SE534744C2 - Flat membrane system comprising a spacer element - Google Patents
Flat membrane system comprising a spacer element Download PDFInfo
- Publication number
- SE534744C2 SE534744C2 SE0500470A SE0500470A SE534744C2 SE 534744 C2 SE534744 C2 SE 534744C2 SE 0500470 A SE0500470 A SE 0500470A SE 0500470 A SE0500470 A SE 0500470A SE 534744 C2 SE534744 C2 SE 534744C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- membrane system
- permeate
- membrane
- spacer element
- spacer
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 109
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 title claims abstract description 58
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- -1 polybutylene Polymers 0.000 claims description 12
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 10
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 7
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000002352 surface water Substances 0.000 claims description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 4
- 238000011146 sterile filtration Methods 0.000 claims description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 3
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 claims description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 2
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 2
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 claims description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims description 2
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 claims description 2
- 235000015203 fruit juice Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims description 2
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 claims description 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920006124 polyolefin elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920005996 polystyrene-poly(ethylene-butylene)-polystyrene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 claims description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 4
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 3
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012465 retentate Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
-
- 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
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
30 534 7415 filtreringsklasserna med ett intervall från 0,1 till 10 mikrometer (um). 30 534 7415 filtration classes with a range from 0.1 to 10 micrometers (um).
Ultrafiltreringsmembran klassifieras av värdet på den minsta molekylvlkt som kvarhàlles av membranet, 90 % av denna skall kvarhàlles av membranet. Ultrafiltreringsintervallet sträcker sig från kvarhållannde av molekylvikter från 1000 till 500.000.Ultrafiltration membranes are classified by the value of the smallest molecular weight retained by the membrane, 90% of which must be retained by the membrane. The ultrafiltration range extends from retention of molecular weights from 1000 to 500,000.
Nanofiltreringsmembran kvarhàller lösta molekyler med en molekylvlkt från 100 till 1.000. Omvänd osmos innefattar de tätaste membranen, som är kapabla att avskilja även de minsta lösta molekylerna.Nanofiltration membranes retain dissolved molecules with a molecular weight from 100 to 1,000. Reverse osmosis involves the densest membranes, capable of separating even the smallest dissolved molecules.
De fluider, som har passerat ett membran eller en membranfilm, definieras som permeat. Fluiderna, som finns kvar, definieras som koncentrat eller retentat i fortsättningen benämnt koncentrat. Membranen kan hållas isär genom insatselement, distanser eller distanselement.The fluids that have passed through a membrane or membrane film are defined as permeate. The fluids that remain are defined as concentrate or retentate, hereinafter referred to as concentrate. The membranes can be kept apart by insert elements, spacers or spacer elements.
Distanser eller insatsselement kan framställas av, korrugerat material, av veckat material, gjutet material, extruderat material eller maskinframställt material som har en struktur, som tillåter fritt flöde för fluiderna till ett uppsamlingssystem eller en uppsamlingsanordning.Spacers or insert elements can be made of corrugated material, pleated material, molded material, extruded material or machined material that has a structure that allows free flow of fluids to a collection system or collection device.
Fortsättningsvis defineras distanselement som ett organ som håller isär membraner eller membranfilmer. lnsatselementen deflnierar de element som åtskiljer stödorgan.Hereinafter, spacers are defined as a member that holds membranes or membrane films apart. Insert elements define the elements that separate support members.
Uppfinningen avser ett platt membransystem konstruerade att möjliggöra att permeat kan transporteras med hjälp av hydrostatiskt tryck, vilket membransystem innefattar membranfilmer. åtminstone ett uppsamlings- organ och ett distanselement. Distanselement är ett extruderat distans- element som innefattar stödorgan, vilka stödorgan har perforeringarna som utgörs av hål, slitsar, skåror eller kombinationer av dessa. Vidare innefattar distanselementet väggar, som bildar flödesutrymmen, eller är 10 15 20 25 30 534 'Hill distanselement ett extruderat distanselement som innefattar stödorgan vilka stödorgan har perforeringarna som utgörs av hål, slitsar, skåror eller kombinationer av dessa och ett veckat skikt, där det veckade skiktet och stödorganen bildar parallella flödesutrymmen för permeat. På båda sidor om distanselementet är membranfilmerna fästa, uppsamlingsorganet(en) är förbundet(na) vinkelrätt direkt mot de parallella flödesutrymmena.The invention relates to a flat membrane system designed to enable permeate to be transported by means of hydrostatic pressure, which membrane system comprises membrane films. at least one collection means and a spacer. The spacer is an extruded spacer that comprises support means, which support means have perforations consisting of holes, slots, notches or combinations thereof. Furthermore, the spacer comprises walls that form flow spaces, or is an extruded spacer that comprises support means, which support means have perforations consisting of holes, slots, notches or combinations thereof and a pleated layer, where the pleated layer and the support means form parallel flow spaces for permeate. On both sides of the spacer the membrane films are attached, the collection means(s) are connected perpendicularly directly to the parallel flow spaces.
Formen hos perforeringarna, deras frekvens eller mängd kan anpassas beroende på tryckintervallet, viskositeten eller fluidernas temperatur.The shape of the perforations, their frequency or quantity can be adapted depending on the pressure range, viscosity or temperature of the fluids.
Perforeringarna kan vara hål, slitsar, skåror eller kombinationer av dessa. lnsatselementen kan vara längsgående väggar, korrugerade skikt, veckade skikt, gjutna skikt, formpressade skikt, extruderade skikt, skikt som har kanaler, skikt som har kapade eller platta toppar, enstaka distanselement, eller kombinationer av dessa.The perforations may be holes, slots, notches, or combinations thereof. The insert elements may be longitudinal walls, corrugated layers, pleated layers, molded layers, compression molded layers, extruded layers, layers having channels, layers having truncated or flat tops, single spacers, or combinations thereof.
Flödesutrymmena mellan stödorganen och de insatta elementen bildar passager. Passagerna kan vara förbundna vinkelrätt till åtminstone en uppsamlingsanordning för permeat. Passagerna kan sträcka sig längs varandra enligt en alternativ utföringsform. Enligt en annan utföringsform bildar lnsatselementen passager som sträcker sig parallellt med varandra. Uppsamlingsanordningen för permeat kan ha rörform eller vara extruderad med U-form.The flow spaces between the support members and the insert elements form passages. The passages may be connected perpendicularly to at least one permeate collection device. The passages may extend along each other according to an alternative embodiment. According to another embodiment, the insert elements form passages extending parallel to each other. The permeate collection device may be tubular or extruded with a U-shape.
Distanselementet för permeat kan ha en tjocklek av åtminstone 0,1 mm, tjockleken kan vara så stor som, mindre än eller lika med ungefär 20 mm.The permeate spacer may have a thickness of at least 0.1 mm, the thickness may be as great as, less than or equal to about 20 mm.
Enligt en alternativ utföringsform kan tjockleken vara åtminstone 0,2 mm och enligt en, annan alternativ utföringsform kan tjockleken vara åtminstone 0,5 mm. Enligt ännu en alternativ utföringsform kan tjockleken ligga inom intervallet från omkring 0,1 mm till omkring 20 mm. Enligt 10 15 20 25 30 53111 744 ytterligare en annan utföringsform kan tjockleken ligga i intervallet från omkring 0,5 mm till omkring 15 mm.In an alternative embodiment, the thickness may be at least 0.2 mm, and in another alternative embodiment, the thickness may be at least 0.5 mm. In yet another alternative embodiment, the thickness may be in the range of about 0.1 mm to about 20 mm. In yet another embodiment, the thickness may be in the range of about 0.5 mm to about 15 mm.
Enligt en ytterligare utföringsform kan tjockleken ligga inom intervallet frán omkring 1 mm till omkring 5 mm. Enligt ännu en annan utföringsform kan tjockleken ligga inom intervallet från omkring 0,1 mm till omkring 2,0 mm. Enligt ytterligare en annan utföringsform kan tjockleken ligga inom intervallet från omkring 0,5 mm till omkring 1,5 mm.In a further embodiment, the thickness may range from about 1 mm to about 5 mm. In yet another embodiment, the thickness may range from about 0.1 mm to about 2.0 mm. In yet another embodiment, the thickness may range from about 0.5 mm to about 1.5 mm.
Stödorganen och insatselementen kan framställas av samma material, eller stödorganen kan framställas av ett material och insatselementen av ett annat material. Materialet kan väljas från åtminstone ett av materialen i en grupp bestående av polyolefinelastomerer, sampolymerer av etylen- vinylacetat, terpolymerer av etylen-vinylacetat, blockpolymerer av styren- etylen/butylen-styren, polyuretaner, polybutylen, sampolymerer av polybutylen, polyisopren, sampolymerer av polyisopren, akrylater, silikoner, naturligt gummi, polyisobutylen, butylgummi, polypropylen, sampolymerer av polypropylen, polyetylen, sampolymerer av polyetylen, polykarbonater, fluorpolymerer, polystyren, sampolymerer av akrylnitril- butadien-styren, eller nylon, polyvinylklorid och blandningar av dessa. sampolymerer Uppfinningen avser vidare ett membransystem omfattande ett distanselement för permeat till vilket membran eller membranfilmer kan fästas på båda sidor om distanselementet för permeat. Membranet kan svetsas på distanelementet, gjutas tillsammans med distanselementet eller extruderas tillsammans som en membranenhet, limmas på distandselementet, fixeras till distansorganet eller vara en del av distanselementets konstruktion. 10 15 20 25 30 534 'HM Systemet kan omfatta åtminstone en anordning för uppsamling av permeat, vilken kan ha rörform eller extruderad till U-form, och systemets sidor kan vara svetsade eller limmade, och vara försedda med åtminstone en stödlist eller stödremsa.The support members and the insert members may be made of the same material, or the support members may be made of one material and the insert members of a different material. The material may be selected from at least one of the materials in the group consisting of polyolefin elastomers, ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-vinyl acetate terpolymers, styrene-ethylene/butylene-styrene block polymers, polyurethanes, polybutylene, polybutylene copolymers, polyisoprene, polyisoprene copolymers, acrylates, silicones, natural rubber, polyisobutylene, butyl rubber, polypropylene, polypropylene copolymers, polyethylene, polyethylene copolymers, polycarbonates, fluoropolymers, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers, or nylon, polyvinyl chloride and mixtures thereof. copolymers The invention further relates to a membrane system comprising a permeate spacer to which membranes or membrane films can be attached on both sides of the permeate spacer. The membrane can be welded to the spacer, molded together with the spacer or extruded together as a membrane unit, glued to the spacer, fixed to the spacer or be part of the structure of the spacer. 10 15 20 25 30 534 'HM The system can comprise at least one permeate collection device, which can be tubular or extruded into a U-shape, and the sides of the system can be welded or glued, and be provided with at least one support strip or support strip.
Uppfinningen avser vidare ett förfarande för uppsamling av permeat som innefattar kontakt med ett membransystem och transportera permeaten genom membranet; ii) följande steg, i) bringa vätskor i skapa ett flöde av permeat genom ett flödesutrymme som bildar passager inuti distanselementet och stödorganen, och iii) samla upp permeatet i ett uppsamlingsorgan för permeat.The invention further relates to a method for collecting permeate comprising contacting a membrane system and transporting the permeate through the membrane; ii) the following steps, i) bringing liquids into a flow of permeate through a flow space forming passages within the spacer and the support members, and iii) collecting the permeate in a permeate collection member.
Förfarandet kan också innefatta ett extra steg; transport av det permeat som samlats upp i steg iii) till en uppsamlingstank eller källa med hydrostatisk tryck.The method may also include an additional step; transporting the permeate collected in step iii) to a collection tank or source with hydrostatic pressure.
Uppfinningen avser användning av ett membransystem omfattande ett distanselement för permeat och membranfilmer för behandling av avloppsvatten, sjövatten, ytvatten eller källvatten.The invention relates to the use of a membrane system comprising a spacer element for permeate and membrane films for the treatment of wastewater, sea water, surface water or spring water.
Membransystemet kan användas för förbehandling av vatten, som till exempel eller avsaltningsanläggning med omvänd osmos. Membransystemet kan sjövatten, ytvatten, källvatten, före en också användas för framställning av dricksvatten från ytvatten eller källvatten. Membransystemet kan användas för förbehandling eller slutbehandling av vatten. I ett sådant fall installeras membranen i en tank där det hydrostatiska trycket används som transmembrantryck, TMP.The membrane system can be used for pre-treatment of water, such as seawater, surface water, spring water, before a reverse osmosis desalination plant. The membrane system can also be used for the production of drinking water from surface water or spring water. The membrane system can be used for pre-treatment or final treatment of water. In such a case, the membranes are installed in a tank where the hydrostatic pressure is used as the transmembrane pressure, TMP.
Tack vare det låga tryckfallet i membransystemet är det möjligt att behandla vatten med nanofilltreringsmembran för att avskilja divalenta 10 15 20 25 534 744 joner som kalcium, magnesium etc., eller lågorganiska molekyler som pesticider. Membransystemet kan också användas för sterilfiltrering, klarifiering, eller koncentration av höga molekylviker. Membransystemet kan användas för behandling av vin, öl, koncentrering av frukt juice, sterilfiltrering av mjölk.Thanks to the low pressure drop in the membrane system, it is possible to treat water with nanofiltration membranes to separate divalent ions such as calcium, magnesium, etc., or low organic molecules such as pesticides. The membrane system can also be used for sterile filtration, clarification, or concentration of high molecular weight compounds. The membrane system can be used for the treatment of wine, beer, concentration of fruit juice, sterile filtration of milk.
Distanselementet för permeat ger ett bra stöd för membranen, och flödesutrymmet erbjuder fritt flöde för strömmen av fluid utan att hinder skapas som åstadkommer motryck. Storleken hos distanselementet för permeat kan anpassas till applikationen och kan integreras i olika konfigurationer som plattmembran med ram, eller en membranbioreaktor, MBR där tryckfallet på permeatsidan måste hållas lågt för att undvika bildandet av mottryck särskilt för höga fluxvärden hos permeatet.The permeate spacer provides good support for the membranes, and the flow space offers free flow for the fluid stream without creating obstacles that create backpressure. The size of the permeate spacer can be adapted to the application and can be integrated into different configurations such as a plate membrane with frame, or a membrane bioreactor, MBR where the pressure drop on the permeate side must be kept low to avoid the formation of backpressure, especially for high permeate flux values.
Membransystemet kan användas för olika typer av konstruktioner och inbegriper alla tryckområden, omfattande mikrofiltrering, ultrafiltrering, nanofiltrering och omvänd osmos. l konstruktioner med plattmembran med ram kan distanselementet för permeat användas som en stödplatta för membranet.The membrane system can be used for various types of designs and covers all pressure ranges, including microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis. In frame plate membrane designs, the permeate spacer can be used as a support plate for the membrane.
Uppfinningen avser en membrananläggning omfattande ett membransystem innefattande ett distanselement för och membranfilmer fästa vid båda sidor av distanselementet för permeat, membransystemet innefattar också ett organ för uppsamling av permeat.The invention relates to a membrane plant comprising a membrane system comprising a spacer element for permeate and membrane films attached to both sides of the spacer element for permeate, the membrane system also comprising a means for collecting permeate.
Membrananlåggningen innefattar också att membransystemet är placerat i en biologisk behandlingstank. 10 15 20 25 534 744 Uppfinningen avser användning av en membrananläggning för behandling av avloppsvatten, sjövatten, ytvatten eller källvatten.The membrane plant also includes the membrane system being placed in a biological treatment tank. 10 15 20 25 534 744 The invention relates to the use of a membrane plant for the treatment of wastewater, sea water, surface water or spring water.
Tack vare det låga tryckfallet i membransystemet är det möjligt att behandla vatten med nanofiltreringsmembran för att avlägsna divalenta joner som kalcium, magnesium etc. eller små organiska molekyler som pesticider genom att utnyttja det hydrostatiska trycket.Thanks to the low pressure drop in the membrane system, it is possible to treat water with nanofiltration membranes to remove divalent ions such as calcium, magnesium, etc. or small organic molecules such as pesticides by utilizing the hydrostatic pressure.
Vidare utvecklingar specificeras in de oberoende kraven och de beroende kraven.Further developments specify the independent requirements and the dependent requirements.
Uppfinningen är avsedd att förklaras mera i detalj i det följande med hjälp av de bifogade ritningarna.The invention is intended to be explained in more detail in the following with the aid of the accompanying drawings.
Fig 1 visar en schematisk delvy av en alternativ utformning av distanselementet för permeat.Fig. 1 shows a schematic partial view of an alternative design of the permeate spacer.
Fig 2 visar en schematisk delvy av en annan alternativ utformning av membransystemet.Fig. 2 shows a schematic partial view of another alternative design of the membrane system.
Fig 3 visar en schematisk delvy av en annan alternativ utformning av insatselementet.Fig. 3 shows a schematic partial view of another alternative design of the insert element.
Fig 4 visar en schematisk delvy av en alternativ utformning av membrananläggningen.Fig. 4 shows a schematic partial view of an alternative design of the membrane plant.
Fig 5 visar en schematisk delvy av en annan alternativ utformning av membrananläggningen. 10 15 20 25 30 534 'H14 Figur 1 visar en perspektívvy av distanselementet 1, distanselementet är ett extruderat distanselement med extruderade stödorgan 2, vilka stödorgan är försedda med perforeringar 3. Enligt denna alternativa utföringsform är insatselementen 4 långsträckta väggar som bildar flödesutrymmen 5 mellan stödorganen 2 och de långsträckta väggarna.Fig. 5 shows a schematic partial view of another alternative design of the membrane plant. 10 15 20 25 30 534 'H14 Figure 1 shows a perspective view of the spacer element 1, the spacer element is an extruded spacer element with extruded support members 2, which support members are provided with perforations 3. According to this alternative embodiment, the insert elements 4 are elongated walls that form flow spaces 5 between the support members 2 and the elongated walls.
Membran 6 är fästa på båda sidor om distanselementet 1. Figur 2 visar ett tvärsnitt av ett alternativt membransystem 7, där ett veckad skikt 8 àtskiljer stödorgan 9 som bildar flödesutrymmen i form av parallella passager 10. På toppen av stödorganen 9 är membran 6 fästa.Membranes 6 are attached to both sides of the spacer element 1. Figure 2 shows a cross-section of an alternative membrane system 7, where a pleated layer 8 separates support members 9 which form flow spaces in the form of parallel passages 10. On top of the support members 9, membranes 6 are attached.
Membransystemet 7 är sammansvetsat på åtminstone två sidor 11. Figur 3 visar en tvärsektion av en alternativ utföringsform av insatselementet 12 med platta toppar 13.The membrane system 7 is welded together on at least two sides 11. Figure 3 shows a cross-section of an alternative embodiment of the insert element 12 with flat tops 13.
Figur 4 visar en alternativ utföringsform av en membrananläggning enligt uppfinningen. Enligt denna utföringsform placeras membransystem 14 i en tank för biologisk behandling. Membransystemet 14 framställs genom att sammansvetsa tre sidor av membransystemet. Den fjärde sidan ansluter till uppsamlingsorganet 15 som kan ha rörformig form eller ha en U-formad extruderad form. Var och en av de svetsade sidorna kan vara försedda med stödlister, stödremsor eller något annat (visas ej i figur4), vilka skall hålla isär membransystemet för att åstadkomma en så stor yta som möjligt. Fluider, tex permeat och luft transporteras inuti passagerna (visas inte i figur 4) till uppsamlingsanordningen 15, från vilken uppsamlingsanordning fluiderna transporteras till ett vertikalt rör 16 med hjälp av det hydrostatiska trycket. Botten av röret 16 är anordnad på en lägre nivå än membransystemet för att möjliggöra att ett hydrostatiskt tryck uppstår. Öppningen av röret 16 ligger ovanför vattennivån och denna ände av röret är öppen för att släppa ut luft. 10 15 20 25 30 534 744 Figur 5 visar en alternativ utföringsform av membrananläggningen.Figure 4 shows an alternative embodiment of a membrane plant according to the invention. According to this embodiment, membrane system 14 is placed in a tank for biological treatment. Membrane system 14 is produced by welding together three sides of the membrane system. The fourth side connects to the collection member 15 which may have a tubular shape or have a U-shaped extruded shape. Each of the welded sides may be provided with support strips, support strips or something else (not shown in Figure 4), which shall keep the membrane system apart in order to achieve as large a surface as possible. Fluids, e.g. permeate and air are transported inside the passages (not shown in Figure 4) to the collection device 15, from which collection device the fluids are transported to a vertical tube 16 by means of the hydrostatic pressure. The bottom of the tube 16 is arranged at a lower level than the membrane system to enable a hydrostatic pressure to arise. The opening of the tube 16 is above the water level and this end of the tube is open to allow air to escape. 10 15 20 25 30 534 744 Figure 5 shows an alternative embodiment of the membrane plant.
Membransystemet är helt nedsänkt i en biologisk behandlingstank under vattennivån i Enligt denna utföringsform finns en källa 17 placerad utanför den biologiska Skillnaden i uppsamlingstanken 15 för permeat och vattennivån i tanken skapar ett tanken. uppsamlingstank eller behandlingstanken. vattennivå mellan utloppet från hydrostatiskt tryck som räcker till för att skapa ett transmembrantryck som möjliggör ett vätskeflöde genom membranet i distanselement för uppsamling av permeat. Vätskan från distanselementet för uppsamling av permeat samlas i en, två eller flera uppsamlinganordningar 15, som kan ha rörform, extruderad U-form eller ha någon annan geometrisk form.The membrane system is completely submerged in a biological treatment tank below the water level in the According to this embodiment, there is a source 17 located outside the biological tank. The difference in the permeate collection tank 15 and the water level in the tank creates a hydrostatic pressure that is sufficient to create a transmembrane pressure that allows a liquid flow through the membrane in the permeate collection spacer. The liquid from the permeate collection spacer is collected in one, two or more collection devices 15, which may be tubular, extruded U-shaped or have some other geometric shape.
Permeatet strömmar av tyngdkraften till en källa eller en uppsamlingstank 17, där vattennivån är lägre än vattennivån i huvudtanken. Denna skillnad i vattennivå skapar ett hydrostatiskt tryck som är nödvändigt för att driva membransystemet. Det hydrostatiska trycket kan regleras genom kontroll av vätskenivån i källan 17.The permeate flows by gravity to a source or collection tank 17, where the water level is lower than the water level in the main tank. This difference in water level creates a hydrostatic pressure that is necessary to operate the membrane system. The hydrostatic pressure can be regulated by controlling the liquid level in the source 17.
I de följande exemplen genomföres en undersökning av värdena på flöde och flux över tiden och en jämförelse görs mellan ett distanselement i ett konventionellt spirallindat membran och membransystemet enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen. Ändamålet med exemplen är att illustrera hur distanselementet för permeat och permeatsystemet fungerar, och är inte avsett att begränsa uppfinningens omfång.In the following examples, an investigation of the values of flow and flux over time is carried out and a comparison is made between a spacer element in a conventional spiral wound membrane and the membrane system according to an alternative embodiment of the invention. The purpose of the examples is to illustrate how the permeate spacer element and the permeate system work, and is not intended to limit the scope of the invention.
Exempel 1 Försök genomfördes med användning av den membrananläggning som visas i fig. 4. Permeat flöde och permeat flux övervakades under 16 dagar. Under testperioden kunde membransystemet fungera utan yttre 534 'M4 10 tryck på membranet eller genom att använda vakuum. Det hydrostatiska trycket räckte till för att pressa vatten genom membranet. Variation av det hydrostatiska trycket kan reglera flödet genom membranet. Dessa variationer kan kontrolleras genom vattennivån i tanken eller källan.Example 1 Experiments were conducted using the membrane plant shown in Fig. 4. Permeate flow and permeate flux were monitored for 16 days. During the test period, the membrane system was able to operate without external pressure on the membrane or by using vacuum. The hydrostatic pressure was sufficient to force water through the membrane. Variation of the hydrostatic pressure can regulate the flow through the membrane. These variations can be controlled by the water level in the tank or source.
Membransystemets area var 3,753 m2 och lufttemperaturen var mellan -5°C och 5°C under försöksperioden. Resultaten sammanfattas i tabell 1.The membrane system area was 3.753 m2 and the air temperature was between -5°C and 5°C during the experimental period. The results are summarized in Table 1.
Tabell 1 Dag Permeat Tank Hydrostatiskt Totalt Vatten Permeat flux Na nivå H1 nivå tryck H1-H2 permeat tempera- vid 0.1 Bar [m] H2 [Bar] flöde tur och 25°C in] [dm°/h1 1°c1 [d m3/(m2xhn 1 1.3 0.55 0.075 35.6 7.8 19 2 1.3 0.55 0.075 38.8 7.8 21 3 1.3 0.55 0.075 39.8 7.8 21 4 1.3 0.58 0.072 29.4 8.4 16 5 1.3 0.60 0.070 26.6 8.8 15 6 1.3 0.54 0.076 18.3 8.0 10 7 1.3 0.55 0.075 24.1 8.2 13 8 1.3 0.60 0.070 24.8 8.6 14 9 1.3 0.62 0.068 24.9 8.7 14 10 1.3 0.55 0.075 24.5 8.1 13 11 1.3 0.60 0.070 21.9 7.8 13 12 1.3 0.65 0.065 20.4 8.0 13 13 1.3 0.62 0.068 20.5 8.0 12 14 1.3 0.62 0.068 20.0 8.1 12 15 1.3 0.62 0.068 21.0 8.1 12 16 1.3 0.62 0.068 20.2 8.1 12 10 534 744 11 Exemgel 2 (Jämförelse) l detta exempel har ett konventionellt lindat distanselement anslutet till en uppsamlingsanordning jämförts med ett distanselement för permeat enligt figur 1 anslutet till en uppsamlingsanordning. Både det spirallindade distanselementet och distanselementet för permeat var försedda med membran på båda sidor. Det hydrostatiska trycket var 1,2 m och den uppmätta fluxen för det konventionella distanselementet var 16 dmalmzxh och fluxen med distanselementet för permeat var 100 dmß/mzxh vilket visade att distanselementet för permeat enligt uppfinningen var 6.25 gånger bättre än det konventionella distanselementet. Slutsatsen av resultaten är att även vid låga fluxvärden ökar betydelsen av fritt flöde på permeatsidan och vid ökar förhållandet. högre fluxvärdenTable 1 Day Permeate Tank Hydrostatic Total Water Permeate flux Na level H1 level pressure H1-H2 permeate temperature at 0.1 Bar [m] H2 [Bar] flow rate and 25°C in] [dm°/h1 1°c1 [d m3/(m2xhn 1 1.3 0.55 0.075 35.6 7.8 19 2 1.3 0.55 0.075 38.8 7.8 21 3 1.3 0.55 0.075 39.8 7.8 21 4 1.3 0.58 0.072 29.4 8.4 16 5 1.3 0.60 0.070 26.6 8.8 15 6 1.3 0.54 0.076 18.3 8.0 10 7 1.3 0.55 0.075 24.1 8.2 13 8 1.3 0.60 0.070 24.8 8.6 14 9 1.3 0.62 0.068 24.9 8.7 14 10 1.3 0.55 0.075 24.5 8.1 13 11 1.3 0.60 0.070 21.9 7.8 13 12 1.3 0.65 0.065 20.4 8.0 13 13 1.3 0.62 0.068 20.5 8.0 12 14 1.3 0.62 0.068 20.0 8.1 12 15 1.3 0.62 0.068 21.0 8.1 12 16 1.3 0.62 0.068 20.2 8.1 12 10 534 744 11 Example 2 (Comparison) In this example, a conventional wound spacer connected to a collection device was compared with a permeate spacer according to Figure 1 connected to a collection device. Both the spiral wound spacer and the permeate spacer were provided with membranes on both sides. The hydrostatic pressure was 1.2 m and the measured flux for the conventional spacer was 16 dm/m2xh and the flux with the permeate spacer was 100 dm/m2xh which showed that the permeate spacer according to the invention was 6.25 times better than the conventional spacer. The conclusion of the results is that even at low flux values the importance of free flow on the permeate side increases and at higher flux values the ratio increases.
Claims (20)
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0500470A SE534744C2 (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Flat membrane system comprising a spacer element |
| US11/884,135 US20080156730A1 (en) | 2005-02-28 | 2006-02-23 | Permeate Spacer Module |
| EP06716935A EP1853375A1 (en) | 2005-02-28 | 2006-02-23 | Permeate spacer module |
| JP2007557967A JP2008531269A (en) | 2005-02-28 | 2006-02-23 | Permeate spacer module |
| NZ556684A NZ556684A (en) | 2005-02-28 | 2006-02-23 | Permeate spacer module |
| PCT/SE2006/000245 WO2006091157A1 (en) | 2005-02-28 | 2006-02-23 | Permeate spacer module |
| AU2006217128A AU2006217128B2 (en) | 2005-02-28 | 2006-02-23 | Permeate spacer module |
| CN2006800063983A CN101128251B (en) | 2005-02-28 | 2006-02-23 | Permeate spacer module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0500470A SE534744C2 (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Flat membrane system comprising a spacer element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0500470L SE0500470L (en) | 2006-08-29 |
| SE534744C2 true SE534744C2 (en) | 2011-12-06 |
Family
ID=37054370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0500470A SE534744C2 (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Flat membrane system comprising a spacer element |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101128251B (en) |
| NZ (1) | NZ556684A (en) |
| SE (1) | SE534744C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG11201810860WA (en) * | 2016-06-08 | 2019-01-30 | Vito Nv Vlaamse Instelling Voor Tech Onderzoek Nv | Membrane support made with preformed sheets |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4476022A (en) * | 1983-03-11 | 1984-10-09 | Doll David W | Spirally wrapped reverse osmosis membrane cell |
| DE3824839C1 (en) * | 1988-07-21 | 1989-10-05 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch, De | |
| US5275726A (en) * | 1992-07-29 | 1994-01-04 | Exxon Research & Engineering Co. | Spiral wound element for separation |
-
2005
- 2005-02-28 SE SE0500470A patent/SE534744C2/en unknown
-
2006
- 2006-02-23 CN CN2006800063983A patent/CN101128251B/en active Active
- 2006-02-23 NZ NZ556684A patent/NZ556684A/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NZ556684A (en) | 2011-05-27 |
| CN101128251B (en) | 2013-03-06 |
| SE0500470L (en) | 2006-08-29 |
| CN101128251A (en) | 2008-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2006217128B2 (en) | Permeate spacer module | |
| US10421043B2 (en) | Method and apparatus for the filtration of biological solutions | |
| US8241495B2 (en) | Filtration module including membrane sheet with capillary channels | |
| AU2006217138B2 (en) | A spacer for membrane modules, a membrane module and uses thereof | |
| AU678359B2 (en) | Cassette membrane system and method of use for low pressure separations | |
| US11565215B2 (en) | Permeate channel alterations for counter current filtration for use in cross-flow filtration modules useful in osmotic systems | |
| US20140174998A1 (en) | Filtration assembly including multiple modules sharing common hollow fiber support | |
| CA2937057C (en) | Filtration module comprising stack of spacers and method of producing same | |
| US20140175003A1 (en) | Filtration module including hollow fiber supports | |
| SE534744C2 (en) | Flat membrane system comprising a spacer element | |
| US20060191837A1 (en) | Permeate spacer module | |
| JP2004524140A5 (en) | ||
| WO2017175137A1 (en) | Fouling resistant membrane spacers | |
| Fazil et al. | Module design and membrane materials |