IT9021874A1

IT9021874A1 - APPARATUS AND DESALINATION PROCEDURE.

Info

Publication number: IT9021874A1
Application number: IT021874A
Authority: IT
Inventors: Edoardo Blanc; Caro Amelia De; Augusto Proietti
Original assignee: Sireg S P A Societa Italiana Di Ricerca Elementi
Priority date: 1990-10-25
Filing date: 1990-10-25
Publication date: 1992-04-25
Also published as: IT1243749B; IT9021874A0

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo: Description of the invention entitled:

"APPARECCHIATURA E PROCEDIMENTO DI DISSALAZIONE" "DESALINATION EQUIPMENT AND PROCEDURE"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione ha per oggetto un'apparecchiatura ed un relativo procedimento per la dissalazione di acque marine o salmastre in genere . The present invention relates to an apparatus and a relative process for desalination of marine or brackish waters in general.

Apparecchiature che consentono di ottenere acqua dolce partendo da acqua di mare sono ovviamente già note e conmprendono normalmente una serie di filtri seguiti da una batteria di membrane semimpermeabili che effettuano la dissalazione per osmosi inversa. In questo tipo di apparecchiature, la parte più delicata è costituita dalle membrane osmotiche, e devono quindi essere adottate delle precauzioni per impedirne il rapido deterioramento. In particolare, periodicamente vengono inviate in ciclo nell'apparecchiatura delle sostanze disinfettanti, quali ipoclorito di sodio, atte anche ad impedire la formazione di colonie di organismi marini che causerebbero incrostazioni nei filtri e nelle tubazioni. Apparatuses that allow to obtain fresh water starting from sea water are obviously already known and normally include a series of filters followed by a battery of semi-impermeable membranes that carry out desalination by reverse osmosis. In this type of equipment, the most delicate part is constituted by the osmotic membranes, and therefore precautions must be taken to prevent their rapid deterioration. In particular, disinfectant substances, such as sodium hypochlorite, are periodically sent in cycle to the equipment, also suitable for preventing the formation of colonies of marine organisms that would cause encrustations in the filters and in the pipes.

Poiché queste apparecchiature, oltre che essere utilizzate come impianti fissi a terra, sono soprattutto utilizzate su grosse barche, costituisce un inconveniente il dover disporre di sostanze disinfettanti ausilarie. Since these devices, in addition to being used as fixed systems on land, are mainly used on large boats, the need to have auxiliary disinfectant substances is a drawback.

Lo scopo della presente invenzione è quello di provvedere un’apparecchiatura di dissalazione, che oltre a produrre acqua dolce da acqua di mare o acqua salmastra, produce ipoclorito di sodio, che in parte viene utilizzato per la disinfenzione dell'apparecchiatura stessa, e per la rimanente parte può essere utilizzato esternamente all'apparecchiatura per una pluralità di usi diversi. The object of the present invention is to provide a desalination apparatus, which in addition to producing fresh water from sea water or brackish water, produces sodium hypochlorite, which is partly used for the disinfection of the apparatus itself, and for the the remaining part can be used externally to the equipment for a plurality of different uses.

Per il raggiungimento di tale scopo, l'apparecchiatura secondo l'invenzione comprende, quale parte integrante della stessa, una cella elettrolitica che effettua l'elettrolisi parziale del cloruro di sodio contenuto nell'acqua di maire e produce ipoclorito di sodio, una parte del quale può essere inviata in ciclo a monte dei filtri dell'apparecchiatura di dissalazione e la rimanente raccolta per utilizzi esterni. To achieve this purpose, the apparatus according to the invention comprises, as an integral part thereof, an electrolytic cell which carries out the partial electrolysis of the sodium chloride contained in the sea water and produces sodium hypochlorite, a part of the which can be sent in cycle upstream of the filters of the desalination equipment and the remaining collection for external use.

Le caratteristiche e i vantaggi dell'invenzione appariranno chiari dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa, e quindi non limitativa di realizzazione, illustrata nei disegni annessi, in cui: The characteristics and advantages of the invention will become clear from the detailed description which follows, referring to a purely exemplary and therefore non-limiting embodiment thereof, illustrated in the attached drawings, in which:

la figura 1 è uno schema a blocchi molto schematico dell'apparecchiatura di dissalazione secondo l'invenzione; Figure 1 is a very schematic block diagram of the desalination apparatus according to the invention;

la figura 2 è uno schema a blocchi più dettagliato della stessa apparecchiatura. Figure 2 is a more detailed block diagram of the same apparatus.

Con riferimento inizialmente alla figura 1, l'apparecchiatura per la dissalazione di acque marine o acque salmastre secondo l'invenzione, che può essere utilizzata sia come impianto fisso a terra che a bordo di imbarcazioni, la cui portata di acqua dolce in uscita può variare all'incirca dai 25 a i 35001/h a seconda delle dimensioni della stessa, comprende, come le apparecchiature tradizionali, un'unità di filtrazione F, una pompa ad alta pressione P2 e un'unità di permeazione PV, dalla quale fuoriesce acqua dolce e acqua carica di sali che va allo scarico attraverso un regolatore di flusso FRI. With reference initially to Figure 1, the apparatus for desalination of sea water or brackish water according to the invention, which can be used both as a fixed plant on land and on board of boats, the flow of which outgoing fresh water can vary approximately from 25 to 35001 / h depending on its size, it includes, like traditional equipment, a filtration unit F, a high-pressure pump P2 and a permeation unit PV, from which fresh water and water come out salt charge that goes to the drain through an FRI flow regulator.

In accordo all'invenzione, all'uscita dell'unità di permeazione PV è disposta una cella elettrolitica EC, che effettua l'elettrolisi parziale del cloruro di sodio contenuto nell'acqua di mare o salmastra, producendo in uscita ipoclorito di sodio, che viene in parte inviato in ciclo a monte dell'unità di filtrazione F e in parte raccolto e/o inviato, opportunamente diluito, alle diverse utilizzazioni, tra le quali si citano, a titolo puramente indicativo, le seguenti: disinfezione ambienti e oggetti d'uso; sterilizzazione di acqua potabile e alimenti; antisettico; candeggio, e così via. According to the invention, an EC electrolytic cell is arranged at the outlet of the PV permeation unit, which carries out the partial electrolysis of the sodium chloride contained in sea or brackish water, producing sodium hypochlorite at the outlet, which is partly sent in the cycle upstream of the filtration unit F and partly collected and / or sent, suitably diluted, to the various uses, among which the following are mentioned, purely by way of indication, the following: disinfection of environments and objects of use ; sterilization of drinking water and food; antiseptic; bleaching, and so on.

Come mostrato nello schema di figura 1, la cella elettrolitica EC è alimentata da acqua "salata", prelevata sia immediatamente a valle dell'unità di filtrazione F, che a valle dell’unità di permeazione PV, con interposizione di un regolatore di flusso FR2 sul percorso di alimentazione. As shown in the diagram in figure 1, the electrolytic cell EC is fed by "salt" water, taken both immediately downstream of the filtration unit F and downstream of the permeation unit PV, with the interposition of a flow regulator FR2 on the feed path.

Facendo ora riferimento alla figura 2, verrà descritta più in dettaglio l'apparecchiatura di dissalazione secondo l'invenzione. With reference now to Figure 2, the desalination apparatus according to the invention will be described in more detail.

In tale figura, con I è indicato l'ingresso dell'acqua di mare, ad una pressione piuttosto bassa, ad esempio di circa 2 bar, che viene inviata ad una batteria di filtri FI, F2, F3, che trattengono particelle di dimensioni via via decrescenti, a monte dei quali è previsto un pressostato P52 che non dà il consenso alla pompa P2 in caso di mancanza d'acqua, nonché un manometro PII. In this figure, I indicates the inlet of sea water, at a rather low pressure, for example of about 2 bar, which is sent to a battery of filters FI, F2, F3, which retain particles of size via via decreasing, upstream of which there is a pressure switch P52 which does not give consent to pump P2 in the event of a lack of water, as well as a pressure gauge PII.

A valle della batteria di filtri F1-F3 all'acqua viene miscelata, attraverso una pompa dosatrice PD una sostanza antiprecipitante e/o aggiustaggi del PH per prevenire la precipitazione di solfati o carbonati sulle membrane semipermeabili, della successiva unità di permeazione PV. Segue quindi un filtro al carbone F4 per trattenere l'eventuale cloro libero presente in ciclo a seguito dell'immissione dell'ipoclorito, che altrimenti danneggerebbe le membrane dell'unità di permeazione PV. Al filtro F4 fà seguito un ulteriore filtro F5 servente in particolare per trattenere eventuali particelle di carbone liberatisi dal filtro F4. Sull'uscita del filtro F5 è disposto un flussimetro FU e un relativo manometro PI2, cui fà seguito una pompa ad altra pressione P2 (circa 65 bar). In figura 2 è indicato anche un smorzatore S di pulsazioni della pompa. Downstream of the battery of filters F1-F3, an anti-precipitating substance and / or PH adjustments to prevent the precipitation of sulphates or carbonates on the semipermeable membranes of the subsequent PV permeation unit are mixed with the water through a metering pump PD. This is followed by an F4 carbon filter to retain any free chlorine present in the cycle following the introduction of hypochlorite, which would otherwise damage the membranes of the PV permeation unit. Filter F4 is followed by a further filter F5 serving in particular to retain any carbon particles released from filter F4. On the outlet of the filter F5 there is a flow meter FU and a relative pressure gauge PI2, followed by a pump at high pressure P2 (about 65 bar). Figure 2 also indicates a pump pulsation damper S.

Il flusso uscente dalla pompa P2' viene in parte inviato ad un'uscita di scarico U2 attraverso una valvola di sicurezza SV, che lascia passare tutto il flusso in caso di sovrapressioni nella pompa P2, e in parte all'unità di permeazione comprendente una serie di moduli PV1, PV2, PV3, provvisti di rispettive membrane semipermeabili MI, M2, M3, che effettuano la dissalazione dell'acqua per osmosi inversa. The flow outgoing from pump P2 'is partly sent to an exhaust outlet U2 through a safety valve SV, which allows all the flow to pass in the event of overpressures in pump P2, and partly to the permeation unit comprising a series of modules PV1, PV2, PV3, equipped with respective semipermeable membranes MI, M2, M3, which carry out the desalination of the water by reverse osmosis.

L'acqua dolce prodotta dai moduli PV1, PV2, PV3 è inviata all'utilizzazione attraverso un'uscita Ul, a monte della quale è previsto un pressostato PS3, che blocca l'apparecchiatura, ad esempio la pompa P2 in caso di mancanza di acqua» Sul percorso di uscita dell'acqua dolce sono disposti un flussimetro FI2 e un conduttivimetro CS che misura il grado di salinità dell'acqua e, se questo supera un predeterminato valore di soglia, aziona un'elettrovalvola EOV, che devia l'intero flusso allo scarico U2. The fresh water produced by modules PV1, PV2, PV3 is sent to use through an outlet Ul, upstream of which a PS3 pressure switch is provided, which blocks the equipment, for example pump P2 in the event of a lack of water. »A flowmeter FI2 and a conductivity meter CS are arranged on the fresh water outlet path which measures the degree of salinity of the water and, if this exceeds a predetermined threshold value, activates an EOV solenoid valve, which diverts the entire flow to the U2 exhaust.

L'acqua ricca di sali in uscita dall'ultimo stadio di permezione PV3 è inviata invece direttamente allo scarico attraverso un regolatore di flusso FRI, che consente di variare il grado di "salinità" dell'acqua dolce all'uscita Ul. Nello schema di figura 2, a monte del regolatore di flusso FRI è disposto anche un manometro PI3. The water rich in salts leaving the last stage of perception PV3 is instead sent directly to the drain through a flow regulator FRI, which allows the degree of "salinity" of the fresh water at the outlet Ul to be varied. Figure 2, a PI3 pressure gauge is also arranged upstream of the FRI flow regulator.

In accordo all'invenzione, sono previsti dei condotti di derivazione CD1 e CD2, provvisti di rispettive valvole di intercettazione VII e .VI2, che prelevano acqua rispettivamente a valle dell'unità di filtrazione F (dopo il filtro F5 in figura 2) e a valle dell'unità di permeazione PV (dopo il modulo PV3 in figura 2) e la immettono nella cella elettrolitica EC. A monte della cella elettrolitica EC è previsto un regolatore di flusso FR2 seguito da un interruttore di flusso FS che interrompe l'alimentazione di fluido alla cella in caso di mancanza di acqua, nonché un pressostato PS1 che interrompe l'alimentazione elettrica alla cella in caso di sovrapressioni. La cella elettrolitica EC genera, come già detto, e in modo di per sé noto, una certa quantità di ipolclorito di sodio, che in parte può essere inviato in ciclo attraverso un flussometro FI4, che ne dosa la quantità per d orare in modo adeguato l'acqua di mare o salmastra di alimentazione all'apparecchiatura di dissalazione, effettuandone la disinfezione e impedendo la formazione di colonie di microrganismi marini nei filtri, sulle tubazioni e sulle membrane semipermeabili. La rimanente parte di ipoclorito di sodio prodotta dalla cella EC, che può essere dell'ordine di 250 gph per un impianto di dissalazione che produce dai 3000 ai 3500 1/h di acqua dolce, viene inviata all'utilizzazione attraverso un'uscita U3, a monte della quale è disposto un flussimetro FI3. According to the invention, branch pipes CD1 and CD2 are provided, equipped with respective shut-off valves VII and .VI2, which draw water respectively downstream of the filtration unit F (after filter F5 in figure 2) and downstream of the PV permeation unit (after the PV3 module in figure 2) and feed it into the EC electrolytic cell. Upstream of the EC electrolytic cell there is a flow regulator FR2 followed by a flow switch FS which interrupts the supply of fluid to the cell in the event of a lack of water, as well as a PS1 pressure switch which interrupts the electrical supply to the cell in the event of of overpressures. The electrolytic cell EC generates, as already mentioned, and in a per se known way, a certain quantity of sodium hypochlorite, which in part can be sent in the cycle through a flowmeter FI4, which doses the quantity to give it adequately the sea or brackish water supply to the desalination equipment, disinfecting it and preventing the formation of colonies of marine microorganisms in the filters, on the pipes and on the semipermeable membranes. The remaining part of sodium hypochlorite produced by the EC cell, which can be of the order of 250 gph for a desalination plant that produces from 3000 to 3500 1 / h of fresh water, is sent for use through an outlet U3, upstream of which there is a flowmeter FI3.

Da quanto esposto appaiono evidenti i vantaggi dell'apparecchiatura e relativo procedimento di dissalazione secondo l'invenzione che, grazie all'elettrolisi parziale del cloruro di sodio contenuto nell'acqua di mare consente di ottenere ipoclorito di sodio per la disinfezione dell'acqua di alimentazione e della stessa apparecchiatura, nonché per altre utilizzazioni esterne, partendo da acqua ricca di sali che si forma durante il procedimento di dissalazione e che, nelle apparecchiature note viene inviata allo scarico. From the foregoing the advantages of the apparatus and relative desalination process according to the invention appear evident which, thanks to the partial electrolysis of the sodium chloride contained in the sea water, allows to obtain sodium hypochlorite for the disinfection of the feed water. and of the same apparatus, as well as for other external uses, starting from water rich in salts which is formed during the desalination process and which, in known apparatuses, is sent to the drain.

Naturalmente l'invenzione non è limitata alla particolàre forma di realizzazione precedentemente descritta e illustrata nei disegni annessi, ma ad essa possono essere apportate delle modifiche di dettaglio alla portata del tecnico del ramo. Naturally, the invention is not limited to the particular embodiment previously described and illustrated in the annexed drawings, but it can be modified in detail within the reach of the skilled in the art.

Claims

CLAIMS 1. Equipment for desalination of marine and / or brackish water, comprising a filtration unit (F) and a permeation unit (PV), fed by a high pressure pump (P2) and performing a reverse osmosis on the incoming liquid, so as to produce fresh water which is sent to an outlet (Ul) and water rich in salts to a drain (U2), characterized by also providing an electrolytic cell (EC), which carries out an electrolysis partial of the sodium chloride contained in sea or brackish water, with which it is fed and produces sodium hypochlorite. 2 = Apparatus according to claim 1, characterized in that a part of the sodium hypochlorite produced by said electrolytic cell (EC) is sent in cycle in the desalination equipment upstream of the filtration unit (F), for disinfection water and inhibition of the formation of colonies of marine organisms. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that at least a part of the sodium hypochlorite produced by the electrolytic cell (EC) is invited to an outlet (U3) for uses outside the desalination apparatus. 4. Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the electrolytic cell (EC) is fed through a conduit (CDl) which takes the water downstream of the filtration unit (F) and / or a conduit (CD2 ) which takes the water downstream of the permeation unit (PV) directed to the drain (U2). 5. Apparatus according to any one of claims 2 to 4, characterized in that said filtration unit (F) comprises at least one carbon filter (F4) suitable for retaining any free chlorine, followed by an optional filter (F5 ) suitable for retaining any carbon particles released from the filter (F4) " Procedure for the desalination of marine and / or brackish water, consisting in carrying out an initial filtration of the water in a filtration unit (F), and then a reverse osmosis in a permeation unit (PV), at the 'outlet of which fresh water is produced which goes to use and water rich in salts which goes to the drain, characterized in that it also provides for partial electrolysis, by means of an electrolytic cell (EC), of the sodium chloride contained in the water , to produce sodium hypochlorite. 7. Process according to claim 6, characterized in that at least a part of the sodium hypochlorite produced by partial electrolysis is sent in cycle and / or at least a part is sent for external uses.