NL1038485A - AN INNOVATIVE ENVIRONMENTALLY-FRIENDLY CHEMICAL-FREE OSMOTIC CLEANING PROCESS FOR CLEANING SWRO AND BWRO MEMBRANES IN OPERATION. - Google Patents

AN INNOVATIVE ENVIRONMENTALLY-FRIENDLY CHEMICAL-FREE OSMOTIC CLEANING PROCESS FOR CLEANING SWRO AND BWRO MEMBRANES IN OPERATION. Download PDF

Info

Publication number
NL1038485A
NL1038485A NL1038485A NL1038485A NL1038485A NL 1038485 A NL1038485 A NL 1038485A NL 1038485 A NL1038485 A NL 1038485A NL 1038485 A NL1038485 A NL 1038485A NL 1038485 A NL1038485 A NL 1038485A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
osmotic
swro
bwro
chemical
membrane
Prior art date
Application number
NL1038485A
Other languages
Dutch (nl)
Other versions
NL1038485C2 (en
Inventor
Filomeno Arsenio Marchena
Robert Patrick Marlon Wever
Vincentico Roman Junior Vrolijk
Victorino Anthonio Alberts
Original Assignee
Boekhoudt
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 Boekhoudt filed Critical Boekhoudt
Publication of NL1038485A publication Critical patent/NL1038485A/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1038485C2 publication Critical patent/NL1038485C2/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • 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
    • B01D61/10—Accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • 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
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/04—Backflushing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/06—Use of osmotic pressure, e.g. direct osmosis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/16—Use of chemical agents
    • B01D2321/162—Use of acids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/32—By heating or pyrolysis

Description

Een innovatieve milieuvriendelijke chemicaliënvrije osmotische reinigingsproces voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen.An innovative environmentally friendly chemical-free osmotic cleaning process for cleaning SWRO and BWRO membranes during operation.

Beschrijving.Description.

Inleiding.Preface.

De commerciële toepassing van de omgekeerde osmose technologie, de Sea Water Reverse Osmosis (SWRO), voor het ontzouten van zeewater voor de productie van drinkwater heeft de laatste decennia wereldwijd een belangrijke plaats ingenomen als een van de grootste zeewaterontziltingsprocessen. Door nieuwe ontwikkelingen op het gebied van de membraantechnologie en de energieterugwinning is dit proces verder ontwikkeld tot het energiezuinigste ontziltingsproces. Voor de productie van hoog kwaliteit drinkwater wordt permeaat van de hoge druk SWRO trap met een concentratie van 400-600 ppm aan totaal opgeloste zouten in een tweede lage druk trap verder gezuiverd tot concentraties van 10-15 ppm aan totaal opgeloste zouten. Deze lage druk trap wordt de Brackish Water Reverse Osmosis (BWRO) genoemd.The commercial application of reverse osmosis technology, the Sea Water Reverse Osmosis (SWRO), for the desalination of seawater for the production of drinking water has taken an important place worldwide in recent decades as one of the largest seawater desalination processes. Due to new developments in membrane technology and energy recovery, this process has been further developed into the most energy-efficient desalination process. For the production of high-quality drinking water, permeate of the high-pressure SWRO stage with a concentration of 400-600 ppm of total dissolved salts is further purified in a second low-pressure stage to concentrations of 10-15 ppm of total dissolved salts. This low pressure stage is called the Brackish Water Reverse Osmosis (BWRO).

Een nog steeds veel voorkomende probleem is de chemische- en microbiologische vervuiling van de membraanoppervlakken ondanks een intensieve voorbehandeling van de zeewatervoeding. Om een stabiele waterproductie te garanderen moet regelmatig een chemische reiniging worden uitgevoerd. De conventionele periodieke chemische reiniging bestaande uit een lage pH - en een hoge pH reiniging met afwisselend spoelen met oppervlakteactieve chemicaliën en soms een biodispersie middel is zeer tijdrovend, bewerkelijk, kostbaar en milieubelastend. Voor het chemisch reinigen moeten de desbetreffende SWRO-BWRO treinen tevens uit bedrijf worden genomen ten nadele van de capaciteitsbenutting. In deze beschrijving wordt een innovatieve kostenbesparende, milieuvriendelijke en chemicaliënvrije reiniging op basis van de osmotische werking met aangezuurd productwater beschreven voor het in bedrijf schoonmaken van zowel de SWRO- als de BWRO membraanoppervlakken. Het osmotische proces wordt opgang gezet door zowel het verlagen van de “recovery rate” van de SWRO- en de BWRO treinen als door de verhoging van de osmotische druk van de zeewatervoeding door het verhogen van diens zoutconcentratie en temperatuur.A still common problem is the chemical and microbiological contamination of the membrane surfaces despite intensive pre-treatment of the marine water feed. To guarantee stable water production, a chemical cleaning must be carried out regularly. The conventional periodic chemical cleaning consisting of a low pH and a high pH cleaning with alternating rinsing with surface-active chemicals and sometimes a biodispersant is very time-consuming, laborious, costly and environmentally harmful. For dry cleaning, the relevant SWRO-BWRO trains must also be taken out of operation to the detriment of capacity utilization. This description describes an innovative, cost-effective, environmentally-friendly and chemical-free cleaning based on osmotic action with acidified product water for cleaning both the SWRO and BWRO membrane surfaces during operation. The osmotic process is set in motion both by lowering the recovery rate of the SWRO and BWRO trains and by increasing the osmotic pressure of the marine water supply by increasing its salt concentration and temperature.

Het Osmoseproces.The Osmosis process.

Osmose is een natuurlijk diffusietransport van water via een semipermeabel membraan dat een geconcentreerde zoutoplossing scheidt van zuiver water of een verdunde waterige oplossing. Door de hogere chemische potentiaal van het zuiver water of van de verdunde oplossing stroomt water via het semipermeabele membraan naar de geconcentreerde oplossing totdat er een evenwicht wordt bereikt tussen beide oplossingen bij een bepaald drukverschil, waarbij de druk van de geconcentreerde oplossing hoger is dan die van de verdunde oplossing. Bij dit evenwichtsdrukverschil is de molaire vrije enthalpie, de molaire Gibbs energie, van beide oplossingen even groot en is het watertransport per tijdseenheid van de ene oplossing naar de andere via dit semipermeabele membraan even groot.Osmosis is a natural diffusion transport of water through a semi-permeable membrane that separates a concentrated saline solution from pure water or a diluted aqueous solution. Through the higher chemical potential of the pure water or of the diluted solution, water flows through the semipermeable membrane to the concentrated solution until a balance is reached between both solutions at a certain pressure difference, the pressure of the concentrated solution being higher than that of the diluted solution. At this equilibrium pressure difference, the molar free enthalpy, the molar Gibbs energy, of both solutions is equally great and the water transport per unit of time from one solution to another via this semipermeable membrane is equally great.

Het omgekeerde osmoseproces.The reverse osmosis process.

Bij het hier boven beschreven dynamische osmose evenwichtsproces treedt een drukverschil over beide door het semipermeabele membraan gescheiden oplossingen op waarbij aan de kant van de geconcentreerde oplossing de druk hoger is. Dit drukverschil wordt de osmotische druk van de geconcentreerde oplossing genoemd. Bij een druk hoger dan deze osmotische druk treedt het omgekeerde osmoseproces op waarbij een netto transport van zuiver water via het semipermeabele membraan naar de kant van de verdunde oplossing plaatsvindt. Op dit principe berust de omgekeerde osmose membraantechnologie voor het ontzilten van zeewater waarbij, door het toepassen van drukken hoger dan de osmotische druk van zeewater, de zeewatervoeding via een stelsel semipermeabele membranen gescheiden wordt in een stroom zuiver water (permeaat) en een stroom brijnwater met een concentratie hoger dan die van zeewater (concentraat). Afhankelijk van de zoutconcentratie van de zeewatervoeding moeten voor dit ontziltingsproces drukken van 60-75 bar worden toegepast.In the dynamic osmosis equilibrium process described above, a pressure difference occurs between both solutions separated by the semipermeable membrane, the pressure being higher on the side of the concentrated solution. This pressure difference is called the osmotic pressure of the concentrated solution. At a pressure higher than this osmotic pressure, the reverse osmosis process occurs in which a net transport of pure water takes place via the semipermeable membrane to the side of the diluted solution. This principle is based on the reverse osmosis membrane technology for the desalination of seawater whereby, by applying pressures higher than the osmotic pressure of seawater, the seawater feed is separated via a system of semipermeable membranes into a stream of pure water (permeate) and a stream of brine water with a concentration higher than that of seawater (concentrate). Depending on the salt concentration of the seawater feed, pressures of 60-75 bar must be used for this desalination process.

Voor een effectief watertransport moeten de membraanoppervlakken schoon en vrij blijven van eventuele chemische- en marien biologische vervuilingen. In praktijk wordt getracht dit te voorkomen door een optimale voorbehandeling van de zeewatervoeding en door periodieke chemische reiniging van de membranen.For effective water transport, the membrane surfaces must remain clean and free from any chemical and marine biological contamination. In practice, an attempt is made to prevent this by optimum pre-treatment of the seawater feed and by periodic chemical cleaning of the membranes.

De voorbehandeling van de zeewatervoeding.The pretreatment of seawater nutrition.

Voor een efficiënt en effectief scheidingsproces moeten de oppervlakken van de SWRO-en de BWRO membranen vrij zijn van verontreinigingen. De precipitatie van chemische componenten door oververzadiging tengevolge van concentratie polarisatie en de aangroei van marien biologische organismen kunnen de oppervlakken van de membranen sterk vervuilen en hierdoor een onstabiele productie veroorzaken. Membraanvervuiling kan grotendeels worden voorkomen door een intensieve voorbehandeling van de zeewatervoeding. In dit uiterst belangrijke onderdeel van het omgekeerde osmose ontziltingsproces wordt de fysische - en chemische voorbehandeling van de zeewatervoeding onderscheiden. De fysische voorbehandeling bestaat uit het conventionele filtratieproces door het toepassen van multi lagen zandfilters, micro filterkaarsen en de moderne membraanfiltratie door het toepassen van nanofiltratie en ultrafiltratie. De chemische voorbehandeling bestaat uit het toepassen van chemicaliën ter voorkoming van neerslag, coagulerende en flocculerende middelen ter bevordering van het filtratie proces, continu of tussentijdse dosering van desinfecteermiddelen ter voorkoming van microbiologische vervuiling en chemicaliën voor het verlagen van de boor concentratie. Ondanks een optimale voorbehandeling is in de praktijk vervuiling van de membranen toch niet volledig te voorkomen waardoor het periodiek chemisch reinigen van de membranen ook een noodzakelijke belangrijke onderdeel is van het SWRO proces.For an efficient and effective separation process, the surfaces of the SWRO and BWRO membranes must be free of contamination. The precipitation of chemical components due to over-saturation as a result of polarization concentration and the growth of marine biological organisms can heavily contaminate the surfaces of the membranes and thereby cause an unstable production. Membrane pollution can largely be prevented by intensive pre-treatment of the marine water feed. In this extremely important part of the reverse osmosis desalination process, the physical and chemical pre-treatment of seawater feed is distinguished. The physical pre-treatment consists of the conventional filtration process by applying multi-layer sand filters, micro filter candles and the modern membrane filtration by applying nanofiltration and ultrafiltration. The chemical pre-treatment consists of the use of chemicals to prevent precipitation, coagulants and flocculants to promote the filtration process, continuous or intermediate dosing of disinfectants to prevent microbiological contamination and chemicals for lowering the boron concentration. Despite optimum pre-treatment, in practice contamination of the membranes cannot be completely prevented, which means that periodic chemical cleaning of the membranes is also a necessary important part of the SWRO process.

Het chemisch reinigen van membranen.Dry cleaning of membranes.

Het voorkomen van vervuiling van de membraanoppervlakken is zoals boven beschreven van groot belang voor het handhaven van een stabiele bedrijfsvoering van het SWRO proces. Het chemisch reinigen van membranen, in het praktische vakjargon beter bekend als “Clean In Place” (CLP), is naast de voorbehandeling van de zeewatervoeding uiterst belangrijk voor het reinigen van de membranen. De membraanoppervlakken vormen een geschikte plaats waar de met de voorbehandelde zeewatervoeding binnenkomende marien micro-organismen zich kunnen vasthechten en zodoende een biofilm vormen. In de litteratuur is bekend dat in het zeewater voorkomende micro-organismen in ruststadium, in de Engelse litteratuur bekend als de “viable but not cultured “ (vbnc) micro-organismen, zich op de membraanoppervlakken hechten en door de rijke voeding, voornamelijk organische afbraakproducten van het desinfectieproces, actief worden en zich kunnen vermeerderen en zodoende biologische vervuiling veroorzaken.Preventing contamination of the membrane surfaces is of great importance as described above for maintaining stable operation of the SWRO process. The chemical cleaning of membranes, better known in practice as "Clean In Place" (CLP), is in addition to the pre-treatment of the marine water feed extremely important for cleaning the membranes. The membrane surfaces form a suitable place where the marine microorganisms entering with the pretreated seawater feed can attach and thus form a biofilm. In the literature it is known that micro-organisms occurring in the seawater at rest stage, in the English literature known as the "viable but not cultured" (vbnc) micro-organisms, adhere to the membrane surfaces and due to the rich diet, mainly organic degradation products of the disinfection process, become active and can multiply and thus cause biological contamination.

Voornamelijk de eerste membraanelementen in de SWRO drukbuis zijn blootgesteld aan biologische vervuiling.The first membrane elements in the SWRO pressure tube in particular are exposed to biological contamination.

Chemische verontreiniging wordt veroorzaakt door precipitatie van chemische componenten ten gevolge van oververzadiging door optredende concentratie polarisatie als gevolg van het diffusieproces in het grensvlak met het membraan. Vooral alkalische neerslag treedt op door oververzadiging van de in de zeewatervoeding voorkomende bicarbonaten en carbonaten van bivalente kationen. Door de toenemende zoutconcentratie van het doorstromende concentraat zijn vooral de achterste membraanelementen in het SWRO drukbuis blootgesteld aan chemische vervuiling.Chemical contamination is caused by precipitation of chemical components due to oversaturation due to the occurrence of polarization concentration as a result of the diffusion process in the interface with the membrane. Alkaline precipitation in particular occurs due to over-saturation of the bicarbonates and carbonates of bivalent cations occurring in marine water nutrition. Due to the increasing salt concentration of the flowing concentrate, especially the rear membrane elements in the SWRO pressure tube are exposed to chemical contamination.

De membranen in het BWRO gedeelte zijn praktisch niet blootgesteld aan micro biologische vervuiling daar de voeding voorgefiltreerd is door de SWRO membranen die een hoge retentie hebben voor micro-organismen. Wel zijn de BWRO membranen door de hogere “recovery rate” en de hoge pH voor de boorverwijdering gevoelig voor de precipitatie van alkalische chemische componenten.The membranes in the BWRO section are practically not exposed to micro biological contamination as the feed has been pre-filtered through the SWRO membranes that have a high retention for microorganisms. The higher recovery rate and the high pH for drilling removal do, however, make the BWRO membranes sensitive to the precipitation of alkaline chemical components.

De periodieke chemische reiniging van de SWRO membranen heeft afhankelijk van de biofilmvormingspotentiaal van de zeewatervoeding een frequentie van twee keren per maand tot drie a vier keren per j aar.The periodic chemical cleaning of the SWRO membranes has a frequency of two times a month to three or four times a year, depending on the biofilm formation potential of the seawater feed.

De chemische reiniging is een bewerkelijk en tijdrovend proces en bestaat uit afwisselend spoelen van de uit bedrijf genomen SWRO trein met BWRO voeding, het circuleren en het weken met een lage pH oplossing, spoelen met BWRO voeding, het circuleren met een anionische oppervlakteactieve oplossing, het spoelen met BWRO voeding, het circuleren en het weken met een hoge pH oplossing en het spoelen met BWRO voeding en het weer in bedrijf nemen. Het chemisch reinigingsproces kan ruim twee dagen in beslag nemen en is verder door het hoge chemicaliënverbruik een hoge belasting voor het milieu en vrij kostbaar. Hierdoor is een nieuwe innovatieve chemicaliënvrij proces ontwikkeld voor het in bedrijf reinigen van de SWRO- en BWRO membranen op basis van het osmoseproces voor het oplossen en losmaken van de aanslag op de membraanoppervlakken dat verder wordt verwijderd door de langs de membraan- oppervlakken stromende concentraat. Dit meesleuringseffect staat bekend als de ’’critical cross flux” effect. Het principe van dit nieuwe membraanreinigingsproces is gebaseerd op het op gang zetten van een osmoseproces via de SWRO membranen door het verlagen van de “recovery rate” en door het verhogen van de temperatuur en de zoutconcentratie van de zeewatervoeding. Het membraanreinigingsproces wordt verder versterkt door met koolzuurgas aangezuurd productwater van het ophardingsproces van het drinkwater te gebruiken voor het osmoseproces. De BWRO membranen die hoofdzakelijk door chemisch neerslag worden verontreinigd worden dienovereenkomstig schoon gemaakt door het verlagen van de “recovery rate” en door de membranen te spoelen met aangezuurd productwater. Dit nieuwe innovatieve chemicaliënvrije osmotische membraanreinigingsproces is hieronder uitgebreid beschreven.The chemical cleaning is a laborious and time-consuming process and consists of alternate rinsing of the withdrawn SWRO train with BWRO feed, circulating and soaking with a low pH solution, rinsing with BWRO feed, circulating with an anionic surfactant solution, rinse with BWRO feed, circulate and soak with a high pH solution and rinse with BWRO feed and put it back into operation. The chemical cleaning process can take more than two days and is furthermore, due to the high use of chemicals, a high burden on the environment and quite expensive. As a result, a new innovative chemical-free process has been developed for cleaning the SWRO and BWRO membranes during operation on the basis of the osmosis process for dissolving and loosening the deposits on the membrane surfaces, which is further removed by the concentrate flowing along the membrane surfaces. This entrainment effect is known as the "critical cross flux" effect. The principle of this new membrane cleaning process is based on initiating an osmosis process through the SWRO membranes by lowering the recovery rate and by increasing the temperature and salt concentration of the marine water feed. The membrane cleaning process is further enhanced by using carbon dioxide acidified product water from the curing process of the drinking water for the osmosis process. The BWRO membranes that are mainly contaminated by chemical precipitation are cleaned accordingly by lowering the recovery rate and by rinsing the membranes with acidified product water. This new innovative chemical-free osmotic membrane cleaning process is described in detail below.

Het innovatieve milieuvriendelijke chemicaliënvrije osmotische reinigingsproces voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen.The innovative environmentally-friendly chemical-free osmotic cleaning process for cleaning SWRO and BWRO membranes during operation.

Het ontzouten van zeewater met behulp van de omgekeerde osmose membraantechnologie bij hoge druk heeft veel te kampen met vervuiling van de membranen. Ondanks een intensieve voorbehandeling van de zeewatervoeding is chemische- en microbiologische verontreiniging van de membraanoppervlakken praktisch niet te voorkomen. Deze vervuiling wordt veroorzaakt door neerslagvorming van de zouten van de in het zeewater aanwezige tweewaardige en driewaardige anionen en kationen. Om permanente beschadiging van de membranen te voorkomen kan productie van water alleen doorgaan tot een bepaald drukverschil wordt bereikt over de concentraatzijde van het membraan, in praktijk tot een drukverschil van 0,2 bar. Bij het bereiken van deze drukval moet de desbetreffende SWRO-BWRO trein uit bedrijf worden genomen voor het chemisch reinigen van de membranen. Het herhaaldelijk chemisch reinigen kan de levensduur van de membranen drastisch verlagen. De conventionele periodieke chemische reiniging voor het garanderen van een stabiele bedrijfsvoering is zoals bovenvermeld zeer tijdrovend, bewerkelijk, milieubelastend en verhoogt de productiekosten.Desalting seawater using reverse osmosis membrane technology at high pressure has a lot to do with contamination of the membranes. Despite intensive pre-treatment of the marine water feed, chemical and microbiological contamination of the membrane surfaces is practically unavoidable. This pollution is caused by precipitation of the salts of the divalent and trivalent anions and cations present in the seawater. To prevent permanent damage to the membranes, production of water can only continue until a certain pressure difference is achieved over the concentrate side of the membrane, in practice up to a pressure difference of 0.2 bar. Upon reaching this pressure drop, the relevant SWRO-BWRO train must be taken out of operation for the chemical cleaning of the membranes. The repeated chemical cleaning can drastically reduce the service life of the membranes. The conventional periodic chemical cleaning to guarantee stable operational management is, as stated above, very time-consuming, laborious, environmentally harmful and increases production costs.

In deze beschrijving wordt een uitleg gegeven van het innovatieve osmotische membraanreinigingsproces dat eenvoudig in bedrijf is uit te voeren en het chemicaliën verbruik overbodig maakt. Hierdoor is het een reinigingsproces dat geen belasting vormt voor het milieu en tevens kostenbesparend door de verhoging van de capaciteitsbenutting van het SWRO-BWRO proces en de eliminatie van het intensieve chemicaliënverbruik.In this description an explanation is given of the innovative osmotic membrane cleaning process that is easy to carry out during operation and makes the use of chemicals superfluous. This makes it a cleaning process that does not burden the environment and also saves costs by increasing the capacity utilization of the SWRO-BWRO process and eliminating the intensive use of chemicals.

Het innovatieve chemicaliënvrije osmotische membraanreinigingsproces is gebaseerd op het verlagen van de “recovery rate” van de SWRO- en de BWRO membranen totdat praktisch geen permeaat wordt geproduceerd. Door het verlagen van de “recovery rate” wordt bij de constante productie regelingsysteem automatisch de hoge druk van de zeewatervoedingspompen via de variabele frequentie regeling verlaagd.The innovative chemical-free osmotic membrane cleaning process is based on lowering the recovery rate of the SWRO and BWRO membranes until virtually no permeate is produced. By lowering the recovery rate, the constant production control system automatically lowers the high pressure of the seawater feed pumps via the variable frequency control.

Een eenvoudige processtroom diagram van het basisprincipe van de chemicaliënvrije osmotische membraanreinigingsproces is in figuur 1 op bladzijde 1/4 schematisch weergegeven.A simple process flow diagram of the basic principle of the chemical-free osmotic membrane cleaning process is shown schematically in Figure 1 on page 1/4.

In figuur la is te zien dat bij de normale SWRO bedrijfsvoering de zeewatervoeding (1) in het eerste membraan element (3a) via het semipermeabele membraan (5a) gescheiden wordt in een stroom (6a) van zuiver water (permeaat) en een stroom (4a) van geconcentreerd brijn (concentraat). Deze concentraatstroom (4a) wordt verder in de opeenvolgende membraanelementen (3b) tot en met (3n) van de SWRO drukbuis (7) via de semipermeabele membranen (5b) tot en met (5n) gescheiden in de geconcentreerde brijnstromen (4b) tot en met (4n) en de zuivere waterstromen (6b) tot en met (6n). In een conventionele SWRO drukbuis worden een aantal van 7 a 8 membraanelementen toegepast. De in de membraanelementen geproduceerde gezuiverd water (8a-8n) wordt in de permeaatverzamelbuis (2) van de membraanelementen opgevangen en als permeaatstroom (8) af gevoerd naar een buffertank of verzamelleiding (in figuur la niet afgebeeld). De concentraatstroom 4 wordt in een conventionele SWRO naar de hoge druk gedeelte van een energieterugwinningssysteem afgevoerd voor drukuitwisseling met de zeewatervoeding. In figuur lb is het basisprincipe van het innovatieve chemicaliënvrije membraanreinigingsproces schematisch weergeven. In dit proces wordt eenvoudigweg de “recovery rate” van de SWRO productie-eenheid verlaagd totdat de werkdruk gelijk is aan de osmotische druk van zeewatervoeding (1). In deze situatie heerst de dynamische osmose evenwicht waarbij er geen netto transport meer optreedt van zuiver water (6a) in de richting van de concentraatstroom (4a) via het semipermeabele membraan (5a) in het membraan element (3a) naar de permeaatstroom (8a) in de verzamelbuis (2). Bij verdere verlaging van de “recovery rate”, overkomend met drukverlaging van de zeewatervoeding (1) overheerst het natuurlijke osmoseproces en komt een netto diffusie-transport van gezuiverd water (6a) van de permeaatstroom (8a) in de permeaatverzamel-buis (2) van het membraanelement (3 a) naar de concentraatstroom (4a) tot staand. Door deze osmotische waterstroom wordt de concentratie polarisatie opgeheven en kunnen de op het membraanoppervlak neergeslagen verontreinigingen worden losgerukt van het membraanoppervlak door de dwarsstroom van zuiver water (6a) waardoor de verwijdering van deze materialen door het meesleuren met langs het membraanoppervlak stromende concentraat (4a) wordt bevorderd. Door de permeaatstroom verder te verversen met een gedeelte van het met koolzuurgas aangezuurd productwater (9) van het drinkwaterophardingproces vindt nu een osmose diffusietransport van aangezuurd water (6a) op via het semipermeabele membraan (5a). Aangezuurd water bevordert de verwijdering van de op het membraanoppervlak aanwezige chemische- en microbiologische verontreinigingen door de goede oplosbaarheid van alkalische neerslag in aangezuurd water en door verandering van het osmoreguleringsproces van de micro-organismen waarbij het zoutevenwicht van de cellen wordt verstoord. Oplossing van de alkalische neerslag en de opzwelling van de micro-organismen vergemakkelijkt het verwijderingproces van de verontreinigingen van het membraanoppervlak en het meesleuren met de concentraatstroom (4a). Dit proces geschiedt dienovereenkomstig in alle opeenvolgende membraanelementen (3b-3n) van de SWRO drukbuis (7). In figuur lc is dit verwijderingproces schematisch weergegeven. In deze figuur 3c is te zien dat door de osmose dwarsstroom (2) afkomstig van de permeaatstroom (3) de micro organismen en de chemische neerslag van de oppervlakte van het semipermeabele membraan (7) worden losgerukt. Door deze opwaarts gerichte kracht en de stuwkracht van de concentraatstroom (4) werkt een resultante kracht (6) in de stroomrichting van de concentraatstroom (4 ) op de van het membraanoppervlak (7) losgerukte opgezwollen micro organismen (1) en de chemische neerslag (5) die zodoende het meesleuringseffect tot stand brengt.Figure 1a shows that in normal SWRO operation the seawater feed (1) in the first membrane element (3a) is separated via the semipermeable membrane (5a) into a stream (6a) of pure water (permeate) and a stream ( 4a) of concentrated brine (concentrate). This concentrate stream (4a) is further separated in the successive membrane elements (3b) to (3n) from the SWRO pressure tube (7) via the semipermeable membranes (5b) to (5n) into the concentrated brine streams (4b) to and with (4n) and the pure water streams (6b) to (6n). A number of 7 to 8 membrane elements are used in a conventional SWRO pressure tube. The purified water (8a-8n) produced in the membrane elements is collected in the permeate collection tube (2) of the membrane elements and discharged as permeate flow (8) to a buffer tank or collection line (not shown in figure la). The concentrate stream 4 is discharged in a conventional SWRO to the high pressure section of an energy recovery system for pressure exchange with the seawater feed. Figure 1b schematically shows the basic principle of the innovative chemical-free membrane cleaning process. In this process, the "recovery rate" of the SWRO production unit is simply reduced until the operating pressure equals the osmotic pressure of seawater feed (1). In this situation the dynamic osmosis equilibrium prevails, whereby there is no longer any net transport of pure water (6a) in the direction of the concentrate flow (4a) via the semipermeable membrane (5a) in the membrane element (3a) to the permeate flow (8a) in the collection tube (2). With a further reduction of the recovery rate, corresponding to a pressure reduction of the seawater feed (1), the natural osmosis process dominates and a net diffusion transport of purified water (6a) from the permeate flow (8a) enters the permeate collection tube (2) from the membrane element (3a) to the concentrate stream (4a) to standing. Due to this osmotic water flow, the polarization concentration is canceled and the contaminants deposited on the membrane surface can be torn away from the membrane surface by the transverse flow of pure water (6a), thereby removing the removal of these materials by entrainment with concentrate (4a) flowing along the membrane surface promoted. By further refreshing the permeate stream with a portion of the carbonated product water (9) of the drinking water curing process, an osmosis diffusion transport of acidified water (6a) now occurs via the semipermeable membrane (5a). Acidified water promotes the removal of the chemical and microbiological contaminants present on the membrane surface by the good solubility of alkaline precipitation in acidified water and by changing the osmoregulation process of the microorganisms whereby the salt balance of the cells is disturbed. Solution of the alkaline precipitate and swelling of the microorganisms facilitates the removal process of the impurities from the membrane surface and entrainment with the concentrate stream (4a). This process occurs accordingly in all successive membrane elements (3b-3n) of the SWRO pressure tube (7). This removal process is shown schematically in Figure 1c. In this figure 3c it can be seen that due to the osmosis transverse current (2) coming from the permeate current (3) the microorganisms and the chemical precipitation from the surface of the semipermeable membrane (7) are torn away. As a result of this upwardly directed force and the thrust of the concentrate stream (4), a resultant force (6) acts in the flow direction of the concentrate stream (4) on the swollen micro-organisms (1) which have been detached from the membrane surface (7) and the chemical precipitate (1). 5) thus producing the entrainment effect.

Het reinigingsproces van de BWRO membranen is dienovereenkomstig het bovenbeschreven SWRO membraanreinigingsproces. Merk echter voorts dat door de hoge kwaliteit van de BWRO voeding (SWRO permeaat) de vervuiling van de BWRO membranen overwegend uit alkalische chemische neerslag bestaat en kan hierdoor aanvankelijk ook alleen volstaan worden met het spoelen van de membraan-concentraatzijde met aangezuurd productwater.The cleaning process of the BWRO membranes is accordingly the SWRO membrane cleaning process described above. However, it should also be noted that due to the high quality of the BWRO feed (SWRO permeate), the contamination of the BWRO membranes consists predominantly of alkaline chemical precipitation and as a result it is initially sufficient to simply rinse the membrane concentrate side with acidified product water.

De osmotische druk van een zoutoplossing als zeewater is recht evenredig met de zoutconcentratie en met de temperatuur van de oplossing. Door verhoging van de zoutconcentratie en de temperatuur van de zeewatervoeding kan dus de osmotische druk van de zeewatervoeding worden verhoogd. Door toepassing hiervan kan verlaging van de “recovery rate” van de SWRO worden geminimaliseerd en het membraanreinigings-proces praktisch in bedrijf worden uitgevoerd. Een eenvoudig procesdiagram van dit membraanreinigingsproces is in figuur 2 op bladzijde 2/4 schematisch weergegeven.The osmotic pressure of a saline solution such as seawater is directly proportional to the salt concentration and the temperature of the solution. By increasing the salt concentration and the temperature of the seawater feed, the osmotic pressure of the seawater feed can therefore be increased. By applying this, a reduction in the "recovery rate" of the SWRO can be minimized and the membrane cleaning process can be carried out practically in operation. A simple process diagram of this membrane cleaning process is shown schematically in Figure 2 on page 2/4.

In figuur 2 is een schematische weergave gegeven van een tweetraps omgekeerde osmose ontziltingsproces bestaande uit een hoge druk SWRO procestrap (7) en een lage druk BWRO procestrap (12). In het tweetraps SWRO-BWRO productieproces wordt de voorbehandelde zeewaterstroom (1) door de hoge druk pomp (5) op de vereiste werkdruk voor de hoge druk SWRO procestap (7) gebracht. In figuur 2 is de inname en het voorbehandelingproces van de zeewatervoeding (1) eenvoudigheidshalve niet afgebeeld. Een gedeelte van de voorbehandelde zeewaterstroom (la) wordt naar het lage druk gedeelte van het energieterugwinningssysteem (3), een “pressure exchanger”, geleid waar het door drukuitwisseling met de concentraatstroom (8) van de hoge druk SWRO trap (7) en verder door de opjaagpomp ( 6) op de gewenste werkdruk wordt gebracht. In de hoge druk SWRO procestrap (7) wordt de op de werkdruk gebrachte zeewatervoeding (2) door diffusie van gezuiverd water, (in figuur 2 is deze omgekeerde osmose waterdiffusie eenvoudigheidshalve niet getekend), via het semipermeabele membraan (7a) gescheiden in een concentraatstroom (7d) en permeaatstroom (9) dat in de permeaatverzamelbuis (7b) wordt opgevangen. De permeaatstroom (9) wordt naar de verzamelleiding of een buffer voorraadtank (10) van de BWRO-voedingwater (11) geleid. In de lage druk BWRO procestrap (12) wordt de voedingwaterstroom (11) tengevolge van diffusie van zuiver water, (in figuur 2 is deze omgekeerde osmose waterdiffusie eenvoudigheidshalve niet getekend), via het semipermeabele membraan (12a) gescheiden in een concentraatstroom (12d) en een stroom zuiver water van hoog kwaliteit productwater (14) dat in de permeaatverzamelleiding (12b) wordt opgevangen. Voor het verhogen van de efficiëntie wordt de BWRO-concentraatstroom (13) geleid naar de lage druk gedeelte van het energieterugwinningssysteem (3). Het productwater (14) wordt aangezuurd met koolzuurgas (15) voor het ophardingsproces van het drinkwater en wordt hierna naar de verzamelleiding en of buffervoorraadtank (16) van het productwater (17) geleid. Het aangezuurd productwater (17) wordt van de productwaterverzamelleiding (16) naar het drinkwaterophardingssysteem (19) geleid. Na het ophardingssysteem wordt het drinkwater (20) na de eventueel benodigde verdere nabehandeling van het drinkwater naar de drinkwateropslagreservoirs afgevoerd. Deze zijn echter voor de eenvoud niet in figuur 2 weergegeven. De bovenbeschreven productie van drinkwater gaat door totdat door chemische en microbiologische vervuiling van de membranen de toegestane toename van de werkdruk en of van het drukverschil over de concentraatzijde van de SWRO membranen (7a) en die van de BWRO membranen (12a) is bereikt. De desbetreffende SWRO- en de BWRO treinen moeten dan uit bedrijf worden genomen voor het periodieke reinigingsproces van de membranen. In dit innovatieve osmotische membraanreinigingsproces wordt na het verlagen van de “recovery rate” van de hoge druk SWRO trap (7) de zoutconcentratie van de zeewatervoeding (2) verhoogd door de doorstromingsbalans van het energieterugwinningssysteem (3) zo te veranderen dat er meer concentraat (8) meegaat met de zeewatervoeding (la). Dit is bekend als de “lag flow” bedrijfsvoeringwijze van de “pressure exchangers” wat in de normale SWRO bedrijfsvoering niet gewenst is. Na opvoering van de zoutconcentratie kan de temperatuur van deze zeewatervoeding (la) worden verhoogd met het elektrische verwarmingselement (4). Normaliter kunnen SWRO membranen een temperatuur van 45°C verdragen. Door het verhogen van de zoutconcentratie en de temperatuur van de zeewatervoeding (2) wordt de osmotische druk verhoogd zodat de werkdruk niet meer voldoende is voor de waterdiffusie door omgekeerde osmose via het semipermeabele membraan (7a). Op het membraanoppervlak dat in contact is met deze warme zeewatervoeding met verhoogde zoutconcentratie (7d) treedt nu het natuurlijke osmoseproces op waarbij nu permeaat (7c) vanuit de permeaatverzamelbuis 7b via het semipermeabele membraan (7a) naar de concentraatstroom (7d) stroomt. In dit natuurlijke osmotische membraanreinigingsproces kan verder het verlagen van de “recovery rate” van SWRO trap (7) worden geminimaliseerd. Door de combinatie met het verlagen van de “recovery rate” kan echter de verhoging van de zoutconcentratie en de temperatuur beperkt blijven. In dit nieuwe osmotische membraanreinigingsproces kunnen de chemische- en microbiologische verontreinigingen die bij normale bedrijfsvoering door de dwarsstroming op het membraanoppervlak worden gedrukt, nu door de omgekeerde dwarsstroming van de permeaatstroom (7c) van het membraanoppervlak worden losgerukt en nu gemakkelijker door meesleuren met de langs het membraanoppervlak stromende concentraatstroom (7d) worden verwijderd. In normale bedrijfsvoering worden membranen van de BWRO vooral verontreinigd door alkalische chemische aanslag door precipitatie van carbonaten tengevolge van de hoge pH van de BWRO voedingwater (11). Deze alkalische neerslag is goed oplosbaar in aangezuurd water. Een oplossing van natriumhydroxide wordt namelijk gedoseerd aan de SWRO zeewatervoeding (2) en aan de BWRO voedingwater (11) voor het verwijderen van boor. Dit is in figuur 2 niet aangegeven. Voor het reinigen van de BWRO membranen (12a) wordt de “recovery rate” verlaagd om het natuurlijke osmoseproces op gang te zetten. Hierbij stroomt permeaat (12 c) nu vanuit de permeaatverzamelbuis (12b) in omgekeerde richting naar de concentraatzijde (12d) en maakt eventueel op de BWRO membranen vastgedrukt neerslag los van de membraanoppervlakken (12a). De dosering van de oplossing van natriumhydroxide wordt stopgezet en de BWRO voedingsstroom (11) wordt gemengd met aangezuurd productwater (18) om de pH te verlagen om de alkalische chemische neerslag op te lossen. Dit innovatieve reinigingsproces kan ook preventief worden toegepast in een voorgeschreven tijdsperiode om de SWRO membraanoppervlakken (7a) en BWRO membraanopervlakken (12a) vrij te houden van verontreinigingen. Door het gebruiken van normale SWRO proceswater voor het reinigen van membranen wordt het CEP chemicaliënverbruik geëlimineerd. Dit beperkt de chemische belasting van het milieu en levert veel besparing op de productiekosten. Het ontwerp van de SWRO proces kan vereenvoudigd worden door het achterwege blijven van het CIP systeem met bijbehorende installatie voor neutralisatie van de CIP stromen voor het lozen in zee. Het preventief schoonhouden van de membranen zonder chemicaliën en het in bedrijf kunnen reinigen van de membranen verhogen de levensduur en de gebruikstijd van de membranen en de beschikbaarheid van de SWRO-BWRO productie-eenheid.Figure 2 shows a schematic representation of a two-stage reverse osmosis desalination process consisting of a high-pressure SWRO process step (7) and a low-pressure BWRO process step (12). In the two-stage SWRO-BWRO production process, the pre-treated seawater stream (1) is brought to the required operating pressure for the high-pressure SWRO process step (7) by the high-pressure pump (5). Figure 2 does not show the intake and pre-treatment process of the seawater feed (1) for the sake of simplicity. A portion of the pretreated seawater stream (1a) is directed to the low pressure portion of the energy recovery system (3), a "pressure exchanger", where, through pressure exchange with the concentrate stream (8), it enters the high-pressure SWRO stage (7) and further is brought to the desired operating pressure by the booster pump (6). In the high-pressure SWRO process step (7), the seawater feed (2) brought to the operating pressure is separated by diffusion of purified water (in Figure 2 this reverse osmosis water diffusion is not shown for the sake of simplicity) via the semipermeable membrane (7a) into a concentrate stream (7d) and permeate stream (9) collected in the permeate collection tube (7b). The permeate stream (9) is fed to the collection line or a buffer storage tank (10) of the BWRO feed water (11). In the low pressure BWRO process step (12), the feed water stream (11) due to diffusion of pure water, (for the sake of simplicity this reverse osmosis water diffusion is not shown in Figure 2), is separated into a concentrate stream (12d) via the semipermeable membrane (12a) and a stream of pure water of high quality product water (14) that is collected in the permeate collection line (12b). To increase efficiency, the BWRO concentrate stream (13) is directed to the low pressure portion of the energy recovery system (3). The product water (14) is acidified with carbon dioxide gas (15) for the hardening process of the drinking water and is then led to the collection line and / or buffer storage tank (16) of the product water (17). The acidified product water (17) is led from the product water collection line (16) to the drinking water collection system (19). After the curing system, the drinking water (20) is drained to the drinking water storage tanks after any further treatment required. However, these are not shown in Figure 2 for simplicity. The production of drinking water described above continues until chemical and microbiological contamination of the membranes reaches the permitted increase in the operating pressure and / or the pressure difference across the concentrate side of the SWRO membranes (7a) and that of the BWRO membranes (12a). The relevant SWRO and BWRO trains must then be taken out of operation for the periodic cleaning of the membranes. In this innovative osmotic membrane cleaning process, after lowering the recovery rate of the high pressure SWRO stage (7), the salt concentration of the seawater feed (2) is increased by changing the flow balance of the energy recovery system (3) so that more concentrate ( 8) goes with seawater nutrition (la). This is known as the "lag flow" operating method of the "pressure exchangers", which is not desirable in normal SWRO operations. After increasing the salt concentration, the temperature of this seawater feed (la) can be increased with the electric heating element (4). Normally SWRO membranes can tolerate a temperature of 45 ° C. Increasing the salt concentration and the temperature of the seawater feed (2) increases the osmotic pressure so that the operating pressure is no longer sufficient for water diffusion through reverse osmosis via the semipermeable membrane (7a). The natural osmosis process now occurs on the membrane surface that is in contact with this warm seawater feed with increased salt concentration (7d), whereby permeate (7c) now flows from the permeate collection tube 7b via the semipermeable membrane (7a) to the concentrate stream (7d). In this natural osmotic membrane cleaning process, further lowering the "recovery rate" of SWRO stage (7) can be minimized. However, due to the combination with lowering the recovery rate, the increase in salt concentration and temperature can remain limited. In this new osmotic membrane cleaning process, the chemical and microbiological contaminants that are pressed on the membrane surface by the transverse flow during normal operation can now be torn away from the membrane surface by the reverse transverse flow of the permeate flow (7c) and now more easily by dragging along along the along the flowing concentrate stream (7d) on the membrane surface. In normal operation, BWRO membranes are mainly contaminated by alkaline chemical deposits due to precipitation of carbonates due to the high pH of the BWRO feed water (11). This alkaline precipitate is easily soluble in acidified water. Namely, a solution of sodium hydroxide is dosed to the SWRO seawater feed (2) and to the BWRO feed water (11) for the removal of boron. This is not indicated in Figure 2. For the cleaning of the BWRO membranes (12a) the "recovery rate" is lowered to start the natural osmosis process. In this case, permeate (12 c) now flows from the permeate collection tube (12b) in the reverse direction to the concentrate side (12d) and detaches any precipitates pressed onto the BWRO membranes from the membrane surfaces (12a). The dosing of the sodium hydroxide solution is stopped and the BWRO feed stream (11) is mixed with acidified product water (18) to lower the pH to dissolve the alkaline chemical precipitate. This innovative cleaning process can also be applied preventively over a prescribed period of time to keep the SWRO membrane surfaces (7a) and BWRO membrane surfaces (12a) free from contamination. By using normal SWRO process water for cleaning membranes, the CEP chemical consumption is eliminated. This limits the chemical burden on the environment and delivers a lot of savings on production costs. The design of the SWRO process can be simplified by omitting the CIP system with associated installation for neutralizing the CIP currents for discharge into the sea. Preventive cleaning of the membranes without chemicals and being able to clean the membranes during operation increase the service life and usage time of the membranes and the availability of the SWRO-BWRO production unit.

Dit verhoogt de effectiviteit en efficiëntie van de SWRO-BWRO ontziltingsproces.This increases the effectiveness and efficiency of the SWRO-BWRO desalination process.

Het enige bijkomstige energieverbruik is het verwarmen van het gedeelte van de zeewatervoeding (la) met het verwarmingselement (4). Merk voorts dat dit energieverbruik kan worden geoptimaliseerd met de verlaging van de “recovery rate” en de verhoging van de zoutconcentratie. Een alternatief voor het boven beschreven osmotische membraanreinigingsproces met de bedoeling om het gebruik van het elektrische verwarmingselement (4) te minimaliseren en of te elimineren en om het osmotische membraanreinigingsproces verder te versterken door het verversen van de omgekeerde permeaatstromen (7c) en (12c) met aangezuurd productwater is in figuur 3 op bladzijde 3/4 weergegeven.The only additional energy consumption is heating the part of the seawater supply (1a) with the heating element (4). Also note that this energy consumption can be optimized with the reduction of the "recovery rate" and the increase of the salt concentration. An alternative to the above-described osmotic membrane cleaning process with the intention of minimizing and / or eliminating the use of the electric heating element (4) and to further enhance the osmotic membrane cleaning process by refreshing the reverse permeate currents (7c) and (12c) with acidified product water is shown in page 3 on page 3/4.

In figuur 3 is te zien dat het SWRO-BWRO ontziltingsproces in hoofdzaak hetzelfde is als het in figuur 2 schematisch weergegeven ontziltingsproces. Het verschil bestaat echter hierin dat een deelstroom (8b) van de concentraatstroom (8) van de hoge druk SWRO trap (7) na energie uitwisseling in het energieterugwinningssysteem (3) naar een zonnevijver (23) wordt geleid. In de zonnevijver (“solar pond”) wordt zon energie in warmte omgezet en opgeslagen in de bodem vloeistof lagen. De vloeistof in de bodemlagen hebben ook een hogere concentratie en een hogere temperatuur dan de toplagen. Hierbij kunnen temperaturen van 26-82 °C worden bereikt. De carbonaatzouten van de concentraatstroom (8) kunnen in de bodemlagen door de hogere temperaturen en het verdere concentreren neerslaan en op de bodem bezinken.Figure 3 shows that the SWRO-BWRO desalination process is essentially the same as the desalination process schematically shown in Figure 2. However, the difference consists in that a partial flow (8b) of the concentrate flow (8) from the high-pressure SWRO stage (7) after energy exchange in the energy recovery system (3) is led to a solar pond (23). In the solar pond ("solar pond"), sun energy is converted into heat and stored in the soil fluid layers. The liquid in the bottom layers also has a higher concentration and a higher temperature than the top layers. Temperatures of 26-82 ° C can be achieved. The carbonate salts of the concentrate stream (8) can precipitate in the soil layers due to the higher temperatures and further concentration and to settle on the soil.

Voor het nieuwe innovatieve osmotische membraanreiningingsproces van de SWRO membranen (7a) wordt, zoals in figuur 3 is weergegeven, een warme geconcentreerde zoutoplossing (24) van de zonnevijver gemengd met de zeewatervoeding (la) om de osmotische druk van de zeewatervoeding (2) naar de hoge druk SWRO trap (7) te verhogen. Deze warme geconcentreerde zoutoplossing (24) wordt in de micro filterkaarsen (22) gezuiverd van eventueel meestromende geprecipiteerde zoutdeeltjes. Door verlaging van de “recovery rate” en de hoge osmotische druk van de warme zeewatervoeding (2) met verhoogde zoutconcentratie is de normale werkdruk van de hoge druk SWRO trap (7) niet meer voldoende om het omgekeerde osmose scheidings- proces via de semipermeabele membranen (7a) te handhaven. Op plaatsen waar het membraanoppervlak in contact komt met de warme geconcentreerde concentraatstroom (7d) begint het natuurlijk osmoseproces op gang te komen en vindt nu een netto permeaatstroom (7c) vanuit de permeaatverzamelbuis (7b) door diffusie via de membranen (7a) naar de concentraatstroom (7c). Om de verwijdering van de verontreinigingen te bevorderen wordt de permeaatstroom (7d) in de SWRO trap (7) met door koolzuurgas aangezuurd productwater (18a) ververst in de permeaatverzamelleiding (7b) van de hoge druk SWRO processtap (7). Deze zure permeaatstroom (7c) verhindert tevens het neerslaan van carbonaten in de concentraatstroom (7d). Het osmotische membraanreinigingsproces van de BWRO membranen is hetzelfde als het membraanreinigingsproces van figuur 2 met dien verstande dat de reiniging verder bevorderd wordt met het verversen van de permeaatstroom (12c) met aangezuurd productwater (18b). De alkalische neerslag wordt hierbij direct in het grensvlak tussen membraanoppervlak en chemische neerslag opgelost wat de verwijdering door meesleuren vergemakkelijkt. Dit maakt de verwijdering van de chemische neerslag veel effectiever dan het in figuur 2 weergeven osmotische membraanreinigingsproces door het verlagen van de werkdruk van de BWRO voedingwater (11). Dit osmotisch membraanreinigingsproces kan verder worden geoptimaliseerd door toepassing van een zonnevijver van zuiver natriumchloride oplossing. Dit is bedoeld om eventuele neerslag van carbonaten en andere oververzadigde zouten te voorkomen in de zonnevijver.For the new innovative osmotic membrane cleaning process of the SWRO membranes (7a), as shown in Figure 3, a warm concentrated salt solution (24) from the solar pond is mixed with the sea water feed (la) to transfer the osmotic pressure from the sea water feed (2) to increase the high pressure SWRO stage (7). This warm concentrated salt solution (24) is purified in the micro filter candles (22) from any co-flowing precipitated salt particles. By lowering the recovery rate and the high osmotic pressure of the warm seawater feed (2) with increased salt concentration, the normal working pressure of the high pressure SWRO stage (7) is no longer sufficient to reverse the reverse osmosis process via the semipermeable membranes (7a). At places where the membrane surface comes into contact with the warm concentrated concentrate stream (7d), the natural osmosis process starts to occur and now a net permeate stream (7c) is found from the permeate collection tube (7b) by diffusion through the membranes (7a) to the concentrate stream (7c). To promote the removal of the contaminants, the permeate stream (7d) in the SWRO stage (7) is refreshed with carbonated product water (18a) in the permeate collection line (7b) of the high-pressure SWRO process step (7). This acid permeate stream (7c) also prevents the precipitation of carbonates in the concentrate stream (7d). The osmotic membrane cleaning process of the BWRO membranes is the same as the membrane cleaning process of Figure 2 with the proviso that the cleaning is further promoted by refreshing the permeate stream (12c) with acidified product water (18b). The alkaline precipitate is dissolved directly in the interface between the membrane surface and the chemical precipitate, which facilitates removal by entrainment. This makes the removal of the chemical precipitate much more effective than the osmotic membrane cleaning process shown in Figure 2 by reducing the operating pressure of the BWRO feed water (11). This osmotic membrane cleaning process can be further optimized by using a solar pond of pure sodium chloride solution. This is intended to prevent possible precipitation of carbonates and other supersaturated salts in the solar pond.

In figuur 4 op bladzijde 4 / 4 is een schematische weergave gegeven van dit alternatieve osmotische membraanreiningingsproces dat in hoofdzaak precies hetzelfde is als het in figuur 3 schematische weergegeven proces met dien verstande dat een zonnevijver van zuiver natriumchloride oplossing wordt toegepast. Hierbij wordt een zoutpan gebruikt voor de natuurlijke zoutproductie voor de aanmaak van de zuivere zoutoplossing. Zoals in figuur 4 is te zien wordt in dit alternatieve osmotische membraanreinigingsproces een gedeelte van de concentraatstroom (8a) naar een zoutpan (22) geleid voor de natuurlijke productie van zuiver zout. Dit zout wordt gebruikt voor de aanmaak van een zuiver natriumchloride oplossing voor de zonnevijver (23). Voor het osmotische membraanreinigingsproces wordt de osmotische druk van de zeewatervoeding (2) van de hoge druk SWRO procestrap (7) verhoogd door het gedeelte van de zeewatervoeding (la) te mengen met een warme geconcentreerde stroom van zuiver natriumchloride oplossing (24) afkomstig van de zonnevijver (23). In dit proces wordt de eventuele neerslag van carbonaten in de zonnevijver, aangemaakt met de SWRO concentraat (8) zoals in figuur 3 weergeven, vermeden.Figure 4 on page 4/4 shows a schematic representation of this alternative osmotic membrane cleaning process that is substantially exactly the same as the process shown diagrammatically in Figure 3, provided that a sun pond of pure sodium chloride solution is used. A salt pan is used for the natural salt production for the production of the pure salt solution. As can be seen in Figure 4, in this alternative osmotic membrane cleaning process, a portion of the concentrate stream (8a) is passed to a salt pan (22) for the natural production of pure salt. This salt is used for the production of a pure sodium chloride solution for the solar pond (23). For the osmotic membrane cleaning process, the osmotic pressure of the seawater feed (2) of the high pressure SWRO process step (7) is increased by mixing the portion of the seawater feed (1a) with a warm concentrated stream of pure sodium chloride solution (24) from the solar pond (23). In this process the possible precipitation of carbonates in the solar pond, created with the SWRO concentrate (8) as shown in figure 3, is avoided.

Het osmotische membraanreinigingsproces van de BWRO lage druk trap (12) is analoog aan die weergegeven in figuur 3. Dit osmotische membraanreinigingsproces maakt het omgekeerde osmose ontziltingsproces milieuvriendelijk en economisch met een optimaal energieverbruik.The osmotic membrane cleaning process of the BWRO low pressure stage (12) is analogous to that shown in Figure 3. This osmotic membrane cleaning process makes the reverse osmosis desalination process environmentally friendly and economical with optimum energy consumption.

Voordelen van het nieuwe chemicaliënvrije osmotische membraanreinigingsproces.Advantages of the new chemical-free osmotic membrane cleaning process.

- Door de mogelijkheid om de “recovery rate” te verlagen in combinatie met het verhogen van de zoutconcentratie en de temperatuur van de zeewatervoeding is een eenvoudige effectieve membraanreinigingsproces ontwikkeld dat het intensieve chemicaliënverbuik van het conventionele chemische reinigingsproces van membranen “ Clean In Place” (CLP) elimineert.- The possibility of reducing the recovery rate in combination with increasing the salt concentration and the temperature of the seawater feed has resulted in a simple effective membrane cleaning process that removes the intensive chemical consumption of the conventional chemical cleaning process of membranes "Clean In Place" (CLP) ).

- Eliminatie van het intensieve chemicaliënverbruik van het conventionele CIP-proces maakt dit osmotische membraanreinigingsproces zeer milieu vriendelijk.- Elimination of the intensive chemical consumption of the conventional CIP process makes this osmotic membrane cleaning process very environmentally friendly.

- Eliminatie van het intensieve chemicaliënverbruik van de conventionele CIP verhoogt de levensduur en de gebruikstijd van de membranen. Hierdoor worden de vervangingskosten van de kostbare membranen verlaagd.- Elimination of the intensive chemical consumption of the conventional CIP increases the service life and the usage time of the membranes. This reduces the replacement costs of the expensive membranes.

- Door de mogelijkheid om het osmotische membraanreinigingsproces in bedrijf uit te voeren wordt de beschikbaarheid van de SWRO-BWRO productie-eenheid verhoogd en wordt hierdoor de onderhoudskosten en productiekosten verlaagd.- The possibility of carrying out the osmotic membrane cleaning process in operation increases the availability of the SWRO-BWRO production unit and therefore reduces maintenance costs and production costs.

Door de mogelijkheid om dit osmotische membraanreinigingsproces preventief uit te voeren wordt de kans op sterke vervuiling van de membranen voorkomen en wordt het gemiddelde jaarlijkse energieverbruik per kubieke meter geproduceerd water geoptimaliseerd.The ability to preventively perform this osmotic membrane cleaning process prevents the risk of strong contamination of the membranes and optimizes the average annual energy consumption per cubic meter of water produced.

- Het natuurlijke osmose watertransport door het membraan biedt de mogelijkheid om de op het membraanoppervlak door de dwarsstroom tijdens het omgekeerde osmoseproces vastgedrukte verontreiniging los te maken en bevordert hierdoor de verwijdering ervan door het meesleuren met de langs het membraanoppervlak stromende concentraat. Hierdoor wordt het positieve verwijderingeffect van het ontwerp bij de “Critical Cross flux” van de membranen sterk verbeterd.- The natural osmosis water transport through the membrane offers the possibility of loosening the contamination pressed onto the membrane surface by the transverse flow during the reverse osmosis process and thereby promotes its removal by entrainment with the concentrate flowing along the membrane surface. This greatly improves the positive removal effect of the design with the "Critical Cross flux" of the membranes.

De mogelijkheid voor het toepassen van de warme geconcentreerde zoutoplossing van een zonnevijver minimaliseert en of elimineert het gebruik van een elektrisch verwarmingselement en verlaagt hierdoor het elektrisch energieverbruik en maakt het osmotische membraanreinigingsproces economisch.The possibility of using the warm concentrated salt solution of a solar pond minimizes and / or eliminates the use of an electric heating element and thereby lowers the electrical energy consumption and makes the osmotic membrane cleaning process economical.

- Door de toepassing van een zoutpan voor de productie van een zuiver oplossing van natriumchloride voor de zonnevijver wordt de kans voor neerslag van carbonaten in de vloeistoflagen met hoge temperatuur in een met concentraat aangemaakt zonnevijver geëlimineerd.- The use of a salt pan for the production of a pure sodium chloride solution for the solar pond eliminates the chance of carbonates depositing in the high-temperature liquid layers in a concentrated solar pond.

Het nieuwe innovatieve osmotische membraanreinigingsproces maakt het in bedrijf chemicaliënvrij reinigen van de BWRO membranen door het verlagen van de “recovery rate” en het mengen van de BWRO voedingwaterstroom met aangezuurd productwater van het drinkwaterophardingsproces zeer eenvoudig en economisch vergeleken met het conventionele chemische membraanreinigingsproces met externe dosering van anorganische- en organische chemicaliën.The new innovative osmotic membrane cleaning process makes chemical-free cleaning of the BWRO membranes in operation by reducing the recovery rate and mixing the BWRO feed water stream with acidified product water from the drinking water hardening process very simple and economical compared to the conventional chemical membrane cleaning process with external dosing of inorganic and organic chemicals.

De mogelijkheid voor het verversen van het BWRO permeaat met aangezuurd productwater van het drinkwaterophardingsproces maakt het BWRO osmotische membraanreinigingsproces nog effectiever.The possibility of refreshing the BWRO permeate with acidified product water from the drinking water hardening process makes the BWRO osmotic membrane cleaning process even more effective.

In dit nieuwe osmotische membraanreinigingssysteem wordt alleen gebruik gemaakt van de bij het SWRO productieproces behorende processtromen en maakt een additionele CIP systeem met bijbehorende CEP processtromen overbodig.In this new osmotic membrane cleaning system, only the process streams associated with the SWRO production process are used and an additional CIP system with associated CEP process streams is superfluous.

- Conventionele SWRO-BWRO productie-eenheden kunnen eenvoudig met geringe aanpassingen worden omgebouwd voor de toepassing van het nieuwe chemicaliënvrije osmotische membraanreinigingssysteem.- Conventional SWRO-BWRO production units can easily be converted with minor modifications for the application of the new chemical-free osmotic membrane cleaning system.

Claims (16)

1. Het principe van het innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsproces voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen, zoals in figuur lb op bladzijde 1 / 4 is weergeven, is gebaseerd op het verlagen van de “recovery rate” van de hoge druk SWRO procestrap totdat de werkdruk gelijk is aan de osmotische druk van zeewatervoeding (1). In deze situatie heerst de dynamische osmose evenwicht tussen de concentraatstromen (4a-4n) en de permeaatstromen (8a-8n) in de membraanelementen (3a-3n). Bij verdere verlaging van de “recovery rate” overheerst het natuurlijke osmoseproces en komt een netto diffusietransport van gezuiverd water (6a-6n) van de permeaatstromen (8a-8n) in de permeaatverzamelbuis (2) van de membraanelementen (3a-3n) naar de concentraatstromen (4a-4n) tot staand. Door deze osmotische waterstroom worden de op de membraanoppervlakken neergeslagen verontreinigingen losgemaakt en door meesleuren met de concentraatstromen (4a-4n) verwijderd. Door de permeaatstroom te verversen met koolzuurgas aangezuurd water (6) wordt de verwijdering van de op de membraanoppervlakken aanwezige chemische- en microbiologische verontreinigingen door de goede oplosbaarheid van alkalische neerslag in aangezuurd water en door verandering van het osmoreguleringsproces van de micro-organismen bevorderd.1. The principle of the innovative osmotic chemical-free membrane cleaning process for cleaning SWRO and BWRO membranes during operation, as shown in Figure 1b on page 1/4, is based on lowering the recovery rate of the high-pressure SWRO process step until the operating pressure equals the osmotic pressure of seawater feed (1). In this situation, the dynamic osmosis equilibrium between the concentrate streams (4a-4n) and the permeate streams (8a-8n) in the membrane elements (3a-3n). Upon further reduction of the recovery rate, the natural osmosis process dominates and a net diffusion transport of purified water (6a-6n) from the permeate streams (8a-8n) in the permeate collection tube (2) from the membrane elements (3a-3n) to the concentrate streams (4a-4n) to standing. By this osmotic water stream, the impurities deposited on the membrane surfaces are released and removed by entraining with the concentrate streams (4a-4n). By changing the permeate stream with carbonated gas acidified water (6), the removal of the chemical and microbiological contaminants present on the membrane surfaces is promoted by the good solubility of alkaline precipitate in acidified water and by changing the osmoregulation process of the microorganisms. 2. Het innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsproces voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen, zoals weergegeven in figuur 2 op bladzijde 2 / 4, is een innovatief membraanreiningingsproces gebaseerd op het in conclusie 1 beschreven osmotische membraanreinigings-principe waarbij het osmoseproces op gang wordt gezet door de verlaging van de “recovery rate” en het verhogen van de osmotische druk van de zeewatervoeding (2) door het gedeelte van de zeewatervoeding (la) te verwarmen met het verwarmingselement (4) en de zoutconcentratie ervan te verhogen door de “lag flow” bedrijfsvoeringwijze van het energieterug-winningssysteem (3) waarbij meer concentraat (8) meegaat met de zeewatervoeding (la). Op de membraanoppervlakken dat in contact zijn met deze warme zeewatervoeding met verhoogde zoutconcentratie treedt nu het natuurlijke osmoseproces op waarbij permeaat (7c) vanuit de permeaatverzamelbuis (7b) via de semipermeabele membranen (7a) naar de concentraatstroom (7d) stroomt. In dit natuurlijke osmotische membraan-reinigingsproces kan verder het verlagen van de “recovery rate” van SWRO trap (7) worden geminimaliseerd. Door de combinatie met de verlaging van “recovery rate” kunnen de verhoging van de zoutconcentratie en de temperatuur beperkt blijven. In dit nieuwe osmotische membraanreinig-ingsproces kunnen de chemische en microbiologische verontreinigingen nu door de omgekeerde dwarsstroming van de permeaatstroom (7c) van de membraanoppervlakken worden opgelicht en nu gemakkelijker door meesleuren met de langs de membraanoppervlakte stromende concentraatstroom (7d) worden verwijderd. De BWRO membranen (12a) worden gereinigd door de ““recovery rate”” van de lage druk BWRO processtap (12) te verlagen om het natuurlijke osmoseproces op gang te zetten. Hierbij stroomt permeaat (12 c) nu vanuit de permeaat verzamelbuis (12d) in omgekeerde richting naar de concentraatzijde (12d) en maakt eventueel op de BWRO membraanoppervlakken vastgedrukt neerslag los. De dosering van de oplossing van natriumhydroxide voor de boorverwijdering wordt stopgezet en de BWRO voedingsstroom (11) wordt gemengd met aangezuurd productwater (18) om de pH te verlagen voor het oplossen van de alkalische chemische neerslag.2. The innovative osmotic chemical-free membrane cleaning process for cleaning SWRO and BWRO membranes during operation, as shown in Figure 2 on page 2/4, is an innovative membrane cleaning process based on the osmotic membrane cleaning principle described in claim 1 in which the osmosis process is underway. is set by lowering the recovery rate and increasing the osmotic pressure of the sea water feed (2) by heating the part of the sea water feed (la) with the heating element (4) and increasing its salt concentration by the " lag flow ”operating method of the energy recovery system (3) in which more concentrate (8) goes with the seawater feed (la). The natural osmosis process now occurs on the membrane surfaces that are in contact with this warm seawater feed with increased salt concentration, whereby permeate (7c) flows from the permeate collection tube (7b) via the semipermeable membranes (7a) to the concentrate stream (7d). In this natural osmotic membrane cleaning process, further lowering the "recovery rate" of SWRO stage (7) can be minimized. The combination with the reduction of the "recovery rate" means that the increase in salt concentration and temperature can remain limited. In this new osmotic membrane cleaning process, the chemical and microbiological contaminants can now be lifted from the membrane surfaces by the reverse transverse flow of the permeate stream (7c) and can now be more easily removed by entraining with the concentrate stream (7d) flowing along the membrane surface. The BWRO membranes (12a) are cleaned by lowering the "recovery rate" of the low pressure BWRO process step (12) to initiate the natural osmosis process. In this case, permeate (12c) now flows from the permeate collection tube (12d) in the reverse direction to the concentrate side (12d) and loosens any deposits pressed onto the BWRO membrane surfaces. The dosing of the sodium hydroxide solution for the drilling removal is stopped and the BWRO feed stream (11) is mixed with acidified product water (18) to lower the pH for dissolving the alkaline chemical precipitate. 3. Het innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsproces voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen, zoals weergegeven in figuur 3 op bladzijde 3 / 4, is een innovatieve osmotische membraanreinig- ingsproces dat in principe hetzelfde is als het in conclusie 2 beschreven osmotische membraanreinigingsproces. In dit alternatief wordt echter de osmotische druk van de zeewatervoeding (2) verhoogd door het gedeelte van de zeewatervoeding (la) te mengen met een warme geconcentreerde zoutoplossing (24) afkomstig van de zonnevijver (23). Een deelstroom (8b) van de concentraatstroom (8) van de hoge druk SWRO trap (7) wordt na energie uitwisseling in het energieterugwinningssysteem (3) gebruikt als zoutoplossing voor de zonnevijver (23). De warme geconcentreerde zoutoplossing (24) wordt in de micro filterkaarsen (22) gezuiverd van eventueel meestromende in de warme bodemvloeistoflagen van de zonnevijver (23) geprecipiteerde zoutdeeltjes. Om de verwijdering van de verontreinigingen te bevorderen wordt de permeaatstroom (7d) in de SWRO trap (7) met door koolzuurgas aangezuurd productwater (18a) ververst in de permeaatverzamelleiding (7b) van de hoge druk SWRO processtap (7). Het osmotische membraanreinigingsproces van de BWRO membranen is hetzelfde als het in conclusie 2 beschreven osmotische membraanreinigingsproces met dien verstande dat de reiniging verder wordt bevorderd door het verversen van de permeaatstroom (12c) met aangezuurd productwater (18b). De alkalische neerslag wordt hierbij direct in het grensvlak membraan -neerslag opgelost wat de verwijdering door meesleuren met de langs het membraanoppervlak stromende concentraat vergemakkelijkt. Dit maakt de verwijdering van de chemische neerslag veel effectiever dan de in conclusie 2 beschreven osmotische membraanreinigingsproces van de lage druk BWRO procestrap (12).3. The innovative osmotic chemical-free membrane cleaning process for the operational cleaning of SWRO and BWRO membranes, as shown in Figure 3 on page 3/4, is an innovative osmotic membrane cleaning process that is basically the same as the osmotic membrane cleaning process described in claim 2. . In this alternative, however, the osmotic pressure of the seawater feed (2) is increased by mixing the portion of the seawater feed (1a) with a warm concentrated salt solution (24) from the solar pond (23). A partial flow (8b) of the concentrate flow (8) of the high-pressure SWRO stage (7) is used after salt exchange in the energy recovery system (3) as a saline solution for the solar pond (23). The warm concentrated salt solution (24) is purified in the micro filter candles (22) from any salt particles precipitated in the warm bottom fluid layers of the solar pond (23). To promote the removal of the contaminants, the permeate stream (7d) in the SWRO stage (7) is refreshed with carbonated product water (18a) in the permeate collection line (7b) of the high-pressure SWRO process step (7). The osmotic membrane cleaning process of the BWRO membranes is the same as the osmotic membrane cleaning process described in claim 2, provided that the cleaning is further promoted by refreshing the permeate stream (12c) with acidified product water (18b). The alkaline precipitate is dissolved directly in the membrane precipitation interface, which facilitates removal by entrainment with the concentrate flowing along the membrane surface. This makes the removal of the chemical precipitate much more effective than the osmotic membrane cleaning process of the low pressure BWRO process step (12) described in claim 2. 4. Het innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsproces voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen, zoals weergegeven in figuur 4 op bladzijde 4 / 4, is een innovatieve osmotische membraanreinigingsproces dat in principe hetzelfde is als de in conclusie 3 beschreven osmotische membraanreinigingsproces. Echter in dit alternatieve osmotische membraanreinigingsproces wordt de osmotische druk van de zeewatervoeding (2) van de hoge druk SWRO procestrap (7) verhoogd door het gedeelte van de zeewatervoeding (la) te mengen met een warme geconcentreerde stroom van zuiver natriumchloride oplossing (24) afkomstig van de zonnevijver (23). Een gedeelte van de concentraatstroom (8a) wordt naar een zoutpan (22) afgevoerd voor de natuurlijke productie van zuiver zout. Dit zout wordt gebruikt voor de aanmaak van zuiver natriumchloride oplossing voor de zonnevijver (23). In dit proces wordt eventuele neerslag van carbonaten in de zonnevijver, aangemaakt met de SWRO concentraat (8) zoals in het in conclusie 3 beschreven osmotische membraanreinigingsproces, vermeden. Het osmotische membraanreinigingsysteem van de BWRO lage druk trap (12) is analoog aan het in conclusie 3 beschreven proces.4. The innovative osmotic chemical-free membrane cleaning process for the operational cleaning of SWRO and BWRO membranes, as shown in Figure 4 on page 4/4, is an innovative osmotic membrane cleaning process that is basically the same as the osmotic membrane cleaning process described in claim 3. However, in this alternative osmotic membrane cleaning process, the osmotic pressure of the seawater feed (2) of the high pressure SWRO process step (7) is increased by mixing the portion of the seawater feed (1a) with a warm concentrated stream of pure sodium chloride solution (24) from the solar pond (23). A portion of the concentrate stream (8a) is discharged to a salt pan (22) for the natural production of pure salt. This salt is used for the production of pure sodium chloride solution for the solar pond (23). In this process, any precipitation of carbonates in the solar pond prepared with the SWRO concentrate (8) as in the osmotic membrane cleaning process described in claim 3 is avoided. The osmotic membrane cleaning system of the BWRO low pressure stage (12) is analogous to the process described in claim 3. 5. De innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsprocessen voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen zoals beschreven in de conclusies 1 tot met 4 zijn door de mogelijkheid om de “recovery rate” te verlagen in combinatie met het verhogen van de zoutconcentratie en de temperatuur van de zeewatervoeding eenvoudige effectieve membraanreinigingsprocessen die het intensieve chemicaliën-verbruik van het conventionele chemische membraanreinigingsproces “ Clean In Place” (CIP) elimineren.The innovative osmotic chemical-free membrane cleaning processes for cleaning SWRO and BWRO membranes in operation as described in claims 1 to 4 are due to the possibility of reducing the recovery rate in combination with increasing the salt concentration and the temperature of the marine water supply simple effective membrane cleaning processes that eliminate the intensive chemical consumption of the conventional chemical membrane cleaning process “Clean In Place” (CIP). 6. De innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsprocessen voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen zoals beschreven in de conclusies 1 tot met 4 zijn door eliminatie van het intensieve chemicaliënverbruik van het conventionele CIP proces zeer milieu vriendelijk.The innovative osmotic chemical-free membrane cleaning processes for cleaning SWRO and BWRO membranes in operation as described in claims 1 to 4 are very environmentally friendly by eliminating the intensive chemical consumption of the conventional CIP process. 7. De innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsprocessen voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen zoals beschreven in de conclusies 1 tot met 4 verhogen door de eliminatie van het intensief chemicaliënverbruik van de conventionele CIP de levensduur en de gebruikstijd van de membranen. Hierdoor worden de vervangingskosten van de kostbare membranen verlaagd.The innovative osmotic chemical-free membrane cleaning processes for the operational cleaning of SWRO and BWRO membranes as described in claims 1 to 4 increase the service life and usage time of the membranes by eliminating the intensive chemical consumption of the conventional CIP. This reduces the replacement costs of the expensive membranes. 8. De innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsprocessen voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO zoals beschreven in de conclusies 1 tot met 4 verhogen door de mogelijkheid om het osmotische membraanreinigingsproces in bedrijf uit te voeren de beschikbaarheid van de SWRO-BWRO productie-eenheid en verlagen hierdoor de onderhoudskosten en productiekosten.The innovative osmotic chemical-free membrane cleaning processes for cleaning SWRO and BWRO in operation as described in claims 1 to 4 increase the availability of the SWRO-BWRO production unit by the ability to perform the osmotic membrane cleaning process in operation. reduce maintenance costs and production costs. 9. De innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsprocessen voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen zoals beschreven in de conclusies 1 tot met 4 verlagen door de mogelijkheid om dit osmotische membraanreinigingsproces preventief uit te voeren de kans op sterke vervuiling van de SWRO- en BWRO membranen (7a enl2a) en wordt hierdoor het gemiddelde jaarlijkse energieverbruik per kubieke meter geproduceerd water geoptimaliseerd.9. The innovative osmotic chemical-free membrane cleaning processes for in-house cleaning of SWRO and BWRO membranes as described in claims 1 to 4 reduce the possibility of strong contamination of the SWRO and BWRO by the possibility of carrying out this osmotic membrane cleaning process preventively. membranes (7a and 12a) and this optimizes the average annual energy consumption per cubic meter of water produced. 10. De innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsprocessen voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen zoals beschreven in de conclusies 1 tot met 4 maken door het natuurlijke osmose watertransport (7c enl2c) het op de membraanoppervlakken (7a en 12a) door de dwarsstroom tijdens het omgekeerde osmoseproces vastgedrukte verontreinigingen los en bevorderen hierdoor de effectieve verwijdering door meesleuren met de langs het membraanoppervlak stromende concentraat. Hierdoor wordt het positieve verwijderingeffect van het ontwerp bij de “Critical Cross flux” van de membranen sterk verbeterd.The innovative osmotic chemical-free membrane cleaning processes for cleaning SWRO and BWRO membranes in operation as described in claims 1 to 4 make it through natural osmosis water transport (7c and 12c) through transverse flow on membrane surfaces (7a and 12a) during In the reverse osmosis process, contaminants that are pressed down and thereby promote effective removal by entrainment with the concentrate flowing along the membrane surface. This greatly improves the positive removal effect of the design with the "Critical Cross flux" of the membranes. 11. De innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsprocessen voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen zoals beschreven in de conclusies 3 en 4 elimineren door de mogelijkheid voor het toepassen van de warme geconcentreerde zoutoplossing (24) van een zonnevijver (23) het gebruik van een elektrisch verwarmingselement (4) en verlagen hierdoor het elektrisch energieverbruik en maken het osmotische membraanreinigingsproces meer economisch dan het conventionele chemisch membraanreinigingsproces.The innovative osmotic chemical-free membrane cleaning processes for the operational cleaning of SWRO and BWRO membranes as described in claims 3 and 4, by eliminating the possibility of using the warm concentrated salt solution (24) of a solar pond (23) an electric heating element (4) and thereby reduce the electrical energy consumption and make the osmotic membrane cleaning process more economical than the conventional chemical membrane cleaning process. 12. Het innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsproces voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen zoals beschreven in de conclusie 4 elimineert door de toepassing van een zoutpan (22) voor de productie van zuiver natriumchloride oplossing voor de zonnevijver (23) de kans van neerslag van carbonaten in de vloeistoflagen met hoge temperatuur in een met concentraat aangemaakt zonnevijver (23) en maakt de toepassing van micro filterkaarsen (22) overbodig.The innovative osmotic chemical-free membrane cleaning process for the operational cleaning of SWRO and BWRO membranes as described in claim 4 eliminates the possibility of using a salt pan (22) for the production of pure sodium chloride solution for the solar pond (23). precipitation of carbonates in the high-temperature liquid layers in a sun-drenched pond (23) and eliminates the use of micro filter candles (22). 13. De innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsprocessen voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen zoals beschreven in de conclusies 2 tot met 4 maken het in bedrijf chemicaliënvrij reinigen van de BWRO membranen (12a) door het verlagen van de “recovery rate” en het mengen van de BWRO voedingwaterstroom (11) met aangezuurd productwater (18,19) zeer eenvoudig en economisch vergeleken met het conventionele chemische membraanreinigingsproces met externe dosering van anorganische of organische chemicaliën.The innovative osmotic chemical-free membrane cleaning processes for cleaning SWRO and BWRO membranes in operation as described in claims 2 to 4 make operationally chemical-free cleaning of the BWRO membranes (12a) by lowering the recovery rate and mixing the BWRO feed water stream (11) with acidified product water (18,19) is very simple and economical compared to the conventional chemical membrane cleaning process with external dosing of inorganic or organic chemicals. 14. De innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsprocessen voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen zoals beschreven in de conclusies 3 en 4 maken door de mogelijkheid voor het verversen van het BWRO permeaat (12c) met aangezuurd productwater (18b) van het drinkwaterophardingsproces (20) het BWRO osmotische membraanreinigingsproces nog effectiever.The innovative osmotic chemical-free membrane cleaning processes for cleaning SWRO and BWRO membranes as described in claims 3 and 4 make it possible to refresh the BWRO permeate (12c) with acidified product water (18b) of the drinking water curing process ( 20) the BWRO osmotic membrane cleaning process is even more effective. 15. De innovatieve osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsprocessen voor het in bedrijf reinigen van SWRO- en BWRO membranen zoals beschreven in de conclusies 1 tot met 4 maken alleen gebruik van de bij de SWRO-BWRO productie proces behorende processtromen en maken hierdoor een additionele CIP systeem met bijbehorende CIP processtromen overbodig.The innovative osmotic chemical-free membrane cleaning processes for cleaning SWRO and BWRO membranes in operation as described in claims 1 to 4 only use the process streams associated with the SWRO-BWRO production process and thereby make an additional CIP system with associated CIP system CIP process flows unnecessary. 16. Conventionele SWRO-BWRO productie-eenheden kunnen met geringe aanpassingen worden omgebouwd voor de toepassing van het nieuwe osmotische chemicaliënvrije membraanreinigingsproces.16. Conventional SWRO-BWRO production units can be converted with minor modifications for the application of the new osmotic chemical-free membrane cleaning process.
NL1038485A 2010-08-10 2010-12-30 AN INNOVATIVE ENVIRONMENTALLY-FRIENDLY CHEMICAL-FREE OSMOTIC CLEANING PROCESS FOR CLEANING SWRO AND BWRO MEMBRANES IN OPERATION. NL1038485C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AW01100824 2010-08-10
AW01100824 2010-08-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL1038485A true NL1038485A (en) 2012-07-03
NL1038485C2 NL1038485C2 (en) 2013-02-18

Family

ID=44640574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1038485A NL1038485C2 (en) 2010-08-10 2010-12-30 AN INNOVATIVE ENVIRONMENTALLY-FRIENDLY CHEMICAL-FREE OSMOTIC CLEANING PROCESS FOR CLEANING SWRO AND BWRO MEMBRANES IN OPERATION.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1038485C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0768112A1 (en) * 1995-10-16 1997-04-16 Christ AG Process and device for producing pure water
EP0899238A1 (en) * 1997-08-28 1999-03-03 Hager + Elsässer GmbH Method and apparatus for treating water by reverse osmosis or nanofiltration
JP2000079328A (en) * 1998-09-07 2000-03-21 Nitto Denko Corp Cleaning of reverse osmosis membrane module
US20040134521A1 (en) * 2003-01-09 2004-07-15 Boris Liberman Direct osmosis cleaning
WO2005123232A2 (en) * 2004-06-21 2005-12-29 Membrane Recovery Ltd Ro membrane cleaning method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0768112A1 (en) * 1995-10-16 1997-04-16 Christ AG Process and device for producing pure water
EP0899238A1 (en) * 1997-08-28 1999-03-03 Hager + Elsässer GmbH Method and apparatus for treating water by reverse osmosis or nanofiltration
JP2000079328A (en) * 1998-09-07 2000-03-21 Nitto Denko Corp Cleaning of reverse osmosis membrane module
US20040134521A1 (en) * 2003-01-09 2004-07-15 Boris Liberman Direct osmosis cleaning
WO2005123232A2 (en) * 2004-06-21 2005-12-29 Membrane Recovery Ltd Ro membrane cleaning method

Also Published As

Publication number Publication date
NL1038485C2 (en) 2013-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yangali-Quintanilla et al. Indirect desalination of Red Sea water with forward osmosis and low pressure reverse osmosis for water reuse
CA2663906C (en) Method and apparatus for desalination
DK2691340T3 (en) Process for treating water used for industrial purposes
KR101943421B1 (en) Osmotic separation systems and methods
JP5804228B1 (en) Water treatment method
JP5575015B2 (en) Fresh water production system
WO2013033841A1 (en) Hybrid desalination system
JP2008100219A (en) Desalination method and desalination apparatus
JP2011056345A (en) Desalination system
US20180304203A1 (en) Ceramic membrane system for silica removal and related methods
Wang et al. Study of integrated membrane systems for the treatment of wastewater from cooling towers
Kim et al. Fundamentals and application of reverse osmosis membrane processes
NL1038485C2 (en) AN INNOVATIVE ENVIRONMENTALLY-FRIENDLY CHEMICAL-FREE OSMOTIC CLEANING PROCESS FOR CLEANING SWRO AND BWRO MEMBRANES IN OPERATION.
US20120255918A1 (en) Use of rhamnolipids in the water treatment industry
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
KR20170069614A (en) Saltwater desalination system
JP4468730B2 (en) Pastoriser drainage collection device and pastoriser drainage collection system
EP2218494B1 (en) Method and device for the purification of an aqueous fluid
JP3963304B2 (en) Reverse osmosis separation method
WO2014057892A1 (en) Method for generating fresh water
JP2006167533A (en) Method for condensing sea water
KR20130003402A (en) Package apparatus for water purifying with feed water-customized and producing method purifying water using it
Zhang et al. Wastewater treatment using integrated membrane processes
Krueger Efficient pre-treatment: Ultrafiltration in Russian power plants

Legal Events

Date Code Title Description
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20140701