NL1030142C2 - Inrichting voor het zuiveren van water en werkwijze voor het gebruik ervan. - Google Patents

Inrichting voor het zuiveren van water en werkwijze voor het gebruik ervan. Download PDF

Info

Publication number
NL1030142C2
NL1030142C2 NL1030142A NL1030142A NL1030142C2 NL 1030142 C2 NL1030142 C2 NL 1030142C2 NL 1030142 A NL1030142 A NL 1030142A NL 1030142 A NL1030142 A NL 1030142A NL 1030142 C2 NL1030142 C2 NL 1030142C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
pressure tube
membrane modules
water
concentrate
pressure
Prior art date
Application number
NL1030142A
Other languages
English (en)
Inventor
Leo Peter Wessels
Sebastiaan Gerard Joze Heijman
Emile Robin Cornelissen
Original Assignee
Kiwa Water Res B V
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 Kiwa Water Res B V filed Critical Kiwa Water Res B V
Priority to NL1030142A priority Critical patent/NL1030142C2/nl
Priority to PCT/NL2006/050231 priority patent/WO2007043879A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1030142C2 publication Critical patent/NL1030142C2/nl

Links

Classifications

    • 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
    • B01D65/10Testing of membranes or membrane apparatus; Detecting or repairing leaks
    • B01D65/109Testing of membrane fouling or clogging, e.g. amount or affinity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/10Spiral-wound membrane modules
    • B01D63/12Spiral-wound membrane modules comprising multiple spiral-wound assemblies
    • 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
    • B01D65/02Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/04Backflushing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/18Use of gases
    • B01D2321/185Aeration
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

i 9
b I
r
Inrichting voor het zuiveren van water en werkwijze voor het gebruik ervan.
GEBIED
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het zuiveren, in het bijzonder het ontzouten van een vloeistof, in het bijzonder water ondertoepassing van een 5 drukbuis en spiraalgewonden membraanmodule. Voorts heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het zuiveren, in het bijzonder het ontzouten van een vloeistof in een inrichting, waarbij de te filtreren vloeistof aan een drukbuis wordt toegevoerd.
10
STAND DER TECHNIEK
Een dergelijke inrichting en werkwijze worden beschreven in Nederlands octrooi nr. 1019130 voor het zuiveren van oppervlaktewater of effluent van rioolwaterzuivering.
15 NL 1019130 beschrijft een inrichting met één of meer verticaal geplaatste drukbuizen met daarin één enkel spiraalgewonden nanofiltratie- of hyperfiltratiemembraan per drukbuis, waarbij volstaan kan worden met een minimale voorzuivering. Deze voorzuivering kan bestaan uit microzeving en snel- 20 filtratie.
Essentieel is hierbij dat de met de spiraalgewonden membranen gevulde drukbuizen in de richting van lengteas verticaal zijn opgesteld en waarbij steeds de volgende bedrijfs-voeringsstappen worden afgewisseld, t.w.: 25 1. Productie van permeaat onder continue afgifte van het concentraat 2. Hydraulisch langsspoelen van het membraan met water of een combinatie van water en gas, bij voor- 30 keur lucht.
Volgens de werkwijze uit Nederlands octrooi nr.
1019130 worden de zwevende stoffen, vaste deeltjes, bacteriën, virussen en opgeloste stoffen, zoals zouten, opgeloste ' 030142-i 2 \ organische stoffen, bestrijdingsmiddelen en dergelijke, tegelijkertijd verwijderd onder toepassing van ten minste één enkele verticaal geplaatste drukbuis met daarin één spiraalge-wonden nanofiltratie- of hyperfiltratiemembraan (1 of 1,5 m 5 lengte) per drukbuis. Hierbij worden de volgende stappen herhaaldelijk doorlopen: 1. productie van permeaat onder gelijktijdige en continue afgifte van concentraat en 2. langsspoelen van het membraan, zonder gelijktij- 10 dige productie van permeaat.
| NADELEN STAND DER TECHNIEK |
Bekend is, dat spiraalgewonden membranen zeer gevoelig zijn voor vervuiling. Het betreft voornamelijk vervuiling 15 als gevolg van 'scaling' (neerslag van zouten op het membraan) , 'biofouling' (groei van biomassa, waardoor de voe-dingskanalen kunnen verstoppen) en 'organic fouling' (waarbij organisch materiaal aan het membraan adsorbeert).
De afgezette deeltjes veroorzaken verstopping van de 20 voedingsspacers tussen de membranen, terwijl bepaalde voedingsstoffen in het voedingswater kunnen leiden tot aangroei van biomassa. Deze biomassa groeit tussen de spacer en kan zich overal goed vasthechten. Het één en ander heeft tot gevolg dat de biomassa zich heel lastig laat verwijderen.
25 Scaling wordt bestreden door een lagere opbrengst (d.w.z. de verhouding product/voeding) in te stellen en een bepaalde langsstroming te realiseren door middel van 'staging' of door een anti-scalant te gebruiken. Onder 'staging' wordt verstaan het doorlopen van het zuiveringsproces in op-30 eenvolgende stappen, waarbij 1 stap bestaat uit het doorlopen van 1 of meerdere parallelgeschakelde drukbuizen. 'Staging' wordt toegepast om een goede langsstroming van de membranen aan de voedingszijde te realiseren.
Biofouling wordt bestreden met (periodieke of conti-35 nue) dosering van bacteriociden of periodieke reiniging met chemicaliën of een uitgebreide voorzuivering of een combinatie hiervan.
1030142- • 1 ! t 3
Organic fouling laat zich slechts bestrijden door een juiste membraankeuze of chemische bestrijding.
Bij een chemische reiniging wordt een (meestal tot 30-50°C opgewarmde) permeaatstroom langs de membranen gestroomd.
5 Hieraan worden de reinigingschemicaliën toegevoegd. De vloeistof wordt aan de voedingszijde langs het membraan gespoeld en komt nadat het de (in de praktijk bijvoorbeeld 6 of 7 in serie geschakelde) membranen heeft doorstroomd terug in een tank. Er is dus sprake van recirculatie waarbij het vuil uit 10 de eerste membraanmodule door de tweede, derde, vierde, vijfde en zesde module stroomt alvorens het weer in de reigings-tank terugkomt.
Ofschoon NL 1019130 een verbetering bracht in de vorm van het hydraulisch reinigbaar maken van de membranen, 15 blijven enige problemen bestaan. Zo brengt het parallel schakelen van de membranen in de bestaande drukbuizen (8 inch 0) met zich mee dat veel gebouwruimte nodig is voor de drukbuizen en veel leidingwerk om de drukbuizen te verbinden. De installatie is echter duur, doordat slechts 1 membraanmodule 20 per drukbuis kan worden geplaatst.
Een doel van de onderhavige uitvinding is om een verbeterde inrichting te verschaffen. Het is voorts een doel om een inrichting te verschaffn waarmee de hiervoor genoemde nadelen tenminste gedeeltelijk worden opgeheven.
25
BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING
Ten minste één van de hiervoor genoemde doelen wordt verkregen door een inrichting voor het zuiveren, in het bijzonder het ontzouten van een vloeistof, in het bijzonder wa-30 ter onder toepassing van een drukbuis en spiraalgewonden membraanmodule, met het kenmerk, dat in de drukbuis meerdere standaard spiraalgewonden membraanmodules parallel zijn geplaatst .
De uitvinding heeft verder betrekking op een werk-35 wijze voor het zuiveren, in het bijzonder het ontzouten van een vloeistof in een inrichting waarbij de te filtreren vloeistof aan een drukbuis wordt toegevoerd, met het kenmerk dat de te filtreren vloeistof door ten minste twee, parallel 1030142- I t I ! in de drukbuis geplaatste membraanelementen wordt gevoerd onder vorming van een concentraatstroom en een filtraatstroom en dat de membraanmodules hydraulisch gereinigd kunnen worden onder omkering van de stroming ten opzichte van de stroming 5 tijdens bedrijfsuitvoering.
Het heeft met name de voorkeur dat een dergelijke werkwijze wordt gekenmerkt doordat de genoemde inrichting overeenstemt met een inrichting volgens één of meer der conclusies één tot zeven.
10 Bij voorkeur is de inrichting volgens de uitvinding uitgevoerd zoals weergegeven in de aangehechte tekening. De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de figuren 1 en 2.
Figuur 1 toont een schematisch aanzicht in dwars-15 doorsnedeaanzicht van een drukbuis 1 volgens de uitvinding, waarin zich de parallel ten opzicht van elkaar opgestelde membranen 2 bevinden. Figuur 1 toont verder de toevoerleidingen 11, de centrale permeaatbuizen 6 in de membraanmodules, en de concentraatafvoerleiding 15.
20 Figuur 2 toont een schematische langsdoorsnede in zijaanzicht van een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding, die een drukbuis 1 met een flens 20, 21 aan beide zijden omvat. Hierin is slechts één spiraalge-wonden membraanmodule 2 getoond. De drukbuis heeft een boven-25 3 en onderdeksel 4, verbonden aan de respectievelijke zijden van de drukbuis door middel van fixeermiddelen 17. De deksels zijn met concentraatafvoerleiding 15, en/of met door de drukbuis heen stekende trekstangen (niet weergegeven) ten opzichte van elkaar gefixeerd, om de drukken op de deksels gespreid 30 op te vangen. Met behulp van fixeermiddelen 16 zijn de boven-3 en onderdeksel 4 met de concentraatafvoerleiding 15 verbonden. De centraal in elke membraan module geplaatste permeaatbuizen 6 zijn in de onderplaat afgesloten met een afsluiting 7, en via inter-connector 8 aan de bovendeksel 3 gefixeerd.
35 De membraanmodules (waarvan slechts één is getoond) staan aan de bovenzijde via verzamelruimte 9, gedefinieerd door de bovendeksel 3 en een fixeerplaat 10, welke dient om de modules op hun plaats te houden bij openen van de drukbuis, in open 1030142- 5
4 I
verbinding met toevoerleidingen 11, via welke het te zuiveren water in de drukbuis wordt gebracht. Aan de onderzijde staan de membraanmodules via concentraatverzamelruimte 12, gedefinieerd door onderdeksel 4 en afsluitingsplaat 13, en via con-5 centraatuitlaatgaten 14 in open verbinding met concentraataf-voerleiding 15, die aan de onderzijde 19 is afgesloten en via welke het concentraat de drukbuis verlaat. Tussen de membraanmodules en de afsluitplaat zijn rubberen O-ringen 18 aangebracht om lekken vanuit de verzamelruimte 9 naar de con-10 centraatverzamelruimte 12 te voorkomen. Via de concentraataf-voerleiding 15 is een toevoerleiding 5 voor lucht tot in de concentraatverzamelruimte 12 gebracht voor hydraulisch spoelen van de membraanmodules met water en lucht.
In een voordelige uitvoeringsvorm worden vervolgens 15 een aantal van dergelijke drukbuizen in serie achter elkaar geplaatst om de benodigde 'staging' te realiseren. Aangezien de aanstroom wordt verdeeld over verscheidene membranen in een drukbuis, in plaats van over verscheidene drukbuizen, zijn aanzienlijk minder hoge-drukaansluitingen nodig en een 20 korter hogedrukleidingnetwerk. Dit bespaart kosten.
Doordat in de inrichting volgens de uitvinding niet gebruik wordt gemaakt van bijvoorbeeld 2 'stages' in serie met drukbuizen van 6 of 7 meter lengte, waarin meerdere membranen in serie achter elkaar zijn geplaatst, maar van paral-25 lelschakeling van membranen binnen een drukbuis, ontstaan meer voordelen. Door de uitbreiding van de 'stagings'-mogelijkheden ontstaat een maximale flexibiliteit in het hydraulisch ontwerp. Afhankelijk van de zoutgehaltes en de recovery etc kan met de nieuwe drukbuis een meer optimale 'sta-30 ging' worden gerealiseerd. Hierbij worden de hydraulische verliezen over de voedingskanalen tot een minimum beperkt en wordt de maximaal haalbare flux uit de membranen gehaald.
Er kunnen per stage andere soorten membranen worden toegepast (NF of RO, low-fouling membranen, verschillende fa-35 brikaten etc.).
Door de uitbreiding in 'staging' wordt het tevens mogelijk om beter te monitoren: per drukbuis met parallelge-schakelde membranen kan van elk membraan afzonderlijk de MTC
1030142a
« I
6 (Massa Transport Coëfficiënt, een maat voor de permeabiliteit van het membraan) worden bepaald uit flow- en drukmetingen.
Hierdoor kan de scaling in de laatste 'stage' sneller worden gedetecteerd en kan ook de organic fouling nauwkeuriger wor-5 den gedetecteerd. Tevens kan per drukvat de toename van de druk over de voedingskanalen beter worden gemonitored. Hier- ! door kan de optredende biofouling eerder worden vastgesteld j en kan ook het verloop van de druk als gevolg van biofouling beter worden gevolgd.
10 Daarnaast biedt de parallelle schakeling van membra nen in de nieuwe drukbuizen met één permeaatafvoer per afzonderlijke membraanmodule, óók de mogelijkheid om per membraan on-line de integriteit en veroudering vast te stellen. Dat kan doordat per membraanmodule het electrisch geleidingsver- i 15 mogen (EGV) of het sulfaatgehalte of een andere indicatorpa-rameter kan worden gemeten. Vergelijking van deze waarden geeft dan een goede controle op de dichtheid en retentie van het membraan, of er geen lekken zijn.
Wanneer er problemen met de integriteit zijn gecon-20 stateerd kan de betreffende membraanmodule sneller worden opgespoord met behulp van EGV metingen (Elektrisch Geleidings-vermogen), maar ook eenvoudig uit bedrijf worden gehaald door de permeaatafvoer te ontkoppelen en af te dichten. Nadat de ontkoppeling en afdichting heeft plaatsgevonden kan de druk-25 buis met de overige modules weer in bedrijf worden gezet. Deze handelingen vereisen echter wel een hoge druk leidingwerk en hoge druk-kleppen in de permeaatafvoeren.
Per drukbuis kunnen alle modules met een vacuümtest worden getest op lekkage/dichtheid, zonder dat de membranen 30 behoeven te worden uitgebouwd. In de drukbuis volgens de stand der techniek moeten daarvoor alle modules uit de drukbuizen worden verwijderd en moet de vacuümtest worden toegepast op elk membraan afzonderlijk in een daarvoor speciaal gebouwde test-unit.
35 In de onderhavige uitvinding ontstaat door de paral lelle schakeling van membraanmodules per stage de mogelijkheid om selectief te reinigen. De eerste stage kan bijvoorbeeld frequenter worden gereinigd zodat de biofouling niet 1030142 ; 7 verder in de installatie doordringt. Ook kan de gedode biomassa beter worden uitgespoeld, zonder dat er andere membranen mee worden doorspoeld en zodoende vervuild raken met resten organisch materiaal die later ook weer aanleiding kunnen 5 geven tot verdergaande biofouling. Selectieve reiniging is mogelijk over de laatste modules in de 'staging' (scalingsge-voelig) en voor de verwijdering van organic fouling. Door se- ! lectievere reiniging wordt het water- en chemicaliënverbruik i beperkt, hetgeen ook een economisch voordeel oplevert. Tevens 10 kunnen de juiste chemicaliën en reinigingsstrategieën op de juiste plaats en tijd worden ingezet.
Er zijn geen koppelingen tussen membranen onderling, vergeleken met permeaatdoorkoppeling van meerdere modules (in de praktijk vaak per zes, maar ook andere aantallen zijn mo-15 gelijk) in de inrichting volgens de stand der techniek, waardoor er minder kans is op lekken van voedingszijde naar per-meaatzijde.
De waterverdeling over de membraanmodules is beter door overzichtelijker leidingwerk (voedingsleidingen verdelen 20 het water evenwichtiger over bijvoorbeeld 3 grotere stromen dan over 12 kleinere).
Doordat de inrichting en werkwijze volgens de uitvinding beter beheersbaar (flexibeler) is in opzet (monitoring, reiniging, etc.), is de productie van water met een 25 dergelijke inrichting ook energie-efficiënter.
De drukbuis moet van voldoende sterk materiaal worden gemaakt, omdat drukken van 3 bar, toegepast bij gebruik van nanofiltratie, tot 80 bar, toegepast bij filtratie van zeewater, mogelijk moeten zijn. Geschikte materialen zijn 30 glasvezel-versterkt kunststof (GVK), of staal (roestvrij staal of gerilsaneerd staal). Er kunnen echter ook andere materialen worden gebruikt. GVK is standaard beschikbaar in een 30 bar drukklasse tot 01400 mm. Grotere diameters en/of zwaardere drukklassen zijn mogelijk als speciaal product.
35 De drukbuis heeft bij voorkeur een diameter van ca.
600 mm tot 2000 mm, om ruimte te bieden aan de geplaatste membranen met een doorsnede van 8-20 inch (20,3-50,8 cm), maar ook hogere diameters vallen binnen het bereik van de 1 030142- 8 uitvinding. In de huidige stand der techniek worden veelal membraan modules met een diameter van 8 inch gebruikt. Recentelijk is er een ontwikkeling gestart, waarbij ook membraan modules met grotere diameter worden ontwikkeld.
5 In de inrichting volgens de uitvinding kunnen de drukbuizen zowel horizontaal als verticaal zijn opgesteld. De verticale opstelling wordt geprefereerd, omdat in dat geval hydraulisch kan worden gereinigd met een lucht-water mengsel.
Ook kan in deze uitvoeringsvorm de inrichting beter worden 10 ontlucht en gedraineerd en is inbouw en uitbouw van membraan-modules gemakkelijker.
De inrichting volgens de uitvinding bevat veel minder 'lucht' in de 'stacks' dan de inrichting volgens de stand der techniek en er is veel minder (kleinschalig) aansluitwerk 15 noodzakelijk. De footprint van de installatie is vergelijkbaar met de stand der techniek, de hoeveelheid leidingwerk (en dus manuren tijdens de bouw) is veel minder, waardoor het absolute ruimtebeslag toch minder is. Met onderhavige uitvinding kan worden volstaan met een eenvoudigere voorzuivering 20 in vergelijking met de stand der techniek (ultrafiltratie) daar deeltjes en biofouling beter kunnen worden verwijderd en dus minder problemen veroorzaken. De inrichting volgens de uitvinding is hierdoor aanmerkelijk goedkoper.
Een verder voordeel is de goede doorstroombaarheid 25 langs de buitenzijde van membraanelementen, zodat deze aan de j buitenzijde goed te reinigen zijn.
De werkwijze volgens de uitvinding kan geschikt worden uitgevoerd in de inrichting zoals getoond in de figuren.
Hierbij kan bijvoorbeeld zout water worden gefiltreerd. Wan-30 neer gebruik wordt gemaakt van de uitvoeringsvorm zoals getoond in de figuren 1 en 2, wordt het te zuiveren water ingevoerd in een drukbuis 1, die aan beide zijden van een flens is voorzien en van aan de flenzen 20, 21 bevestigde boven- 3 en onderdeksels 4. Genoemde deksels zijn ten opzichte van el-35 kaar gefixeerd met concentraatafvoerleiding 15, en/of met door de drukbuis heen stekende trekstangen. Het te zuiveren water komt via toevoer leidingen 11 terecht in verzamelruimte 9, gedefinieerd door de bovendeksel 3 en een fixeerplaat 10.
1030142·· 9
De toevoerbuizen 11 staan via verzamelruimte 9 in open verbinding met meerdere spiraalgewonden parallel geplaatste mem-braanmodules 2, waardoor het water vervolgens wordt geperst. Vervolgens verlaat het gezuiverde water de drukbuis aan de 5 bovenzijde via de centrale permeaatbuizen 6, die in de onderplaat zijn afgesloten met een afsluiting 7, en via inter-connector 8 aan de bovendeksel 3 zijn gefixeerd. Het concentraat verlaat de membraanmodules aan de onderzijden, en komt terecht in concentraatverzamelruimte 12, gedefinieerd door 10 onderdeksel 4 en afsluitingsplaat 13. Hierna wordt het concentraat afgevoerd via concentraatuitlaatgaten 14 naar con-centraatafvoerleiding 15 die aan de onderzijde 19 is afgesloten. Het concentraat verlaat hierna de drukbuis aan de bovenzijde van de concentraatafvoerleiding 15.
15 In de loop van het gebruik van de werkwijze blijken de membraanmodules meer en meer vervuild te raken. Hierdoor verstopt de spacer van het membraan en verloopt het zuiveren inefficiënter. Teneinde dit probleem op te heffen Wordt overgegaan tot verwijderen van afgezette vervuiling, waarbij de 20 membraanmodules worden gereinigd. Dit wordt bereikt door langsspoelen, waarbij de stromingsrichting wordt omgekeerd ten opzichte van de stroming tijdens de bedrijfsuitvoering, volgens octrooiaanvrage NL 1019130. Volgens de uitvinding kan echter een mengsel van lucht en water worden gebruikt. Na om-25 kering van de stromingsrichting wordt lucht met het water aangevoerd, waarbij lucht in gasvorm kan worden toegevoegd, of waarbij lucht opgelost in het water kan worden toegevoegd. Bij voorkeur wordt het in gasvorm toegevoegd, maar indien het voor de goede verdeling van lucht en water noodzakelijk is, 30 kan de lucht ook in opgeloste vorm (gesatureerd water) worden toegevoerd. Bij voorkeur wordt de membraanreiniging uitgevoerd in de volgende stappen. De waterstroom wordt eerst bij een hogere druk in contact gebracht met lucht. Bij voorkeur bedraagt deze druk 1-6 bar. Bij een druk lager dan 1 bar 35 wordt niet genoeg lucht opgelost, terwijl toepassing van een druk hoger dan 6 bar erg duur wordt. Het in contact brengen van lucht en water gebeurt bij voorkeur door in een satura-tievat de waterstroom te versproeien over een contactbed in 1030142- 10 aanwezigheid van lucht. Toepassing van een contactbed geeft optimale contactoppervlakvernieuwing tussen lucht en water.
Door het in contact brengen onder hoge druk zal lucht in oplossing gaan.
5 Vervolgens wordt de waterstroom (verzadigd met lucht bij hogere druk) toegevoerd aan de membraan modules.
Tenslotte wordt de druk over de membranen verlaagd, waardoor de aanwezige lucht spontaan weer vanuit de opgeloste vorm zal overgaan naar de gasvorm. De lucht kan dan worden 10 gebruikt voor de hydraulische reiniging.
De zuivering zal hierna weer opnieuw worden opgestart .
Voordeel van een dergelijke reinigingswijze is dat de lucht goed verdeeld wordt over alle membraan modules, 15 waardoor een maximaal gelijkmatige reiniging wordt verkregen.
In een bijzondere uitvoering van de bovenstaande werkwijze wordt bij de reiniging van de membranen het normale voedingswater voor de installatie gebruikt voor het spoelen.
Dit heeft het voordeel dat geen extra, reeds gezuiverd water 20 hoeft te worden gebruikt, wat kosten bespaart en gemakkelijker is in gebruik.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze kan verder in combinatie (voor, gelijktijdig, na, of op een geheel ander tijdstip) met de hydraulische reiniging eventu-25 eel een combinatie met chemische reinigingsmiddelen worden i toegepast. Alleen hydraulisch reinigen is niet altijd voldoende voor verwijdering van biomassa. Na een chemicaliëns-hock wordt biomassa gemakkelijker hydraulisch uitgespoeld. De te gebruiken chemicaliën (bijv. kopersulfaat, een zoutoplos-30 sing, of ander biocide) dienen om de gevormde biomassa te doden en/of los te krijgen van de spacer en de membranen.
Bij voorkeur bevat de chemicaliënoplossing kopersulfaat of andere zouten. Kopersulfaat heeft een zeer goede werking bij de afdoding van microorganismen en remt hiermee ef~ 35 fectief de toename van biomassa.
In een voordelige uitvoering van de werkwijze kan bij de membraanreiniging de chemicaliënoplossing worden te 1030142- 11 ruggewonnen en gezuiverd, waarna ze opnieuw kunnen worden gebruikt .
Dit terugwinnen gebeurt bij voorkeur onder gebruikmaking van ultrafiltratiestap. Doormiddel van een nanofiltra-5 tiestap of een reverse osmosestap kunnen teruggewonnen chemicaliën worden ingedikt.
Verder is een inrichting om water te zuiveren bekend uit Japans octrooischrift JP 2001259381, waarin spiraalgewon-den membraanmodules zijn aangebracht op een multi'stage' ma-10 nier, en waarbij geconcentreerd water uit de membraanmodule aan een voorzijde-'stage' gebruikt wordt als ruw water van de membraanmodule aan een achter-'stage'.
Het Japanse octrooi JP 2001259381 is strijdig met NL 1019130. Beide octrooien beschrijven echter geen systeem met 15 een drukbuis waarin meerdere elementen parallel zijn geplaatst. Het vertikaal plaatsen van modules (1 per drukbuis dus) en de hydraulische reiniging met water en lucht, zowel in meestroom als tegenstroom, wordt echter in beide octrooien beschreven. De huidige octrooiaanvrage is een uitbreiding op 20 beide genoemde octrooien, zowel wat betreft de inrichting en werkwijze voor de waterzuivering als wat betreft de reiniging van de gebruikte membranen.
1030142-

Claims (18)

1. Inrichting voor het zuiveren, in het bijzonder het ontzouten van een vloeistof, in het bijzonder water onder toepassing van een drukbuis en spiraalgewonden membraanmodu-le, met het kenmerk, dat in de drukbuis (1) meerdere stan- 5 daard spiraalgewonden membraanmodules (2) parallel zijn geplaatst .
2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de drukbuis (1) van een flens (20,21) is voorzien aan beide 10 zijden hiervan , in welke drukbuis meerdere spiraalgewonden membraanmodules (2) parallel zijn geplaatst, en de drukbuis een boven- (3) en onderdeksel (4) heeft, verbonden aan de respectievelijke flenzen van de drukbuis door middel van fixeermiddelen (17), 15. en de deksels met de drukbuis en de concentraatafvoerlei- ding (15), en/of met door de drukbuis heen stekende trek-stangen ten opzichte van elkaar worden gefixeerd, en met behulp van fixeermiddelen (16) de boven- (3) en onderdeksel (4) met de concentraatafvoerleiding worden ver-20 bonden, en de permeaatbuizen (6) in de onderplaat zijn afgesloten met een afsluiting (7), en via inter-connector (8) tegen de bovendeksel (3) zijn gefixeerd, en de membraanmodules aan de bovenzijde via verzamelruimte 25 (9), gedefinieerd door de bovendeksel (3) en een fixeer- plaat (10), in open verbinding staan met toevoerleidingen (11), via welke het te zuiveren water in de druk-buis wordt gebracht, en de membraanmodules aan de onderzijde via concentraatver-30 zamelruimte (12), gedefinieerd door onderdeksel (4) en af- sluitingsplaat (13), en via concentraatuitlaatgaten (14) in open verbinding staan met concentraatafvoerleiding (15), die aan de onderzijde (19) is afgesloten en via welke het concentraat de drukbuis verlaat, 1030142? • · en tussen de membraanmodules en de afsluitplaat rubberen 0-ringen (18) zijn aangebracht, en via de concentraatafvoerleiding (15) een toevoerleiding (5) voor lucht tot in de concentraatverzamelruimte (12) is 5 gebracht voor hydraulisch spoelen van de membraanmodules.
3. Inrichting volgens één der conclusies 1 tot 2, met het kenmerk, dat meerdere drukbuizen in serie zijn geplaatst .
4. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, 10 dat de drukbuis vervaardigd is van een materiaal dat een druk weerstaat van 3-80 bar.
5. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het materiaal glasvezel-versterkt kunststof is.
6. Inrichting volgens één der conclusies 1 tot 5, 15 met het kenmerk, dat de diameter van de drukbuis 600-2000 mm is.
7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de drukbuizen verticaal zijn opgesteld.
8. Werkwijze voor het zuiveren, in het bijzonder 20 ontzouten van een vloeistof, in het bijzonder water in een inrichting waarbij de te filtreren vloeistof aan een drukbuis wordt toegevoerd met het kenmerk, dat de te filtreren vloeistof door ten minste twee parallel in de drukbuis geplaatste membraanmodulen wordt gevoerd onder vorming van een concen-25 traatstroom en een filtraat, en dat na vervuiling van de membraanmodules de membraanmodules hydraulisch, met water en/of gas gereinigd worden onder omkering van de stroming ten opzichte van de stroming tijdens de bedrijfsuitvoering, en waarna de werkwijze voor het zuiveren weer wordt voortgezet.
9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de genoemde inrichting overeenstemt met één of meer der conclusies 1 tot 7.
10. Werkwijze voor het zuiveren, in het bijzonder ontzouten van een vloeistof waarbij gebruik wordt gemaakt van 35 de inrichting volgens één der conclusies conclusies 1 tot 7, waarbij het te zuiveren water wordt ingevoerd in een drukbuis (1), die aan beide zijden van een flens is voorzien en van een boven- (3) en onderdeksel (4), die ten opzichte van el- 1 0301424_ 1 » \ kaar worden gefixeerd met de drukbuis en met concentraataf-voerleiding (15), en/of met door de drukbuis heen stekende trekstangen, en via toevoer leidingen (11) terecht komt in verzamelruimte (9), gedefinieerd door de bovendeksel (3) en 5 een fixeerplaat (10), waarbij de toevoerbuizen (11) via verzamelruimte (9) in open verbinding staan met meerdere spi-raalgewonden parallel geplaatste membraanmodules (2), waar- door het water vervolgens wordt geperst, waarna het gezuiverde water de drukbuis aan de bovenzijde verlaat via de centra-10 le permeaat-buizen (6), die in de onderplaat zijn afgesloten met een afsluiting (7), en via inter-connector (8) aan de bovendeksel (3) zijn gefixeerd, en het concentraat de membraanmodules verlaat aan de onderzijden, en terecht komt in con-centraatverzamelruimte (12), gedefinieerd door onderdeksel 15 (4) en af-sluitingsplaat (13), en waarna het concentraat wordt afgevoerd via concentraatuitlaatgaten (14) naar concen-traatafvoerleiding (15) die aan de onderzijde (19) is afgesloten, en het concentraat de drukbuis aan de bovenzijde van concentraatafvoerleiding (15) verlaat, na vervuiling gevolgd 20 door hydraulische reinigen van membraanmodules, waarbij de stroming wordt omgekeerd ten opzichte van de stroming tijdens de bedrijfsvoering, waarbij wordt gespoeld met een mengsel van lucht en water en de stappen worden doorlopen van het in contact brengen van de waterstroom bij een hogere 25 druk met lucht, het toevoeren aan de membraan modules van de met lucht verzadigde waterstroom, het verlagen van de druk over de membranen, zodat de aanwezige lucht vanuit de opgeloste vorm overgaat naar de gas-30 vorm, teneinde een gelijkmatige verdeling van water en lucht in de membraanmodules te realiseren, waarna de werkwijze van het zuiveren weer wordt voortgezet.
11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, 35 dat bij genoemd hydraulisch reinigen van de membraanmodules de genoemde druk waarmee de waterstroom in contact wordt gebracht met de lucht 1-6 bar bedraagt. 1030142- t ft
12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat bij genoemd hydraulisch reinigen van de mem-braanmodules de waterstroom in contact wordt gebracht met de lucht in een saturatievat en de waterstroom wordt versproeid 5 over een contactbed in aanwezigheid van lucht.
13. Werkwijze volgens conclusies 10 tot 12, met het kenmerk, dat bij genoemd hydraulisch reinigen van de mem-braanmodules het normale voedingswater voor de installatie gebruikt voor het spoelen.
14. Werkwijze volgens conclusies 10 tot 13, met het kenmerk, dat bij genoemd hydraulisch reinigen van de mem-braanmodules in combinatie (voor, gelijktijdig, na, of op een geheel ander tijdstip) met de hydraulische reiniging een combinatie met chemische reinigingsmiddelen wordt toegepast om 15 biomassa af te doden.
15. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de chemicaliënoplossing kopersulfaat bevat.
16. Werkwijze volgens conclusies 10-15, met het kenmerk, dat de chemicaliën voorts worden teruggewonnen en ge- 20 zuiverd, waarna ze opnieuw kunnen worden gebruikt.
17. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat het terugwinnen gebeurt onder gebruikmaking van een ultrafiltratiestap.
18. Werkwijze volgens conclusie 16 tot 17, met het 25 kenmerk, dat teruggewonnen chemicaliën worden ingedikt onder gebruikmaking van een stap volgens één van de technieken na-nofiltratie of reverse osmose. 1030142··
NL1030142A 2005-10-07 2005-10-07 Inrichting voor het zuiveren van water en werkwijze voor het gebruik ervan. NL1030142C2 (nl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1030142A NL1030142C2 (nl) 2005-10-07 2005-10-07 Inrichting voor het zuiveren van water en werkwijze voor het gebruik ervan.
PCT/NL2006/050231 WO2007043879A1 (en) 2005-10-07 2006-09-20 Apparatus for the purification of water and a method for its use

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1030142 2005-10-07
NL1030142A NL1030142C2 (nl) 2005-10-07 2005-10-07 Inrichting voor het zuiveren van water en werkwijze voor het gebruik ervan.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1030142C2 true NL1030142C2 (nl) 2007-04-11

Family

ID=36579079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1030142A NL1030142C2 (nl) 2005-10-07 2005-10-07 Inrichting voor het zuiveren van water en werkwijze voor het gebruik ervan.

Country Status (2)

Country Link
NL (1) NL1030142C2 (nl)
WO (1) WO2007043879A1 (nl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2218494A1 (en) 2009-02-11 2010-08-18 WE Consult Vianen BV Method and device for the purification of an aqueous fluid

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009034550A1 (de) * 2009-07-23 2011-02-17 Khs Gmbh Verfahren zum Reinigen von Filterstrukturen bei Filtrieranlagen zum Filtrieren von flüssigen Produkten sowie Filtrieranlage
CN106714941B (zh) 2014-09-24 2019-11-01 陶氏环球技术有限责任公司 包括一体式生物反应器的螺旋卷绕过滤组件
ES2753408T3 (es) 2015-04-16 2020-04-08 Dow Global Technologies Llc Conjunto de filtración que incluye biorreactores devanados en espiral y módulos de membrana de hiperfiltración
ES2743899T3 (es) 2015-04-16 2020-02-21 Dow Global Technologies Llc Conjunto de filtración que incluye biorreactores enrollados en espiral y módulos de membrana colocados en recipientes de presión separados
FR3049196B1 (fr) * 2016-03-23 2018-03-30 Veolia Water Solutions & Technologies Support Dispositif de filtration membranaire de liquide sous pression.
EP4277730A1 (en) 2021-01-18 2023-11-22 Ecolab USA Inc. Systems and techniques for cleaning pressure membrane systems using a water-in-air cleaning stream

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7604657A (nl) * 1976-04-29 1977-11-01 Wafilin Bv Werkwijze en inrichting voor het reinigen van filtratiemembranen.
US4083780A (en) * 1976-07-29 1978-04-11 Envirogenics Systems Company Fluid purification system
NL7905957A (nl) * 1979-08-02 1980-09-30 Wafilin Bv Inrichting voor membraanfiltratie met buitenzijde afvoer.
JPS58161799A (ja) * 1982-03-19 1983-09-26 Nitto Electric Ind Co Ltd 電着塗装用限外濾過モジユ−ルの洗「じよう」液再生方法
US4476015A (en) * 1982-11-02 1984-10-09 V. J. Ciccone & Associates, Inc. Multiple element fluid separation device
EP0584949A1 (en) * 1992-07-29 1994-03-02 Exxon Research And Engineering Company Multi membrane element housing
WO1998023361A1 (en) * 1996-11-26 1998-06-04 Keefer Bowie Apparatus and method for reverse osmosis desalination
JP2001259381A (ja) * 2000-03-23 2001-09-25 Kurita Water Ind Ltd 膜濾過装置
NL1019130C2 (nl) * 2001-10-08 2003-04-09 Waterleiding Mij Overijssel N Werkwijze en inrichting voor het zuiveren van oppervlaktewater.

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7604657A (nl) * 1976-04-29 1977-11-01 Wafilin Bv Werkwijze en inrichting voor het reinigen van filtratiemembranen.
US4083780A (en) * 1976-07-29 1978-04-11 Envirogenics Systems Company Fluid purification system
NL7905957A (nl) * 1979-08-02 1980-09-30 Wafilin Bv Inrichting voor membraanfiltratie met buitenzijde afvoer.
JPS58161799A (ja) * 1982-03-19 1983-09-26 Nitto Electric Ind Co Ltd 電着塗装用限外濾過モジユ−ルの洗「じよう」液再生方法
US4476015A (en) * 1982-11-02 1984-10-09 V. J. Ciccone & Associates, Inc. Multiple element fluid separation device
EP0584949A1 (en) * 1992-07-29 1994-03-02 Exxon Research And Engineering Company Multi membrane element housing
WO1998023361A1 (en) * 1996-11-26 1998-06-04 Keefer Bowie Apparatus and method for reverse osmosis desalination
JP2001259381A (ja) * 2000-03-23 2001-09-25 Kurita Water Ind Ltd 膜濾過装置
NL1019130C2 (nl) * 2001-10-08 2003-04-09 Waterleiding Mij Overijssel N Werkwijze en inrichting voor het zuiveren van oppervlaktewater.
WO2003031342A1 (en) * 2001-10-08 2003-04-17 Waterleiding Maatschappij Overijssel N.V. Method and apparatus for the purification of surface water

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AL-AGHA M R ET AL: "Desalination in the gaza strip: drinking water supply and environmental impact", DESALINATION, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 173, no. 2, 10 March 2005 (2005-03-10), pages 157 - 171, XP004872851, ISSN: 0011-9164 *
DATABASE WPI Section Ch Week 198344, Derwent World Patents Index; Class J01, AN 1983-804956, XP002386277 *
DATABASE WPI Section Ch Week 200211, Derwent World Patents Index; Class D15, AN 2002-078072, XP002386276 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 007, no. 281 (C - 200) 15 December 1983 (1983-12-15) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 26 1 July 2002 (2002-07-01) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2218494A1 (en) 2009-02-11 2010-08-18 WE Consult Vianen BV Method and device for the purification of an aqueous fluid

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007043879A1 (en) 2007-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1030142C2 (nl) Inrichting voor het zuiveren van water en werkwijze voor het gebruik ervan.
JP6762258B2 (ja) 逆浸透処理システム及び逆浸透処理方法
CA2281889C (en) Portable reverse osmosis unit for producing drinking water
US8753509B2 (en) Advanced filtration device for water and wastewater treatment
US4980066A (en) Multiple membrane separation systems
US6589426B1 (en) Ultrafiltration and microfiltration module and system
US20190001277A1 (en) Method and apparatus for treating commercial and industrial laundry wastewater
PT94894A (pt) Sistema de separacao de membranas e processo de funcionamento do mesmo
DK2670517T3 (en) RAW WATER CLEANING DEVICE
US7186331B2 (en) Monitoring unit for monitoring the condition of a semi-permeable membrane
JP2017209654A (ja) 逆浸透膜装置及び逆浸透膜装置の運転方法
JPH11319516A (ja) 水ろ過処理装置およびその運転方法
JP2007296500A (ja) 膜分離装置及び膜ろ過方法
NL1019130C2 (nl) Werkwijze en inrichting voor het zuiveren van oppervlaktewater.
JP2013212497A (ja) 水処理方法
JP3615918B2 (ja) 逆浸透膜モジュールの洗浄方法及び装置
WO2018159561A1 (ja) 逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法
JPH11169851A (ja) 水ろ過処理装置およびその運転方法
JPWO2016181942A1 (ja) 車載型造水装置
US11648496B2 (en) Treatment module and operating method therefor
WO2021065422A1 (ja) 膜濾過装置
US9034179B2 (en) Method and device for the purification of an aqueous fluid
JP2013233484A (ja) 膜モジュールを用いた膜ろ過装置及びろ過膜洗浄方法
CN116059833B (zh) 煤化工循环水污堵状态人工智能判断系统
JP2000350925A (ja) 膜分離装置

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20090501