WO2010026556A1 - Systeme de traitement d'un liquide, par exemple de l'eau de mer - Google Patents

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WO2010026556A1
WO2010026556A1 PCT/IB2009/053894 IB2009053894W WO2010026556A1 WO 2010026556 A1 WO2010026556 A1 WO 2010026556A1 IB 2009053894 W IB2009053894 W IB 2009053894W WO 2010026556 A1 WO2010026556 A1 WO 2010026556A1
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WO
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tube
membrane pocket
feed
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liquid
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Application number
PCT/IB2009/053894
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Inventor
Renaud De Watteville
Jean-François TREYVAUD
Jean-Luc Mossier
Original Assignee
Swiss Fresh Water Sa
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/10—Specific supply elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Definitions

  • the present invention relates to a bypass feed on a membrane wound in a liquid treatment system, for example a water desalination system.
  • most reverse osmosis systems 1 comprise one or more wound membranes. More specifically, they are composed of a central tube 3 perforated with a number of holes. Around this tube 3 is wound a sort of waterproof membrane bag 2 generally formed of two semi-permeable high pressure membranes between which a substrate, for example a separating fabric is placed.
  • the whole is installed in a stainless steel, fiber, epoxy or carbon case and is supplied with liquid, for example seawater.
  • the outlet of this case being closed by a valve, it is possible to increase the pressure. the inner volume of the crankcase and thus allow reverse osmosis to take place.
  • this valve the flow of the concentrate and the internal pressure are managed by this valve and the permeate leaves without pressure through the perforated tube 3.
  • FIG. 1 shows the membrane pocket 2 in the wound state in a cylindrical housing 1 and FIG. 1A shows the pocket 2 in the unwound state with the central pipe 3.
  • the present invention provides a system for applying this invention to existing rolled systems.
  • Figures 1 and 1A are a schematic illustration of a system according to the state of the art
  • FIG. 1 schematically illustrates the principle of the invention
  • FIG. 1A schematically illustrates the wound membranes
  • FIG. 2B schematically illustrates a detail of the invention
  • FIG. 2C schematically illustrates another detail of the invention
  • FIGS 3 and 3A illustrate another embodiment of the invention.
  • FIGS. 1 and 1A illustrate the systems known from the state of the art.
  • the invention illustrated in principle in FIGS. 2 to 2C, it is a question of introducing at least one side and preferably on either side of the central tube 3 of the membrane pocket 2 (formed in particular of the two semipermeable membranes), at its end farthest from the central tube 3 a feed tube 4, the bypass.
  • This feed tube is pierced with multiple holes 5 whose number and size are calculated according to the pressure drops.
  • This feed tube 4 passes through the membrane in a high-pressure tight manner by means of a system such as a catch-cap or a suitable glue 8.
  • each feed tube 4 passes through the end of the casing 1 in which the limb wound is placed sealingly for example in its left or right end, and for example by means of an o-ring system 6 in the closure of the housing 7 (see Figures 2B and 2C).
  • This feed tube 4 can then be used according to the teaching of the two applications referenced above and incorporated in the present application to feed the system with another liquid whose salt concentration is identical to or close to that of the recessing liquid.
  • Another liquid whose salt concentration is identical to or close to that of the recessing liquid traditional way in the membrane, in the case of an application to desalt water. Two liquids whose salt concentration is identical or even close can thus be injected on both sides of the membrane, as indicated in the applications referenced above.
  • FIGS. 2 to 2C there are shown two feed tubes 4, one at each end of the membrane pocket 2. It is also conceivable to use only one feeding tube 4 or more than two feed tubes 4 which would be distributed along the membrane pocket 2 between the tube 3 and the outer edge of each membrane pocket 2.
  • FIG. 2 the pocket 2 is shown in the unwound state and in FIG. 2A in the wound state in a casing 1.
  • FIGS. 2B and 2C illustrate details of the end of the casing 1, more particularly the feed means for the tubes 4.
  • the membrane pocket 2 has a star shape (for example to increase the total area of the membrane of the system) Once installed the feed tube 4 is replicated as many times as necessary in each "wing" or star leg before winding the system.
  • one or more tubes can be used as illustrated in Figures 2 and 3, or other configurations of membrane pockets are possible by applying the principle of the invention. It is possible to vary the dimensions of the tubes (diameter) and the number of holes 5, including the diameters of the holes, which may all be identical or vary along the tube (for example they may be smaller in the zone near the injection of liquid and get bigger as you move away from this area).
  • the feed tube 4 can be of any material. Of course, it must be manufactured in a material that is not sensitive to the treated products.

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Abstract

La présente invention concerne une alimentation by-pass (4) sur une membrane enroulée (2) dans un système de traitement de liquide.

Description

SYSTEME DE TRAITEMENT D'UN LIQUIDE, PAR EXEMPLE DE L'EAU DE MER
La présente invention concerne une alimentation by-pass sur une membrane enroulée dans un système de traitement de liquide, par exemple un système de dessalement de l'eau.
Etat de la technique (figures 1 et 1A):
A ce jour, dans le domaine du dessalement, la plupart des systèmes d'osmose inverse 1 comprennent une ou plusieurs membranes enroulées. Plus précisément, ils sont composés d'un tube central 3 perforé d'un certain nombre de trous. Autour de ce tube 3 vient s'enrouler une sorte de poche membranaire 2 étanche formée en général de deux membranes semi perméables à haute pression entre lesquelles un substrat, par exemple un tissu de séparation est placé.
Le tout est installé dans un carter en inox, fibre, epoxy ou en carbone et est alimenté en liquide, par exemple de l'eau de mer. La sortie de ce carter étant fermée par une vanne, il est possible de faire monter en pression le volume intérieur du carter et de permettre ainsi à l'osmose inverse d'avoir lieu. Ainsi le débit du concentrât et la pression interne sont gérés par cette vanne et le perméat sort sans pression par le tube perforé 3.
La figure 1 montre la poche membranaire 2 à l'état enroulé dans un carter cylindrique 1 et la figure 1A montre la poche 2 à l'état déroulé avec le tube central 3.
Ce système très répandu dans le monde permet de faire de l'eau à partir de l'eau de mer par exemple dès 56 bar de pression. Principe de l'invention
Dans le but d'alimenter une membrane semi perméable et d'obtenir les avantages cités dans la demande de brevet Suisse 00918/07 déposée le 8 juin 2007 et la demande internationale PCT/IB2008/052266 déposée le 9 juin 2008 et publiée sous le numéro WO 2008/149324 (dont le contenu est incorporé par référence en son entier dans le présente demande), la présente invention propose un système pour appliquer cette invention aux systèmes enroulés existants.
L'invention sera mieux comprise par la description de modes d'exécution de celle-ci et des figures qui l'accompagnent illustrant des modes d'exécution de celle-ci.
Brève description des figures
Les figures 1 et 1A sont une illustration schématique d'un système selon l'état de la technique;
La figure 2 illustre de façon schématique le principe de l'invention;
La figure 2A illustre de façon schématique les membranes enroulées;
La figure 2B illustre de façon schématique un détail de l'invention;
La figure 2C illustre de façon schématique un autre détail de l'invention et
Les figures 3 et 3A illustrent un autre mode d'exécution de l'invention.
Comme indiqué ci-dessus, les figures 1 et 1A illustrent les systèmes connus de l'état de la technique. Selon l'invention, illustrée dans son principe dans les figures 2 à 2C, il s'agit d'introduire au moins d'un côté et de préférence de part et d'autre du tube central 3 de la poche membranaire 2 (formée notamment des deux membranes semi- perméables), à son extrémité la plus éloignée du tube central 3 un tube d'alimentation 4, soit le by-pass. Ce tube d'alimentation est percé de multiples trous 5 dont le nombre et la dimension sont calculés en fonction des pertes de charge. Ce tube d'alimentation 4 traverse la membrane de façon étanche à haute pression au moyen d'un système comme un passe -coque ou un collage approprié 8. Ensuite chaque tube d'alimentation 4 traverse l'extrémité du carter 1 dans lequel la membre enroulée est placée de façon étanche par exemple en son embout gauche ou droit, et par exemple au moyen d'un système o-ring 6 dans la fermeture du carter 7 (voir les figures 2B et 2C). Ce tube d'alimentation 4 peut ensuite être utilisé selon l'enseignement des deux demandes référencées ci-dessus et incorporées dans la présente demande pour alimenter le système avec un autre liquide dont la concentration en sel est identique ou proche de celle du liquide rentrant de manière traditionnelle dans la membrane, dans le cas d'une application pour dessaler de l'eau. On peut injecter ainsi des deux côtés de la membrane deux liquides dont la concentration en sel est identique voire proche, comme indiqué dans les demandes référencées ci-dessus.
Dans la première configuration illustrée dans les figures 2 à 2C, on a représenté deux tubes d'alimentation 4, un à chaque extrémité de la poche membranaire 2. On peut également envisager de ne faire appel qu'à un seul tube d'alimentation 4 ou à plus de deux tubes d'alimentation 4 qui seraient répartis le long de la poche membranaire 2 entre le tube 3 et le bord externe de chaque poche membranaire 2.
Dans la figure 2, la poche 2 est représentée à l'état déroulé et dans la figure 2A à l'état enroulé dans un carter 1. Comme décrit ci-dessus, les figures 2B et 2C illustrent des détails de l'extrémité du carter 1 , plus particulièrement les moyens d'alimentation des tubes 4.
Dans une autre configuration illustrée dans les figures 3 (état "déroulé) et 3A (état "enroulé" dans un carter), la poche membranaire 2 a une forme d'étoile (par exemple pour augmenter la surface totale de la membrane du système). Une fois installé le tube d'alimentation 4 est répliqué autant de fois que nécessaire dans chaque "aile" ou branche de l'étoile avant l'enroulement du système.
L'alimentation de ces tubes 4 dans le mode d'exécution des figures 3 et 3A se fait selon les principes décrits dans les demandes de brevet mentionnées ci- dessus et selon la description donnée plus haut.
La présente invention n'est bien sûr pas limitée aux modes d'exécution décrits qui sont purement illustratifs et non limitatifs, et des variations sont possibles par des moyens équivalents. En particulier, si la description porte notamment sur le dessalement, l'invention peut s'appliquer à d'autres domaines techniques et d'autres types de traitement des liquides.
Par exemple on peut utiliser un ou plusieurs tubes comme illustré dans les figures 2 et 3, ou alors d'autres configurations de poches membranaires sont possibles en appliquant le principe de l'invention. On peut varier les dimensions des tubes (diamètre) et le nombre de trous 5, y compris les diamètres des trous qui peuvent être tous identiques ou varier le long du tube (par exemple être plus petits dans la zone proche de l'injection de liquide et s'agrandir plus on s'éloigne de cette zone).
On peut également varier la longueur des tubes d'alimentation 4 et utiliser des tubes qui ont la même longueur que la dimension de la poche ou utiliser des tubes plus courts. Comme on le comprend, le tube d'alimentation peut être en toute matière. Bien entendu, il doit être fabriqué dans une matière qui n'est pas sensible aux produits traités.

Claims

Revendications
1. Elément de séparation de liquide comprenant une poche membranaire (2) formée de deux membranes semi-perméables et d'un tube central (3) percé, ledit système comprenant en outre au moins un tube d'alimentation (4) avec de trous et placé à l'extrémité de la poche membranaire (2) éloignée du tube central (3).
2. Elément selon la revendication 1 , ledit élément comprenant deux tubes d'alimentation (4), chaque tube étant placé à une extrémité de la poche membranaire (2) éloignée du tube central (3).
3. Elément selon l'une des revendications précédentes, dans lequel il comprend plusieurs tubes d'alimentation (4) placés à des extrémités de la poche membranaire éloignées du tube central (3).
4. Elément selon l'une des revendications précédentes, ledit élément comprenant un ou plusieurs tubes d'alimentation répartis entre l'extrémité de la poche membranaire et le tube central (3).
5. Elément selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les tubes d'alimentation (4) sont fixés à la poche membranaire par collage ou par un autre moyen équivalent.
6. Elément selon l'une des revendications précédentes dans lequel les trous du tube d'alimentation sont répartis le long du tube de façon régulière ou non.
7. Système de séparation pour liquide, notamment pour dessaler l'eau, comprenant un carter fermé contenant un élément de séparation selon l'une des revendications précédentes dont la poche membranaire (2) est enroulée autour du tube central (3) et des moyens d'alimentation et liquide du carter et des tubes d'alimentation (4).
8. Système de traitement de liquides, par exemple de dessalement de l'eau, comprenant au moins un système de séparation tel que définit dans la revendication précédente.
PCT/IB2009/053894 2008-09-05 2009-09-07 Systeme de traitement d'un liquide, par exemple de l'eau de mer WO2010026556A1 (fr)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20016417U1 (de) * 2000-09-21 2002-02-14 Wehrle-Werk AG, 79312 Emmendingen Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeit und Feststoff aus einer Suspension

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DE20016417U1 (de) * 2000-09-21 2002-02-14 Wehrle-Werk AG, 79312 Emmendingen Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeit und Feststoff aus einer Suspension

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