NL1018527C2 - Inrichting voor het zuiveren van water. - Google Patents

Inrichting voor het zuiveren van water. Download PDF

Info

Publication number
NL1018527C2
NL1018527C2 NL1018527A NL1018527A NL1018527C2 NL 1018527 C2 NL1018527 C2 NL 1018527C2 NL 1018527 A NL1018527 A NL 1018527A NL 1018527 A NL1018527 A NL 1018527A NL 1018527 C2 NL1018527 C2 NL 1018527C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
filtration
concentrate
nano
ion exchanger
membrane
Prior art date
Application number
NL1018527A
Other languages
English (en)
Inventor
Leo Peter Wessels
Walterus Gijsbertus Josep Meer
Michel Riemersma
Original Assignee
Dhv Water Bv
Vitens Friesland
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dhv Water Bv, Vitens Friesland filed Critical Dhv Water Bv
Priority to NL1018527A priority Critical patent/NL1018527C2/nl
Priority to CNA028138201A priority patent/CN1525879A/zh
Priority to PCT/NL2002/000464 priority patent/WO2003006143A1/en
Priority to EP02747734A priority patent/EP1409115A1/en
Priority to IL15950802A priority patent/IL159508A0/xx
Application granted granted Critical
Publication of NL1018527C2 publication Critical patent/NL1018527C2/nl
Priority to US10/755,053 priority patent/US20040226872A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • B01D61/026Reverse osmosis; Hyperfiltration comprising multiple reverse osmosis steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/029Multistep processes comprising different kinds of membrane processes selected from reverse osmosis, hyperfiltration or nanofiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/04Feed pretreatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/04Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/442Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4693Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis

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)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Description

Inrichting voor het zuiveren van water
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het zuiveren van water, omvattende een ionenwisselaar met een watertoevoer en een productafvoer, welke productafvoer is verbonden met een toevoer van een eerste 5 filtratietrap, welke één of meerdere nano- en/of RO-filtra-tiemembranen omvat en is voorzien van een eerste permeaatuit-voer en een eerste concentraatuitvoer.
Een dergelijke inrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooi US-5.925.255. Bij een dergelijke inrichting 10 zorgt de ionenwisselaar voor verwijdering van de tweewaardige, positieve of negatieve ionen uit het te zuiveren water, en vervangt deze voor eenwaardige positieve of negatieve ionen. Aangezien eenwaardige ionen in het algemeen een hoger oplosbaarheidsproduct hebben zullen deze minder snel precipi-15 teren. Dit is met name van belang voor een opvolgende mem-braanfiltratiestap. Wanneer de tweewaardige positieve of negatieve ionen in hoofdzaak zijn vervangen door eenwaardige ionen kan de concentratiepolarisatie nabij het membraanopper-vlak aanmerkelijk worden verhoogd zonder dat er precipitatie 20 zal optreden. De permeaatopbrengst per vierkante meter mem-braanoppervlak, alsmede de totale opbrengst (verkregen perme-aat/toegevoerd water) zal aanmerkelijk worden verhoogd.
De hogere permeaatopbrengst, zoals genoemd in US 5.925.255, wordt door de ionenwisseling als voorbehandeling 25 voor de membraaninstallatie niet langer beperkt door precipitatie van zouten op de membranen, maar door hydraulische randvoorwaarden. Een hogere permeaatopbrengst per m2 membraan-oppervlak zal namelijk leiden tot hogere hydraulische verliezen. Deze hydraulische verliezen zullen tevens een zeer onge-30 lijkmatige verdeling van de permeaatproductie over de verschillende, in serie geplaatste, membranen veroorzaken.
De uitvinding heeft nu tot doel een verbeterde inrichting van de in de aanhef genoemde techniek te verschaffen. Daartoe verschaft de uitvinding een inrichting van de in 35 de aanhef genoemde soort, welke wordt gekenmerkt doordat de inrichting een volgende filtratietrap omvat waarvan een toe- 2 voer is verbonden met de eerste concentraatafvoer, welke tweede filtratietrap één of meerdere volgende nano- en/of R0-filtratiemembranen omvat en is voorzien van een tweede perme-aatuitvoer en een tweede concentraatuitvoer, welke tweede 5 concentraatuitvoer eventueel is verbonden met een toevoer van een volgende filtratietrap.
Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm verschaft de uitvinding een inrichting van de in de aanhef genoemde soort, welke wordt gekenmerkt doordat deze eventueel 10 een volgende filtratietrap omvat waarvan een toevoer is verbonden met de eerste concentraatafvoer, welke eventuele volgende filtratietrap één of meerdere volgende nano- en/of RO-filtratiemembranen omvat, en waarbij de ten minste ene mem-braanfiltratietrap ten minste twee in een drukbuis geplaatste 15 nano- en/of RO-filtratiemembraanelementen omvat en waarbij een toevoer is gelegen aan, aan de buitenzijde gelegen uiteinden van de buitenste nano- en/of RO-filtratiemembraanelementen en een concentraatafvoer is gelegen op een positie tussen twee een middelste positie flankerende elementen.
20 Het is nu gebleken dat de permeaatopbrengst per vierkante meter membraanoppervlak alsmede de totaalopbrengst nog verder kan worden verhoogd door de hydraulische verliezen te beperken. Door minder membranen in serie te plaatsen worden de hydraulische verliezen beperkt. Daardoor wordt een 25 sterkere toename van permeaatopbrengst verkregen in vergelijking met huidige systemen. Wanneer in een drukbuis bijvoorbeeld twee (of vier, zes, acht enzovoort) nanofiltratie-en/of RO-membraanelementen zijn geplaatst en het te zuiveren water aan beide kanten van de drukbuis wordt toegevoerd en 30 waarbij concentraat vanuit het midden wordt afgevoerd, is het drukverlies minder dan wanneer het te zuiveren water aan een eerste zijde wordt toegevoerd en concentraat aan het andere uiteinde van de drukbuis wordt afgevoerd.
Bij systemen zonder toepassing van een ionenwisse-35 laar is een dergelijke bedrijfsvoering niet mogelijk, aangezien de stroomsnelheid van het te zuiveren water langs de membraan te laag is, waardoor een te grote concentratiepola-risatie wordt verkregen. Daardoor zullen zouten precipiteren.
3
Volgens algemene, maar bijzondere, voorkeur wordt de nano- en/of RO-filtratiemembraan gevormd door een capillair, een tubulair, een spiraalgewonden of plaatvormig membraan.
Met bijzondere voorkeur is de nano- en/of RO-filtratie-5 membraan een (semi-dead end) filtratiemembraan.
Een bijzonder voordelige voorkeursuitvoeringsvorm wordt verkregen door gebruikmaking van een koppelingsstuk tussen de afzonderlijke nano- en/of RO-filtratiemembranen zoals deze staat beschreven in de Europese octrooipublikatie 10 EP-0.925.825 (octrooiaanvrage nr. 98.204407.5). Daardoor wordt een bijzonder lage stromingsweerstand verkregen wat kleinere hydraulische verliezen ten gevolge heeft en welke resulteren in een hogere permeaatopbrengst.
Zoals genoemd kan het uit de nano- en/of RO-filtra-15 tiemembranen (eerste trap) afkomstige concentraat worden doorgevoerd naar een volgende zuiveringsstap, welke bijvoorbeeld kan bestaan uit één of meerdere nano- en/of RO-filtratie(omgekeerde osmose)membranen (tweede trap). Een na-nofiltratiemembraan heeft als eigenschap dat de permeaatdoor-20 voer relatief groot is en de retentie van ionen beperkt is. Een hyperfiltratiemembraan heeft daarentegen de eigenschap dat de totale permeaatdoorvoer minder is dan bij een nanofil-tratiemembraan, maar de retentie van ionen daarentegen hoger is. Door het concentraat uit de nano- en/of RO-filtratie-25 membranen van de eerste trap aan één of meerdere RO-filtra-tiemembranen in een tweede trap toe te voeren wordt een per-meaat met een hogere zuiverheid verkregen dan wanneer in de tweede trap nanofiltratiemembranen worden gebruikt.
Een voorkeur gaat derhalve uit naar een werkwijze 30 waarbij het concentraat uit de eerste membraanfiltratietrap wordt doorgevoerd naar één of meerdere volgende membraanfil-tratietrappen.
De stroomsnelheid van het te zuiveren water langs het membraanoppervlak kan volgens de uitvinding relatief laag 35 zijn, omdat de concentratiepolarisatie vanwege de hoofdzakelijke afwezigheid van tweewaardige positieve of negatieve ionen, niet zo laag hoeft te worden gehouden als in. de techniek momenteel gebruikelijk is.
4
Overigens wordt RO-filtratie in de techniek ook algemeen aangeduid met de term hyperfiltratie.
Om biofouling te voorkomen wordt volgens een voorkeursuitvoeringsvorm regeneraat voor de ionenwisselaar voor-5 afgaand aan toevoer daaraan, langs het oppervlak van de membranen geleid, teneinde daarop aanwezige bio-fouling te laten afsterven.
De bestrijding en preventie van biofouling in een nano- en/of RO-filtratiemembraaninstallatie (NF/RO-instal-10 latie) kan tevens worden gerealiseerd door de trappen en/of drukbuizen (welke de NF/RO membranen bevatten) in de filtra-tie-installatie periodiek om te wisselen. De inrichting is bij voorkeur voorzien van een regeling die deze periodieke afwisseling in de doorstroomvolgorde van de filtratietrappen 15 verzorgt. Biofouling treedt op in de eerste elementen in de serie. Door het omwisselen van de doorstroomvolgorde, met behulp van kleppen (en het gehele leidingenstelsel van de installatie hiervoor geschikt uit te voeren) wordt bereikt dat de elementen een andere volgorde krijgen. Dit heeft tot voor-20 deel dat relatief hoge zoutconcentraties kunnen bijdragen aan de reiniging van de elementen. De voordelen van deze reiniging ten opzichte van reiniging met regeneraat van de ionenwisselaar of anderszins met een zoute oplossing zijn: - ononderbroken bedrijfsvoering; 25 - geen slecht eerste filtraat vanwege hoge concentraties aan zouten aan de voedingszijde van de membraan bij het opstarten na de reiniging.
De voorkeur gaat uit naar een installatie waarbij de membraanfiltratie-installatie bestaat uit meerdere trappen 30 welke elk apart zijn geplaatst in zogenaamde stacks. De doorstroomvolgorde van de stacks kan periodiek worden omgewisseld, waardoor een stack uit de eerste trap na een bepaalde periode van bedrijfsvoering wordt gewisseld met een stack die in eerste instantie in de tweede trap was geplaatst.
35 De ionenwisselaar zal na verloop van tijd een grote hoeveelheid tweewaardige positieve of negatieve ionen bevatten welke uit het te zuiveren water zijn afgevangen. Het regeneraat dat vrijkomt bij het regenereren van de ionenwisse- 5 laar als een afvalstroom, is hier geconcentreerd met tweewaardige positieve of negatieve ionen die aan het hars zijn geabsorbeerd tijdens productie, alsmede met delen van het re-generatiemiddel (zoals NaCl, HCl en NaOH). De tweewaardige 5 positieve of negatieve ionen kunnen worden afgescheiden van de regeneratievloeistof. Het heeft de voorkeur dat regeneraat van de ionenwisselaar wordt behandeld in een ((semi-)deadend) nanofiltratie-eenheid, een elektrodialyse-eenheid of dergelijke, voor het in hoofdzaak verwijderen van tweewaardi-10 ge ionen waarna het daarbij te verkrijgen permeaat wordt hergebruikt voor regeneratie van de ionenwisselaar. Het regene-ratiemiddel dat zich nog in het regeneraat bevond en het water kunnen derhalve worden hergebruikt. Het hierbij verkregen permeaat kan bijvoorbeeld na toevoeging van regeneratiemiddel 15 worden hergebruikt voor een volgende regeneratie van de ionenwisselaar .
Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm wordt regeneraat uit de ionenwisselaar samen met het concentraat uit de laatste filtratietrap toegevoerd aan een precipitatie-20 vat, teneinde althans een deel van de verontreinigingen als zouten neer te slaan. De althans gedeeltelijk van verontreinigingen ontdane vloeistof uit het precipitatievat wordt vervolgens toegevoerd aan een nano- en/of RO-filtratie-eenheid of een elektrodialyse-eenheid teneinde in deze vloeistof 25 overgebleven tweewaardige positieve of negatieve ionen hoofdzakelijk te verwijderen en af te voeren in een concentraat-stroom welke eventueel wordt teruggevoerd naar het precipitatievat, en uit deze nano- en/of RO-filtratie-eenheid of dergelijke afkomstig permeaat wordt hergebruikt als regeneratie-30 vloeistof. Hierdoor wordt een uitzonderlijk voordelig gebruik van water en regeneratiechemicaliën mogelijk gemaakt. Het verbruik van regeneratiemiddel wordt tot een minimum beperkt. In het precipitatievat kan bij voorkeur een entmateriaal zijn opgenomen. Neerslag van zouten wordt daardoor zeer sterk ver-35 beterd door het grote aanbod van precipitatie-oppervlak. De in vaste vorm verkregen zouten kunnen worden afgescheiden en, eventueel na bewerking, worden hergebruikt.
Dit is een groot voordeel in vergelijking met het 6 systeem zoals staat beschreven in het Amerikaanse octrooi US 3.639.231 waarin het concentraat van de RO-filtratie wordt gebruikt voor de regeneratie van de ionenwisselaar, waarbij nog een aanzienlijke afvalstroom (het regeneraat van het re-5 genereren van de ionenwisselaar) vrijkomt. Terugwinning van water en chemicaliën uit regeneraat en/of concentraat volgens de bovengenoemde technieken kunnen in het algemeen worden toegepast op het regeneraat van een separaat opgestelde ionenwisselaar of van een separaat opgestelde membraanfiltra-10 tie-instalatie.
De uitvinding zal hierna aan de hand van een aantal figuren nader worden verduidelijkt.
Fig. 1 toont een inrichting volgens de uitvinding.
Fig. 2 toont een inrichting voor het opwerken van 15 regeneraat en concentraat volgens de uitvinding.
Fig. 3 toont een inrichting voor het opwerken van regeneraat.
Dezelfde verwijzingscijfers welke in de afzonderlijke figuren worden gebruikt hebben dezelfde betekenissen.
20 De inrichting 1 voor het zuiveren van water, zoals getoond in figuur 1, omvat een voeding 2 naar een ionenwisselaar 3. In deze ionenwisselaar worden in de voeding aanwezige tweewaardige ionen, of eventueel alleen tweewaardige kationen of alleen tweewaardige anionen, verwijderd. Deze worden uit-25 gewisseld voor de in de ionenwisselaar aanwezige eenwaardige ionen. Het uit de ionenwisselaar 3 afkomstige product 4 wordt toegevoerd aan een nano- en/of RO-filtratiemembraan welke zijn opgenomen in een drukbuis 5. De drukbuis 5 vormt een eerste filtratietrap. Het product 4 wordt aan twee uiteinden 30 6, 7 van de drukbuis 5 toegevoerd, concentraat 8 wordt aan de uiteinden van de drukbuis 5 afgevoerd. Zoals weergegeven in de figuur zijn in totaal vier membraanfilterelementen aanwezig, maar doorloopt het product 4 telkens slechts twee membraanfilterelementen. Uiteraard is een ander aantal van ten 35 minste twee, en bij voorkeur een even aantal zoals vier, zes etc, filterelementen mogelijk. Dan doorloopt het product respectievelijk één, twee, drie etc. filterelementen. De totale stromingsweerstand wordt derhalve aanzienlijk verminderd. Het 7 permeaat dat hier wordt gevormd wordt afgevoerd via een per-meaatafvoer 9. Deze kan eventueel aan één uiteinde of aan twee uiteinden zijn geplaatst. Het concentraat 8 wordt toegevoerd aan één of meerdere nano- en/of RO-filtratiemembranen 5 10 (tweede trap). Het concentraat 8 heeft ten opzichte van het product 4 een verhoogd ionengehalte, dat met hyperfiltra-tiemembranen op geschikte wijze kan worden afgescheiden. Het in hoofdzaak van ionen ontdane permeaat 11 kan eventueel aan een volgende RO-membraanfiltratiemodule worden toegevoerd, 10 afhankelijk van de gewenste zuiverheid.
De ionenwisselaar 3 zal na verloop van tijd zijn beladen met tweewaardige positieve of negatieve ionen. Teneinde deze tweewaardige ionen, afkomstig uit het te zuiveren water 2, te verwijderen wordt een regeneratiemiddel 13 toegevoerd 15 welke de tweewaardige ionen doet vervangen door eenwaardige ionen. Dit regeneratiemiddel kan bijvoorbeeld natriumchlori-de, HC1 en NaOH bevatten. Het vrijkomende regeneraat 14 bevat een hoge concentratie aan tweewaardige ionen, bijvoorbeeld calcium, barium, ijzer, mangaan en sulfaationen, alsmede in 20 het oorspronkelijke regeneratiemiddel aanwezige eenwaardige ionen (bijvoorbeeld Na+, H+, Cl“, OH') . Hierbij heeft het bijzonder de voorkeur dat een anaerobe bedrijfsvoering wordt aangehouden. Indien zich in het regeneraat zuurstof bevindt zullen de genoemde tweewaardige positieve ionen, met name 25 mangaan en ijzer, oxideren en neerslaan. Om elke aanwezigheid van zuurstof te voorkomen heeft het in het bijzonder de voorkeur dat de gehele inrichting anaëroob wordt bedreven, waarbij zowel het te zuiveren water als de regeneratievloeistof anaëroob zijn. Het heeft derhalve de voorkeur dat de water-30 toevoer van de ionenwisselaar is verbonden met een bron voor anaëroob water.
Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm, zoals getoond in figuur 2, worden het regeneraat 14 en het concentraat 12 toegevoerd aan een precipitatievat 15. In het precipitatievat 35 worden de beide vloeistofstromen 12, 14 gemengd, en eventueel in contact gebracht met een entmiddel. Een groot deel van de tweewaardige positieve of negatieve ionen in de toegevoerde vloeistofstromen 12, 14 zal precipiteren in vaste vorm 23. in 8 hoofdzaak van tweewaardige positieve of negatieve ionen ontdane vloeistof 16 wordt toegevoerd aan een filtratiemodule 17, dat bij voorkeur een nano- en/of RO-filtratiemerabraan kan bevatten, waarbij de bedrijfsvoering zowel semi-dead end als 5 crossflow kan zijn. Daardoor worden met name de resterende tweewaardige ionen afgescheiden, waardoor een permeaatstroom 18 ontstaat welke in hoofdzaak water en eenwaardige ionen omvat, en een concentraatstroom 19, welke water en tweewaardige ionen omvat en welke kan worden teruggevoerd naar het preci-10 pitatievat 15. De permeaatstroom 18 kan worden hergebruikt als regeneratievloeistof 13 voor regeneratie van de ionenwisselaar 3 na bijmenging van betreffende chemicaliën.
Volgens een andere uitvoeringsvorm wordt het regene-raat 14 toegevoerd aan een nano- en/of RO-filtratiemembraan-15 module, bij voorkeur een semi-dead end nanofiltratiemembraan-module of ED(R) ((reversed) electrodialysis inrichting) 20, zoals getoond in figuur 3, teneinde de tweewaardige ionen uit het regeneraat 14 te verwijderen. Dit concentraat kan vervolgens worden afgevoerd, en het ontstane permeaat 22 kan worden 20 hergebruikt als regeneratievloeistof 13 voor regeneratie van de ionenwisselaar 3 na bijmenging van betreffende chemicaliën .
Met de onderhavige uitvinding worden een aantal grote voordelen verkregen. De totale opbrengst aan waterproduk-25 tie is zeer hoog. De afgevangen tweewaardige ionen, kunnen als vaste stof worden afgevoerd vanuit het precipitatievat volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding. Vanwege de mogelijkheid om regeneratiemiddel langs de filtratie-membranen te voeren is de kans op vervuiling door bio-massa 30 zeer klein. Daarnaast heeft de uitvinding het voordeel dat, vanwege de afvanging van tweewaardige ionen, de concentratie-polarisatie zeer hoog mag zijn, waardoor lage stroomsnelheden mogelijk zijn. Dit levert een grote hydraulische effectiviteit van de inrichting volgens de uitvinding op.
35 De concentratiepolarisatie kan in de inrichting vol gens de uitvinding groter zijn dan gebruikelijk (>1,5 in vergelijking met <1,2). Dit heeft tot gevolg dat er geen of vrijwel geen chemicaliën (zuur en anti-scalants) nodig zijn 9 om scaling te voorkomen.
De totale permeaatdoorvoer is ongeveer 40 - 60 l/m2h of zelfs hoger, terwijl in de techniek momenteel maximale opbrengsten van 20 - 30 l/m2h mogelijk zijn. De totale opbrengst 5 van permeaat (hoeveelheid permeaat/toevoer eerste membraan-filtratietrap) is hoger dan 93%. Dit is aanzienlijk hoger dan in de techniek tot nu toe mogelijk was.
De hogere permeaatdoorvoer heeft tot gevolg dat minder membraanelementen nodig zijn. Dit leidt tot een aanzien-10 lijke kostenbesparing. Vanwege het feit dat geen chemicaliën nodig zijn om scaling en bio-fouling te voorkomen, zullen de membranen gedurende een langere tijdsduur kunnen worden gebruikt omdat ze niet worden blootgesteld aan de gebruikelijke zuren, basen, en andere reinigingsmiddelen, zoals bijvoor-15 beeld chloorverbindingen. Eventueel kan via een gerichte nabehandeling van het regeneraat 14 en het concentraat 12 een opbrengst van zouten in pure vorm worden verkregen.
De figuren beschrijven slechts een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding. Nadere toepassingen kunnen een-20 voudig worden gedaan door een deskundige in de techniek en vallen alle onder de algemene uitvindingsgedachte.

Claims (11)

1. Inrichting voor het zuiveren van water, omvattende een ionenwisselaar met een watertoevoer en een productaf-voer, welke productafvoer is verbonden met een toevoer van 5 een eerste filtratietrap, welke één of meerdere nano- en/of RO-filtratiemembranen omvat en is voorzien van een eerste permeaatuitvoer en een eerste concentraatuitvoer, met het kenmerk, dat de inrichting een volgende filtratietrap omvat waarvan een toevoer is verbonden met de eerste concentraataf-10 voer, welke tweede filtratietrap één of meerdere volgende nano- en/of RO-filtratiemembranen omvat en is voorzien van een tweede permeaatuitvoer en een tweede concentraatuitvoer, welke tweede concentraatuitvoer eventueel is verbonden met een toevoer van een volgende filtratietrap.
2. Inrichting voor het zuiveren van water, omvatten de een ionenwisselaar met een watertoevoer en een productafvoer, welke productafvoer is verbonden met een toevoer van een eerste filtratietrap, welke één of meerdere nano- en/of RO-filtratiemembranen omvat en is voorzien van een eerste 20 permeaatuitvoer en een eerste concentraatuitvoer, met het kenmerk, dat de inrichting eventueel een volgende filtratietrap omvat waarvan een toevoer is verbonden met de eerste concentraatafvoer, welke eventuele volgende filtratietrap één of meerdere volgende nano- en/of RO-filtratiemembranen omvat, 25 en waarbij de ten minste ene membraanfiltratietrap ten minste twee in een drukbuis geplaatste nano- en/of RO-filtratie-membraanelementen omvat en waarbij een toevoer is gelegen aan, aan de buitenzijde gelegen uiteinden van de buitenste nano- en/of RO-filtratiemembraanelementen en een concentraat-30 afvoer is gelegen op een positie tussen twee een middelste positie flankerende elementen.
3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de watertoevoer van de ionenwisselaar is verbonden met een bron voor anaëroob water.
4. Inrichting volgens conclusie 1-3, met het ken merk, dat regeneraat van de ionenwisselaar wordt behandeld in 1 0 1 8 ; Γ .¾ een nanofiltratie-eenheid, een elektrodialyse-eenheid of dergelijke, voor het in hoofdzaak verwijderen van tweewaardige ionen en het daarbij te verkrijgen permeaat wordt hergebruikt voor regeneratie van de ionenwisselaar.
5. Inrichting volgens conclusie 1-4, met het ken merk, dat regeneratievloeistof voor de ionenwisselaar voorafgaand aan het toevoeren daaraan langs het oppervlak van de nano- en/of RO-filtratiemembranen wordt geleid.
6. Inrichting volgens conclusie 1-5, met het ken-10 merk, dat de inrichting is voorzien van een regeling welke een periodieke afwisseling in de doorstroomvolgorde van de filtratietrappen verzorgt.
7. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze een scheidingseenheid omvat, waar- 15 van een toevoer is verbonden met een laatste concentraatuit-voer en met een regeneraatuitvoer van de ionenwisselaar, welke scheidingseenheid ingericht is voor het in hoofdzaak afscheiden van tweewaardige ionen uit aan de scheidingseenheid toegevoerde vloeistofstroom.
8. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat regeneraat uit de ionenwisselaar en het concentraat uit de laatste membraanfiltratietrap worden toegevoerd aan een precipitatievat, teneinde althans een deel van de tweewaardige ionen neer te slaan, waarbij de althans 25 gedeeltelijk van tweewaardige ionen ontdane vloeistof uit het precipitatievat wordt toegevoerd aan een nanofiltratie-eenheid, een elektrodialyse-eenheid of dergelijke, teneinde in deze vloeistof aanwezige tweewaardige ionen hoofdzakelijk af te scheiden in een concentraatstroom, welke concentraat-30 stroom eventueel wordt teruggevoerd naar het precipitatievat, en uit deze nanofiltratie-eenheid of dergelijke afkomstig permeaat wordt hergebruikt voor regeneratie van de ionenwisselaar.
9. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, 35 met het kenmerk, dat de nano- en/of RO-filtratiemembraan een capillair, een tubulair, een spiraalgewonden of plaatvormig membraan is.
10. Inrichting volgens één der voorgaande conclu- sies, met het kenmerk, dat de nano- en/of RO-filtratiemembraan een (semi-)dead-end filtratiemembraan is.
11. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het precipitatievat een entmateri-5 aal bevat.
NL1018527A 2001-07-12 2001-07-12 Inrichting voor het zuiveren van water. NL1018527C2 (nl)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1018527A NL1018527C2 (nl) 2001-07-12 2001-07-12 Inrichting voor het zuiveren van water.
CNA028138201A CN1525879A (zh) 2001-07-12 2002-07-12 用于净化水的设备
PCT/NL2002/000464 WO2003006143A1 (en) 2001-07-12 2002-07-12 Apparatus for the purification of water
EP02747734A EP1409115A1 (en) 2001-07-12 2002-07-12 Apparatus for the purification of water
IL15950802A IL159508A0 (en) 2001-07-12 2002-07-12 Apparatus for the purification of water
US10/755,053 US20040226872A1 (en) 2001-07-12 2004-01-09 Apparatus for the purification of water

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1018527A NL1018527C2 (nl) 2001-07-12 2001-07-12 Inrichting voor het zuiveren van water.
NL1018527 2001-07-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1018527C2 true NL1018527C2 (nl) 2003-01-14

Family

ID=19773716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1018527A NL1018527C2 (nl) 2001-07-12 2001-07-12 Inrichting voor het zuiveren van water.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20040226872A1 (nl)
EP (1) EP1409115A1 (nl)
CN (1) CN1525879A (nl)
IL (1) IL159508A0 (nl)
NL (1) NL1018527C2 (nl)
WO (1) WO2003006143A1 (nl)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009083011A2 (en) * 2007-12-30 2009-07-09 Mohamed Fahim Khaled Mohamed T A method for dialysis fluid regeneration

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3639231A (en) * 1970-11-13 1972-02-01 Bresler And Associates Inc Desalination process
JPS534777A (en) * 1976-07-02 1978-01-17 Kurita Water Ind Ltd Desalting apparatus
JPS5330482A (en) * 1976-09-01 1978-03-22 Unitika Ltd Water making method
JPH04210288A (ja) * 1990-12-06 1992-07-31 Japan Organo Co Ltd 超純水の製造方法
US5254257A (en) * 1993-01-19 1993-10-19 Culligan International Company Reclaiming of spent brine
JPH07116660A (ja) * 1993-10-29 1995-05-09 Japan Organo Co Ltd 純水の製造方法
JPH11169852A (ja) * 1997-12-16 1999-06-29 Kurita Water Ind Ltd 純水製造装置
US5925255A (en) * 1997-03-01 1999-07-20 Mukhopadhyay; Debasish Method and apparatus for high efficiency reverse osmosis operation

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3977968A (en) * 1973-04-13 1976-08-31 Nalco Chemical Company Ion exchange regeneration
US4207397A (en) * 1978-09-15 1980-06-10 Water Refining Company, Inc. Method for recovering and treating brine from water softener regeneration
US4574049B1 (en) * 1984-06-04 1999-02-02 Ionpure Filter Us Inc Reverse osmosis system
US5518624A (en) * 1994-05-06 1996-05-21 Illinois Water Treatment, Inc. Ultra pure water filtration

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3639231A (en) * 1970-11-13 1972-02-01 Bresler And Associates Inc Desalination process
JPS534777A (en) * 1976-07-02 1978-01-17 Kurita Water Ind Ltd Desalting apparatus
JPS5330482A (en) * 1976-09-01 1978-03-22 Unitika Ltd Water making method
JPH04210288A (ja) * 1990-12-06 1992-07-31 Japan Organo Co Ltd 超純水の製造方法
US5254257A (en) * 1993-01-19 1993-10-19 Culligan International Company Reclaiming of spent brine
JPH07116660A (ja) * 1993-10-29 1995-05-09 Japan Organo Co Ltd 純水の製造方法
US5925255A (en) * 1997-03-01 1999-07-20 Mukhopadhyay; Debasish Method and apparatus for high efficiency reverse osmosis operation
JPH11169852A (ja) * 1997-12-16 1999-06-29 Kurita Water Ind Ltd 純水製造装置

Non-Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 1978-16534A, XP002194625 *
DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 1978-32710A, XP002194624 *
DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 1992-304480, XP002194622 *
DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 1995-203119, XP002194623 *
DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 1999-423210, XP002194626 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 002, no. 048 (C - 010) 31 March 1978 (1978-03-31) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 002, no. 076 (C - 015) 16 June 1978 (1978-06-16) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 548 (C - 1005) 18 November 1992 (1992-11-18) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 08 29 September 1995 (1995-09-29) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 11 30 September 1999 (1999-09-30) *
WESSELS L P ET AL: "Innovative design of nano- and ultrafiltration plants", DESALINATION, ELSEVIER SCIENTIFIC PUBLISHING CO, AMSTERDAM, NL, vol. 119, no. 1-3, 20 September 1998 (1998-09-20), pages 341 - 345, XP004139147, ISSN: 0011-9164 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP1409115A1 (en) 2004-04-21
IL159508A0 (en) 2004-06-01
CN1525879A (zh) 2004-09-01
WO2003006143A1 (en) 2003-01-23
US20040226872A1 (en) 2004-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2339183C (en) Method for reducing scaling in electrodeionization systems
EP1431250B1 (en) Water purification system and method
CA2663906C (en) Method and apparatus for desalination
CN101094813B (zh) 带有过滤组件的edi浓缩物循环回路
JP2019504763A (ja) 浸透圧補助逆浸透工程及びその使用方法
US8795527B2 (en) Filtration system
JPH10503414A (ja) ミクロ濾過で強化された水処理用逆浸透法
WO2020179594A1 (ja) Zero Liquid Dischargeシステム
NL1032403C2 (nl) Werkwijze en inrichting voor het door middel van een membraanfiltratie-eenheid zuiveren van water.
NL1018527C2 (nl) Inrichting voor het zuiveren van water.
CN111196661A (zh) 一种含有机碘高盐废水资源化零排放装置
JP6189422B2 (ja) 水処理システム
US6241892B1 (en) Method of reducing the contamination level of a solvent purification system, and such solvent purification system
EP2218494B1 (en) Method and device for the purification of an aqueous fluid
KR100345725B1 (ko) 역삼투와나노필터시스템을이용한폐수처리방법
JPH10249340A (ja) 純水の製造方法
AU2002318052A1 (en) Apparatus for the purification of water
NL1038027C2 (nl) Werkwijze en inrichting voor het behandelen van regeneraat van een ionenwisselaar voor de verwijdering van organische stoffen.
JPH09155344A (ja) かん水脱塩装置およびかん水脱塩方法
JPH11244854A (ja) 純水の製造方法
JPH1177043A (ja) 脱塩装置
JP4086232B2 (ja) インク廃液の処理方法および装置
JPH08117561A (ja) 逆浸透膜分離装置及び逆浸透分離方法
JPH10156146A (ja) かん水脱塩方法及びそのための装置
Buecker Current Technology for Power Plant Makeup Water Treatment and Wastewater Recovery

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20110201