RU2317138C2

RU2317138C2 - Reverse osmosis plant

Info

Publication number: RU2317138C2
Application number: RU2005122492/15A
Authority: RU
Inventors: Людвиг МИХЕЛЬБАХ
Original assignee: Людвиг МИХЕЛЬБАХ
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2008-02-20
Also published as: RU2005122492A

Abstract

FIELD: crude-water reverse-osmosis plants used for producing permeate deficient in salts.

SUBSTANCE: plant includes at least one reverse-osmosis module 22, 23 with inlet 21 for crude water, outlet 24 for concentrate, outlet 25 for permeate. Plant also includes recirculation pipeline 26 for secondary passing of permeate from outlet 25; pressure pickup 33 arranged at outlet 25 for permeate or in discharging port 29 for permeate downstream relative to outlet 25 and used for registering Pp of permeate. Pressure control apparatus for controlling pressure Pcr of crude water depending upon preset pressure value Pp of permeate at outlet 25 is arranged in pump 18 for feeding crude water or between said pump and inlet 21. Pressure control apparatus includes frequency converter 19 for controlling pump operation in such a way that to provide pump operation in pressure range 2 - 140 bars or in mode of continuous regulation of pump.

EFFECT: possibility for producing water with lowered content of salts, prevention of salting reverse-osmosis modules and development of microorganisms, reduced power consumption.

23 cl, 3 dwg

Description

Изобретение касается установки обратного осмоса согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.The invention relates to the installation of reverse osmosis according to the restrictive part of paragraph 1 of the claims.

Вода может почти полностью опресняться методом обратного осмоса. Преимущество этого метода лежит, прежде всего, в незначительном загрязнении окружающей среды. Для этого метода не требуются никакие химикалии.Water can be almost completely desalinated by reverse osmosis. The advantage of this method lies, first of all, in low environmental pollution. No chemicals are required for this method.

Опресненная таким образом вода используется, в частности, в индустрии, фармацевтике и в больницах. Также часто для увлажнения воздуха в вентиляционных установках и кондиционерах используется вода, которая была предварительно опреснена в установке обратного осмоса. Далее, установки обратного осмоса могут использоваться для обработки морской воды. Морская вода не подходит из-за высокого содержания солей как питьевая вода. С помощью установки обратного осмоса содержание солей морской воды может настолько сокращаться, что она пригодна в качестве питьевой воды. В таких установках нуждаются, в частности, в регионах морского побережья с небольшим наличием пресной воды или с ее полным отсутствием.Thus desalinated water is used, in particular, in industry, pharmaceuticals and in hospitals. Also often used to humidify air in ventilation installations and air conditioners is water that has been previously desalinated in a reverse osmosis unit. Further, reverse osmosis plants can be used to treat seawater. Sea water is not suitable due to the high salt content of drinking water. With a reverse osmosis unit, the salt content of sea water can be so reduced that it is suitable as drinking water. Such installations are needed, in particular, in the regions of the sea coast with little or no fresh water.

Из уровня техники известна установка обратного осмоса, перед которой подключена установка для умягчения воды. В этой установке для умягчения сырая вода умягчается до менее чем 1°dH. Выход установки для умягчения соединен со входом установки обратного осмоса. Установка обратного осмоса имеет на входе насос, который прокачивает умягченную воду под давлением от, примерно, 10 до 80 бар через модули. В этих модулях имеет место собственно процесс обратного осмоса, при котором вода под давлением продавливается через полупроницаемые мембраны. При этом соли и/или минералы будут отфильтрованы. Сырая вода расщепляется на пермеат (дилуат) и концентрат. Пермеат используется как особо бедная солью вода для многочисленных применений. Концентрат является отходом и отбрасывается. Обычно модуль производит, примерно, 75% пермеата и 25% концентрата. В обычной установке обратного осмоса давление насоса, а также масса пермеата и концентрата регулируются вручную. Пермеат хранится, как правило, в безнапорной емкости и оттуда перекачивается к конечному пользователю.The prior art installation of reverse osmosis, in front of which is connected the installation for softening water. In this softener, raw water softens to less than 1 ° dH. The output of the softener is connected to the input of the reverse osmosis system. The reverse osmosis unit has an inlet pump that pumps softened water under pressure from about 10 to 80 bar through the modules. In these modules, the reverse osmosis process itself takes place, in which water under pressure is forced through semipermeable membranes. In this case, salts and / or minerals will be filtered. Raw water is split into permeate (diluate) and concentrate. Permeate is used as a particularly low salt water for numerous applications. The concentrate is waste and discarded. Typically, a module produces approximately 75% permeate and 25% concentrate. In a conventional reverse osmosis system, the pressure of the pump, as well as the mass of permeate and concentrate, are manually controlled. Permeate is stored, as a rule, in a pressure-free tank and from there it is pumped to the end user.

Обычная установка обратного осмоса имеет тот недостаток, что вода в безнапорной емкости может заселяться микроорганизмами. Это следует отнести, в частности на счет того, что емкость никогда не является совершенно герметичной, и вода пребывает в емкости часто продолжительное время. Нагрев воды в безнапорной емкости, в частности летом, дополнительно способствует развитию микробов. Обычно для стерилизации используются ультрафиолетовые лампы, химикалии или дополнительные меры. Однако вследствие этого повышаются энергетические и конструктивные затраты, а также растет загрязнение окружающей среды. Кроме того, обычная установка обратного осмоса из-за безнапорной емкости имеет относительно высокую занимаемую площадь.A conventional reverse osmosis unit has the disadvantage that water in a pressureless vessel can be colonized by microorganisms. This should be attributed, in particular, to the fact that the tank is never completely leakproof, and water is often in the tank for a long time. Heating water in a non-pressure vessel, in particular in summer, further contributes to the development of microbes. Usually, ultraviolet lamps, chemicals or additional measures are used for sterilization. However, as a result of this, energy and construction costs increase, as well as environmental pollution. In addition, a conventional reverse osmosis unit due to pressureless capacity has a relatively high occupied area.

Следующий значительный недостаток обусловлен пусковой фазой при обычной установке обратного осмоса. Во время этой пусковой фазы вода имеет более высокую проводимость, от примерно 150 до 200 мксек/см, чем желательно. Наконец, ручная установка важных параметров влечет за собой нежелательные неточности.The next significant drawback is due to the starting phase in a conventional reverse osmosis installation. During this starting phase, water has a higher conductivity, from about 150 to 200 μs / cm, than desired. Finally, manually setting important parameters entails unwanted inaccuracies.

Следующий недостаток обычных установок обратного осмоса состоит в том, что содержание солей на выходе установки нерегулируемо.A further drawback of conventional reverse osmosis units is that the salt content at the outlet of the unit is unregulated.

Задачей изобретения является создание установки обратного осмоса, у которой проблемы уровня техники, по меньшей мере, частично уменьшены или устранены.The objective of the invention is to provide a reverse osmosis installation, in which the problems of the prior art are at least partially reduced or eliminated.

Эта задача решается признаками пункта 1 формулы изобретения.This problem is solved by the features of paragraph 1 of the claims.

В установке обратного осмоса согласно изобретению, состоящей, по меньшей мере, из одного модуля обратного осмоса со входом для сырой воды, выходом для концентрата, а также выходом для пермеата и одного загружающего модуль обратного осмоса сырой водой насоса, предусмотрено выпускаемый на выходе для пермеата пермеат целиком или частично снова проводить, по меньшей мере, через один модуль обратного осмоса посредством рециркуляции пермеата. Вследствие того, что часть пермеата возвращается в процесс обратного осмоса, гарантируется, что модуль(и) обратного осмоса постоянно промываются, а именно также тогда, когда пермеат не отбирается конечным пользователем. Таким образом, предотвращается засаливание модулей обратного осмоса. Дополнительно, этой рециркуляцией пермеата для установки обратного осмоса открываются разнообразные возможности управления и, соответственно, регулирования.In the reverse osmosis system according to the invention, consisting of at least one reverse osmosis module with an inlet for raw water, an outlet for concentrate, as well as an outlet for permeate and one pump for loading a reverse osmosis module with raw water, a permeate outlet is provided in whole or in part, again through at least one reverse osmosis module by means of recirculation of permeate. Due to the fact that part of the permeate is returned to the reverse osmosis process, it is guaranteed that the reverse osmosis module (s) are constantly flushed, and also when the permeate is not selected by the end user. Thus, salting of reverse osmosis modules is prevented. Additionally, this recycling of permeate for the installation of reverse osmosis opens up various control and, accordingly, regulation options.

Согласно особенно предпочтительному аспекту данного изобретения, посредством частичной рециркуляции пермеата также может устанавливаться затребованное конечными пользователями количество пермеата. За счет этого гарантируется экономичная эксплуатация установки. Пермеат не приходится накапливать в емкости промежуточного резервирования и откачивать оттуда к конечному пользователю. Это сокращает конструктивные затраты. Поскольку больше не требуется промежуточное хранение пермеата, то и вода не сможет больше заражаться, а также нет необходимости в устройствах для стерилизации, подобных ультрафиолетовым лампам или химикалиям.According to a particularly preferred aspect of the present invention, the amount of permeate requested by end users can also be established by partial recirculation of the permeate. Due to this, the economical operation of the installation is guaranteed. Permeate does not have to be accumulated in intermediate backup tanks and pumped from there to the end user. This reduces construction costs. Since intermediate storage of permeate is no longer required, water will no longer be able to become infected, and there is no need for sterilization devices such as ultraviolet lamps or chemicals.

Частичной рециркуляцией пермеата можно регулировать также содержание солей на выходе модулей обратного осмоса. Это будет выгодным, если, например, конечный пользователь требует очень чистую воду или если содержание солей в сырой воде подвержено колебаниям.Partial recirculation of the permeate can also control the salt content at the output of reverse osmosis modules. This will be advantageous if, for example, the end user requires very clean water or if the salt content in raw water is subject to fluctuations.

В частности, отрегулированной рециркуляцией пермеата можно также значительно увеличивать выход установки обратного осмоса. Посредством установки обратного осмоса согласно изобретению будет возможно увеличивать выпуск пермеата от упомянутых вначале значений порядка, примерно, 75% до значений в диапазоне от 85 до 95% и даже до 97%.In particular, regulated permeate recirculation can also significantly increase the output of a reverse osmosis unit. By installing reverse osmosis according to the invention, it will be possible to increase the permeate output from the initially mentioned order values of about 75% to values in the range of 85 to 95% and even up to 97%.

Предпочтительно предусмотреть, чтобы рециркуляция пермеата содержала регулировочный клапан, который предварительно заданное количество пермеата пропускает через рециркуляцию пермеата. Необходимое количество возвращаемого пермеата может определяться с помощью предусмотренного для этого устройства, например одного или нескольких водяных расходомеров или датчика давления в потоке пермеата, в зависимости от затребованных конечным пользователем количеств пермеата.It is preferred that the permeate recycle comprises a control valve that passes a predetermined amount of permeate through the permeate recycle. The required amount of returned permeate can be determined using the device provided for this, for example, one or more water flow meters or a pressure sensor in the permeate stream, depending on the amount of permeate requested by the end user.

Количество возвращаемого пермеата может определяться также с помощью предусмотренного для этого устройства в зависимости от концентрации I_c ионов. В целесообразном варианте выполнения данного изобретения концентрация I_c ионов в пермеате определяется посредством датчика проводимости на выходе пермеата.The amount of returned permeate can also be determined using the device provided for this, depending on the concentration of I _c ions. In a suitable embodiment of the invention, the concentration of I _c ions in the permeate is determined by means of a conductivity sensor at the outlet of the permeate.

При особенно предпочтительной форме выполнения данного изобретения может быть дополнительно предусмотрена рециркуляция концентрата, чтобы концентрат, выходящий на выходе для концентрата, целиком или частично снова пропускать через модуль обратного осмоса. Этим мероприятием повышаются возможности регулирования всей установки, в частности могут устанавливаться количество пермеата и содержание солей в пермеате соответственно запросам.With a particularly preferred embodiment of the present invention, recycling of the concentrate may be further provided so that the concentrate leaving the concentrate outlet is completely or partially passed through the reverse osmosis module again. This measure increases the possibilities of regulating the entire installation, in particular, the amount of permeate and the salt content in permeate can be set according to requests.

В целесообразной форме выполнения рециркуляция концентрата содержит второй регулировочный клапан, который пропускает предварительно заданное количество концентрата через рециркуляцию концентрата.In an expedient embodiment, the concentrate recycling comprises a second control valve that passes a predetermined amount of the concentrate through the recycling of the concentrate.

Предпочтительно предусмотреть устройство, которое определяет массу возвращенного концентрата в зависимости от затребованного конечным пользователем количества пермеата. Это устройство может быть образовано, например, одним или несколькими водяными расходомерами или датчиком давления в потоке пермеата.It is preferable to provide a device that determines the mass of the returned concentrate depending on the amount of permeate requested by the end user. This device can be formed, for example, by one or more water flow meters or a pressure sensor in the permeate stream.

В следующем предпочтительном варианте выполнения может быть предусмотрено, кроме того, устройство, которое определяет массу возвращенного концентрата в зависимости от концентрации I_c ионов в пермеате, например датчик проводимости на выходе для пермеата.In a further preferred embodiment, a device can also be provided which determines the mass of the returned concentrate depending on the concentration I _{c of} ions in the permeate, for example, a permeate outlet conductivity sensor.

При конкретной форме выполнения установки обратного осмоса согласно изобретению может быть предусмотрено в насосе или между насосом и входом для сырой воды устройство регулирования давления, которое устанавливает давление сырой воды P_R в зависимости от предварительно заданного давления P_P пермеата на выходе для пермеата. Этим мероприятием к модулю подводится лишь такое количество сырой воды, какое необходимо для соответствующего количества бедного солью пермеата на выходе для пермеата. Благодаря этому не производится лишнего пермеата. Одновременно подводится меньше сырой воды.In a particular embodiment of the reverse osmosis system according to the invention, a pressure control device can be provided in the pump or between the pump and the raw water inlet, which sets the raw water pressure P _R depending on the predetermined permeate outlet pressure P _P for the permeate. By this measure, only such a quantity of raw water is supplied to the module as is necessary for the corresponding amount of permeate poor in salt at the outlet for permeate. Due to this, no excess permeate is produced. Less raw water is supplied at the same time.

Предпочтительно предварительно заданное давление P_P пермеата может устанавливаться предусмотренными средствами, например насосом, в соответствии с запросами подключаемых пользователей или, соответственно, - регулируемыми согласно изобретению объемами рециркуляции пермеата и/или концентрата.Preferably, the predetermined permeate pressure P _P can be set by means provided, for example, by a pump, in accordance with the requests of the connected users or, accordingly, the permeate and / or concentrate recirculation volumes regulated according to the invention.

В частности, может быть предусмотрено, что устройство регулирования давления установки обратного осмоса содержит преобразователь частоты для управления насосом таким образом, что насос может непрерывно регулироваться в определенном диапазоне давлений, предпочтительно, от 2 до 140 бар, в частности от 2 бар до 80 бар. Применение преобразователя частоты позволяет регулирование без потерь. К насосу подводится только та энергия, которая ему необходима. Никакая избыточная энергия не превращается в тепло.In particular, it can be provided that the pressure control device of the reverse osmosis system comprises a frequency converter for controlling the pump so that the pump can be continuously controlled in a certain pressure range, preferably from 2 to 140 bar, in particular from 2 bar to 80 bar. The use of a frequency converter allows lossless regulation. Only the energy that is needed is supplied to the pump. No excess energy is converted into heat.

В предпочтительной форме выполнения для регистрации давления P_P пермеата предусмотрен датчик давления на выходе для пермеата или в выпуске для пермеата, расположенном по течению ниже от выхода для пермеата.In a preferred embodiment, a permeate outlet pressure sensor or permeate outlet located downstream of the permeate outlet is provided for detecting the pressure P _{P of the} permeate.

В целесообразной форме выполнения установки обратного осмоса она содержит - после впуска для сырой воды - устройство контроля степени жесткости, чтобы прекращать подачу сырой воды при превышении предварительно заданной степени жесткости.In an expedient form for performing a reverse osmosis installation, it contains - after the inlet for raw water - a device for controlling the degree of hardness in order to stop the supply of raw water in excess of a predetermined degree of hardness.

В частности, является выгодным, если предусмотрены устройства, в частности запорные вентили, чтобы отдельно подключать или отключать модули обратного осмоса.In particular, it is advantageous if devices are provided, in particular shut-off valves, for separately connecting or disconnecting reverse osmosis modules.

В особенно предпочтительной форме выполнения в установке обратного осмоса предусмотрен шунтирующий трубопровод с третьим регулировочным клапаном, который проведен между выходом насоса и выпуском для пермеата. Шунтирующий трубопровод, предпочтительно, содержит третий регулировочный клапан, который пропускает предварительно заданное количество отфильтрованной сырой воды через шунтирующий трубопровод.In a particularly preferred embodiment, the reverse osmosis unit is provided with a shunt pipe with a third control valve, which is drawn between the pump outlet and the permeate outlet. The shunt conduit preferably comprises a third control valve that passes a predetermined amount of filtered raw water through the shunt conduit.

Согласно особенно предпочтительному аспекту данного изобретения к выпуску для пермеата может быть присоединен дополнительный датчик проводимости. Этот датчик проводимости может быть предусмотрен, чтобы определять количество отфильтрованной сырой воды, проходящей через щунтирующий трубопровод, в зависимости от проводимости.According to a particularly preferred aspect of the present invention, an additional conductivity sensor may be attached to the permeate outlet. This conductivity sensor may be provided to detect the amount of filtered raw water passing through the shunt pipe, depending on the conductivity.

В следующей предпочтительной форме выполнения данного изобретения предусмотрен датчик проводимости, присоединенный на выходе для пермеата, чтобы определять количество отфильтрованной сырой воды, проходящее через шунтирующий трубопровод, в зависимости от проводимости.In a further preferred embodiment of the invention, a conductivity sensor is provided connected to the permeate outlet to detect the amount of filtered raw water passing through the shunt conduit, depending on the conductivity.

В целесообразной форме выполнения изобретения предусмотрено, чтобы насос был выполнен как плунжерный насос. Плунжерный насос не обладает практически никаким или лишь очень незначительным тепловыделением, так что благодаря этому не будет нагреваться и вода. Таким образом, предотвращается или, по меньшей мере, подавляется развитие микроорганизмов.In a suitable embodiment of the invention, it is provided that the pump is designed as a plunger pump. The plunger pump has virtually no or only very little heat, so that water will not be heated due to this. Thus, the development of microorganisms is prevented or at least suppressed.

Далее, плунжерные насосы имеют преимущество в том, что они могут непрерывно регулироваться в большом диапазоне давлений - от 2 до 140 бар.Further, plunger pumps have the advantage that they can be continuously adjusted over a wide pressure range from 2 to 140 bar.

Изобретение подробнее разъясняется ниже при помощи примеров выполнения и со ссылками на прилагаемые чертежи.The invention is explained in more detail below using examples and with reference to the accompanying drawings.

При этом на чертежах показано:In this case, the drawings show:

фиг.1 - первая предпочтительная форма выполнения установки обратного осмоса согласно изобретению,figure 1 - the first preferred form of installation of reverse osmosis according to the invention,

фиг.2 - измененная форма выполнения соответствующей изобретению установки обратного осмоса по фиг.1,figure 2 - a modified form of execution corresponding to the invention, the installation of reverse osmosis in figure 1,

фиг.3 - измененная форма выполнения установки обратного осмоса согласно изобретению по фиг.2.figure 3 - a modified form of the installation of reverse osmosis according to the invention of figure 2.

Фиг.1 показывает первую предпочтительную форму выполнения установки обратного осмоса согласно изобретению.Figure 1 shows a first preferred embodiment of a reverse osmosis system according to the invention.

После входа 11 для сырой воды в трубопровод 27 для сырой воды подключены устройство 12 контроля степени жесткости, первый датчик 13 давления, фильтр 14, второй датчик 15 давления и вентиль с электромагнитным регулированием 16, а также водяной расходомер 34 и манометрический выключатель 17. Следующий затем насос 18 соединен с бесступенчато регулируемым преобразователем 19 частоты. Третий датчик 20 давления присоединен к выходу насоса 18.After the input 11 for raw water in the pipeline 27 for raw water connected device 12 control the degree of rigidity, the first pressure sensor 13, a filter 14, a second pressure sensor 15 and a solenoid valve 16, as well as a water flow meter 34 and a pressure switch 17. Next then the pump 18 is connected to a steplessly adjustable frequency converter 19. The third pressure sensor 20 is connected to the output of the pump 18.

Выход насоса 18 соединен со впуском 21 для сырой воды, по меньшей мере, одного, предпочтительно, - нескольких параллельно подключенных модулей 22 и 23 обратного осмоса. Кроме того, модули 22 и 23 обратного осмоса имеют выход 24 для концентрата и выход 25 для пермеата. После выхода 24 для концентрата подключены водяной расходомер 35 и выпуск 28 для концентрата. После выхода 25 для пермеата подключены датчик 32 проводимости, водоразборный кран 31, рециркуляция 26 пермеата и следующий датчик 33 давления. Затем пермеат подводится к выпуску 29 для пермеата, от которого он может распределяться, например, на систему трубопровода для пермеата. Рециркуляция 26 пермеата связана через регулировочный клапан 30 с трубопроводом 27 для сырой воды. Установкой обратного осмоса можно управлять и, соответственно, регулировать ее посредством управляющего устройства 36.The output of the pump 18 is connected to the inlet 21 for raw water, at least one, preferably several parallel connected reverse osmosis modules 22 and 23. In addition, reverse osmosis modules 22 and 23 have an outlet 24 for concentrate and an outlet 25 for permeate. After outlet 24 for the concentrate, a water flow meter 35 and an outlet 28 for the concentrate are connected. After output 25 for the permeate connected conductivity sensor 32, a water taps 31, recirculation of permeate 26 and the next pressure sensor 33. The permeate is then fed to the permeate outlet 29, from which it can be distributed, for example, to the permeate piping system. The recirculation 26 of the permeate is connected through a control valve 30 to the raw water pipe 27. The reverse osmosis installation can be controlled and, accordingly, regulated by means of a control device 36.

Через вход 11 для сырой воды к установке подводится сырая вода, которая была умягчена обычным образом в установке для умягчения воды. Устройство 12 контроля степени жесткости предусмотрено, чтобы регистрировать степень жесткости сырой воды, так что при превышении предварительно заданного предельного значения можно прекращать дальнейшую подачу сырой воды, например, закрытием вентиля 16 с электромагнитным регулированием, автоматически или вручную. Предпочтительно, при превышении значения 1°dH установка обратного осмоса автоматически выключается. Таким образом предотвращается, чтобы вода с более высокой степенью жесткости подавалась в модули 22 и 23 обратного осмоса и это имело бы те последствия, что модули обратного осмоса закупорились бы. Фильтр 14 в трубопроводе 27 для сырой воды служит для того, чтобы из сырой воды удалялись частицы, которые загрязняют насос 18, а также могли бы загрязнять, закупоривать или повреждать модули 22 и 23 обратного осмоса. С применением устройства 12 контроля степени жесткости и фильтра 14 сокращаются общие затраты на техническое обслуживание установки. Вентиль 16 с электромагнитным регулированием может закрываться с отключением установки, чтобы позволять, например, промывку установки.Through the inlet 11 for raw water to the installation is supplied raw water, which was softened in the usual way in the installation for softening water. The degree of hardness control device 12 is provided to record the degree of hardness of the raw water, so that if the predetermined limit value is exceeded, the further supply of raw water can be stopped, for example, by closing the valve 16 with electromagnetic regulation, automatically or manually. Preferably, if the value exceeds 1 ° dH, the reverse osmosis system is automatically turned off. Thus, it is prevented that water with a higher degree of hardness is supplied to the reverse osmosis modules 22 and 23 and this would have the consequences that the reverse osmosis modules would become clogged. The filter 14 in the raw water pipe 27 serves to remove particles that contaminate the pump 18 from the raw water, and also could contaminate, clog or damage reverse osmosis modules 22 and 23. Using the device 12 control the degree of rigidity and the filter 14 reduces the total cost of maintenance of the installation. The solenoid valve 16 can be closed to shut off the installation, to allow, for example, flushing the installation.

Насос 18 служит для того, чтобы подавать сырую воду под давлением в диапазоне от 2 до 140 бар, в частности от 2 до 80 бар, в модули 22 и 23 обратного осмоса. Насос 18 выполнен бесступенчато регулируемым и может взаимодействовать с бесступенчато регулируемым преобразователем 19 частоты. Возможность бесступенчатого регулирования может использоваться для управления и, соответственно, регулирования количества пермеата. Насос 18 регулируется таким образом, что в модули 22 и 23 обратного осмоса подводится столько сырой воды, сколько, соответственно, пермеата необходимо конечным пользователям или, соответственно, сколько будет согласно изобретению направлено в рециркуляцию. Вследствие этого не требуется хранения пермеата в резервной емкости. Таким образом пресекается развитие микроорганизмов, так как это может встречаться в таких емкостях. Давление на выходе насоса 18 может устанавливаться, к примеру, в зависимости от параметров, которые регистрируются датчиками 20 и 33 давления, датчиком 32 проводимости и водяными расходомерами 34 и 35. Модули 22 и 23 обратного осмоса могут, предпочтительно, по отдельности подключаться и отключаться, соответственно, в зависимости от необходимого количества пермеата.The pump 18 serves to supply raw water under pressure in the range from 2 to 140 bar, in particular from 2 to 80 bar, to reverse osmosis modules 22 and 23. The pump 18 is made steplessly adjustable and can interact with a steplessly adjustable frequency converter 19. The possibility of stepless regulation can be used to control and, accordingly, regulate the amount of permeate. The pump 18 is controlled in such a way that as much raw water is supplied to the reverse osmosis modules 22 and 23 as, respectively, the permeate is necessary for end users or, accordingly, how much will be recycled according to the invention. As a result, permeate is not required to be stored in a reserve tank. Thus, the development of microorganisms is suppressed, as this can be found in such containers. The pressure at the outlet of the pump 18 can be set, for example, depending on the parameters that are detected by the pressure sensors 20 and 33, the conductivity sensor 32 and the water flow meters 34 and 35. The reverse osmosis modules 22 and 23 can preferably be individually connected and disconnected, accordingly, depending on the required amount of permeate.

Посредством регулировочного клапана 30 для пермеата в рециркуляции 26 пермеата можно, предпочтительно, автоматически, но также и вручную устанавливать, какое количество пермеата подводится обратно ко впуску насоса 18. Управляемой и, соответственно, регулируемой рециркуляцией 26 пермеата повышаются возможности управления и, соответственно, регулирования содержания солей в установке обратного осмоса, а также количества пермеата, подведенного к выпуску 29 для пермеата.By means of the permeate control valve 30 in the permeate recirculation 26, it is possible, automatically, but also manually, to establish how much permeate is fed back to the inlet of the pump 18. The controlled and, accordingly, controlled recirculation of the permeate 26 increases the possibilities of control and, accordingly, regulation of the content salts in the installation of reverse osmosis, as well as the amount of permeate, summed up to release 29 for permeate.

Посредством рециркуляции 26 пермеата обеспечивается, в частности, возможность поддерживать содержание солей в пермеате очень низким. Это будет выгодным, если, например, конечному пользователю требуется очень чистая вода или содержание солей в сырой воде подвержено колебаниям. Рециркуляцией соответствующего количества пермеата может тогда устанавливаться содержание солей в пермеате в пределах предварительно заданных нижних и, соответственно, верхних границ. Далее, может быть задано, что содержание солей в пермеате не должно превосходить или нарушать предварительно заданных значений. Управление и, соответственно, регулирование рециркуляции пермеата происходит в зависимости от проводимостей, зарегистрированных посредством датчика 32 проводимости на выходе 25 для пермеата.By recycling the permeate 26, in particular, it is possible to keep the salt content in the permeate very low. This will be advantageous if, for example, the end user requires very clean water or the salt content in raw water is subject to fluctuations. By recirculating the appropriate amount of permeate, the salt content in the permeate can then be set within the predetermined lower and, accordingly, upper boundaries. Further, it can be specified that the salt content in the permeate should not exceed or violate the predetermined values. The control and, accordingly, the regulation of the recirculation of permeate occurs depending on the conductivities recorded by the conductivity sensor 32 at the output 25 for the permeate.

Одновременно модули обратного 22 и 23 осмоса могут промываться посредством рециркуляции пермеата, даже если конечным пользователем отбирается только немного пермеата или не отбирается совсем. Таким образом предотвращается засаливание модулей обратного осмоса.At the same time, reverse osmosis modules 22 and 23 can be flushed through the recirculation of permeate, even if only a little permeate is taken by the end user or not at all. This prevents the salting of reverse osmosis modules.

Далее, с помощью рециркуляции 26 пермеата может, например, устанавливаться то количество пермеата, которое доставляется к выпуску 29 для пермеата и, соответственно, конечным пользователям. Поданное конечному пользователю количество пермеата получается в итоге из разности зарегистрированных водяным расходомером 34 в трубопроводе 27 для сырой воды масс отфильтрованной сырой воды за вычетом зарегистрированных водяным расходомером 35 в рециркуляции 28 концентрата масс удаленного концентрата. Определенные водяными расходомерами 34, 35 расходы воды, которые, предпочтительно, автоматически передаются в управляющее устройство 36, могут служить для того, чтобы непрерывно регулировать количество пермеата. В качестве следующей регулируемой величины для насоса 18 и/или регулировочного клапана 30, которые устанавливают поданное конечному пользователю количество пермеата, может служить давление в выпуске 29 для пермеата, которое регистрируется датчиком 33 давления.Further, by means of recirculation 26 of the permeate, for example, the quantity of permeate that is delivered to the permeate outlet 29 and, accordingly, to the end users can be set. The amount of permeate supplied to the end user is ultimately obtained from the difference of the filtered raw water masses recorded by the water flow meter 34 in the raw water pipe 27 minus the mass concentrate recovered by the water flow meter 35 in recirculation 28. The water flows determined by the water flow meters 34, 35, which are preferably automatically transferred to the control device 36, can serve to continuously adjust the amount of permeate. As the next controlled variable for the pump 18 and / or control valve 30, which set the amount of permeate supplied to the end user, the pressure in the permeate outlet 29, which is detected by the pressure sensor 33, can be used.

Все компоненты для управления и, соответственно, регулирования установки обратного осмоса и все компоненты для регистрации измеряемых параметров связаны, предпочтительно, с центральным управляющим устройством 36. Зарегистрированные результаты измерений всех датчиков подаются на управляющее устройство 36. На базе результатов измерений управляющим устройством 36 управляются, регулируются и, в частности, устанавливаются преобразователь 19 частоты и, предпочтительно, регулировочный клапан 30.All components for controlling and, accordingly, regulating the reverse osmosis system and all components for recording the measured parameters are connected, preferably, to the central control device 36. The recorded measurement results of all sensors are supplied to the control device 36. Based on the measurement results, the control device 36 is controlled, regulated and in particular, a frequency converter 19 and, preferably, a control valve 30 are mounted.

В особенно предпочтительном выполнении управляющее устройство 36 оборудовано индикаторным устройством для постоянного контроля установки и, соответственно, отдельных параметров, а также устройством для архивирования данных. Управляющее устройство 36 можно реализовать, например, с PC. Например, также может использоваться SPS. Через интерфейс объединенных в сеть связей установки все данные и случаи неполадок могут передаваться непосредственно и незамедлительно управляющим устройством 36 в центральный пост управления.In a particularly preferred embodiment, the control device 36 is equipped with an indicator device for continuous monitoring of the installation and, accordingly, individual parameters, as well as a device for archiving data. The control device 36 can be implemented, for example, with a PC. For example, SPS may also be used. Through the interface of the unit's network of connections, all data and cases of malfunctions can be transmitted directly and immediately by the control device 36 to the central control station.

В предпочтительной, измененной форме выполнения соответствующей изобретению установки обратного осмоса по фиг.1 установка обратного осмоса, наряду с рециркуляцией 26 пермеата, дополнительно содержит рециркуляцию 37 концентрата (фиг.2). Вследствие этого значительно расширяются возможности управления и регулирования установки обратного осмоса. Посредством регулировочного клапана 38, который выполнен, предпочтительно, как регулировочный двухходовой клапан, можно, предпочтительно, автоматически, но также и вручную устанавливать, какое количество концентрата пропускается обратно через рециркуляцию 37 концентрата к впуску насоса 18. Остальная доля концентрата подводится через водяной расходомер 35 к выпуску 28 для концентрата и удаляется обычным образом как отходы.In a preferred, modified embodiment of the reverse osmosis system of FIG. 1, the reverse osmosis plant, along with the permeate recirculation 26, further comprises concentrate recirculation 37 (FIG. 2). As a result, the control and regulation capabilities of reverse osmosis are greatly expanded. By means of a control valve 38, which is preferably configured as a two-way control valve, it is possible, automatically, but also manually, to establish how much concentrate is passed back through the recirculation 37 of the concentrate to the inlet of the pump 18. The remaining proportion of the concentrate is fed through a water flow meter 35 to release 28 for the concentrate and is disposed of in the usual way as waste.

Посредством рециркуляции 37 концентрата можно устанавливать, например, количество пермеата, а также содержание солей в пермеате. Если например, в пермеате допускается повышенное содержание солей, то можно с помощью рециркуляции концентрата при постоянном потоке пермеата, кроме того, экономить сырую воду. Далее, при рециркуляции концентрата модули 22 и 23 обратного осмоса могут промываться, даже если конечным пользователем отбирается очень много пермеата. Таким образом предотвращается засаливание модулей обратного осмоса. Однако возможности управления и, соответственно, регулирования посредством рециркуляции 26, 37 пермеата и, соответственно, концентрата не ограничиваются упомянутыми здесь примерами.By recycling the concentrate 37, for example, the amount of permeate as well as the salt content of the permeate can be determined. If, for example, an increased salt content is allowed in the permeate, then it is possible to recycle the concentrate with a constant flow of permeate, in addition, save raw water. Further, when concentrate is recycled, reverse osmosis modules 22 and 23 can be washed, even if a lot of permeate is taken by the end user. This prevents the salting of reverse osmosis modules. However, the control and, accordingly, the regulation through recirculation of 26, 37 permeate and, accordingly, the concentrate are not limited to the examples mentioned here.

Фиг.3 показывает измененную форму выполнения установки обратного осмоса согласно изобретению по фиг.2. Установка обратного осмоса, представленная на фиг.2, расширяется за счет введения устройства разбавления. Устройство разбавления содержит шунтирующий трубопровод 39 с регулировочным клапаном 40. За счет этого перемыкаются модули 22 и 23 обратного осмоса, в частности, так что часть отфильтрованной сырой воды может непосредственно подводиться к выпуску 29 для пермеата и/или в рециркуляцию 26 пермеата. При этом предоставляется дополнительная возможность управления и, соответственно, регулирования для установки обратного осмоса. Теперь часть отфильтрованной сырой воды может проводиться мимо модулей 22 и 23 обратного осмоса, если, соответственно, можно допускать предварительно заданное содержание солей в воде. В зависимости от допускаемого содержания солей отношение выходящего из модулей 22 и 23 обратного осмоса пермеата и проведенной через шунтирующий трубопровод 39 сырой воды тогда может устанавливаться посредством регулировочного клапана 40 вручную или автоматически. Шунтирующий трубопровод 39 от выхода насоса 18 может выборочно направляться на выход 25 для пермеата или на выпуск 29 для пермеата (здесь не представлено). С помощью устройства разбавления создается дополнительная возможность оптимизировать конструктивные и технологические затраты на установку обратного осмоса в соответствии с имеющимися требованиями. Еще одно преимущество устройства разбавления состоит в том, что норма расхода для модулей 22 и 23 обратного осмоса может быть существенно ниже, чем у всей установки обратного осмоса. Вследствие этого могут при определенных обстоятельствах повышаться интервалы технического обслуживания модулей обратного осмоса.Figure 3 shows a modified form of the installation of reverse osmosis according to the invention of figure 2. The reverse osmosis unit shown in FIG. 2 is expanded by introducing a dilution device. The dilution device comprises a shunt conduit 39 with a control valve 40. Due to this, reverse osmosis modules 22 and 23 are interconnected, in particular, so that part of the filtered raw water can be directly supplied to the permeate outlet 29 and / or to the permeate recirculation 26. This provides additional control and, accordingly, regulation for the installation of reverse osmosis. Now, part of the filtered raw water can be passed by reverse osmosis modules 22 and 23, if, accordingly, a predetermined salt content in the water can be assumed. Depending on the permissible salt content, the ratio of the permeate exiting the reverse osmosis modules 22 and 23 and the raw water conducted through the shunt conduit 39 can then be established by the control valve 40 manually or automatically. The shunt conduit 39 from the outlet of the pump 18 can selectively be directed to the permeate outlet 25 or to the permeate outlet 29 (not shown here). Using the dilution device creates an additional opportunity to optimize the design and technological costs for the installation of reverse osmosis in accordance with existing requirements. Another advantage of the dilution device is that the flow rate for reverse osmosis modules 22 and 23 can be significantly lower than for the entire reverse osmosis unit. As a result, the maintenance intervals for reverse osmosis modules may increase under certain circumstances.

Для управления и, соответственно, регулирования устройства разбавления измеряется проводимость, предпочтительно, после подачи сырой воды в поток пермеата. Измерение проводимости разбавленного пермеата происходит, предпочтительно, при помощи датчика 41 проводимости, который присоединен к выпуску 29 для пермеата. Далее, может быть выгодно дополнительно также регистрировать текущее значение проводимости выданного из модулей 22 и 23 обратного осмоса пермеата перед разбавлением отфильтрованной сырой водой. Настройка вследствие этого может улучшаться, так как по качеству пермеата, выходящего из модулей 22 и 23 обратного осмоса, может предположительно оцениваться возможное добавление отфильтрованной сырой воды из шунтирующего трубопровода 39. Затем может происходить повторный контроль проводимости разбавленного пермеата. Проводимость выходящего из модулей 22 и 23 обратного осмоса пермеата определяется, предпочтительно, при помощи датчика 32 проводимости.To control and, accordingly, regulate the dilution device, conductivity is measured, preferably after the feed of raw water into the permeate stream. The conductivity measurement of the diluted permeate is preferably carried out using a conductivity sensor 41, which is connected to the permeate outlet 29. Further, it may be advantageous to additionally also record the current conductivity value issued from the reverse osmosis modules 22 and 23 of the permeate before dilution with filtered raw water. The setting can therefore be improved because the quality of the permeate exiting the reverse osmosis modules 22 and 23 can presumably evaluate the possible addition of filtered raw water from the shunt conduit 39. Then, conductivity monitoring of the diluted permeate can be repeated. The conductivity of the permeate exiting the reverse osmosis modules 22 and 23 is determined, preferably, using the conductivity sensor 32.

В соответствующей изобретению установке обратного осмоса согласно фиг.2 и фиг.3 все компоненты для управления и, соответственно, регулирования установки обратного осмоса и все компоненты для регистрации результатов измерений связаны, предпочтительно, с центральным управляющим устройством 36. Зарегистрированные измеряемые параметры от всех датчиков подаются на управляющее устройство. На базе результатов измерения управляющим устройством управляются, регулируются и, в частности, устанавливаются преобразователь 19 частоты и, предпочтительно, все регулировочные клапаны.In the reverse osmosis system according to the invention according to FIG. 2 and FIG. 3, all components for controlling and, accordingly, regulating the reverse osmosis system and all components for recording measurement results are preferably connected to a central control device 36. The recorded measured parameters from all sensors to the control device. Based on the measurement results, the control device controls, controls and, in particular, sets the frequency converter 19 and, preferably, all control valves.

Далее, следует указать на то, что установка согласно изобретению имеет очень незначительную занимаемую площадь. Наконец, релевантный для содержания микроорганизмов Германский промышленный стандарт DIN 6022 может соблюдаться этой установкой без проблем. Также установкой обратного осмоса согласно изобретению может выполняться релевантный относительно требований к питьевой воде Германский промышленный стандарт DIN 2000, который касается также развития микроорганизмов.Further, it should be pointed out that the installation according to the invention has a very small footprint. Finally, the German industry standard DIN 6022 relevant to the microorganism content can be followed without any problems by this installation. Also, the German industry standard DIN 2000, which also applies to the development of microorganisms, can be carried out by installing a reverse osmosis according to the invention, relevant to the requirements for drinking water.

Установка обратного осмоса согласно изобретению может использоваться в промышленности. Для многочисленных изделий и способов изготовления требуется вода с низким содержанием солей. В частности, эта установка обратного осмоса с успехом подходит для фармацевтической промышленности. Наряду с тем, что посредством рециркуляции 26 пермеата можно поддерживать крайне низкое содержание солей, также очень незначительно содержание микроорганизмов, что важно, в частности, для фармацевтической продукции.The reverse osmosis system according to the invention can be used in industry. Numerous products and manufacturing methods require low salt water. In particular, this reverse osmosis unit is well suited for the pharmaceutical industry. Along with the fact that by means of recirculation of 26 permeate it is possible to maintain an extremely low salt content, the content of microorganisms is also very insignificant, which is important, in particular, for pharmaceutical products.

Установка обратного осмоса согласно изобретению также может использоваться в больницах, где также низкое содержание микроорганизмов играет важную роль наряду с низким содержанием солей. Наконец, установка обратного осмоса согласно изобретению может использоваться как станция для очистки морской воды, так что таким образом может производиться питьевая вода.The reverse osmosis system according to the invention can also be used in hospitals, where also a low content of microorganisms plays an important role along with a low salt content. Finally, the reverse osmosis system according to the invention can be used as a seawater treatment plant, so that drinking water can be produced in this way.

Перечень основных обозначенийList of basic designations

11 впуск для сырой воды11 raw water inlet

12 устройство контроля степени жесткости12 hardness control device

13 датчик давления13 pressure sensor

14 фильтр14 filter

15 датчик давления15 pressure sensor

16 вентиль с электромагнитным регулированием16 solenoid valve

17 манометрический выключатель17 gauge switch

18 насос18 pump

19 преобразователь частоты19 frequency converter

20 датчик давления20 pressure sensor

21 вход для сырой воды21 raw water inlets

22 модуль обратного осмоса22 reverse osmosis module

23 модуль обратного осмоса23 reverse osmosis module

24 выход для концентрата24 outlet for concentrate

25 выход для пермеата25 output for permeate

26 рециркуляция пермеата26 permeate recycling

27 трубопровод для сырой воды27 pipeline for raw water

28 выпуск для концентрата28th issue for concentrate

29 выпуск для пермеата29th edition for permeate

30 регулировочный клапан (рециркуляция пермеата)30 control valve (permeate recirculation)

31 водоразборный кран31 water taps

32 датчик проводимости32 conductivity sensor

33 датчик давления33 pressure sensor

34 водяной расходомер (трубопровод для сырой воды)34 water flow meter (raw water pipe)

35 водяной расходомер (выпуск для концентрата)35 water flow meter (outlet for concentrate)

36 управляющее устройство36 control device

37 рециркуляция концентрата37 concentrate recycling

38 регулировочный клапан (рециркуляция концентрата)38 control valve (concentrate recirculation)

39 шунтирующий трубопровод39 shunt pipeline

40 регулировочный клапан (шунтирующий трубопровод)40 control valve (shunt pipe)

41 датчик проводимости41 conductivity sensor

Claims

1. The installation of reverse osmosis for raw water, in particular urban or well water, to obtain poor permeate salts, containing

at least one reverse osmosis module (22, 23) with raw water inlet (21), concentrate outlet (24), permeate outlet (25), and one outlet (29) located downstream of outlet (25) ) for permeate,

a pump (18) for supplying raw water to at least one reverse osmosis module (22, 23),

a recirculation pipe (26) for re-passing the permeate leaving the permeate outlet (25), in whole or in part, through at least one reverse osmosis module (22, 23), and

a pressure sensor (33) at the outlet (25) for permeate or in the outlet (29) for permeate located downstream of the outlet for permeate to detect the pressure P _{p of the} permeate,

characterized in that a pressure control device is provided in the pump (18) or between the pump and the inlet (21) for the raw water, which sets the pressure P _{R of the} raw water depending on the predetermined pressure P _{r of the} permeate at the outlet (25) for the permeate, and the pressure control device comprises a frequency converter (19) for controlling the pump (18), so that the pump can be continuously controlled or installed in a pressure range, preferably from 2 to 140 bar, in particular from 2 to 80 bar.

2. Reverse osmosis installation according to claim 1, characterized in that the installation comprises a control device (36) for controlling and regulating it.

3. Reverse osmosis installation according to claim 2, characterized in that the permeate recirculation pipe (26) contains a control valve (30), which is installed with the ability to control and regulate the control device (36).

4. Reverse osmosis installation according to claim 3, characterized in that the control valve (30) is designed to pass a predetermined amount of permeate depending on a predetermined pressure P _p at the outlet (25) for permeate through the permeate recirculation pipe (26).

5. The reverse osmosis system according to claim 4, characterized in that it contains a device for determining the amount of returned permeate depending on a predetermined pressure P _p at the outlet (25) for the permeate and ion concentration I _c in the permeate, made with the possibility of control and regulation using a control device (36).

6. The reverse osmosis system according to claim 1, characterized in that a conductivity sensor (32) is connected to the permeate output (25).

7. The reverse osmosis system according to claim 1, characterized in that it contains a concentrate recirculation pipe (37) for re-conducting through the reverse osmosis module (22, 23) the concentrate leaving the outlet (24), in whole or in part.

8. The reverse osmosis system according to claim 2, characterized in that it contains a concentrate recirculation pipe (37) for re-conducting through the reverse osmosis module (22, 23) the concentrate exiting the outlet (24), in whole or in part.

9. The reverse osmosis system according to claim 3, characterized in that it contains a concentrate recirculation pipe (37) for re-conducting through the reverse osmosis module (22, 23) the concentrate leaving the outlet (24), in whole or in part.

10. The reverse osmosis system according to claim 4, characterized in that it contains a concentrate recirculation pipe (37) for re-conducting through the reverse osmosis module (22, 23) the concentrate leaving the outlet (24), in whole or in part.

11. The reverse osmosis system according to claim 6, characterized in that it contains a concentrate recirculation pipe (37) for re-conducting through the reverse osmosis module (22, 23) the concentrate leaving the outlet (24), in whole or in part.

12. Reverse osmosis system according to any one of claims 7 to 11, characterized in that the concentrate recirculation pipe (37) contains a control valve (38) for passing a predetermined amount of concentrate through the concentrate recirculation pipe (37).

13. The reverse osmosis system according to any one of claims 7 to 11, characterized in that it comprises a device for determining the amount of concentrate returned, depending on the amount of permeate requested by the end user.

14. The reverse osmosis system according to any one of claims 7 to 11, characterized in that it contains a device for determining the amount of returned concentrate depending on the concentration I _{c of} ions in the permeate.

15. The reverse osmosis system according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it contains means for bringing into correspondence the predetermined pressure P _{p of the} permeate with the requirements of the connected loads or, more precisely, with the norms of recirculation of permeate and / or concentrate.

16. The reverse osmosis system according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it has, after the raw water inlet (11), a hardness control device (12) for stopping the supply of raw water when the predetermined hardness is exceeded.

17. The reverse osmosis system according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it contains devices, in particular shut-off valves for separately connecting or disconnecting reverse osmosis modules (22, 23).

18. The reverse osmosis system according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it has a shunt pipe (39), which is located between the outlet of the pump (18) and the outlet (29) for permeate.

19. A reverse osmosis system according to claim 18, characterized in that the shunt pipeline (39) comprises a control valve (40) for passing a predetermined amount of filtered raw water through the shunt pipe (39).

20. The reverse osmosis system according to any one of claims 1 to 11, characterized in that a conductivity sensor (41) is connected to the permeate outlet (29).

21. The reverse osmosis system according to claim 20, characterized in that the conductivity sensor (41) serves to determine the amount of filtered raw water supplied through the shunt pipeline (39) depending on the conductivity.

22. The reverse osmosis system according to claim 6 or 11, characterized in that it has a conductivity sensor (32) at the outlet (25) for permeate to determine the amount of filtered raw water supplied through the shunt pipeline (39), depending on the conductivity.

23. The installation of reverse osmosis according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the pump (18) is designed as a plunger pump.