RU218041U1 - REVERSE OSMOSIS UNIT FOR DRINKING WATER PREPARATION FROM PUBLIC WATER SUPPLY - Google Patents

REVERSE OSMOSIS UNIT FOR DRINKING WATER PREPARATION FROM PUBLIC WATER SUPPLY Download PDF

Info

Publication number
RU218041U1
RU218041U1 RU2023104206U RU2023104206U RU218041U1 RU 218041 U1 RU218041 U1 RU 218041U1 RU 2023104206 U RU2023104206 U RU 2023104206U RU 2023104206 U RU2023104206 U RU 2023104206U RU 218041 U1 RU218041 U1 RU 218041U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
permeate
membrane
pump
accumulator
reverse osmosis
Prior art date
Application number
RU2023104206U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Владимирович Вяткин
Original Assignee
Вячеслав Владимирович Вяткин
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Владимирович Вяткин filed Critical Вячеслав Владимирович Вяткин
Application granted granted Critical
Publication of RU218041U1 publication Critical patent/RU218041U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к автоматам продажи питьевой воды, полученной из воды сети общего водоснабжения путем ее очистки, характеризующимся прерывистым характером своего функционирования, объективно обусловленным характером аквавендинга. Узел обратного осмоса содержит установленные в корпусе аппарата входной управляемый клапан (1), предназначенный для пропуска в узел исходной воды, повышающий насос (2), вход которого соединен с выходом указанного клапана (1), обратноосмотическую мембрану (3), имеющую вход (4), соединенный с выходом указанного насоса (2), и выходы пермеата (5) и концентрата (6), гидравлическое сопротивление (7) отвода этого концентрата в канализацию, гидроаккумулятор (9) для пермеата, взятого с выхода (5) мембраны (3), насос (10) выдачи пермеата из гидроаккумулятора (9) потребителю, контроллер (11). Контроллер электрически соединен с выходом датчика уровня пермеата в гидроаккумуляторе (9), с цепью электропитания повышающего насоса (2), с цепью электропитания насоса (10) выдачи пермеата, с управляющим входом указанного клапана (1). Узел содержит расположенный в корпусе аппарата трубопровод (12) возвращающей подачи пермеата из гидроаккумулятора (9) на вход повышающего насоса (2). В разрыв трубопровода (12) гидравлически последовательно включены установленные в корпусе аппарата управляемый клапан (13) возвращающей подачи пермеата, управляющий вход которого электрически соединен с контроллером (11), и обратный клапан (14). Технический результат: повышение эффективности нехимической очистки мембраны. 1 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to vending machines for drinking water obtained from the water of the public water supply network by purifying it, characterized by the intermittent nature of its operation, objectively due to the nature of aqua vending. The reverse osmosis unit contains an inlet controlled valve (1) installed in the body of the apparatus, designed to pass into the source water unit, a booster pump (2), the inlet of which is connected to the outlet of the specified valve (1), a reverse osmosis membrane (3) having an inlet (4 ) connected to the outlet of the specified pump (2), and the outlets of the permeate (5) and concentrate (6), the hydraulic resistance (7) of the discharge of this concentrate into the sewer, the hydraulic accumulator (9) for the permeate taken from the outlet (5) of the membrane (3 ), pump (10) for dispensing permeate from the accumulator (9) to the consumer, controller (11). The controller is electrically connected to the output of the permeate level sensor in the accumulator (9), to the power supply circuit of the booster pump (2), to the power supply circuit of the pump (10) for issuing permeate, to the control input of the specified valve (1). The unit contains a pipeline (12) located in the body of the apparatus for the return supply of permeate from the hydraulic accumulator (9) to the inlet of the booster pump (2). The break in the pipeline (12) hydraulically includes in series the controlled valve (13) for the return supply of permeate, installed in the body of the apparatus, the control input of which is electrically connected to the controller (11), and the check valve (14). EFFECT: increased efficiency of non-chemical cleaning of the membrane. 1 ill.
Figure 00000001

Description

Область техники, к которой относится полезная модельField of technology to which the utility model belongs

Полезная модель относится к аквавендингу, а именно к автоматам продажи питьевой воды, полученной из воды сети общего водоснабжения путем ее очистки с использованием обратного осмоса, характеризующегося прерывистым характером своего функционирования, объективно обусловленным характером аквавендинга.The utility model relates to aqua vending, namely to vending machines for drinking water obtained from the water of a public water supply network by cleaning it using reverse osmosis, characterized by an intermittent nature of its functioning, objectively due to the nature of aqua vending.

Уровень техникиState of the art

Общеизвестно использование обратного осмоса для очистки воды (https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Обратный_осмос&stable=0&redirect=no).The use of reverse osmosis for water purification is well known (https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Reverse osmosis&stable=0&redirect=no).

Известна и проблема такой очистки, связанная с забиванием пор обратноосмотической мембраны примесями, содержащимися в исходной воде, и отложением осадков этих примесей на ее внутренней поверхности. На это есть несколько причин: это и концентрационная поляризация, и адсорбция, и образование геля. Также известно и решение этой проблемы, заключающееся в химической очистке поверхности мембраны, которая заключается в использовании ряда химических реагентов как по отдельности, так и в различных сочетаниях. Такая химическая очистка включает рециркуляцию раствора химического агента в течение 20-30 минут, экспозицию этого раствора в течение 20-30 минут, дополнительную рециркуляцию в течение 15-20 минут, дальнейший смыв раствора с поверхности мембраны очищенной водой (см., например, https://www.c-o-k.ru/articles/obratnyy-osmos-teoriya-praktika-rekomendacii).The problem of such purification is also known, associated with clogging of the pores of the reverse osmosis membrane with impurities contained in the source water, and the deposition of sediments of these impurities on its inner surface. There are several reasons for this: these are concentration polarization, adsorption, and gel formation. A solution to this problem is also known, which consists in chemical cleaning of the membrane surface, which consists in the use of a number of chemical reagents, both individually and in various combinations. Such chemical treatment includes recirculation of the chemical agent solution for 20-30 minutes, exposure of this solution for 20-30 minutes, additional recirculation for 15-20 minutes, further washing of the solution from the membrane surface with purified water (see, for example, https: //www.c-o-k.ru/articles/obratnyy-osmos-teoriya-praktika-rekomendacii).

Причина, препятствующая получению в указанном известном техническом решении технического результата, который обеспечивается заявленным для патентования узлом, заключается в использовании именно химической очистки, которая сложна технологически, требует значительного времени, предъявляет повышенные требования как к химической устойчивости мембраны к реагенту, так и к процедуре последующего удаления реагента из мембраны (очистки мембраны от реагента).The reason that prevents the technical result obtained in the specified well-known technical solution, which is provided by the node claimed for patenting, is the use of chemical cleaning, which is technologically complex, time-consuming, imposes increased requirements both on the chemical resistance of the membrane to the reagent, and on the procedure for subsequent removing the reagent from the membrane (cleaning the membrane from the reagent).

Известен узел обратного осмоса аппарата подготовки питьевой воды из воды общего водоснабжения (прототип), который содержит установленные в корпусе аппарата входной управляемый клапан, повышающий насос, обратноосмотическую мембрану с входом и выходами пермеата и концентрата, гидравлическое сопротивление отвода этого концентрата в канализацию, гидроаккумулятор для временного аккумулирования пермеата, взятого с выхода мембраны, насос выдачи пермеата из гидроаккумулятора потребителю пермеата, а также контроллер, который электрически соединен с выходом датчика уровня пермеата в гидроаккумуляторе, с цепью электропитания повышающего насоса, цепью электропитания насоса выдачи пермеата, а также с управляющим входом входного управляемого клапана, предназначенного для подачи исходной воды, подлежащей очистки обратным осмосом, на вход повышающего насоса, выход которого гидравлически соединен с входом мембраны (см. описание полезной модели по патенту RU №206266 U1, МПК C02F 9/00, G07F 13/00, опубликовано: 02.09.2021. Бюл. №25).A well-known reverse osmosis unit for the preparation of drinking water from public water supply (prototype), which contains an input controlled valve installed in the body of the apparatus, a booster pump, a reverse osmosis membrane with the inlet and outlets of permeate and concentrate, the hydraulic resistance of the removal of this concentrate into the sewer, a hydraulic accumulator for temporary storage of permeate taken from the outlet of the membrane, the pump for issuing permeate from the accumulator to the permeate consumer, as well as the controller, which is electrically connected to the output of the permeate level sensor in the accumulator, to the power supply circuit of the boost pump, the power supply circuit of the permeate issuance pump, and also to the control input of the input controlled a valve designed to supply source water to be purified by reverse osmosis to the inlet of a booster pump, the outlet of which is hydraulically connected to the inlet of the membrane (see the description of the utility model according to patent RU No. 206266 U1, IPC C02F 9/00, G07F 13/00, published : 09/02/2021. Bull. No. 25).

Признаки известного узла (прототипа), общие с признаками заявленной полезной модели, есть перечисленные выше признаки прототипа.The features of a known node (prototype) that are common with the features of the claimed utility model are the features of the prototype listed above.

Причина, препятствующая получению в известном узле (прототипе) технического результата, который обеспечивается заявленной для патентования полезной моделью, заключается в том, что в прототипе очистку мембраны осуществляют промывкой пропускаемым через мембрану интенсивным потоком промывочной воды, в качестве которой берут исходную воду, направляемую в процессе промывки в канализацию через открытый клапан, шунтирующий упомянутое гидравлическое сопротивление отвода концентрата в канализацию. Это требует большого расхода очищающей воды, уходящей при этом в канализацию, и при этом характеризуется малой эффективностью очистки из-за сугубо механического воздействия потока очищающей воды на подлежащие удалению отложения осадков на поверхности мембраны.The reason that prevents the technical result obtained in the known node (prototype), which is provided by the utility model claimed for patenting, is that in the prototype, the membrane is cleaned by washing through the membrane with an intense flow of washing water, which is taken as the source water directed in the process flushing into the sewer through an open valve shunting said hydraulic resistance of the concentrate discharge into the sewer. This requires a large amount of cleansing water to be discharged into the sewer and is characterized by a low cleaning efficiency due to the purely mechanical effect of the cleansing water flow on the sediment deposits on the membrane surface to be removed.

Техническая проблема, на решение которой направлена заявленная для патентования полезная модель заключается в необходимости повышения эффективности нехимической очистки мембраны (т.е. очистки водой) и, как следствие, в увеличении продолжительности ее (мембраны) эффективной работы.The technical problem to be solved by the utility model claimed for patenting is the need to increase the efficiency of non-chemical cleaning of the membrane (i.e. cleaning with water) and, as a result, to increase the duration of its (membrane) effective operation.

Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of the utility model

Технический результат, опосредствующий решение данной технической проблемы, заключается в том, что очистка мембраны осуществляется в каждом перерыве в ее (мембраны) стандартной обратноосмотической работы, при этом используется диффузионная очистка внутренним (для этой мембраны) пермеатом, который для этого взят из гидроаккумулятора и подан в мембрану, где осуществляется его диффузионная экспозиция, очищающая мембрану, а после этого этот обогащенный примесями пермеат в следующем процессе стандартной обратноосмотической очистки подвергается стандартному разделению мембраной на пермеат и концентрат.The technical result, which mediates the solution of this technical problem, is that the membrane is cleaned at each break in its (membrane) standard reverse osmosis operation, while diffusion cleaning is used with an internal (for this membrane) permeate, which is taken from the accumulator and supplied for this purpose. into the membrane, where its diffusion exposure is carried out, which cleans the membrane, and after that this impurity-enriched permeate in the next process of standard reverse osmosis purification is subjected to standard membrane separation into permeate and concentrate.

Достигается технический результат тем, что заявленный узел обратного осмоса аппарата подготовки питьевой воды из воды общего водоснабжения содержит установленные в корпусе аппарата входной управляемый клапан (1), предназначенный для пропуска в узел исходной воды, повышающий насос (2), вход которого соединен с выходом указанного клапана (1), обратноосмотическую мембрану (3), имеющую вход (4), соединенный с выходом указанного насоса (2), и выходы пермеата (5) и концентрата (6), гидравлическое сопротивление (7) отвода этого концентрата в канализацию, гидроаккумулятор (9) для временного аккумулирования пермеата, взятого с выхода (5) мембраны (3), насос (10) выдачи пермеата из гидроаккумулятора (9) потребителю пермеата, контроллер (11), который электрически соединен с выходом датчика уровня пермеата в гидроаккумуляторе (9), с цепью электропитания повышающего насоса (2), с цепью электропитания насоса (10) выдачи пермеата и с управляющим входом указанного клапана (1), а также расположенный в корпусе аппарата трубопровод (12) возвращающей подачи пермеата из гидроаккумулятора (9) на вход повышающего насоса (2), при этом в разрыв этого трубопровода (12) гидравлически последовательно включены установленные в корпусе аппарата управляемый клапан (13) возвращающей подачи пермеата, управляющий вход которого электрически соединен с контроллером (11), и обратный клапан (14).The technical result is achieved by the fact that the claimed reverse osmosis unit of the apparatus for preparing drinking water from public water supply contains an inlet controlled valve (1) installed in the apparatus body, designed to pass into the source water unit, boosting pump (2), the inlet of which is connected to the outlet of the specified valve (1), a reverse osmosis membrane (3) having an inlet (4) connected to the outlet of the specified pump (2), and outlets for permeate (5) and concentrate (6), hydraulic resistance (7) for discharging this concentrate into the sewer, a hydraulic accumulator (9) for temporary accumulation of permeate taken from the outlet (5) of the membrane (3), the pump (10) for dispensing permeate from the accumulator (9) to the permeate consumer, the controller (11), which is electrically connected to the output of the permeate level sensor in the accumulator (9 ), with a power supply circuit for a booster pump (2), with a power supply circuit for a pump (10) for issuing permeate and with a control input of the specified valve (1), as well as a pipeline (12) located in the apparatus body for returning permeate supply from a hydraulic accumulator (9) to the input booster pump (2), while the break of this pipeline (12) hydraulically connected in series installed in the body of the apparatus controlled valve (13) for the return supply of permeate, the control input of which is electrically connected to the controller (11), and a check valve (14).

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фигуре (без номера) приведена функциональная схема заявленного узла. При этом сплошными линиями показаны трубопроводы, а пунктирными линиями - электрические линии связи конструктивных элементов узла с контроллером 11. The figure (without number) shows a functional diagram of the claimed node. In this case, the solid lines show the pipelines, and the dotted lines show the electrical communication lines of the structural elements of the assembly with the controller 11.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Узел содержит:Node contains:

- входной управляемый клапан 1, предназначенный для пропуска в рассматриваемый узел исходной воды, т.е. воды, взятой из сети общего водоснабжения и предварительно очищенной фильтрами и далее подлежащей окончательной очистке обратным осмосом, путем подачи этой исходной воды на вход повышающего насоса 2;- inlet controlled valve 1, designed to pass into the considered node of the source water, i.e. water taken from the public water supply network and previously cleaned with filters and then subject to final purification by reverse osmosis by supplying this source water to the inlet of the boost pump 2;

- повышающий насос 2 для подачи исходной воды в мембрану 3 через ее вход 4;- a booster pump 2 for supplying raw water to the membrane 3 through its inlet 4;

- обратноосмотическую мембрану 3 с входом 4 и выходами пермеата 5 и концентрата 6;- reverse osmosis membrane 3 with input 4 and outputs of permeate 5 and concentrate 6;

- гидравлическое сопротивление 7 отвода этого концентрата в канализацию;- hydraulic resistance 7 of the discharge of this concentrate into the sewer;

- шунтирующий управляемый клапан 8, гидравлически включенный параллельно указанному сопротивлению 7 для возможности гидравлического шунтирования этого сопротивления;- shunt controlled valve 8, hydraulically connected in parallel with the specified resistance 7 for the possibility of hydraulic shunting of this resistance;

- гидроаккумулятор 9 для временного аккумулирования пермеата, взятого с выхода 5 мембраны 3;- hydraulic accumulator 9 for temporary accumulation of permeate taken from outlet 5 of membrane 3;

- насос 10 выдачи пермеата из гидроаккумулятора 9 потребителю пермеата;- pump 10 for issuing permeate from a hydraulic accumulator 9 to a permeate consumer;

- контроллер 11 для управления работой рассматриваемого узла;- controller 11 to control the operation of the node in question;

- трубопровод 12 возвращающей подачи пермеата из гидроаккумулятора 9 на вход повышающего насоса 2, так что этот трубопровод расположен в корпусе аппарата, причем в его (трубопровода 12) разрыв гидравлически включены установленные в корпусе аппарата управляемый клапан 13 возвращающей подачи пермеата, управляющий вход которого электрически соединен с контроллером 11, и обратный клапан 14.- the pipeline 12 of the return flow of permeate from the accumulator 9 to the input of the boost pump 2, so that this pipeline is located in the body of the apparatus, and in its (pipeline 12) rupture, the controlled valve 13 of the return supply of permeate installed in the body of the apparatus is hydraulically connected, the control input of which is electrically connected with controller 11, and check valve 14.

При этом контроллер 11 электрически соединен с выходом датчика уровня пермеата в гидроаккумуляторе 9, с цепью электропитания повышающего насоса 2, с цепью электропитания насоса 10 выдачи пермеата, а также с управляющими входами указанных клапанов 1, 8, 13.In this case, the controller 11 is electrically connected to the output of the permeate level sensor in the accumulator 9, to the power supply circuit of the boost pump 2, to the power supply circuit of the permeate dispensing pump 10, and also to the control inputs of the said valves 1, 8, 13.

Применяемая в аквавендинговых аппаратах мембрана 3 по экономическим причинам характеризуется относительно небольшой производительностью, т.е. не является такой, что выдача пермеата потребителю пермеата могла бы осуществляться непосредственно с выхода 5 мембраны 3, так как для этого понадобилось бы слишком большое время выдачи пермеата потребителю пермеата, что, собственно, и обусловливает необходимость применения гидроаккумулятора 9 и, соответственно, достаточно производительного насоса 10.Membrane 3 used in aqua vending machines is characterized by relatively low productivity for economic reasons; is not such that the issuance of permeate to the consumer of the permeate could be carried out directly from the outlet 5 of the membrane 3, since this would require too much time for the issuance of the permeate to the consumer of the permeate, which, in fact, necessitates the use of a hydraulic accumulator 9 and, accordingly, a sufficiently efficient pump 10.

Повышающий насос 2 предназначен для повышения давления исходной воды с целью обеспечения нормальной работы мембраны 3. При этом в качестве насоса 2 может использоваться диафрагменный насос, который, с одной стороны, функционально ориентирован именно на повышение давления, а с другой стороны, требует перерывов в работе для предотвращения перегрева его электропривода, что в целом вполне релевантно задачам аквавендинга. Кроме того, исходя из задачи электробезопасности использован насос с электроприводом постоянного тока небольшой мощности с низковольтным питанием (12, 24, 36, или 48 В).The booster pump 2 is designed to increase the pressure of the source water in order to ensure the normal operation of the membrane 3. In this case, a diaphragm pump can be used as pump 2, which, on the one hand, is functionally focused specifically on increasing the pressure, and on the other hand, requires interruptions in operation to prevent overheating of its electric drive, which is generally quite relevant to the tasks of aqua vending. In addition, based on the task of electrical safety, a low-power DC electric drive pump with low-voltage power supply (12, 24, 36, or 48 V) was used.

Выход пермеата 5 мембраны 3 гидравлически связан с входом гидроаккумулятора 9 (обычно выполненного в виде гравитационного гидроаккумулятора и при этом содержащего источник ультрафиолетового излучения), выход которого связан с насосом 10 для выдачи пермеата потребителю пермеата из гидроаккумулятора 9.The permeate outlet 5 of the membrane 3 is hydraulically connected to the inlet of the accumulator 9 (usually made in the form of a gravitational accumulator and at the same time containing a source of ultraviolet radiation), the outlet of which is connected to the pump 10 for issuing permeate to the permeate consumer from the accumulator 9.

Что касается выхода концентрата 6 мембраны 3, то он через сопротивление 7 гидравлически связан с канализацией, а параллельно ему (сопротивлению 7) включен управляемый клапан 8 для прямого (т.е. минуя сопротивление 7) отвода воды из мембраны 3 в канализацию в случае (как это предусмотрено в прототипе) промывки мембраны 3 потоком воды. Наличие сопротивления 7 является, как это широко известно, обязательным условием обратноосмотической работы мембраны 3, а наличие клапана 8 в данном узле связано с выполнением функции заполнения мембраны 3 пермеатом, взятым из гидроаккумулятора 9 по трубопроводу 12 при помогли насоса 2. Однако наличие клапана 8 не является обязательным для возможности заполнения мембраны 3 пермеатом, взятым из гидроаккумулятора 9: мембрана 3 также может быть заполнена путем использования стандартного обратноосмотического разделения находящегося в мембране остатка воды на пермеат и концентрат с отведением концентрата в канализацию через сопротивление 7.As for the outlet of the concentrate 6 of the membrane 3, it is hydraulically connected to the sewer through the resistance 7, and in parallel to it (resistance 7) a controlled valve 8 is connected for direct (i.e. bypassing the resistance 7) water drainage from the membrane 3 to the sewer in case ( as provided in the prototype) washing the membrane 3 with a stream of water. The presence of resistance 7 is, as is widely known, a prerequisite for the reverse osmosis operation of membrane 3, and the presence of valve 8 in this unit is associated with the function of filling membrane 3 with permeate taken from accumulator 9 through pipeline 12 with the help of pump 2. However, the presence of valve 8 does not is mandatory for the possibility of filling the membrane 3 with permeate taken from the accumulator 9: the membrane 3 can also be filled by using the standard reverse osmosis separation of the remaining water in the membrane into permeate and concentrate with the concentrate discharged into the sewer through resistance 7.

Линия возвращающей подачи пермеата из гидроаккумулятора 9 в мембрану 3 содержит насос 2 и трубопровод 12, в разрыв которого включены управляемый клапан 13 и обратный клапан 14.The line for the return supply of permeate from the accumulator 9 to the membrane 3 contains a pump 2 and a pipeline 12, the gap of which includes a controlled valve 13 and a check valve 14.

Работа узла заключается в следующем.The operation of the node is as follows.

В период времени, предшествующий началу работы аппарата, все насосы узла выключены, все управляемые клапаны закрыты, а гидроаккумулятор 9 пуст.In the period of time preceding the start of operation of the apparatus, all pumps of the assembly are turned off, all controlled valves are closed, and the accumulator 9 is empty.

При включении аппарата в работу контроллер 11 открывает клапан 1 и включает насос 2. Вследствие этого исходная вода (взятая из сети общего водоснабжения и предварительно очищенная фильтрами) поступает под давлением на вход 4 мембраны 3, в которой осуществляется ее (исходной воды) разделение на пермеат (выход 5) и концентрат (выход 6). При этом пермеат с выхода 5 поступает в гидроаккумулятор 9 до его заполнения, а концентрат с выхода 6 через гидравлическое сопротивление 7 поступает в канализацию.When the device is turned on, the controller 11 opens valve 1 and turns on pump 2. As a result, the source water (taken from the public water supply network and previously cleaned with filters) enters under pressure at the inlet 4 of the membrane 3, in which it (the source water) is separated into permeate (output 5) and concentrate (output 6). In this case, the permeate from outlet 5 enters the accumulator 9 until it is filled, and the concentrate from outlet 6 through hydraulic resistance 7 enters the sewer.

Известно, что побочным и неизбежным продуктом любого процесса обратного осмоса является образование на внутренней поверхности мембраны 3 слоя отложений молекул веществ примесей, которые содержатся в исходной воде и которые не прошли через поры мембраны 3 и вследствие этого «забивают» поры мембраны, повышая тем сам ее гидравлическое сопротивление, снижающее со временем ее производительность. Отсюда актуальна эффективная очистка мембраны именно водой, максимально очищенной от примесей. Это как раз и позволяет предлагаемая здесь диффузионная очистка мембраны пермеатом в перерывах процесса аквавендинга, основанная на периодически повторяемой диффузионной экспозиции внутреннего пермеата мембраны.It is known that a side and inevitable product of any reverse osmosis process is the formation on the inner surface of the membrane 3 of a layer of deposits of molecules of substances of impurities that are contained in the source water and which have not passed through the pores of the membrane 3 and, as a result, "clog" the pores of the membrane, thereby increasing its hydraulic resistance, which reduces its performance over time. Hence, the effective cleaning of the membrane with water, which is maximally purified from impurities, is relevant. This is exactly what the diffusion cleaning of the membrane with permeate proposed here allows during interruptions in the aquavending process, based on the periodically repeated diffusion exposure of the internal permeate of the membrane.

По заполнении гидроаккумулятора 9 по сигналу, поступившему в контроллер 11 от датчика уровня пермеата в гидроаккумуляторе 9 (датчик не показан), контроллер 11 закрывает клапан 1, вследствие чего в обратноосмотической работе мембраны 3 возникает первый перерыв, который длится до прихода первого потребителя пермеата.When the accumulator 9 is filled by a signal received by the controller 11 from the permeate level sensor in the accumulator 9 (the sensor is not shown), the controller 11 closes the valve 1, as a result of which the first break occurs in the reverse osmosis operation of the membrane 3, which lasts until the arrival of the first permeate consumer.

При этом в этом первом перерыве насос 2 продолжает работать, а контроллер 11, закрыв клапан 1, в то же время (т.е. в самом начале рассматриваемого перерыва) открывает клапаны 8 и 13, вследствие чего из гидроаккумулятора 9 по трубопроводу 12 продолжающий работать насос 2 подает на вход 4 мембраны 3 пермеат, который, поступая в мембрану 3, вытесняет из мембраны 3 содержащийся в ней остаток исходной воды, так что этот остаток напрямую выходит из мембраны 3 через открытый клапан 8 в канализацию.At the same time, in this first break, the pump 2 continues to work, and the controller 11, having closed the valve 1, at the same time (i.e. at the very beginning of the break in question) opens the valves 8 and 13, as a result of which from the accumulator 9 through the pipeline 12 continues to work pump 2 supplies permeate to inlet 4 of membrane 3, which, entering membrane 3, displaces the remainder of the source water contained in it from membrane 3, so that this residue directly exits membrane 3 through an open valve 8 into the sewer.

По окончании этого процесса вытеснения, т.е. когда мембрана 3 будет полностью или по большей (приемлемой) части заполнена пермеатом, взятым из гидроаккумулятора 9 (т.е. пермеатом, который вследствие этого теперь является внутренним пермеатом мембраны 3), контроллер 11 выключает насос 2 и закрывает клапаны 8 и 13. При таких обстоятельствах далее осуществляется диффузионная экспозиция этого внутреннего пермеата мембраны 3 в течение всего остатка времени рассматриваемого перерыва в ее работе. Эта диффузионная экспозиция внутреннего пермеата мембраны 3 заключается в том, что этот внутренний пермеат в течение всего дальнейшего времени рассматриваемого перерыва в обратноосмотической работе мембраны 3 находится в мембране 3 без движения. При этом, поскольку концентрация молекул примесей в объеме этого внутреннего пермеата по определению весьма мала, а в пристенном слое отложений мембраны 3 наоборот, весьма высока, то благодаря именно такой значительной разности концентраций примесей в течение всего рассматриваемого остатка времени перерыва осуществляется спонтанная диффузия молекул примесей из пристенного слоя мембраны 3 в объем внутреннего пермеата мембраны 3, в результате чего пристенный слой мембраны 3 обедняется молекулами примесей (т.е. происходит процесс диффузионной очистки мембраны 3), а внутренний пермеат мембраны наоборот обогащается, приближаясь тем самым по своему составу к исходной воде или даже становясь эквивалентным ей (т.е. становясь диффузионно обогащенным примесями пермеатом).At the end of this displacement process, i.e. when the membrane 3 is completely or mostly (acceptable) filled with permeate taken from the accumulator 9 (i.e., the permeate, which, therefore, is now the internal permeate of the membrane 3), the controller 11 turns off the pump 2 and closes the valves 8 and 13. When In such circumstances, further diffusion exposure of this internal permeate of the membrane 3 is carried out during the entire remainder of the time of the considered break in its operation. This diffusion exposure of the internal permeate of the membrane 3 lies in the fact that this internal permeate remains in the membrane 3 without movement during the entire period of the considered interruption in the reverse osmosis operation of the membrane 3. At the same time, since the concentration of impurity molecules in the volume of this internal permeate is, by definition, very small, and in the near-wall layer of deposits of membrane 3, on the contrary, it is very high, then due to just such a significant difference in impurity concentrations, spontaneous diffusion of impurity molecules from of the wall layer of membrane 3 into the volume of the internal permeate of membrane 3, as a result of which the wall layer of membrane 3 becomes depleted in impurity molecules (i.e., the process of diffusion purification of membrane 3 occurs), and the internal permeate of the membrane, on the contrary, is enriched, thereby approaching in its composition to the source water or even becoming equivalent to it (i.e., becoming a diffusion-enriched permeate).

Этот первый перерыв заканчивается, когда до системы доходит первый потребитель пермеата и запускает процесс выдачи ему пермеата, а контроллер 11 вследствие этого включает насос 10, осуществляющий выдачу пермеата из гидроаккумулятора 9 в тару потребителя пермеата с приемлемой для этого автономной производительностью. В свою очередь, эта выдача ведет к понижению уровня пермеата в гидроаккумуляторе 9, что требует соответствующей компенсации. Тогда, как раз для этой компенсации, по сигналу от датчика уровня пермеата в гидроаккумуляторе 9 контроллер 11 открывает клапан 1 и включает насос 2. В результате этой обычной работы на вход 4 мембраны 3 поступает исходная вода, поток которой неизбежно интегрируется с внутренним (диффузионно обогащенным) пермеатом мембраны 3, и вся эта, образно говоря «интегрированная», вода проходит далее обычное обратноосмотическое разделение мембраной 3 на пермеат 5 и концентрат 6, так что пермеат 5 как обычно поступает в гидроаккумулятор 9 до его полного заполнения, а концентрат 6 - в канализацию через сопротивление 7.This first break ends when the first permeate consumer reaches the system and starts the process of issuing permeate to it, and the controller 11, as a result, turns on the pump 10, which discharges permeate from the accumulator 9 into the container of the permeate consumer with an autonomous capacity acceptable for this. In turn, this issue leads to a decrease in the level of permeate in the accumulator 9, which requires appropriate compensation. Then, just for this compensation, at the signal from the permeate level sensor in the accumulator 9, the controller 11 opens the valve 1 and turns on the pump 2. ) permeate of membrane 3, and all this, figuratively speaking "integrated", water passes further through the usual reverse osmosis separation by membrane 3 into permeate 5 and concentrate 6, so that permeate 5 enters accumulator 9 as usual until it is completely filled, and concentrate 6 - into drain through resistance 7.

Таким образом, насос 2 выполняет две разделенные по времени и скоординированные контроллером 11 функции: функцию подачи исходной (подлежащей очистке обратным осмосом) воды в мембрану 3 с разделением этой воды этой мембраной на пермеат, накапливаемый в гидроаккумуляторе 9, и концентрат, отводимый в канализацию через гидравлическое сопротивление 7, и функцию подачи пермеата из гидроаккумулятора 9 по трубопроводу 12 в мембрану 3 для его (пермеата) последующей диффузионной экспозиции в этой мембране. И эта неразрывная асинхронно скоординированная пара функций, «утомительно» повторяющаяся с частотой повторяемости перерывов в обратноосмотической работе мембраны 3, как раз именно благодаря такой повторяемости и обеспечивает высокую эффективность очистки мембраны 3 и, соответственно, значительную продолжительность ее (мембраны) бесперебойной работы, так как такая повторяемость не дает молекулам примесей закрепиться на мембране.Thus, the pump 2 performs two functions separated in time and coordinated by the controller 11: the function of supplying the initial (to be purified by reverse osmosis) water to the membrane 3 with the division of this water by this membrane into permeate accumulated in the accumulator 9, and the concentrate discharged into the sewer through hydraulic resistance 7, and the function of supplying permeate from the accumulator 9 through the pipeline 12 to the membrane 3 for its (permeate) subsequent diffusion exposure in this membrane. And this inseparable asynchronously coordinated pair of functions, "tediously" repeating with the frequency of repetition of interruptions in the reverse osmosis operation of the membrane 3, precisely due to this repetition, ensures high cleaning efficiency of the membrane 3 and, accordingly, a significant duration of its (membrane) uninterrupted operation, since such repeatability prevents impurity molecules from attaching to the membrane.

После окончания описанных выше процессов возникает второй перерыв с теми же процессами, что и в первом перерыве, после которого до аппарата доходит второй потребитель пермеата и так далее. Таким образом, процесс работы аппарата характеризуется наличием последовательности перерывов в обратноосмотической работе мембраны 3 с неопределенным числом перерывов в этой последовательности и неопределенным временем каждого перерыва. И при этом каждый перерыв используется для диффузионной очистки мембраны 3 путем диффузионной экспозиции внутреннего пермеата в мембране 3. При этом высокая эффективность такой диффузионной очистки во многом обусловлена тем, что она производится в отношении частиц примесей на поверхности мембраны 3, которых еще мало на поверхности мембраны 3 и которые еще не успели как следует закрепиться на поверхности мембраны 3, так как процесс ее диффузионной очистки начинается сразу же, как только заканчивается очередной предшествующий этой очистке рабочий период обратного осмоса.After the end of the processes described above, a second break occurs with the same processes as in the first break, after which the second permeate consumer reaches the apparatus, and so on. Thus, the process of operation of the device is characterized by the presence of a sequence of interruptions in the reverse osmosis operation of the membrane 3 with an indefinite number of interruptions in this sequence and an indefinite time of each interruption. And at the same time, each break is used for diffusion purification of membrane 3 by diffusion exposure of the internal permeate in membrane 3. At the same time, the high efficiency of such diffusion purification is largely due to the fact that it is carried out in relation to impurity particles on the surface of membrane 3, which are still few on the membrane surface. 3 and which have not yet had time to properly fix on the surface of the membrane 3, since the process of its diffusion cleaning begins immediately, as soon as the next working period of reverse osmosis preceding this cleaning ends.

Claims (1)

Узел обратного осмоса аппарата подготовки питьевой воды из воды общего водоснабжения, содержащий установленные в корпусе аппарата входной управляемый клапан (1), предназначенный для пропуска в узел исходной воды, повышающий насос (2), вход которого соединен с выходом указанного клапана (1), обратноосмотическую мембрану (3), имеющую вход (4), соединенный с выходом указанного насоса (2), и выходы пермеата (5) и концентрата (6), гидравлическое сопротивление (7) отвода этого концентрата в канализацию, гидроаккумулятор (9) для временного аккумулирования пермеата, взятого с выхода (5) мембраны (3), насос (10) выдачи пермеата из гидроаккумулятора (9) потребителю пермеата, а также контроллер (11), который электрически соединен с выходом датчика уровня пермеата в гидроаккумуляторе (9), с цепью электропитания повышающего насоса (2), с цепью электропитания насоса (10) выдачи пермеата, а также с управляющим входом указанного клапана (1), отличающийся тем, что он содержит расположенный в корпусе аппарата трубопровод (12) возвращающей подачи пермеата из гидроаккумулятора (9) на вход повышающего насоса (2), при этом в разрыв этого трубопровода (12) гидравлически последовательно включены установленные в корпусе аппарата управляемый клапан (13) возвращающей подачи пермеата, управляющий вход которого электрически соединен с контроллером (11), и обратный клапан (14).Reverse osmosis unit of the apparatus for preparing drinking water from public water supply, containing an inlet controlled valve (1) installed in the body of the apparatus, designed to pass into the source water unit, a booster pump (2), the input of which is connected to the output of the specified valve (1), reverse osmosis a membrane (3) having an inlet (4) connected to the outlet of said pump (2) and outlets for permeate (5) and concentrate (6), hydraulic resistance (7) for discharging this concentrate into the sewer, a hydraulic accumulator (9) for temporary accumulation permeate taken from the output (5) of the membrane (3), the pump (10) for issuing permeate from the accumulator (9) to the permeate consumer, as well as the controller (11), which is electrically connected to the output of the permeate level sensor in the accumulator (9), with the circuit power supply of the booster pump (2), with the power supply circuit of the pump (10) for issuing permeate, as well as with the control input of the specified valve (1), characterized in that it contains a pipeline (12) located in the body of the apparatus for returning the permeate supply from the accumulator (9) to the inlet of the booster pump (2), while in the gap of this pipeline (12) the controlled valve (13) of the permeate return supply installed in the apparatus body is connected hydraulically in series, the control input of which is electrically connected to the controller (11), and the check valve (14) .
RU2023104206U 2023-02-23 REVERSE OSMOSIS UNIT FOR DRINKING WATER PREPARATION FROM PUBLIC WATER SUPPLY RU218041U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU218041U1 true RU218041U1 (en) 2023-05-03

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5911884A (en) * 1996-12-02 1999-06-15 Entre Pure Industries Contamination proof purified water dispenser and method of using same
WO2003031351A1 (en) * 2001-10-08 2003-04-17 Heyning Hendrik Willem Lambert System for purifying water and method for dispensing purified water
RU69289U1 (en) * 2007-02-12 2007-12-10 Федор Дмитриевич Освальд AUTOMATIC MACHINE FOR RETAIL PORTIONAL SALE OF WATER (OPTIONS)
RU2495496C2 (en) * 2011-02-24 2013-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Системы и технологии" Water vending machine
CN209237730U (en) * 2018-09-19 2019-08-13 北京碧水源净水工程技术股份有限公司 A kind of small movable Membrane cleaning device
RU206266U1 (en) * 2020-09-07 2021-09-02 Вячеслав Владимирович Вяткин PIPELINED WATER CONDITIONING DEVICE IN THE PROCESS OF AQUAVENDING DRINKING WATER

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5911884A (en) * 1996-12-02 1999-06-15 Entre Pure Industries Contamination proof purified water dispenser and method of using same
WO2003031351A1 (en) * 2001-10-08 2003-04-17 Heyning Hendrik Willem Lambert System for purifying water and method for dispensing purified water
RU69289U1 (en) * 2007-02-12 2007-12-10 Федор Дмитриевич Освальд AUTOMATIC MACHINE FOR RETAIL PORTIONAL SALE OF WATER (OPTIONS)
RU2495496C2 (en) * 2011-02-24 2013-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Системы и технологии" Water vending machine
CN209237730U (en) * 2018-09-19 2019-08-13 北京碧水源净水工程技术股份有限公司 A kind of small movable Membrane cleaning device
RU206266U1 (en) * 2020-09-07 2021-09-02 Вячеслав Владимирович Вяткин PIPELINED WATER CONDITIONING DEVICE IN THE PROCESS OF AQUAVENDING DRINKING WATER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06277664A (en) Method and apparatus for clarifying surface flowing water with membrane
CN210176602U (en) Reverse osmosis membrane washing unit
CN108473341B (en) Method for purifying a liquid
CN2813593Y (en) Automatic backwashing structure for reverse osmosis membrane of domestic water purifier
CN108726715B (en) Water treatment system and water purification equipment
CN204529500U (en) A kind of purifier of water saving
CN110756050A (en) Water purification system and water purification unit
CN112973450A (en) Water purification system, water purifier and water purifier control method
RU2585191C1 (en) Fluid cleaning system
RU2652705C1 (en) Water purification and disinfection unit
RU218041U1 (en) REVERSE OSMOSIS UNIT FOR DRINKING WATER PREPARATION FROM PUBLIC WATER SUPPLY
CN205925448U (en) Modular membrane treatment equipment
CN210176599U (en) Reverse osmosis membrane flushing system
RU217873U1 (en) REVERSE OSMOSIS ASSEMBLY OF AQUAVENDING APPARATUS
RU2806648C1 (en) System of intermittent purification of source water by reverse osmosis
CN108218003B (en) Water purifier and water purifying method thereof
RU2323036C2 (en) Method and device for concentrating water solutions of biology-active agents
RU2802040C1 (en) Method for intermittent water purification by reverse osmosis
CN214715718U (en) Water purification system and water purifier with same
RU131713U1 (en) DEVICE FOR PURIFICATION OF WATER FOR MEDICAL PURPOSES BY THE REVERSE OSMOSIS METHOD
RU2799187C1 (en) Hardware-software system for asynchronous implementation of the processes of reverse osmosis cleaning of source water with membrane and diffusion cleaning of membranes with purified water
RU97109261A (en) METHOD FOR WATER CLEANING AND MEMBRANE INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION
CN109336305B (en) Time-delay stop type household water purifying device and household water purifier
US9758390B2 (en) Method and apparatus for treating a fluid containing ionized particles
RU2799192C1 (en) Asynchronous-duplex method of reverse-osmosis purification of source water with membrane and diffusion cleaning of membrane with source water