinity water for enhanced oil recovery | |
Vane | Water recovery from brines and salt‐saturated solutions: operability and thermodynamic efficiency considerations for desalination technologies | |
EP2504081A1 (en) | Reciprocal enhancement of reverse osmosis and forward osmosis | |
MX338361B (en) | Process for the production of hydraulic energy and production of potable water by direct osmosis. | |
US20170106340A1 (en) | Desalination apparatus for seawater using pressure-assisted forward osmosis and reverse osmosis | |
US20110147309A1 (en) | Process for the desalination and elimination of boron from water and equipment to carry out said process | |
KR102107881B1 (en) | Method for treating water containing low molecular weight organic substance | |
US20130056416A1 (en) | Conversion of seawater to drinking water at room temperature | |
US20100294718A1 (en) | Liquid purification system using a medium pressure membrane | |
CN103787462A (en) | Low-energy consumption seawater desalinating technology and low-energy consumption seawater desalinating device | |
WO2020251568A1 (en) | Osmotically assisted cascade water desalination systems, concentrators and hybrid systems | |
US20130277308A1 (en) | Water Treatment System and Method for Continuous Forward Osmosis Process Using Osmotically Active Compound with Phase Transition | |
KR101817685B1 (en) | See water desalination system using pressure-retarded osmosis | |
KR102423788B1 (en) | Complex desalination system using pressure-retarded osmosis for sea water desalination | |
US10569222B2 (en) | System and method for flexible low-energy membrane-based liquid purification | |
EP2136039A3 (en) | Heat pump system, operation procedure therefor and evaporator system | |
KR20160054230A (en) | See water desalination system using pressure-retarded osmosis | |
RU89097U1 (en) | PLANT FOR PRODUCING SALTED WATER | |
EA029264B1 (en) | Method of desalination and purification of highly mineralized water from boron to drinking water standards | |
CN203699986U (en) | Low-energy consumption desalination device for seawater |
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 BY KG TJ |
|
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): AZ KZ TM RU |
|
NF4A | Restoration of lapsed right to a eurasian patent |
Designated state(s): AZ KZ TM RU |
|
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): AZ KZ TM RU |
|
NF4A | Restoration of lapsed right to a eurasian patent |
Designated state(s): KZ RU |