NL1035431C2 - Hybrid osmosis reverse osmosis process for desalination of seawater, involves passing diluted effluent sodium chloride solution through semi-permeable membrane such that pure water and concentrated seawater are separated - Google Patents
Hybrid osmosis reverse osmosis process for desalination of seawater, involves passing diluted effluent sodium chloride solution through semi-permeable membrane such that pure water and concentrated seawater are separated Download PDFInfo
- Publication number
- NL1035431C2 NL1035431C2 NL1035431A NL1035431A NL1035431C2 NL 1035431 C2 NL1035431 C2 NL 1035431C2 NL 1035431 A NL1035431 A NL 1035431A NL 1035431 A NL1035431 A NL 1035431A NL 1035431 C2 NL1035431 C2 NL 1035431C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- process step
- reverse osmosis
- osmosis process
- oro
- hybrid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 207
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 title claims abstract description 103
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 86
- 239000013535 sea water Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 title claims abstract description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 title claims description 38
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 81
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 36
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 23
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 23
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 20
- 238000011033 desalting Methods 0.000 claims description 15
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims description 12
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 claims description 12
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 claims description 12
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 claims description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 4
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 3
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 6
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011169 microbiological contamination Methods 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KPSZQYZCNSCYGG-UHFFFAOYSA-N [B].[B] Chemical compound [B].[B] KPSZQYZCNSCYGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009292 forward osmosis Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000003809 water extraction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
- B01D61/026—Reverse osmosis; Hyperfiltration comprising multiple reverse osmosis steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/06—Energy recovery
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
- B01D2317/02—Elements in series
- B01D2317/025—Permeate series
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/445—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by forward osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Een innovatief hybride Osmose en Reverse Osmosis (ORO) ontzoutingsproces voor de productie van drinkwater.An innovative hybrid Osmosis and Reverse Osmosis (ORO) desalination process for drinking water production.
Beschrijving.Description.
55
Inleiding.Preface.
Het ontzouten van zeewater is een wereldwijd belangrijk wordende proces voor de productie van drinkwater om de grote schaarste aan drinkwater in aride gebieden te voorkomen. Vanouds wordt de thermische verdamping toegepast waarvan de Multi 10 Stage Flashing (MSF)- en de Multi Effect Distillation (MED) technologie de belangrijksten zijn. De in het midden van de jaren vijftig geïntroduceerde omgekeerde osmose membraantechnologie heeft sinds 1990, vooral door nieuwe ontwikkelingen op het gebied van de membraantechnologie en de energieterugwinning, een marktveroverende positie ingenomen. Deze technologie, nu beter bekend onder de naam 15 Sea Water Reverse Osmosis (SWRO), is samen met de MSF technologie de grootste ontzoutingsprocessen van zeewater voor de productie van drinkwater.The desalination of seawater is a globally important process for the production of drinking water to prevent the large scarcity of drinking water in arid areas. The thermal evaporation has traditionally been applied, of which the Multi 10 Stage Flashing (MSF) and the Multi Effect Distillation (MED) technology are the most important. The reverse osmosis membrane technology introduced in the mid-fifties has occupied a market position since 1990, mainly due to new developments in membrane technology and energy recovery. This technology, now better known as 15 Sea Water Reverse Osmosis (SWRO), together with MSF technology, is the largest seawater desalination processes for drinking water production.
Het ontzouten van zeewater is een kostbaar proces en overal ter wereld wordt gestreefd naar het ontwikkelen van efficiënte en economische ontzoutingsprocessen. De laatste jaren komt de in begin jaren vijftig geïntroduceerde Osmose proces, nu meer bekend 20 onder de Engelse benaming Forward Osmosis, weer in de belangstelling. In deze beschrijving wordt een innovatief hybride membraan proces beschreven bestaande uit een gecombineerde Osmose procestrap en een Reverse Osmosis procestrap voor het ontzouten van zeewater.Desalination of seawater is a costly process and the aim is to develop efficient and economic desalination processes all over the world. In recent years, the Osmosis process introduced in the early 1950s, now more known under the English name Forward Osmosis, has been coming back to the fore. This description describes an innovative hybrid membrane process consisting of a combined Osmosis process step and a Reverse Osmosis process step for the desalination of seawater.
25 Het Osmose proces.25 The Osmosis process.
Osmose is het natuurlijke verschijnsel waarbij water van uit een verdunde oplossing naar een geconcentreerde oplossing door diffusie wordt getransporteerd totdat er een evenwicht ontstaat. Het diffusietransport vindt plaats via een semi-permeabel membraan die de twee oplossingen scheidt. De geconcentreerde oplossing wordt als het ware 30 verdund. De drijfkracht achter dit fysische transportverschijnsel is de hoge chemische 1035431 2 thermodynamische potentiaal van de verdunde oplossing ten opzichte van de geconcentreerde oplossing.Osmosis is the natural phenomenon in which water is transported from a diluted solution to a concentrated solution by diffusion until a balance is achieved. The diffusion transport takes place via a semi-permeable membrane that separates the two solutions. The concentrated solution is, as it were, diluted. The driving force behind this physical transport phenomenon is the high chemical 1035431 2 thermodynamic potential of the diluted solution relative to the concentrated solution.
Het evenwicht ontstaat bij een bepaald drukverschil tussen de oplossing en het geconcentreerde oplossing. Dit drukverschil staat bekend onder de naam osmotische 5 druk. Met dit proces kan dus zoetwater uit zeewater worden ontrokken door middel van een oplossing die geconcentreerder is en dus een hogere osmotische druk heeft dan zeewater. Door gebruik te maken van een geschikte oplossing waarbij de opgeloste chemische componenten omkeerbaar kan worden terug gewonnen uit de verdunde oplossing, dus zonder verbruikt te worden, kan zoetwater economisch worden gewonnen 10 uit zeewater. Het gebruik van een ammoniumbicarbonaat oplossing (NH4HCO3 - oplossing) als de geconcentreerde oplossing voor het onttrekken van water is een bekend voorbeeld.The equilibrium is created with a certain pressure difference between the solution and the concentrated solution. This pressure difference is known as osmotic pressure. With this process, freshwater can be extracted from seawater by means of a solution that is more concentrated and therefore has a higher osmotic pressure than seawater. By using a suitable solution in which the dissolved chemical components can be reversibly recovered from the diluted solution, i.e. without being consumed, freshwater can be recovered economically from seawater. The use of an ammonium bicarbonate solution (NH 4 HCO 3 solution) as the concentrated water extraction solution is a well-known example.
De geconcentreerde oplossing in het Osmose proces wordt in deze beschrijving verder permeatie-oplossing genoemd. De opgeloste chemische componenten NHt+ en HCO3' 15 worden als ammoniak gas NH3 en kooldioxide gas CO2 door opwarmen uit de verdunde oplossing teruggewonnen voor hergebruik in de permeatie-oplossing.The concentrated solution in the Osmosis process is hereinafter referred to as permeation solution. The dissolved chemical components NHt + and HCO3 'are recovered as ammonia gas NH3 and carbon dioxide gas CO2 by heating from the diluted solution for reuse in the permeation solution.
Voor dit proces benodigde energie is de osmotische druk van de permeatie-oplossing en de energie voor het terugwinnen van de benodigde opgeloste chemische componenten. Het Osmose proces heeft een laag energieverbruik, een hoge “recovery rate” en behoeft 20 door de relatief lage werkdruk geen intensieve zeewatervoorbehandeling als het hieronder beschreven Reverse Osmosis proces.Energy required for this process is the osmotic pressure of the permeation solution and the energy for recovering the required dissolved chemical components. The Osmosis process has a low energy consumption, a high recovery rate and, due to the relatively low operating pressure, does not require intensive seawater pre-treatment as the Reverse Osmosis process described below.
Het Reverse Osmosis proces.The Reverse Osmosis process.
In het natuurlijke Osmose proces wordt zoals hierboven beschreven zoet water van de 25 verdunde oplossing naar de geconcentreerde oplossing door diffusie via een semi-permeabel membraan getransporteerd. Door dit natuurlijke verschijnsel ontstaat een drukverschil over beide door het semi-permeabele membraan gescheiden oplossingen waarbij de druk aan de kant van de geconcentreerde oplossing hoger is. Door een druk uit te oefenen op de geconcentreerde oplossing die hoger is dan deze osmotische druk kan 30 water in omgekeerde richting worden getransporteerd. Door het toepassen van een druk hoger dan de osmotische druk van zeewater kan zoet water worden gewonnen uit 3 zeewater via een semi-permeabel membraan. Dit is het principe van de omgekeerde osmose membraantechnologie, Sea Water Reverse Osmosis (SWRO), voor het ontzouten van zeewater. Voor het ontzouten van zeewater met behulp van de Reverse Osmosis technologie zijn drukken van 60-75 bar noodzakelijk. De voorbehandeling van zeewater 5 is uitermate belangrijk bij het Reverse Osmosis proces om neerslag van chemische stoffen op de membranen en microbiologische vervuiling van de membranen te voorkomen. De fysische voorbehandeling bestaat uit de conventionele filtratie door het toepassen van zandfilters, microfilters en de moderne membraanfiltratie door het toepassen van nanofiltratie en ultrafiltratie. De chemische voorbehandeling bestaat uit het 10 toepassen van chemicaliën ter voorkoming van neerslag, desinfecteermiddelen ter voorkoming van microbiologische vervuiling en chemicaliën voor het verlagen van de boor concentratie.In the natural Osmosis process, as described above, fresh water is transported from the diluted solution to the concentrated solution through diffusion through a semi-permeable membrane. This natural phenomenon results in a pressure difference over both solutions separated by the semi-permeable membrane, the pressure on the side of the concentrated solution being higher. By exerting a pressure on the concentrated solution that is higher than this osmotic pressure, water can be transported in the reverse direction. By applying a pressure higher than the osmotic pressure of seawater, fresh water can be extracted from 3 seawater via a semi-permeable membrane. This is the principle of reverse osmosis membrane technology, Sea Water Reverse Osmosis (SWRO), for the desalination of seawater. For the desalination of seawater using the Reverse Osmosis technology, pressures of 60-75 bar are required. The pre-treatment of seawater 5 is extremely important in the Reverse Osmosis process to prevent precipitation of chemical substances on the membranes and microbiological contamination of the membranes. The physical pre-treatment consists of conventional filtration through the use of sand filters, microfilters and the modern membrane filtration through the use of nanofiltration and ultrafiltration. The chemical pre-treatment consists of applying chemicals to prevent precipitation, disinfectants to prevent microbiological contamination and chemicals to lower the boron concentration.
Het nieuwe hybride Osmose en Reverse Osmosis (ORO) proces voor het ontzouten 15 van zeewater.The new hybrid Osmosis and Reverse Osmosis (ORO) process for the desalination of seawater.
Het ontzouten van zeewater met behulp van de Reverse Osmosis membraantechnologie bij hoge druk heeft veel te kampen met vervuiling van de membranen. Deze vervuiling wordt veroorzaakt door neerslagvorming van de zouten van de in het zeewater aanwezige 20 tweewaardige en driewaardige anionen en kationen. De zouten van eenwaardige ionen zijn praktisch allen goed oplosbaar en vormen geen neerslag. De microbiologische vervuiling van de membranen is een veel voorkomend probleem. Ook een groot probleem is de in het zeewater aanwezige chemische element boor (borium) die een belasting kan zijn voor het milieu en voor de gezondheid van de mens. Door het 25 ontzouten van een zuiver natriumchloride (NaCl) oplossing met een behulp van deDesalination of seawater using the Reverse Osmosis membrane technology at high pressure has a lot to do with contamination of the membranes. This pollution is caused by precipitation of the salts of the divalent and trivalent anions and cations present in the seawater. The salts of monovalent ions are practically all well soluble and do not form a precipitate. The microbiological contamination of the membranes is a common problem. Another major problem is the chemical element boron (boron) present in seawater, which can be a burden on the environment and on human health. By desalting a pure sodium chloride (NaCl) solution with the aid of the
Reverse Osmosis technologie wordt de kans voor vervuiling van de membranen door chemische neerslagvorming en microbiologische aangroei voorkomen en het probleem van boor opgeheven. Het Osmosis Reverse Osmosis (ORO) proces, een innovatieve hybride combinatie bestaande uit een Osmose procestrap en een Reverse Osmosis 30 procestrap, maakt dit proces mogelijk door het gebruiken van een geconcentreerde zuivere natriumchloride oplossing als de permeatie-oplossing voor de Osmose procestrap.Reverse Osmosis technology prevents the risk of contamination of the membranes by chemical precipitation and microbiological growth and eliminates the problem of boron. The Osmosis Reverse Osmosis (ORO) process, an innovative hybrid combination consisting of an Osmosis process step and a Reverse Osmosis 30 process step, makes this process possible by using a concentrated pure sodium chloride solution as the permeation solution for the Osmose process step.
44
De Reverse Osmosis procestrap dient dan voor de terugwinning van de geconcentreerde permeatie-oplossing voor de Osmose procestrap en de productie van drinkwater. Over het algemeen wordt Reverse Osmosis door de hogere benodigde drukken, hoger dan bij het ontzouten van zeewater, niet als een energie gunstige optie beschouwd voor het 5 terugwinnen van de geconcentreerde natriumchloride oplossing voor het Osmose proces. In deze beschrijving wordt een uitleg gegeven van het innovatief hybride ORO ontzoutingsproces die wel energetisch gunstig is.The Reverse Osmosis process step then serves for the recovery of the concentrated permeation solution for the Osmosis process step and the production of drinking water. In general, Reverse Osmosis is not considered as an energy-efficient option for recovering the concentrated sodium chloride solution for the Osmosis process due to the higher required pressures, higher than with seawater desalination. In this description an explanation is given of the innovative hybrid ORO desalination process that is energetically beneficial.
Het voorontwerp van het tweetraps hybride ORO ontzoutingsproces is gebaseerd op het recirculeren van een gedeelte van het permeaat van de Reverse Osmosis procestrap. Het 10 recirculeren van het permeaat dient om het verdunde effluent van de Osmose procestrap verder te verdunnen tot een concentratie die nagenoeg gelijk is aan die van zeewater.The preliminary design of the two-stage hybrid ORO desalting process is based on the recirculation of a portion of the permeate of the Reverse Osmosis process step. The recirculation of the permeate serves to further dilute the diluted effluent of the Osmosis process step to a concentration that is substantially equal to that of seawater.
Een eenvoudige processtroom diagram van het tweetraps hybride ORO ontzoutingsproces is in figuur 1 op bladzijde 1/5 schematisch weergegeven.A simple process flow diagram of the two-stage hybrid ORO desalting process is shown schematically in Figure 1 on page 1/5.
In figuur 1 is te zien dat in deze hybride ORO ontzoutingsproces zoetwater (4) van de 15 zeewaterstroom (1) door diffusie via het semi-permeabele membraan (2a) in de Osmose procestrap (2) wordt onttrokken door de concentraatstroom (10) afkomstig van de Reverse Osmosis procestrap (7). Deze in de Reverse Osmosis procestrap (7) geconcentreerde zuivere natriumchloride oplossing wordt als permeatie-oplossing gebruikt. De geconcentreerde zeewaterstroom (3) wordt teruggepompt naar zee.Figure 1 shows that in this hybrid ORO desalination process freshwater (4) is extracted from the seawater stream (1) by diffusion via the semi-permeable membrane (2a) in the Osmosis process step (2) coming from the concentrate stream (10) of the Reverse Osmosis process step (7). This pure sodium chloride solution, concentrated in the Reverse Osmosis process step (7), is used as a permeation solution. The concentrated seawater stream (3) is pumped back to the sea.
20 Overdracht van zoetwater vindt plaats totdat de natriumchloride oplossing een maximale verdunningsgraad heeft bereikt. Het verdunde effluent natriumchloride oplossing van de Osmose procestrap (2) is de voedingstroom (5) voor de Reverse Osmosis processtap (7). Voor een economische bedrijfsvoering moet de voedingstroom (5) van de Reverse Osmosis procestrap nagenoeg dezelfde concentratie hebben als de zeewaterstroom (1).Transfer of fresh water takes place until the sodium chloride solution has reached a maximum degree of dilution. The diluted effluent sodium chloride solution from the Osmosis process step (2) is the feed stream (5) for the Reverse Osmosis process step (7). For economic operation, the feed stream (5) of the Reverse Osmosis process step must have virtually the same concentration as the seawater stream (1).
25 Door recirculatie van een gedeelte van het permeaat (9) kan de Reverse Osmosis voedingstroom (5) verder worden verdund. De grootte van de recirculatie permeaatstroom (9) hangt af van de permeatie capaciteit of verdunningsgraad van de Osmose procestrap (2).By recycling a portion of the permeate (9), the Reverse Osmosis feed stream (5) can be further diluted. The size of the recirculation permeate stream (9) depends on the permeation capacity or degree of dilution of the Osmosis process step (2).
Afhankelijk van de retentiecapaciteit van de Osmose membraan bevat het effluent van de 30 Osmose procestrap (2) weinig boor, tweewaardige- en driewaardige anionen en kationen.Depending on the retention capacity of the Osmosis membrane, the effluent from the Osmosis process step (2) contains little boron, divalent and trivalent anions and cations.
55
De voedingstroom (5) van de Reverse Osmosis procestrap (7) wordt op de benodigde werkdruk gebracht door het energie terugwinningsysteem (11), bij voorkeur een “pressure exchanger”, en de opjaagpomp (6). In het energie terugwinningsysteem (11) wordt de hoge druk van de concentraatstroom (10) benut. Na de energie-uitwisseling 5 wordt de concentraatstroom (10) als voedingstroom voor de Osmose procestrap (2) gebruikt. Met een geschikte variabele frequentie regelsysteem (VFD) kan de drukvariatie van de combinatie opjaagpomp en energieterugwinning systeem zo worden geoptimaliseerd dat een hoge druk pomp vooral bij het opstarten van de Reverse Osmosis processtap overbodig wordt gemaakt, hetgeen de energie efficiëntie van het 10 hybride ORO proces verhoogt. In de Reverse Osmosis procestrap (7) wordt de voedingstroom (5) via het semi-permeabele membraan (7a) gescheiden in een concentraatstroom (10) en een permeaatstroom (8) van zuiver water. Voor de productie van hoog kwaliteit water met een concentratie aan totaal opgeloste zouten tussen de 10 en 15 ppm (parts per million) wordt in de praktijk een tweetraps (two pass) SWRO 15 bestaande uit een hoge druk Reverse Osmosis procestrap en een lage druk ReverseThe feed stream (5) from the Reverse Osmosis process step (7) is brought to the required operating pressure by the energy recovery system (11), preferably a pressure exchanger, and the booster pump (6). In the energy recovery system (11), the high pressure of the concentrate stream (10) is utilized. After the energy exchange 5, the concentrate stream (10) is used as the feed stream for the Osmosis process step (2). With a suitable variable frequency control system (VFD), the pressure variation of the combination booster pump and energy recovery system can be optimized in such a way that a high-pressure pump is made superfluous especially when starting the Reverse Osmosis process step, which reduces the energy efficiency of the hybrid ORO process. increases. In the Reverse Osmosis process step (7) the feed stream (5) is separated via the semi-permeable membrane (7a) into a concentrate stream (10) and a permeate stream (8) of pure water. For the production of high quality water with a concentration of total dissolved salts between 10 and 15 ppm (parts per million), a two-stage (two pass) SWRO 15 consisting of a high-pressure Reverse Osmosis process step and a low-pressure Reverse is used in practice.
Osmosis procestrap toegepast. In de hoge druk Reverse Osmosis procestrap wordt water (permeaat) geproduceerd met een concentratie tussen 600 en 350 ppm totaal opgeloste zouten. Dit permeaat van de eerste trap wordt in de tweede lage druk Reverse Osmosis procestrap verder gezuiverd tot een concentratie tussen de 10 en 15 ppm aan totaal 20 opgeloste zouten. In praktijk wordt de hoge druk Reverse Osmosis procestrap de SWRO trap en de lage druk Reverse Osmosis procestrap de BWRO (Brackish Water Reverse Osmosis) trap genoemd. "*Osmosis process step applied. In the high pressure Reverse Osmosis process step, water (permeate) is produced with a concentration between 600 and 350 ppm total dissolved salts. This permeate of the first step is further purified in the second low pressure Reverse Osmosis process step to a concentration between 10 and 15 ppm of total 20 dissolved salts. In practice, the high-pressure Reverse Osmosis process step is called the SWRO stage and the low-pressure Reverse Osmosis process stage is called the BWRO (Brackish Water Reverse Osmosis) stage. "*
In figuur 2 op bladzijde 2 / 5 is een schematische weergave gegeven van de hybride ORO proces bestaande uit een Osmose processtap met een tweetraps Reverse Osmosis 25 processtap met een hoge druk Reverse Osmosis procestrap (7) en een lage druk Reverse Osmosis procestrap (12). In deze ORO ontzoutingsproces wordt net als in figuur 1 op bladzijde 1/5 zoetwater (4) uit de zeewaterstroom (1) door diffusie via het semi-permeabele membraan (2a) in de Osmose procestrap (2) onttrokken door de concentraatstroom (10) afkomstig van de hoge druk Reverse Osmosis procestrap (7).Figure 2 on page 2/5 shows a schematic representation of the hybrid ORO process consisting of an Osmosis process step with a two-stage Reverse Osmosis process step with a high-pressure Reverse Osmosis process step (7) and a low-pressure Reverse Osmosis process step (12) . In this ORO desalination process, just like in Figure 1 on page 1/5, freshwater (4) is withdrawn from the seawater stream (1) by diffusion via the semi-permeable membrane (2a) in the Osmosis process step (2) by the concentrate stream (10) originating from the high pressure Reverse Osmosis process step (7).
30 Deze in de hoge druk Reverse Osmosis procestrap (7) geconcentreerde zuivere natriumchloride oplossing wordt als permeatie-oplossing gebruikt. De geconcentreerde 6 zeewaterstroom (3) wordt teruggepompt naar zee. Overdracht van zoetwater vindt plaats totdat de natriumchloride oplossing een maximale verdunningsgraad heeft bereikt. Het verdunde effluent natriumchloride oplossing van de Osmose proces trap (2) is de voedingstroom (5) voor de hoge druk Reverse Osmosis procestrap (7). In deze hoge druk 5 Reverse Osmosis procestrap wordt de voedingstroom (5) via het semi-permeabele membraan (7a) in een permeaatstroom (8) en een concentraatstroom (10) gescheiden. In de lage druk Reverse Osmosis procestrap (12) wordt de permeaatstroom (8) van de hoge druk Reverse Osmosis procestrap (7) via het semi-permeabele membraan (12a) in een stroom zuiver water van hoog kwaliteit (13) en een concentraatstroom (14) gescheiden.This pure sodium chloride solution, concentrated in the high pressure Reverse Osmosis process step (7), is used as a permeation solution. The concentrated 6 seawater stream (3) is pumped back to the sea. Transfer of fresh water takes place until the sodium chloride solution has reached a maximum degree of dilution. The diluted effluent sodium chloride solution from the Osmosis process step (2) is the feed stream (5) for the high pressure Reverse Osmosis process step (7). In this high-pressure Reverse Osmosis process step, the feed stream (5) is separated via the semi-permeable membrane (7a) into a permeate stream (8) and a concentrate stream (10). In the low pressure Reverse Osmosis process step (12), the permeate stream (8) from the high pressure Reverse Osmosis process step (7) becomes via a semi-permeable membrane (12a) in a stream of high quality pure water (13) and a concentrate stream ( 14) separated.
10 Een gedeelte van het permeaat (13) wordt gebruikt als recirculatiestroom (9) om de voedingstroom (5) van de hoge druk Reverse Osmosis procestrap (7) te verdunnen. De voedingstroom (5) van de hoge druk Reverse Osmosis procestrap (7) wordt op de benodigde werkdruk gebracht door het energie terugwinningsysteem (11), bij voorkeur een “pressure exchanger”, en de opjaagpomp (6). Een voordeel van deze hybride ORO 15 proces alternatief is het gebruiken van de concentraatstroom (14) om de zeewatervoeding (1) van de Osmose processtap (2) te verdunnen. Hierdoor kan meer zuiver water (4) uit de zeewatervoeding (1) via het semi-permeabele membraan (2a) in het Osmose processtap (2) door de permeatie-oplossing (10) worden ontrokken. De concentraatstroom (14) kan ook worden gebruikt, dit is niet in figuur 2 aangegeven, om 20 de voedingstroom (5) van de hoge druk Reverse Osmosis procestrap (7) verder te verdunnen. Echter het verdunnen van de zeewaterstroom (1) verdient de voorkeur. Door de hogere verdunningsgraad in het Osmose procestrap (2) tengevolge van de verdunning van de zeewaterstroom (1) met concentraatstroom (14) en de lagere concentratie van de permeaatstroom (13) kan de recirculatie permeaatstroom (9) worden verlaagd. Hierdoor 25 wordt de waterproductie capaciteit van het hybride ORO proces verhoogd.A portion of the permeate (13) is used as the recycle stream (9) to dilute the feed stream (5) of the high pressure Reverse Osmosis process step (7). The feed stream (5) of the high pressure Reverse Osmosis process step (7) is brought to the required operating pressure by the energy recovery system (11), preferably a pressure exchanger, and the booster pump (6). An advantage of this hybrid ORO process alternative is to use the concentrate stream (14) to dilute the seawater feed (1) from the Osmosis process step (2). As a result, more pure water (4) can be withdrawn from the seawater feed (1) via the semi-permeable membrane (2a) in the Osmosis process step (2) by the permeation solution (10). The concentrate stream (14) can also be used, this is not shown in figure 2, to further dilute the feed stream (5) of the high pressure Reverse Osmosis process step (7). However, diluting the seawater stream (1) is preferred. Due to the higher degree of dilution in the Osmosis process step (2) due to the dilution of the seawater stream (1) with concentrate stream (14) and the lower concentration of the permeate stream (13), the recirculation permeate stream (9) can be reduced. This increases the water production capacity of the hybrid ORO process.
Een alternatief voor het hierboven beschreven hybride ORO ontzoutingsprocessen zonder en met een tweetraps Reverse Osmosis procestrap is respectievelijk in figuur 3 op bladzijde 3 / 5 en in figuur 4 op bladzijde 4/5 weergegeven. Dit alternatief is bedoeld om de recirculatie permeaatstroom (9) te minimaliseren en of te elimineren. Dit 30 alternatief biedt ook de mogelijkheid om de werkdruk van de hoge druk Reverse Osmosis procestrap (7) te verlagen, waardoor de energie efficiëntie wordt verhoogd.An alternative to the hybrid ORO desalination processes described above without and with a two-stage Reverse Osmosis process step is shown respectively in Figure 3 on page 3/5 and in Figure 4 on page 4/5. This alternative is intended to minimize and / or eliminate the recirculation permeate stream (9). This alternative also offers the possibility of reducing the working pressure of the high-pressure Reverse Osmosis process step (7), whereby the energy efficiency is increased.
77
Als permeatie-oplossing wordt een zuiver natriumchloride oplossing gebruikt met een concentratie die maximaal gelijk is aan de concentratie van de zeewaterstroom (1). Aan deze natriumchloride oplossing wordt een geschikte chemische component (13), bijvoorbeeld ammoniumbicarbonaat, toegevoegd om de osmotische druk van de 5 voedingstroom (14) van de Osmose procestrap (2) te verhogen. In de Osmose procestrap (2) wordt, net zoals hierboven is beschreven, zoetwater (4) uit de zeewaterstroom (1) via het semi-permeabele membraan (2a) door de stroom geconcentreerde permeatie-oplossing (14) onttrokken. Het verdunde effluent van de Osmose procestrap (2) wordt nu naar een scheidingsprocestrap (12) verpompt om de opgeloste chemische componenten te 10 verwijderen. De stroom chemische componenten (13) wordt aan de concentraatstroom (10) toegevoegd om te worden hergebruikt voor het verhogen van de osmotische druk van de permeatie-oplossing (14) voor de Osmose procestrap (2).A pure sodium chloride solution with a concentration that is at most equal to the concentration of the seawater stream (1) is used as the permeation solution. A suitable chemical component (13), for example ammonium bicarbonate, is added to this sodium chloride solution to increase the osmotic pressure of the feed stream (14) of the Osmosis process step (2). In the Osmosis process step (2), as described above, fresh water (4) is withdrawn from the seawater stream (1) via the semi-permeable membrane (2a) by the stream of concentrated permeation solution (14). The diluted effluent from the Osmosis process step (2) is now pumped to a separation process step (12) to remove the dissolved chemical components. The stream of chemical components (13) is added to the concentrate stream (10) to be reused to increase the osmotic pressure of the permeation solution (14) for the Osmosis process step (2).
Voorwaarde is dat deze chemische component omkeerbaar kan worden teruggewonnen zonder verbruikt te worden. In dit alternatief is de voedingstroom (5) van de Reverse 15 Osmosis procestrap (7) na de scheidingsprocestrap een verdunde natriumchloride oplossing met een zoutconcentratie lager dan die van zeewater. De voedingstroom (5) van de Reverse Osmosis procestrap (7) wordt op de benodigde werkdruk gebracht door het energie terugwinningsysteem (11), bij voorkeur een “pressure exchanger”, en de opjaagpomp (6). De werkdruk van de Reverse Osmosis procestrap (7) is nu lager dan van 20 een conventionele SWRO. Dit resulteert in een energetisch gunstiger ontzoutingsproces. In figuur 4 op bladzijde 4 / 5 is, analoog aan figuur 2 op bladzijde 2/5, een schematische weergave gegeven van de hybride combinatie van dit ORO proces alternatief met een chemische scheidingstrap bestaande uit een Osmose procestrap (2) en een tweetraps Reverse Osmosis processtap met een hoge druk Reverse Osmosis procestrap (7) en een 25 lage druk Reverse Osmosis procestrap (15). In de lage druk Reverse Osmosis procestrap (15) wordt het permeaat (8) van de hoge druk Reverse Osmosis procestrap (7) via het semi-permeabele membraan (15a) in een stroom zuiver water van hoog kwaliteit (16) en een concentraatstroom (17) gescheiden. Een gedeelte van het permeaat (16) wordt gebruikt als recirculatiestroom (9) om de voedingstroom (5) van de hoge druk trap (7) te 30 verdunnen. Evenals bij de alternatieve hybride ORO proces in figuur 2 op bladzijde 2/5 is het voordeel van dit alternatief van de hybride ORO proces het benutten van de δ concentraatstroom (17) om de zeewatervoeding (1) van de Osmose procestrap (2) te verdunnen. Hierdoor kan meer zuiver water (4) uit de zeewatervoeding (1) via het semi-permeabele membraan (2a) in het Osmose procestrap (2) door de permeatie-oplossing (14) worden ontrokken. De concentraatstroom (17) kan ook worden gebruikt, dit is niet in 5 figuur 4 aangegeven, om de voedingstroom (5) van de hoge druk Reverse Osmosis procestrap (7) te verdunnen. Echter het verdunnen van de zeewaterstroom (1) verdient de voorkeur. Hierdoor kan de hoeveelheid benodigde chemische componenten worden verlaagd. Door minimalisatie en of eliminatie van de recirculatie permeatstroom (9) in deze twee alternatieven, de verhoogde verdunningsgraad in de Osmose procestrap en de 10 lagere werkdruk van de hoge druk Reverse Osmosis procestrap heeft deze hybride ORO ontzoutingsproces door de verhoogde waterproductie capaciteit een lagere energie verbruik per hoeveelheid geproduceerd water dan bij een conventionele SWRO.The condition is that this chemical component can be reversibly recovered without being consumed. In this alternative, the feed stream (5) of the Reverse Osmosis process step (7) after the separation process step is a dilute sodium chloride solution with a salt concentration lower than that of seawater. The feed stream (5) from the Reverse Osmosis process step (7) is brought to the required operating pressure by the energy recovery system (11), preferably a pressure exchanger, and the booster pump (6). The operating pressure of the Reverse Osmosis process step (7) is now lower than that of a conventional SWRO. This results in an energetically more favorable desalination process. Figure 4 on page 4/5, analogous to Figure 2 on page 2/5, shows a schematic representation of the hybrid combination of this ORO process alternative with a chemical separation stage consisting of an Osmosis process step (2) and a two-stage Reverse Osmosis process step with a high pressure Reverse Osmosis process step (7) and a low pressure Reverse Osmosis process step (15). In the low pressure Reverse Osmosis process step (15), the permeate (8) of the high pressure Reverse Osmosis process step (7) becomes via a semi-permeable membrane (15a) in a stream of high quality pure water (16) and a concentrate stream ( 17) separated. A portion of the permeate (16) is used as the recycle stream (9) to dilute the feed stream (5) from the high pressure stage (7). As with the alternative hybrid ORO process in Figure 2 on page 2/5, the advantage of this alternative to the hybrid ORO process is to utilize the δ concentrate stream (17) to dilute the seawater feed (1) from the Osmosis process stage (2) . As a result, more pure water (4) can be withdrawn from the seawater feed (1) via the semi-permeable membrane (2a) in the Osmosis process step (2) by the permeation solution (14). The concentrate stream (17) can also be used, this is not shown in figure 4, to dilute the feed stream (5) of the high pressure Reverse Osmosis process step (7). However, diluting the seawater stream (1) is preferred. This allows the amount of required chemical components to be reduced. By minimizing and / or eliminating the recirculation permeating stream (9) in these two alternatives, the increased degree of dilution in the Osmosis process step and the lower operating pressure of the high-pressure Reverse Osmosis process step, this hybrid ORO desalination process has a lower energy consumption due to the increased water production capacity per quantity of produced water than with a conventional SWRO.
Door een natuurlijke zoutproductie uit zeewater voor aanmaak van de zuivere natriumchloride oplossing of het gebruik van de geconcentreerde zoutoplossing en de 15 energie van een zonnevijver (“solar pond”) voor het scheidingsproces van de chemische componenten kan het nieuwe hybride ORO ontzoutingsproces nog economischer en milieuvriendelijker worden gemaakt. In combinatie met de natuurlijke zoutproductie in zoutpannen kan een zonnevijver van zuiver natriumchloride oplossing worden aangelegd. Zonne-energie wordt in warmte omgezet en opgeslagen in de geconcentreerde bodem 20 vloeistoflagen van de zonnevijver. De concentratie en de temperatuur van de zoutoplossing is veel hoger in de bodem vloeistoflagen dan aan de oppervlakte. De osmotische druk van een oplossing is rechtevenredig met de concentratie van de opgeloste ionen en met de temperatuur van de oplossing. Temperaturen van 26-82 °C kan in een zonnevijver worden bereikt. Hierdoor heeft de oplossing in de bodemlagen van een 25 zonnevijver een hoge osmotische druk en maakt het geschikt voor gebruik als permeatie-oplossing.Natural salt production from seawater for the production of the pure sodium chloride solution or the use of the concentrated salt solution and the energy of a solar pond (“solar pond”) for the chemical process separation process can make the new hybrid ORO desalination process even more economical and environmentally friendly to be made. In combination with the natural salt production in salt pans, a solar pond of pure sodium chloride solution can be installed. Solar energy is converted into heat and stored in the concentrated soil 20 layers of liquid from the solar pond. The concentration and temperature of the saline solution is much higher in the soil fluid layers than on the surface. The osmotic pressure of a solution is directly proportional to the concentration of the dissolved ions and to the temperature of the solution. Temperatures of 26-82 ° C can be achieved in a solar pond. As a result, the solution in the bottom layers of a solar pond has a high osmotic pressure and makes it suitable for use as a permeation solution.
In figuur 5 op bladzijde 5 / 5 is een schematische weergave van de hybride ORO ontzoutingsproces met een tweetraps Reverse Osmosis processtap in combinatie met een zonnevijver van zuiver natriumchloride oplossing en een zoutpan voor de natuurlijke 30 productie van zout gegeven. In deze innovatieve hybride ORO ontzoutingsproces wordt net als in figuur 2 op bladzijde 2 / 5, zoetwater (4) van de zeewaterstroom (1) door 9 diffusie via het semi-permeabele membraan (2a) in de Osmose procestrap (2) onttrokken door de concentraatstroom (16). De geconcentreerde zeewaterstroom (3) wordt afgevoerd naar een zoutpan (18) voor de natuurlijke productie van zout. Een gedeelte van de in de hoge druk Reverse Osmosis procestrap (7) geconcentreerde zuivere natriumchloride 5 oplossing, de concentraatstroom (10), wordt naar de zonnevijver (17) van zuiver natriumchloride oplossing afgevoerd. Een geconcentreerde warme stroom natriumchloride oplossing (15) van de bodem vloeistoflaag van de zonnevijver (17) wordt met een gedeelte van de condensaatstroom (10) van de hoge druk Reverse Osmosis procestrap (7) gemengd tot de voedingstroom (16), een warme geconcentreerde 10 permeatie-oplossing, voor de Osmose procestrap (2). Dit hybride ORO proces alternatief is zeer milieuvriendelijk met zeeT geringe lozing van afvalstromen. Bij optimalisatie van dit alternatief kan een hoge mate van een “Zero Discharge” proces worden bereikt. In het alternatief van de hybride ORO proces met een scheidingstrap voor de chemische componenten, zoals schematisch weergegeven in figuur 3 en figuur 4, kan de warmte van 15 de zonnevijver worden gebruikt voor het scheiden van de chemische componenten uit het effluent van de Osmose processtap (2). Merk voorts dat de hoge osmotische druk van de warme natriumchloride oplossing van de zonnevijver de toevoeging van chemische componenten en de scheidingsprocesstap in het alternatief van de hybride ORO proces zoals schematisch weergegeven in figuur 3 en figuur 4 overbodig kan maken.Figure 5 on page 5/5 shows a schematic representation of the hybrid ORO desalting process with a two-stage Reverse Osmosis process step in combination with a sun pond of pure sodium chloride solution and a salt pan for the natural production of salt. In this innovative hybrid ORO desalination process, just like in Figure 2 on page 2/5, freshwater (4) from the seawater stream (1) is extracted by diffusion through the semi-permeable membrane (2a) in the Osmosis process step (2) concentrate stream (16). The concentrated seawater stream (3) is drained to a salt pan (18) for the natural production of salt. A portion of the pure sodium chloride solution, the concentrate stream (10), concentrated in the high-pressure Reverse Osmosis process step (7) is discharged to the solar pond (17) of pure sodium chloride solution. A concentrated warm stream of sodium chloride solution (15) from the bottom liquid layer of the solar pond (17) is mixed with a portion of the condensate stream (10) from the high pressure Reverse Osmosis process step (7) to the feed stream (16), a warm concentrated Permeation solution, for the Osmosis process step (2). This hybrid ORO process alternative is very environmentally friendly with very little discharge of waste streams. When optimizing this alternative, a high degree of a "Zero Discharge" process can be achieved. In the alternative of the hybrid ORO process with a separation stage for the chemical components, as schematically shown in Figure 3 and Figure 4, the heat of the solar pond can be used to separate the chemical components from the effluent of the Osmosis process step ( 2). Note further that the high osmotic pressure of the warm sodium chloride solution from the solar pond may make the addition of chemical components and the separation process step in the alternative of the hybrid ORO process as schematically shown in Figure 3 and Figure 4 superfluous.
20 In de hierboven beschreven hybride ORO ontzoutingsprocessen is door het ontbreken van tweewaardige- en driewaardige ionen eventueel in de voeding aanwezige boor gemakkelijk worden verwijderd met de dosering van natriumhydroxide zonder risico voor neerslag van zouten van de tweewaardige- en driewaardige ionen op de Reverse Osmosis membranen. Het gebruik van een antisealant terwoorkoming van neerslag is 25 minimaal door het ontbreken van bovengenoemde chemische componenten. Door minder vervuiling is de chemische reiniging van de membranen, “Clean in Place”, noodzakelijk bij de conventionele SWRO mogelijk niet nodig. De leeftijd en gebruikstijd van de membranen worden hierdoor drastisch verhoogd en maakt dit proces goedkoper. Het ontwerpen van het hybride ORO proces met een optimale doorstroombaarheid van de 30 membranen, bedrijfsvoering bij de “Critical Cross Flux”, worden de membranen schoon gehouden door het meesleuren van mogelijke aanslag met de langs de oppervlakte van de 10 membranen stromende vloeistof. Door het gebruiken van een zuiver geconcentreerde natriumchloride oplossing kunnen eventueel op de oppervlakte van de membranen door oververzadiging geprecipiteerde natriumchloride zouten gemakkelijk met warm water worden schoon gespoeld zowel in het Osmose procestrap als in de Reverse Osmosis 5 procestrap in tegenstelling tot de bewerkelijke Clean In Place voor de chemische reiniging van vervuilde membranen bij de conventionele SWRO met afwisselende lage pH- en hoge pH reinigingschemicaliën.In the hybrid ORO desalination processes described above, the lack of divalent and trivalent ions may make it possible to remove any boron present in the feed with the dosage of sodium hydroxide without the risk of precipitation of salts of the divalent and trivalent ions on the Reverse Osmosis membranes . The use of an antisealant to prevent precipitation is minimal due to the absence of the above-mentioned chemical components. With less contamination, the chemical cleaning of the membranes, "Clean in Place", necessary with the conventional SWRO may not be necessary. The age and use time of the membranes are drastically increased and this process is made cheaper. The design of the hybrid ORO process with optimum flowability of the membranes, operating at the "Critical Cross Flux", keeps the membranes clean by entraining possible deposits with the liquid flowing along the surface of the membranes. By using a purely concentrated sodium chloride solution, possibly precipitated sodium chloride salts on the surface of the membranes can easily be rinsed clean with warm water in both the Osmose process step and the Reverse Osmosis 5 process step as opposed to the laborious Clean In Place for the chemical cleaning of contaminated membranes in the conventional SWRO with alternating low pH and high pH cleaning chemicals.
Voordelen van de nieuwe hybride ORO ontzoutingsproces.Advantages of the new hybrid ORO desalination process.
10 - Door de mogelijkheid om een zuiver natriumchloride oplossing te gebruiken met een concentratie lager dan die van zeewater is de werkdruk van de Reverse Osmosis procestrap lager dan bij een conventionele SWRO. Hierdoor is de nieuwe hybride ORO ontzoutingsproces energetisch gunstiger dan de 15 conventionele SWRO.10 - Due to the possibility of using a pure sodium chloride solution with a concentration lower than that of seawater, the working pressure of the Reverse Osmosis process step is lower than with a conventional SWRO. This makes the new hybrid ORO desalination process more energetically favorable than the conventional SWRO.
- Door het gebruiken van een zuiver natriumchloride oplossing als permeatie-oplossing is de kans voor chemische- en microbiologische vervuiling van de membranen nihil.- By using a pure sodium chloride solution as a permeation solution, the risk of chemical and microbiological contamination of the membranes is nil.
- Eventueel aanwezig boor kan eenvoudig met natriumhydroxide worden 20 verwijderd met een zeer geringe kans voor vervuiling van de Reverse Osmosis membranen met zouten van tweewaardige- en driewaardige ionen.- Any boron present can easily be removed with sodium hydroxide with a very low chance of contamination of the Reverse Osmosis membranes with salts of divalent and trivalent ions.
- Door de geringe vervuiling van de membranen is de bewerkelijke chemische reiniging “Clean In Place” (CIP) met afwisselende lage pH- en hoge pH chemische oplossingen noodzakelijk bij de conventionele SWRO praktisch 25 niet nodig bij de innovatieve hybride ORO ontzoutingsproces.- Due to the low contamination of the membranes, the laborious chemical cleaning “Clean In Place” (CIP) with alternating low pH and high pH chemical solutions required with the conventional SWRO is practically not necessary with the innovative hybrid ORO desalination process.
- In het nieuwe hybride ORO ontzoutingsproces kan de chemische reiniging van eventueel door concentratie polarisatie geprecipiteerd natriumchloride op de oppervlakte van de membranen in tegenstelling tot de conventionele SWRO eenvoudigweg bestaan uit het spoelen van de membranen met warm 30 water.In the new hybrid ORO desalting process, the chemical cleaning of any sodium chloride precipitated by concentration polarization on the surface of the membranes, in contrast to the conventional SWRO, can simply consist of rinsing the membranes with warm water.
11 - Het gebruiken van chemicaliën ter voorkoming van neerslagvorming op de oppervlakken van de membranen (“antiscalants”) is praktisch niet nodig door de geringe kans voor vervuiling door de zuivere natriumchloride oplossing die als voeding wordt gebruikt voor de Reverse Osmosis procestrap in het hybride 5 ORO ontzoutingsproces.11 - The use of chemicals to prevent precipitation on the surfaces of the membranes (“antiscalants”) is practically unnecessary due to the low chance of contamination by the pure sodium chloride solution used as feed for the Reverse Osmosis process step in the hybrid 5 ORO desalting process.
• Het ontwerpen van de hybride ORO proces bij de “Critical Cross Flux” van de membranen zowel voor de Osmose procestrap en de Reverse Osmosis procestrap bevorderd het schoon blijven van de membranen door het meesleuren van eventuele neerslag en vervuiling door de langs het oppervlak 10 van de membranen stromende permeatie-oplossing in het Osmose procestrap en de concentraatstroom in de Reverse Osmosis procestrap.• Designing the hybrid ORO process at the “Critical Cross Flux” of the membranes for both the Osmosis process step and the Reverse Osmosis process step promotes the membranes to remain clean by entraining any precipitation and contamination from the surface along the surface. permeation solution flowing in the membranes in the Osmosis process step and the concentrate stream in the Reverse Osmosis process step.
- De omkeerbare terugwinning van de chemische componenten ter versterking van de onttrekkingcapaciteit van de voedingstroom van de Osmose procestrap maakt het recirculeren van permeaat ter verdunning van de voedingstroom van 15 de Reverse Osmosis procestrap praktisch overbodig en maakt het nieuwe hybride ORO ontzoutingsproces economisch gunstiger dan de conventionele SWRO.- The reversible recovery of the chemical components to strengthen the extraction capacity of the feed stream from the Osmosis process step renders the recirculation of permeate to dilute the feed stream from the Reverse Osmosis process step practically unnecessary and makes the new hybrid ORO desalting process economically more favorable than the conventional SWRO.
Het nieuwe hybride ORO ontzoutingsproces maakt door de lage werkdruk bij de Osmose procestrap het mogelijk om een eenvoudig voorbehandelingproces 20 van het zeewater toe te passen dan bij de conventionele SWRO.The new hybrid ORO desalination process makes it possible, due to the low operating pressure at the Osmosis process step, to use a simple pre-treatment process of the seawater than with the conventional SWRO.
De toepassing van de geconcentreerde zoutoplossing en energie van een zonnevijver kan de effectiviteit en de efficiëntië-van het nieuwe hybride ORO ontzoutingsproces worden geoptimaliseerd.The use of the concentrated salt solution and energy of a solar pond can be used to optimize the effectiveness and efficiency of the new hybrid ORO desalination process.
De hybride ORO proces in combinatie met een zonnevijver van zuiver 25 natriumchloride oplossing en zoutpannen voor de natuurlijke productie van zout is een milieuvriendelijk proces met minimale afvoer van afvalstromen die een optimale “Zero Discharge” proces benaderd. De natriumchloride oplossing van de zonnevijver heeft een hoge osmotische druk door de hoge concentratie en verhoogde temperatuur.The hybrid ORO process in combination with a solar pond of pure sodium chloride solution and salt pans for the natural production of salt is an environmentally friendly process with minimal disposal of waste streams that approaches an optimal "Zero Discharge" process. The sodium chloride solution of the solar pond has a high osmotic pressure due to the high concentration and elevated temperature.
30 - Conventionele SWRO’s kunnen worden omgebouwd in het nieuwe hybride ORO ontzoutingsproces met geringe aanpassingen.30 - Conventional SWROs can be converted to the new hybrid ORO desalination process with minor adjustments.
1 0354 3 11 0354 3 1
Claims (16)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AW10070629 | 2007-06-29 | ||
| AW10070629 | 2007-06-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1035431A1 NL1035431A1 (en) | 2008-12-30 |
| NL1035431C2 true NL1035431C2 (en) | 2009-11-04 |
Family
ID=40688513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1035431A NL1035431C2 (en) | 2007-06-29 | 2008-05-15 | Hybrid osmosis reverse osmosis process for desalination of seawater, involves passing diluted effluent sodium chloride solution through semi-permeable membrane such that pure water and concentrated seawater are separated |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1035431C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012148911A3 (en) * | 2011-04-25 | 2013-09-06 | Oasys Water, Inc. | Osmotic separation systems and methods |
| US20140224716A1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | Oasys Water, Inc. | Osmotic separation systems and methods |
| WO2018029495A1 (en) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | Dessos Theodore | Reverse osmosis desalination with forward osmosis and solar collector |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5098575A (en) * | 1990-07-13 | 1992-03-24 | Joseph Yaeli | Method and apparatus for processing liquid solutions of suspensions particularly useful in the desalination of saline water |
| WO1997018166A2 (en) * | 1995-11-14 | 1997-05-22 | Osmotek, Inc. | Direct osmotic concentration contaminated water |
| WO2005012185A1 (en) * | 2003-07-30 | 2005-02-10 | University Of Surrey | Solvent removal process |
| WO2007147013A1 (en) * | 2006-06-13 | 2007-12-21 | Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education, On Behalf Of The University Of Nevada, Reno | Combined membrane-distillation-forward-osmosis systems and methods of use |
-
2008
- 2008-05-15 NL NL1035431A patent/NL1035431C2/en active Search and Examination
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5098575A (en) * | 1990-07-13 | 1992-03-24 | Joseph Yaeli | Method and apparatus for processing liquid solutions of suspensions particularly useful in the desalination of saline water |
| WO1997018166A2 (en) * | 1995-11-14 | 1997-05-22 | Osmotek, Inc. | Direct osmotic concentration contaminated water |
| WO2005012185A1 (en) * | 2003-07-30 | 2005-02-10 | University Of Surrey | Solvent removal process |
| WO2007147013A1 (en) * | 2006-06-13 | 2007-12-21 | Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education, On Behalf Of The University Of Nevada, Reno | Combined membrane-distillation-forward-osmosis systems and methods of use |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012148911A3 (en) * | 2011-04-25 | 2013-09-06 | Oasys Water, Inc. | Osmotic separation systems and methods |
| CN103619452A (en) * | 2011-04-25 | 2014-03-05 | Oasys水有限公司 | Osmotic separation systems and methods |
| CN103619452B (en) * | 2011-04-25 | 2015-12-23 | Oasys水有限公司 | Permeability and separation system and method |
| EA025403B1 (en) * | 2011-04-25 | 2016-12-30 | Оасис Уотер, Инк. | Osmotic separation systems and methods |
| US20140224716A1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | Oasys Water, Inc. | Osmotic separation systems and methods |
| EP2953707A4 (en) * | 2013-02-08 | 2018-01-17 | Oasys Water, Inc. | Osmotic separation systems and methods |
| WO2018029495A1 (en) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | Dessos Theodore | Reverse osmosis desalination with forward osmosis and solar collector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL1035431A1 (en) | 2008-12-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10427957B2 (en) | Osmotic separation systems and methods | |
| US8083942B2 (en) | Systems and methods for purification of liquids | |
| Nasr et al. | Forward osmosis: an alternative sustainable technology and potential applications in water industry | |
| CN102272053B (en) | Water desalination plant and system for the production of pure water and salt | |
| AU2007310694B2 (en) | Separation process | |
| El-Zanati et al. | Integrated membrane–based desalination system | |
| WO2013033841A1 (en) | Hybrid desalination system | |
| US9822021B2 (en) | Forward osmosis separation processes | |
| US20070068871A1 (en) | Low water recovery rate desalination system and method | |
| CN108383315B (en) | Multistage electrically driven ionic membrane's waste water recovery device | |
| WO2007132477A1 (en) | A pretreatment process for the saline water feeds of desalination plants | |
| US20210198136A1 (en) | Combinatorial membrane-based systems and methods for dewatering and concentrating applications | |
| KR20090060351A (en) | Method and apparatus for desalination | |
| WO2013134710A1 (en) | Methods for osmotic concentration of hyper saline streams | |
| KR20140033061A (en) | Osmotic separation systems and methods | |
| CN104276702A (en) | Desalting treatment method for wastewater of oil and gas fields | |
| CN109796099A (en) | A kind of reverse osmosis -- positive infiltration -- seawater desalination system and method for multi-effect distilling coupling | |
| WO2016057764A1 (en) | Osmotic separation systems and methods | |
| JP2014097483A (en) | Water treatment method and apparatus | |
| NL1035431C2 (en) | Hybrid osmosis reverse osmosis process for desalination of seawater, involves passing diluted effluent sodium chloride solution through semi-permeable membrane such that pure water and concentrated seawater are separated | |
| KR20130121406A (en) | Manufacturing apparatus for mineral water with forward osmosis hybrid | |
| Kim et al. | Fundamentals and application of reverse osmosis membrane processes | |
| Singh | Brine recovery at industrial RO plants: Conceptual process design studies | |
| ES2779982B2 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR THE CONCENTRATION OF AQUEOUS SALT SOLUTIONS WITH WATER RECOVERY | |
| Kim et al. | Desalination Technology for Sustainable Water Resource |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AD1A | A request for search or an international type search has been filed | ||
| RD2N | Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report) |
Effective date: 20090703 |
|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20131201 |
|
| RD1H | A request for restoration to the prior state has been filed |
Effective date: 20140717 |
|
| RD2N | Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report) |
Effective date: 20090703 |