FR2484391A1 - Desalination of sea-water by reverse osmosis under hydrostatic pressur - via membrane into vessel submerged at more than 300 m in sea-water - Google Patents
Desalination of sea-water by reverse osmosis under hydrostatic pressur - via membrane into vessel submerged at more than 300 m in sea-water Download PDFInfo
- Publication number
- FR2484391A1 FR2484391A1 FR8013382A FR8013382A FR2484391A1 FR 2484391 A1 FR2484391 A1 FR 2484391A1 FR 8013382 A FR8013382 A FR 8013382A FR 8013382 A FR8013382 A FR 8013382A FR 2484391 A1 FR2484391 A1 FR 2484391A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- fresh water
- membrane
- tank
- producing fresh
- water according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 239000013535 sea water Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 title abstract description 3
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 title abstract 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 title 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims description 51
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 14
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 abstract 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- 230000002354 daily effect Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 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
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- 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
- B01D63/02—Hollow fibre modules
-
- 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
- B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/24—Specific pressurizing or depressurizing means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
- B01D2315/06—Submerged-type; Immersion type
-
- 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
Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE PRODUCTION
D'EAU DOUCE A PARTIR D'EAU DE MER
L'invention concerne un procédé de production d'eau douce à partir d'eau de mer ; elle s'étend à des dispositifs pour la mise en oeuvre de ce procédé.PRODUCTION PROCESS AND DEVICE
FRESHWATER FROM SEAWATER
The invention relates to a method for producing fresh water from sea water; it extends to devices for implementing this process.
Il existe de nombreux procédés de dessalement des eaux de mer, mais ces procédés sont généralement de mise en oeuvre complexe, requièrent des installations encombrantes et onéreuses, et une source énergétique de puissance élevée. There are many methods for desalinating seawater, but these methods are generally complex to implement, require bulky and expensive installations, and a high power source of energy.
Par exemple, aucun de ces procédés n'est adapté pour permettre d'obtenir de l'eau douce à partir d'un bateau de petite jauge et aucune installation de dessalement existante ne se prête à un miniaturisation qui autoriserait son usage comme accessoire de survie en cas de naufrage. For example, none of these methods is suitable for obtaining fresh water from a small-gauge boat and no existing desalination plant lends itself to miniaturization which would allow its use as a survival accessory in case of sinking.
La présente invention se propose d'indiquer un nouveau procédé de~production d'eau douce à partir d'eau de mer, qui bénéficie d'une grande souplesse pour s'adapter aux exigences de multiples applications avec de nombreux avantages tels que faible coût, faculté de miniaturisation, possibilité de mise en oeuvre sans source d'énergie pour les installations miniaturisées, coûts de fonctionnement et de maintenance réduits pour les installations plus importantes... The present invention proposes to indicate a new process for ~ production of fresh water from sea water, which has great flexibility to adapt to the requirements of multiple applications with many advantages such as low cost , miniaturization faculty, possibility of implementation without energy source for miniaturized installations, reduced operating and maintenance costs for larger installations ...
Le procédé de l'invention fait appel au phénomène maintenant bien connu de l'osmose inverse à travers une membrane semi-perméable sélective. Actuellement, les procédés connus qui font appel à ce phénomène consistent à envoyer un flux d'eau salée à pression élevée, supérieure à la pression osmotiquesdans une enveloppe équipée d'une membrane de nature appropriée, et les conditions essentielles de mise en oeuvre de ces procédés résident dans la valeur élevée de la pression du flux (la pression osmotique proportionnelle à la salinité étant très élevée pour des eaux de mer) et dans l'obligation de créer un courant d'eau continu en surface de la membrane (pour éviter un accroissement de la salinité de l'eau au voisinage de ladite membrane) ; ces conditions imposent la présence de groupes de pompage puissants d'où proviennent les inconvénients essentiels de ces installations. The process of the invention calls upon the now well known phenomenon of reverse osmosis through a selective semi-permeable membrane. Currently, the known methods which make use of this phenomenon consist in sending a flow of salt water at high pressure, greater than the osmotic pressure in an envelope equipped with a membrane of an appropriate nature, and the essential conditions for implementing these processes lie in the high value of the flow pressure (the osmotic pressure proportional to the salinity being very high for seawater) and in the obligation to create a continuous current of water at the surface of the membrane (to avoid increase in the salinity of the water in the vicinity of said membrane); these conditions impose the presence of powerful pumping groups from which the essential drawbacks of these installations arise.
Par exemple, pour une eau de mer de salinité moyenne égale à 35 g/l, la pression osmotique est de 25 bars et, si l'on suppose un taux de conversion de l'ordre de 25 %, il est nécessaire, pour chaque m3 d'eau douce produite, de pomper 4 m3 d'eau salée et de la porter à une pression de l'ordre de 50 à 60 bars. For example, for seawater with an average salinity of 35 g / l, the osmotic pressure is 25 bars and, if we assume a conversion rate of around 25%, it is necessary for each m3 of fresh water produced, to pump 4 m3 of salt water and bring it to a pressure of the order of 50 to 60 bars.
Il est évident que ces sujetions conduiraient à des installations coûteuses et consommatrices d'énergie et, en pratique, d'autres solutions que l'osmose inverse sont actuellesent choisies par les spécialistes lorsqu'il convient de dessaler des eaux de mer ou des eaux de salinité voisine. It is obvious that these subjects would lead to costly and energy-consuming installations and, in practice, solutions other than reverse osmosis are currently chosen by specialists when it is necessary to desalinate seawater or neighboring salinity.
De plus, il est tout à fait inconcevable que les procédés actuels drosmose inverse puissent être mis en oeuvre sur de petits bateaux qui ne disposeraient pas de la puissance nécessaire et, à plus fortes raisons, sur des embarcations de secours dépourvues de toute source énergétique.In addition, it is completely inconceivable that the current reverse drosmosis processes can be implemented on small boats which would not have the necessary power and, all the more reason, on rescue boats devoid of any energy source.
Un objectif de l'invention est d'indiquer un nouveau procédé qui utilise le phénomène d'osmose inverse, mais ne soit pas soumis aux inconvénients ou limitations ci-dessus visés des procédés classiques. An object of the invention is to indicate a new process which uses the phenomenon of reverse osmosis, but is not subject to the above-mentioned drawbacks or limitations of conventional processes.
Un objectif de l'invention est en particulier de fournir un dispositif de faible encombrement qui permette de produire de l'eau douce sur un bateau en l'absence de source énergétique, un tel dispositif pouvant en particulier équiper des embarcations de secours pour constituer un accessoire de survie en cas de naufrage. An object of the invention is in particular to provide a device of small bulk which makes it possible to produce fresh water on a boat in the absence of energy source, such a device being able in particular to equip rescue boats to constitute a survival accessory in case of sinking.
Un autre objectif est de permettre la réalisation d'installations fournissant des débits d'eau douce moyens ou élevés dans des conditions d'exploitation très améliorées par rapport aux installations classiques. Another objective is to allow the production of installations providing medium or high freshwater flow rates under very improved operating conditions compared to conventional installations.
En particulier, l'invention vise à réduire, pour un débit donné, le coût, l'encombrement et la consommation énergétique desdites installations grâce à la suppression des groupes de pompage qui sont nécessaires dans les procédés classiques. In particular, the invention aims to reduce, for a given flow rate, the cost, size and energy consumption of said installations by eliminating the pumping units which are necessary in conventional methods.
A cet effet, le procédé conforme à la présente invention pour la production d'eau douce à partir d'eau de mer, consiste à réaliser une osmose inverse au coeur de l'eau de mer à travers au moins une membrane semi-perméable sélective, immergée à une profondeur H correspondant à une pression
P supérieure à la pression osmotique PO de l'eau de mer, à recueillir l'eau douce ayant diffusé à travers la membrane dans un réservoir étanche dont la pression intérieure est initialement ajustée à une valeur p inférieure à P-PO, et à remonter le réservoir en surface pour en prélever l'eau douce.To this end, the process according to the present invention for the production of fresh water from sea water, consists in carrying out a reverse osmosis in the heart of sea water through at least one selective semi-permeable membrane. , submerged at a depth H corresponding to a pressure
P greater than the osmotic pressure PO of the sea water, to collect the fresh water having diffused through the membrane in a sealed tank whose internal pressure is initially adjusted to a value p less than P-PO, and to rise the tank on the surface to take fresh water.
L'invention s'étend a un dispositif adapté pour mettre en oeuvre ce procédé ; ce dispositif comprend essentiellement un réservoir étanche et au moins un module à membrane semi-perméable sélective, fixé sur ledit réservoir de façon qu'une face active de la membrane communique avec l'intérieur du réservoir et que l'autre face active communique avec le milieu extérieur. The invention extends to a device suitable for implementing this method; this device essentially comprises a sealed reservoir and at least one module with selective semi-permeable membrane, fixed on said reservoir so that one active face of the membrane communicates with the interior of the reservoir and that the other active face communicates with the outdoor environment.
Par "faces actives" de la membrane, on entend les parties de celles-ci qui, dans le processus d'osmose inverse, forment, d'une part, l'interface avec l'eau salée, autre part, l'interface avec l'eau pure. Pour une membrane plane formée par des couches de matériau sélectif semi-perméa- ble, ces faces actives sont constituées par les deux faces planes opposées de la membrane. Pour une membrane enroulée sur elle-même en spirale, elles sont constituées, d'une part, par les deux parois externes en forme de spirale de la membrane et, d'autre part, par les deux parois internes de celle-ci. Pour une membrane à fibres creuses capillaires, elles sont constituées, d'une part, par les surfaces cylindriques externes des fibres, d'autre part, par les surfaces cylindriques internes de leur canal capillaire. By "active faces" of the membrane is meant the parts of these which, in the process of reverse osmosis, form, on the one hand, the interface with salt water, on the other hand, the interface with pure water. For a flat membrane formed by layers of selective semi-permeable material, these active faces are formed by the two opposite flat faces of the membrane. For a membrane wound on itself in a spiral, they are constituted, on the one hand, by the two external walls in the form of a spiral of the membrane and, on the other hand, by the two internal walls of the latter. For a capillary hollow fiber membrane, they are formed, on the one hand, by the external cylindrical surfaces of the fibers, on the other hand, by the internal cylindrical surfaces of their capillary channel.
L'inven#ion peut être mise en oeuvre avec tout type de membrane osmotique, réalisé au moyen de tout type de matériau approprié, notamment matériau à base d'acétate de cellulose ou de polyamides aromatiques. The invention can be implemented with any type of osmotic membrane, made using any type of suitable material, in particular material based on cellulose acetate or aromatic polyamides.
Le dispositif conforme a# l'invention- est plongé b partir de la surface dans l'eau de mer jusqu'à la profondeur H et est laissé a# cette profondeur le temps necessaire au remplissage au moins partiel du réservoir, l'eau douce étant ensuite recueillie, en remontant le réservoir en surface et en prélevant l'eau contenue dans celui-ci à.l'aide de moyens de soutirage dont est équipé ledit réservoir. The device in accordance with the invention is immersed from the surface in sea water to the depth H and is left at this depth for the time necessary to fill the reservoir at least partially, the fresh water then being collected, by raising the tank to the surface and by withdrawing the water contained therein with the aid of withdrawal means with which said tank is equipped.
Initialement, on peut établir à l'intérieur du réservoirunepressionpégaleàlapressionatmosphérique ; cette pression s'établit de façon naturelle lorsque le réservoir se trouve en surface. Initially, it is possible to establish inside the tank a legal pressure at atmospheric pressure; this pressure is established naturally when the tank is on the surface.
Par exemple, pour une eau de mer de salinité -habituelle comprise entre 30 g/l et 40 g/l, le réservoir et sa ou ses membranes osmotiques sont immergés à une profondeur supérieure à 300 mètres, en particulier comprise entre 350 et 750 mètres. L'immersion et la remontée peuvent être aisément réalisées à l'aide d'un fil ou câble auquel ledit réservoir est suspendu. For example, for seawater with a usual salinity of between 30 g / l and 40 g / l, the reservoir and its osmotic membrane (s) are submerged to a depth greater than 300 meters, in particular between 350 and 750 meters . Immersion and ascent can be easily carried out using a wire or cable to which said tank is suspended.
Ainsi, le procédé de l'invention supprime les groupes de pompage des installations connues et les inconvénients y afférents. Il peut être mis en oeuvre au moyen d'un dispositif de structure simple, qui;est adapté dans chaque cas aux débits désirés et peut être miniaturisé pour des applications demandant de faibles débits. Thus, the method of the invention eliminates the pumping groups of the known installations and the associated drawbacks. It can be implemented by means of a simple structure device, which; is adapted in each case to the desired bit rates and can be miniaturized for applications requiring low bit rates.
Par exemple, ce dispositif peut constituer anodes équipements d'un. bateau de petite jauge ou d'une embarcation de secours en vue d'assurer la consommation d'eau des occupants en l'absence de toute source de puissance. Le réservoir présente alors une capacité comprise entre environ 0,5 et 15 litres avec un ou plusieurs petits modules osmotiques montés sur celui-ci ; il est attaché à un fil, fin et résistant, de longueur supérieure à 300 mètres, notamment comprise entre 300 et 600 mètres, ce fil étant en particulier enroulé sur un moulinet.L'usager laisse le fil se dérouler pour immerger le dispositif dont le poids est de quelques kilo ram es Après
e es minu es a immersion à la profondeur voulue pendant quelques dizaines de minutes, l'usager remonte le dispositif pour en prélever l'eau douce, l'opération pouvant être répétée selon les besoins.For example, this device can constitute an equipment anodes. small gauge boat or emergency boat to ensure the occupants' water consumption in the absence of any source of power. The reservoir then has a capacity of between approximately 0.5 and 15 liters with one or more small osmotic modules mounted thereon; it is attached to a thin and resistant wire, length greater than 300 meters, in particular between 300 and 600 meters, this wire being in particular wound on a reel. The user lets the wire unwind to immerse the device, the weight is a few kilo ram es After
e es minu es immersion at the desired depth for a few tens of minutes, the user reassembles the device to take fresh water, the operation can be repeated as necessary.
Le dispositif peut également être réalisé à plus grande échelle pour être utilisé à partir d'engins flottants, tels que plateforme flottante ou bateau, et fournir des quantités d'eau importantes soit pour la consommation quotidienne dans le cas d'un bateau, soit pour produire de l'eau douce au voisinage des côtes aux fins d'irrigation ou dlali- mentation de villes. The device can also be made on a larger scale to be used from floating devices, such as a floating platform or a boat, and provide large quantities of water either for daily consumption in the case of a boat, or for produce fresh water in the vicinity of the coasts for irrigation or for supplying cities.
La capacité du réservoir peut alors être comprise entre environ 0#5 et 1.5 hot3, un système de treuil et câbles permettant d'effectuer les descentes et remontées. Le cas écheante le dudit nécessaire sera obtenu en prévoyant plusieurs posit s fonctionnant simultanément. The capacity of the tank can then be between approximately 0 # 5 and 1.5 hot3, a winch and cable system allowing to carry out the descents and ascents. The expiry case of the said necessary will be obtained by providing several posit s operating simultaneously.
Notons que le dispositif conforme à l'invention peut également être utilisé dans des puits côtiers de profondeur appropriée, communiquant avec la mer. Note that the device according to the invention can also be used in coastal wells of appropriate depth, communicating with the sea.
Il est à noter dans le cas des installations à gros débits, que l'énergie dépensée pour remonter chaque réservoir est réduite par rapport à celle qui serait consommée dans les groupes de pompage d'installations classiques de débits comparables, du fait notamment que dans le procédé de l'invention, on écarte totalement la surconsommation d'énergie due -dans les procédés classiques- au pompage de volumes d'eau salée très supérieurs aux volumes d'eau douce obtenus < taux de conversion inférieur à 1). En effet, dans l'invention, le phénomène d'osmose inverse est réalisé au coeur du milieu marin d'étendue infinie et aucune saturation en sel n'est à craindre au/voisinage de la membrane, ce qui élimine l'influence du facteur de conversion et limite la consommation d'énergie à celle strictement nécessaire pour remonter en surface l'eau douce produite en profondeur.De plus, il est possible dans l'invention d'associer les treuils entre eux pour récupérer l'énergie de descente de certains réservoirs en vue d'en remonter d'autres. It should be noted in the case of installations with high flow rates, that the energy expended to raise each tank is reduced compared to that which would be consumed in the pumping groups of conventional installations of comparable flow rates, in particular because in the process of the invention, the overconsumption of energy due - in conventional processes - to the pumping of volumes of salt water much greater than the volumes of fresh water obtained <conversion rate less than 1) is completely eliminated. Indeed, in the invention, the phenomenon of reverse osmosis is carried out in the heart of the marine environment of infinite extent and no salt saturation is to be feared in the vicinity of the membrane, which eliminates the influence of the factor conversion and limits the energy consumption to that strictly necessary to bring the fresh water produced deep into the surface. In addition, it is possible in the invention to associate the winches with one another to recover the energy for lowering some tanks in order to raise others.
Notons que, pour éviter toute augmentation, même faible de la salinité à proximité de la membrane, il est possible de communiquer au dispositif immergé un mouvement par rapport à l'eautsoit un mouvement de rotation sur lui-même (notamment dans le cas d'une mise en oeuvre sur plateforme flottante), soit un déplacement au coeur de l'eau (dispositif traîné à l'arrière d'un bateau). Note that, in order to avoid any increase, even a slight increase in the salinity near the membrane, it is possible to communicate to the submerged device a movement relative to the other or a rotational movement on itself (especially in the case of implementation on a floating platform), a displacement in the heart of the water (device dragged behind a boat).
Par ailleurs, la mise en oeuvre du procédé à des profondeurs importantes supérieures à 3U0 mètres permet d'opérer l'osmose inverse sur des eaux non polluées et réduit considérablement les risques de colmatage des membranes par rapport aux installations de type classique qui utiliseraient des eaux de surface ;en pratique, ces dernières installations devraient être complétées par des moyens de prétraitement pour débarrasser les eaux de leur pollution avant d'opérer l'osmose inverse, ce qui constituerait un facteur supplémentaire d'augmentation des coûts. Furthermore, the implementation of the process at significant depths greater than 3U0 meters makes it possible to operate reverse osmosis on unpolluted water and considerably reduces the risks of clogging of the membranes compared to conventional type installations which would use water surface; in practice, these latter installations should be supplemented by means of pretreatment to rid the waters of their pollution before operating reverse osmosis, which would constitute an additional factor of increase in costs.
D'autres caractéristiques de l'invention se annexés lesquels en présentent à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation ; sur ces dessins
- la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un dispositif pour petits débits,
- la figure 2 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation,
- la figure 3 est une vue de détail du dispositif de la figure 2,
- la figure 4 est une vue schématique, illustrant le procédé de l'invention dans le cas de petits débits,
- la figure 5 est une coupe schématique d'un dispositif pour gros débits,
- la figure 6 est une vue schématique, illustrant l'utilisation du dispositif de la figure 5 à partir d,'une plateforme flottante,
- la figure 7 est une vue schématique, illustrant un autre mode de mise en oeuvre de l'invention.Other characteristics of the invention are appended which present, by way of nonlimiting examples, several embodiments; on these drawings
FIG. 1 is a partial section view of a device for small flows,
FIG. 2 is a sectional view of another embodiment,
FIG. 3 is a detailed view of the device in FIG. 2,
FIG. 4 is a schematic view illustrating the method of the invention in the case of small flow rates,
FIG. 5 is a diagrammatic section of a device for large flows,
FIG. 6 is a schematic view illustrating the use of the device in FIG. 5 from a floating platform,
- Figure 7 is a schematic view illustrating another embodiment of the invention.
Le dispositif de production d'eau douce représenté à titre d'exemple à la figure 1 est appelée à compléter l'équipement de secours d'un bateau de petite jauge, pour permettre de fournir l'eau douce nécessaire à ses occupants en cas de naufrage ; ce dispositif peut également servir de façon habituelle sur le bateau pour produire l'eau douce consommée chaque jour par les plaisanciers. The device for producing fresh water represented by way of example in FIG. 1 is called upon to supplement the emergency equipment of a small gauge boat, in order to make it possible to supply the fresh water necessary for its occupants in the event of sinking; this device can also be used in the usual way on the boat to produce the fresh water consumed every day by boaters.
Ce dispositif comprend un réservoir 1, en l'exemple sphérique, apte à résister à des pressions supérieures à 60 bars ; ce réservoir est en un matériau anti-corrosion, de qualité alimentaire, notamment en acier#inoxydable ou fibres de verre ou tout autre matière synthétique, le cas échéant transparente. Sa capacité est de tordre de 1 à 2 litres
il est pourvu d'un robinet à boisseau sphérique 2 se prolongeant par un conduit 3 débouchant au fond du réservoir pour permettre le soutirage de l'eau contenue dans celui-ci.This device comprises a reservoir 1, in the spherical example, capable of withstanding pressures greater than 60 bars; this tank is made of an anti-corrosion material, of food quality, in particular stainless steel or glass fibers or any other synthetic material, if necessary transparent. Its capacity is to twist from 1 to 2 liters
it is provided with a ball valve 2 extending by a conduit 3 opening at the bottom of the tank to allow the withdrawal of the water contained therein.
Le réservoir 1 comprend en outre une ouverture la autour de laquelle est fixé un module d'osmose inverse 4. The reservoir 1 also comprises an opening 1a around which a reverse osmosis module 4 is fixed.
En l'exemple, ce module 4 est essentiellement constitué par un collecteur tubulaire central 5 qui est vissé étanchement sur une collerette du réservoir 1, par une membrane 6 enroulée en spirale autour de ce collecteur et par un élément tubulaire externe de protection 7 ajouré pour laisser passer librement l'eau de mer. In the example, this module 4 is essentially constituted by a central tubular manifold 5 which is screwed sealingly on a flange of the reservoir 1, by a membrane 6 wound in a spiral around this manifold and by an external tubular protective element 7 perforated for let the sea water pass freely.
Le collecteur central 5 est prévu perméable (par exemple percé d'une pluralité de trous) pour laisser passer l'eau ayant diffusé à travers la membrane 6 ; il est ouvert à son extrémité située en regard de l'ouverture la et fermé à son autre extrémité. Il est réalisé de façon à résister à une pression supérieure à 60 bars. The central collector 5 is provided permeable (for example pierced with a plurality of holes) to let pass the water having diffused through the membrane 6; it is open at its end situated opposite the opening la and closed at its other end. It is made so as to withstand a pressure greater than 60 bars.
La membrane 6 est une membrane osmotique semi-perméable sélective, de type connu en soi, en particu Mnembrane~en sDiraleS lier/en aceta e e cellulose. Soumise à une différence de pression supérieure à la pression osmotique entre surfaces
actives externesetses faces actives interneS cette membrane est apte à laisser diffuser,
les molécules d'eau pure et à retenir les sels.The membrane 6 is a selective semi-permeable osmotic membrane, of a type known per se, in particular Mnembrane ~ en sDiraleS lier / en aceta ee cellulose. Subject to a pressure difference greater than the osmotic pressure between surfaces
external active and internal active faces This membrane is able to let diffuse,
molecules of pure water and retain the salts.
En outre, un clapet anti-retour 8 de structure classique est associé à l'ouverture la ; ce clapet est agencé pour être ouvert en cas de surpression dans le collecteur 6 et pour se fermer dans le cas contraire lorsqu'une surpression apparaît à l'intérieur du réservoir par rapport à l'extérieur. In addition, a non-return valve 8 of conventional structure is associated with the opening la; this valve is arranged to be opened in the event of overpressure in the manifold 6 and to close in the opposite case when an overpressure appears inside the tank relative to the outside.
Par ailleurs, l'élément de protection 7 est fixé à sa base sur le réservoir et comprend en partie haute un anneau d'accrochage 9. Furthermore, the protective element 7 is fixed at its base to the reservoir and comprises in the upper part a hooking ring 9.
L'ensemble réservoir 1 et module 4 est réalisé de façon à présenter un poids supérieur au poids d'un volume d'eau égal au volume dudit ensemble. Par exemple, le volume occupé par l'ensemble peut être de l'ordre de 2 à 3 litres, et son poids de 4 à 5 kilogrammes. The reservoir 1 and module 4 assembly is produced so as to have a weight greater than the weight of a volume of water equal to the volume of said assembly. For example, the volume occupied by the assembly can be of the order of 2 to 3 liters, and its weight from 4 to 5 kilograms.
Cet ensemble est accroché par son anneau 9 à un fil 10, fin et résistant, (fil en polyamide ou analogue) de longueur de l'ordre de 500 à 600 mètres. Ce fil est enroulé sur un moulinet 11 du type moulinet de pêche, qui est porté par l'extrémité d'une courte canne 12 ; le réservoir 1 et son module 4 sont suspendus à l'autre extrémité de la canne par un oeillet dans lequel passe le fil 10. This assembly is hung by its ring 9 on a wire 10, thin and resistant, (polyamide wire or the like) of length of the order of 500 to 600 meters. This wire is wound on a reel 11 of the fishing reel type, which is carried by the end of a short rod 12; the reservoir 1 and its module 4 are suspended at the other end of the rod by an eyelet through which the wire 10 passes.
Les figures 2 et 3 présentent un autre mode de réalisation d'un dispositif analogue. Figures 2 and 3 show another embodiment of a similar device.
Dans ce mode de réalisation, le réservoir 13 est cylindrique et est associé à un module 14 à fibres creuses capillaires. Ce module comprend un disque-support 15 fixé de façon étanche sur le réservoir au niveau de l'ouverture de celui-ci ; ce disque-support 15 que l'on aperçoit à échelle dilatée à la figure 3 maintient une multitude de fibres creuses capillaires telles que 16 réalisées en polya mide aromatique. In this embodiment, the reservoir 13 is cylindrical and is associated with a module 14 with hollow capillary fibers. This module comprises a support disc 15 fixed in leaktight manner on the reservoir at the opening of the latter; this support disc 15 which can be seen on an expanded scale in FIG. 3 maintains a multitude of hollow capillary fibers such as 16 made of aromatic polyamide.
Chaque fibre 16 forme une boucle située dans le milieu extérieur, avec ses extrémités 16a et 16b maintenues par le disque-support 15 et traversant celui-ci pour venir en regard de l'ouverture du réservoir 13. Each fiber 16 forms a loop located in the external medium, with its ends 16a and 16b held by the support disc 15 and passing through it to come opposite the opening of the reservoir 13.
Le disque-support 15 peut être réalisé. de façon connue en soi en résine époxy ou autre matériau apte à résister à une pression supérieure à 60 bars. Les fibres creuses 16 en nombre de l'ordre de 105 à 106 présentent chacune un diamètre externe de 80 microns environ et un diamètre interne de 40 microns. The support disc 15 can be produced. in a manner known per se in epoxy resin or other material capable of withstanding a pressure greater than 60 bars. The hollow fibers 16 in number of the order of 105 to 106 each have an external diameter of about 80 microns and an internal diameter of 40 microns.
De telles membranes présentent l'avantage d'assurer des surfaces maximum de transfert par unité de volume et de résister d'elles-mêmes aux fortes pressions (sans avoir à prévoir un support du type du collecteur central 5 prévu dans le dispositif de la figure 1). Such membranes have the advantage of ensuring maximum transfer surfaces per unit of volume and of resisting themselves at high pressures (without having to provide a support of the type of central collector 5 provided in the device of FIG. 1).
Les autres organes du dispositif sont ana loges à ceux déjà décrits (robinet de soutirage, clapet antiretour, fil, moulinet et canne de suspension),
La figure 4 illustre l'utilisation de l'un ou l'autre des dispositifs ci-dessus décrits à partir d'une elibarcation de secours 17. Le réservoir du dispositif étant à l'air libre à la pression atmosphérique, l'utilisateur débloque le moulinet 11 pour permettre au fil 10 de se dérouler de façon à immerger le dispositif à une profondeur H de l'ordre de 500 mètres. Il laisse le dispositif ainsi immergé à cette profondeur pendant une période de temps de l'ordre d'une dizaine à une vingtaine de minutes et le remonte ensuite au moyen du moulinet 11.The other organs of the device are analogous to those already described (draw-off tap, non-return valve, wire, reel and suspension rod),
FIG. 4 illustrates the use of one or the other of the devices described above from an emergency craft 17. The tank of the device being in the open air at atmospheric pressure, the user unlocks the reel 11 to allow the wire 10 to unwind so as to immerse the device at a depth H of the order of 500 meters. It leaves the device thus immersed at this depth for a period of time of the order of ten to twenty minutes and then reassembles it by means of the reel 11.
Il peut ensuite recueillir l'eau pure dessa léesous pressiontcontenue dans le réservoir en ouvrant le robinet de soutirage 2. La quantité d'eau recueillie de l'ordre de 1 litre dépend de la profondeur et de la durée d'immersion. It can then collect the pure water desalted under pressure and contained in the tank by opening the withdrawal valve 2. The amount of water collected of the order of 1 liter depends on the depth and the duration of immersion.
L'opération peut être répétée indéfiniment pour subvenir aux besoins des occupants de l'embarcation.The operation can be repeated indefinitely to meet the needs of the occupants of the boat.
Notons que la canne 12 peut être associée à une bouée gonflable, évitant la perte accidentelle du dispositif. Note that the rod 12 can be associated with an inflatable buoy, preventing accidental loss of the device.
La figure 5 présente un autre dispositif conforme à l'invention adapté pour ltobtention de gros #débits. FIG. 5 shows another device according to the invention suitable for obtaining large # flows.
Ce dispositif comprend un réservoir 18 apte à résister à de fortes pressions supérieures à 80 bars. Ce réservoir, en l'exemple de forme sphérique, présente une capacité de l'ordre de 4 m3. This device comprises a reservoir 18 capable of withstanding high pressures greater than 80 bars. This tank, in the example of a spherical shape, has a capacity of the order of 4 m3.
Il comprend sur sa paroi plusieurs ouvertures telles que 18a, qui sont chacune associées à un module d'osmose inverse tel que 19. Chaque module 19 présente une structure analogue à ceux déjà décrits avec des dimensions plus impor tantes. Le réservoir peut par exemple être associé à 6 modu
/creuses/ les de type connu à membrane à fibres - , de diamètre de l'ordre de 30 cm et d'une longueur de l'ordre de 50 cm chaque module de ce type plongé à 700 mètres donne un débit d'eau douce de l'ordre de 4 m3/heure, de sorte que le réservoir 18 est rempli en 10 minutes environ
Comme précédemment, chaque ouverture 18a du réservoir est équipée d'un clapet antiretour se fermant en cas de surpression interner; en outre, le réservoir comprend des moyens de soutirage de l'eau douce.It has on its wall several openings such as 18a, which are each associated with a reverse osmosis module such as 19. Each module 19 has a structure similar to those already described with larger dimensions. The tank can for example be associated with 6 modu
/ hollow / known type with fiber membrane -, diameter of about 30 cm and a length of about 50 cm each module of this type immersed at 700 meters gives a flow of fresh water about 4 m3 / hour, so that the tank 18 is filled in about 10 minutes
As before, each opening 18a of the tank is equipped with a non-return valve closing in the event of internal overpressure; in addition, the tank comprises means for withdrawing fresh water.
Le réservoir 18 est accroché à un câble 20 de résistance élevée, dont la longueur peut être de l'ordre de 700 à 800 mètres et qui est enroulé sur un treuil. The reservoir 18 is attached to a cable 20 of high resistance, the length of which can be of the order of 700 to 800 meters and which is wound on a winch.
On a dessiné à la figure 6 une plateforme flottante 21 dotée de plusieurs treuils qui permettent chacun de monter et descendre un dispositif du type ci-dessus décrit à une profondeur de l'ordre de 70Xd,meèutrOsudeZour une production journalière de l'ordre de 3 000 m3g la plateforme sera équipée de 16 treuils, ces treuils étant associés deux à deux pour récupérer l'énergie de descente afin de réduire celle consommée pour la remontée des dispositifs. L'eau douce ainsi produite à proximité d'une côte peut être transportée par tout moyen, bateaux citernes ou pipe-lines. A floating platform 21 has been drawn in FIG. 6 provided with several winches which each make it possible to raise and lower a device of the type described above to a depth of the order of 70Xd, meèutrOsudeZour a daily production of the order of 3 000 m3g the platform will be equipped with 16 winches, these winches being associated two by two to recover the energy of descent in order to reduce that consumed for the ascent of the devices. The fresh water thus produced near a coast can be transported by any means, tankers or pipelines.
La figure 7 illustre un autre mode de mise en oeuvre du procédé dans lequel un dispositif du type ci-dessus décrit est immergé dans un puits 22 creusé au voisinage de la mer à une profondeur au moins égale à environ 500 à 600 mètres, ce puits étant amené à communiquer avec l'étendue d'eau salée par un canal 23. Le dispositif dont le réservoir sera de préférence cylindrique est immergé dans le puits au moyen d'un treuil comme précédemment. FIG. 7 illustrates another embodiment of the method in which a device of the type described above is immersed in a well 22 dug in the vicinity of the sea at a depth at least equal to about 500 to 600 meters, this well being brought to communicate with the expanse of salt water by a channel 23. The device, the reservoir of which will preferably be cylindrical, is immersed in the well by means of a winch as before.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description précédente, mais en comprend toutes les variantes. En particulier, elle peut être appliquée sur un submersible, notamment un sous-marin, pour produire l'eau nécessaire à ses occupants ou aux machines. Un ou plusieurs modules à membrane est assujetti sur la coque du sous-marin qui faj office de réservoir à la pression p. L'eau douce peut être recueillie à l'intérieur de la coque au moyen d'un conteneur auxiliaire sur lequel peut être branché un réseau de tuyauteries. Of course, the invention is not limited to the terms of the preceding description, but includes all variants thereof. In particular, it can be applied to a submersible, in particular a submarine, to produce the water necessary for its occupants or for machines. One or more membrane modules are attached to the hull of the submarine which acts as a pressure tank p. Fresh water can be collected inside the hull by means of an auxiliary container to which a network of pipes can be connected.
Claims (26)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8013382A FR2484391A1 (en) | 1980-06-12 | 1980-06-12 | Desalination of sea-water by reverse osmosis under hydrostatic pressur - via membrane into vessel submerged at more than 300 m in sea-water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8013382A FR2484391A1 (en) | 1980-06-12 | 1980-06-12 | Desalination of sea-water by reverse osmosis under hydrostatic pressur - via membrane into vessel submerged at more than 300 m in sea-water |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2484391A1 true FR2484391A1 (en) | 1981-12-18 |
FR2484391B3 FR2484391B3 (en) | 1983-04-01 |
Family
ID=9243170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8013382A Granted FR2484391A1 (en) | 1980-06-12 | 1980-06-12 | Desalination of sea-water by reverse osmosis under hydrostatic pressur - via membrane into vessel submerged at more than 300 m in sea-water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2484391A1 (en) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991000963A1 (en) * | 1988-01-15 | 1991-01-24 | James Robertson Russell | Liquid pump utilizing reverse osmosis |
WO1996031436A1 (en) * | 1995-04-07 | 1996-10-10 | Vazquez Figueroa Rial | Plant and process for desalting marine water by reverse osmosis, by means of hydrostatic pressure |
ES2094697A1 (en) * | 1995-04-07 | 1997-01-16 | Vazquez Figueroa Rial | Plant for desalinating sea water by means of reverse osmosis |
WO1997033832A1 (en) * | 1996-03-12 | 1997-09-18 | Colin Nicholas Kish | Seawater desalination system-kish water supply scheme |
ES2112206A1 (en) * | 1996-01-26 | 1998-03-16 | Guzman Martinez Valls Gines | System with fixed or movable support for desalinating sea water with reverse osmosis cell device, immersed at variable working depths |
AT405825B (en) * | 1996-08-13 | 1999-11-25 | Chemisches Lab Dr Gerhard Wats | METHOD FOR THE DESALINATION OF SEAWATER AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD |
EP0968755A2 (en) * | 1998-05-25 | 2000-01-05 | Wip Kg | Hydrostatic pressure plant for separation/concentration/desalination of liquids, in particular sea or brackish water, via reverse osmosis |
WO2005105271A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Brian Douglas Parkinson | Static head reverse osmosis |
WO2012025656A1 (en) * | 2010-07-27 | 2012-03-01 | Juan Antonio Andreu Mulet | Seawater desalination unit |
US10737955B2 (en) | 2017-08-11 | 2020-08-11 | Evans Robert B | Desalination system and method |
GB2588953A (en) * | 2019-11-15 | 2021-05-19 | Marren Tom | A water desalination process |
US20220002170A1 (en) * | 2018-09-28 | 2022-01-06 | Dhananjay PHATAK | Sea water de-salination methods and apparatuses |
-
1980
- 1980-06-12 FR FR8013382A patent/FR2484391A1/en active Granted
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991000963A1 (en) * | 1988-01-15 | 1991-01-24 | James Robertson Russell | Liquid pump utilizing reverse osmosis |
WO1996031436A1 (en) * | 1995-04-07 | 1996-10-10 | Vazquez Figueroa Rial | Plant and process for desalting marine water by reverse osmosis, by means of hydrostatic pressure |
ES2094697A1 (en) * | 1995-04-07 | 1997-01-16 | Vazquez Figueroa Rial | Plant for desalinating sea water by means of reverse osmosis |
ES2101659A1 (en) * | 1995-04-07 | 1997-07-01 | Vazquez Figueroa Rial | Plant for desalinating sea water by means of reverse osmosis |
ES2112206A1 (en) * | 1996-01-26 | 1998-03-16 | Guzman Martinez Valls Gines | System with fixed or movable support for desalinating sea water with reverse osmosis cell device, immersed at variable working depths |
WO1997033832A1 (en) * | 1996-03-12 | 1997-09-18 | Colin Nicholas Kish | Seawater desalination system-kish water supply scheme |
AT405825B (en) * | 1996-08-13 | 1999-11-25 | Chemisches Lab Dr Gerhard Wats | METHOD FOR THE DESALINATION OF SEAWATER AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD |
EP0968755A3 (en) * | 1998-05-25 | 2000-09-20 | Wip Kg | Hydrostatic pressure plant for separation/concentration/desalination of liquids, in particular sea or brackish water, via reverse osmosis |
EP0968755A2 (en) * | 1998-05-25 | 2000-01-05 | Wip Kg | Hydrostatic pressure plant for separation/concentration/desalination of liquids, in particular sea or brackish water, via reverse osmosis |
WO2005105271A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Brian Douglas Parkinson | Static head reverse osmosis |
WO2012025656A1 (en) * | 2010-07-27 | 2012-03-01 | Juan Antonio Andreu Mulet | Seawater desalination unit |
ES2393507A1 (en) * | 2010-07-27 | 2012-12-21 | Juan Antonio ANDREU MULET | Seawater desalination unit |
US10737955B2 (en) | 2017-08-11 | 2020-08-11 | Evans Robert B | Desalination system and method |
US11097962B2 (en) | 2017-08-11 | 2021-08-24 | Evans Robert B | Desalination system |
US20220002170A1 (en) * | 2018-09-28 | 2022-01-06 | Dhananjay PHATAK | Sea water de-salination methods and apparatuses |
GB2588953A (en) * | 2019-11-15 | 2021-05-19 | Marren Tom | A water desalination process |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2484391B3 (en) | 1983-04-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0062944B1 (en) | Apparatsu for producing fresh water from sea water by means of reverse osmosis | |
FR2484391A1 (en) | Desalination of sea-water by reverse osmosis under hydrostatic pressur - via membrane into vessel submerged at more than 300 m in sea-water | |
US20100276369A1 (en) | Desalination System | |
EP0242377B1 (en) | Device for producing soft water from sea water by reverse osmosis | |
CZ295196B6 (en) | Water desalination plant and method | |
FR2995541A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR UNDERWATER TESTING OF FILTRATION SYSTEM | |
CA1051677A (en) | Immersion process for twin compartment off-shore weighted structure | |
FR2671046A1 (en) | LOADING SYSTEM FOR AQUATIC ENVIRONMENTS. | |
EP2087231A1 (en) | Wave energy recovery device | |
FR2596613A1 (en) | Assembly for raising aquatic animals and, more particularly, fish | |
EP2164808B1 (en) | Autonomous sea water purification device having alternating submerged filtration modules with multipiston low-pressure chambers | |
GB2571691A (en) | Water desalination | |
EP0229414B1 (en) | Apparatus for purifying water, particularly salt water, by means of reverse osmosis | |
FR2918363A1 (en) | Device for purifying sea water, comprises a pair of modules for filtration of seawater immersed in the marine medium, and a low pressure cylinder block comprising pressurizing valves with multiple sides and low pressure chambers | |
CN101559992A (en) | Fresh water fountain in ocean | |
CN210186882U (en) | Seawater floating island planting device | |
FR2604371A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR EXCHANGING BETWEEN A GAS AND A LIQUID | |
EP4036313B1 (en) | Method for storing and redelivering hydrogen in a gravity based structure and associated gravity based structure | |
US20130105394A1 (en) | Static pressure desalination assembly | |
WO2023280917A1 (en) | Vessel and system suitable for remote and nomadic wind energy harvesting | |
WO2023241982A1 (en) | System and method for obtaining water from underwater and/or coastal springs with an overflow tank | |
FR3013801A1 (en) | IMMERSE DEVICE FOR STORING A GAS | |
JPS594725Y2 (en) | Simple water generator | |
JP5735294B2 (en) | Submerged storage device and method, and freshwater production storage system | |
JPH04108590A (en) | Desalination of seawater |