SE530859C2

SE530859C2 - Förfarande för rening av vatten medelst omvänd osmos

Info

Publication number: SE530859C2
Application number: SE0700058A
Authority: SE
Inventors: Aapo Saeaesk
Original assignee: Scarab Dev Ab
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-09-30
Also published as: SE0700058L; WO2008085106A1

Description

25 30 530 855 genom en membrandestillationsanordning på dess kalla sida före RO-anläggningen, av att koncentrat från RO-anläggningen bringas att värmas, av att det uppvärmda koncentratet bringas att ledas genom membrandestillationsanordningen på dess varma sida, av att en vattenrest från nämnda membrandestillationsanordning bringas att avkokas i en avkokningsanordning, varigenom ånga bildas och av att ånga från avkokningsanordningen bringas att ledas till värmeväxlaren för att värma koncentratet från RO- anläggningen.

Nedan beskrivs uppfinningen närmare, delvis i samband med på bifogade ritningar visade utföringsexempel av uppfinningen, där - figur l visar schematiskt ett förfarande innefattande MD- anordning och RO-anläggning i ett system till vilket system en värmeapparat och en värmeväxlare är inkopplade; - figur 2 visar schematiskt ett förfarande innefattande MD- anordning och RO~anläggning i ett system till vilket system en värmeväxlare är inkopplad; - figur 3 visar schematiskt ett förfarande innefattande MD- anordning och RO-anläggning i ett system till vilket system ånga bringas att ledas in; ~ figur 4 visar schematiskt ett förfarande innefattande MD- anordning och RO-anläggning i ett system till vilket system ånga bringas att ledas in i icke rent vatten för att uppvärmning av vattnet ska ske; Föreliggande uppfinning avser således ett förfarande för rening av vatten medelst en RO-anläggning 2 där det icke rena vattnet 10 förbehandlas. Det icke rena vattnet lO kan 10 15 20 25 30 SEC! 855 förbehandlas på något känt sätt, exempelvis med ultra-, nano~ eller mikrofilter eller med aktivt kol.

Membrandestillation, s.k. MD, har varit känd sedan l980-talet för att rena vatten. Membrandestillation sker genom en membrandestillationsanordning för att låta en första vätska passera nära men ej blandas med en andra vätska, vilken anordning innefattar ett antal skivor. En första skiva är utrustad med ett membran genom vilket endast gasformigt vatten kan passera. Temperaturskillnader rnellan skivor gör att vatten förångas, passerar membranet och kondenserar mot en andra vägg, Vattens vilken är kallare än vattnet som ska renas. ytspänning gör att vatten inte Med uttrycket kan tränga igenom membranet. ”vattenm passerar membranet” menas att vatten är i àngfas.

MD kan användas inom många områden. Till flöda exempel kan havsvatten låtas längs med membranet och förångat vatten passera genom membranet och tas om hand på andra sidan membranet för att användas som rent vatten. Därmed stannar alla ämnen, förutom rent vatten, kvar i det vatten som ska renas, häri benämnt en vattenrest. Det finns flera användningsområden för membrandestillation. Det kan vara rening av avloppsvatten såväl som rening av vatten för användning inom industrier som kräver rent vatten, eller rening av vatten så att en väsentligen fast biprodukt blir kvar med oönskade ämnena.

Figur l - 3 visar enligt uppfinningen att förbehandlat icke vatten 13 ledas membrandestillationsanordning 1 på dess kalla sida före RO- rent bringas att genom en anläggningen 2, av att koncentrat 16 från RO-anläggningen bringas att värmas upp och av att det uppvärmda koncentratet 10 15 20 25 30 535 B59 16 bringas att ledas genom membrandestillationsanordningen 1 på dess varma sida. När det förbehandlade icke rena vattnet 13 bringas att ledas genom MD-anordningen 1 cirkulerar vattnet 13 som kylvatten och värms därigenom till en relativt låg temperatur, ca 20 - 40°C eller till en så hög temperatur tål, 100°C. förbehandlat uppvärmt icke rent vatten 14 att ledas in i RO- som RO-membranen dock under Därefter bringas anläggningen 2 som bringas att avlägsna en stor del av lösta salter.

Uppvärmningen som. bringas att ske i membrandestillations- anordningens 1 kalla sida gör att utbytet av permeat 15 från RO-anläggningen 2 ökar. Ökningen av framställningen av permeatet 15 vid temperaturhöjningen är linjär. Temperaturen hos det icke rena vattnet 10 är ca 10 - 40°C. Det förbehandlade icke rena vattnet 13 bringas att värmas vid MD- till ca 20 - 40°C dock anordningens 1 kalla sida ett antal grader, eller till en så hög temperatur som RO-membranen tål, under 100°C.

RO-anläggningen 2 bringas att separera vattnet 14 till ett permeat 15, d.v.s. rent vatten, och ett koncentrat 16.

Permeatet 15 bringas att samlas som rent vatten utan föroreningar' 3 och kan således användas som renvatten för avsett ändamål.

Enligt en annan föredragen utföringsform bringas permeatet 15 att passera ytterligare en MD-anordning 17, varigenom. en högre renhet bringas att erhållas än för RO-behandlat vatten.

Enligt en föredragen utföringsfornl bringas koncentratet 16 från. RO-anläggningen 2 att värmas i en 'värmeväxlare 6, se figur 1 och 2. 10 15 20 25 30 EBÜ 855 Enligt en föredragen utföringsform bringas en värmeapparat 9 att värma vattnet i värmeväxlaren 6, se figur 1.

Enligt en föredragen utföringsform. är värmeapparaten 9 en solfångare.

Enligt en annan föredragen utföringsform är värmeapparaten 9 en el-patron. Värmeapparaten 9 kan även vara exempelvis en ytterligare värmevaxlare eller brännare för att värmeapparaten 9 ska bringas att leda uppvärmd vätska genom värmeväxlaren 6.

Det uppvärmda vattnet efter varmeväxlaren 6 bringas att cirkulera genom næmbrandestillationsanordningen ]. varvid en ytterligare andel vatten i ångform av koncentratet 16 passerar membranet i membrandestillationsanordningen l som rent vatten utan föroreningar 3. Det blir dock kvar en vattenrest 4 efter membrandestillationen 1.

Enligt ytterligare en utföringsforni bringas vattenresten 4 fråna membrandestillationen l att avkokas i en avkokningsanordning 20. Avkokningsanordningen 20 kan vara av olika kända slag, exempelvis fallfilm, kristalliserare, spruttorkning eller ångkompression.

Figur 2 visar enligt ytterligare en annan utföringsform hur ånga 8 från avkokningsanordningen 20 bringas att ledas till värmeväxlaren 6 för att värma koncentratet 16 från RO- anläggningen 2. Den kondenserade ångan 7, d.v.s. ånga 8 som har passerat värmeväxlaren 6, till rent bringas att ledas vatten utan föroreningar 3. 10 15 20 25 30 539 355 Figur 3 visar enligt ytterligare en annan utföringsform hur ånga 8 bringas att ledas in i koncentratet 16, varigenom vattnet i systemet bringas att cirkulera. I det här fallet har en blandning av ånga 8 och koncentrat 16, d.v.s. vatten i flytande form, erhållit en täthet sonx är lägre än den för endast koncentratet 16. Dessutom. är åtminstone en del av systemet utsträckt i vertikalt led. ”Vertikalt” innebär även att en vinkel mot lodlinjen kan finnas. Syftet med nämnda blandning är att åstadkomma cirkulation genom att blandningen med lägre täthet stiger i en första vertikal del i systemet. Ångan 8 kondenseras allteftersom och omvandlas till vatten i flytande form igen. Tätheten sjunker allteftersoni ångan 8 kondenseras. Cirkulationsvattnet följer längs med systemet och sjunker i en andra vertikal del i systemet. Därmed erhålls en cirkulation i ett system som således inte behöver en pump för att pumpa runt vattnet i systemet.

Dessutom värms koncentratet 16 av ångan 8 varför annan ytterligare värmning av koncentratet 16 ej erfordras.

Figur 4 visar enligt ytterligare en föredragen utföringsform hur ånga 8a, 8b, 8c bringas att ledas in i vattnet 10, 13, 14, varigenom vattnet 10, 13, 14 i systemet bringas att cirkulera.

Enligt ytterligare en utföringsforni enligt figur 4 bringas permeat 15, 18, 19 och ånga 8d att föras till olika behållare varigenom vatten med olika renhetsgrad erhålls ur systemet, exempelvis rent vatten utan föroreningar 3a från permeatet 15 från RO~an1äggningen. Permeatet 15 bringas att passera en andra MD-anordning 17, varigenom ett renare permeat 18 jämfört med permeatet 15 från RO-anläggningen 2 bringas att erhållas. Permeatet. 18 bringas att samlas som rent vatten 10 15 20 utan föroreningar 3b. Dessutom bringas permeatet 19 från MD- anordningen 1 att föras till rent vatten utan föroreningar 3c för att särskilja permeatet 19 från permeatet 15. Ånga 8d från avkokningsanordningen 20 bringas att kondenseras och samlas som rent vatten utan föroreningar 3d. Permeat 15, 18, 19 och/eller ånga 8d bringas att ledas till separata behållare.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är membrandestilleringen av typen membrandestillering med luftspalt, s.k. air gap membrane distillation (AGMD).

Ovan har ett antal utföringsförfaranden och användningar beskrivits. Emellertid kan membrandestillationsanordningen 1, RO-anläggningen 2, avkokningsanordningen 20 och värmevaxlaren 6 vara utformade på annat lämpligt sätt utan att uppfinningens grundtanke frångàs.

Föreliggande uppfinning är således inte begränsad till ovan angivna utföringsförfaranden utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.

Claims

10 15 20 25 30 ÉBÜ 855 Patentkrav

1. l. Förfarande för rening av vatten medelst en RO-anläggning (2), vid vilket förfarande icke rent vatten (10) förbehandlas, k ä n n e t e c k n a t av att det förbehandlade icke rena vattnet (13) bringas att ledas genom en membrandestillationsanordning (1) (2), av på dess kalla sida före att (16) fràn RO- RO-anläggningen koncentrat anläggningen (2) bringas att värmas, (16) membrandestillationsanordningen (1) av att det uppvärmda koncentratet bringas att ledas genom pà dess varma sida, av att en nämnda vattenrest (4) från membrandestillationsanordning (1) (20), avkokningsanordningen bringas att avkokas i en avkokningsanordning varigenom ånga (8) bildas och av att (20) ånga (8) från bringas att ledas till värmeväxlaren (6) för att värma koncentratet (16) från RO-anläggningen (2).

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att permeat (15) att från nämnda membrandestillationsanordning (1) (17), varigenom en högre renhet bringas att erhållas än för RO- behandlat vatten. bringas passera ytterligare en MD-anordning

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, (16) bringas att värmas i en värmeväxlare (6). k ä n n e t e c k ~ n a t av att koncentratet från RO-anläggningen (2) k ä n n e t e c k n a t av att (16) i

4. Förfarande enligt krav 3, en värmeapparat (9) bringas att värma koncentratet värmeväxlaren (6). 10 15 20 25

5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att värmeapparaten (9) är en solfångare.

6. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att värmeapparaten (9) är en el-patron.

7. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att ånga från avkokningsanordningen (8) (16) (16) bringas att ledas in i koncentratet i en vertikal del av systemet, varigenom koncentratet bringas att cirkulera.

8. Förfarande enligt krav l, av att k ä n n e t e c k n a t (8a,8b,8c) (l0,l3,l4) (l0,l3,l4) ånga från avkokningsanordningen bringas att ledas in i det icke renade vattnet i en vertikal del av systemet, varigenom vattnet bringas att cirkulera.

9. Förfarande enligt något av kraven l - 8, (l5,l8,l9), eller två membrandestillationsanordningar (1) (8d) k ä n n e - t e c k n a t av att permeat som passerat en och/eller en RO-anläggning (2) och/eller ånga bringas att ledas till separata behållare.

10. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att membrandestilleringen är av s.k. typen membrandestillering med luftspalt, air gap membrane distillation.