CN1486214A - 水脱盐的方法和装置 - Google Patents
水脱盐的方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1486214A CN1486214A CNA018221068A CN01822106A CN1486214A CN 1486214 A CN1486214 A CN 1486214A CN A018221068 A CNA018221068 A CN A018221068A CN 01822106 A CN01822106 A CN 01822106A CN 1486214 A CN1486214 A CN 1486214A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- piston
- main valve
- strong brine
- diaphragm unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 title claims description 12
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 69
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 34
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 20
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 10
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 2
- -1 and wherein Substances 0.000 claims 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 abstract 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 abstract 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 13
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 7
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 244000287680 Garcinia dulcis Species 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/06—Energy recovery
-
- 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
-
- 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
- C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
本发明涉及一种利用反渗透作用使水特别是海水脱盐的方法和装置。根据所述方法，盐水(10)在第一个压力(P1)作用下送入压力补偿装置(2)中，并在更高的第二个压力(P2)作用下，从压力补偿装置(2)送入膜片组件(3)中。脱盐的水(12)和浓盐水(13)从膜片组件(3)中排出，从膜片组件(3)排出的浓盐水(13)在大致为第二个压力(P2)作用下连续地送入压力补偿装置中。在此，所述浓盐水用于使输入到压力补偿装置(2)中的盐水(10)处于大致第二压力(P2)下，并将盐水(11)送入膜片组件(3)中。利用控制的主阀(V1，V3，V4，V6)将浓盐水(13)送入压力补偿装置(2)中和将浓盐水(14)从压力补偿装置(2)中排出。特别是在阀开闭过程中，主阀受到大的机械负荷。为了减小或避免这点，本发明提出，可控制与主阀(V1，V3，V4，V6)平行设置的辅助阀(V2，V2′，V5，V5′)，使在主阀(V1，V3，V4，V6)打开和/或关闭过程中的负载峰值减小。
Description
技术领域
本发明涉及通过如权利要求1的序言所述的反渗透作用，对水进行脱盐的方法；另外还涉及实现这种方法的装置。
背景技术
在德国专利申请19933147.2号中说明了这种方法和这种装置。这里，盐水在第一个压力作用下，送入压力补偿装置中；并在第二个较高的压力作用下，从该压力补偿装置送入一个膜片组件中；而脱盐的水和浓盐水则从膜片组件中除去。脱盐的水应理解为盐含量相对于送入该装置中的盐水的盐含量少的水。为了提高这种方法和这种装置的效率和能量平衡，提出了在第二个压力作用下，将从膜片组件除去的浓盐水，连续地送入压力补偿装置中，并用于将第二个压力加在送入压力补偿装置中的盐水上，并将盐水送入膜片组件中。将浓盐水送入压力补偿装置中是利用单向阀进行的，而浓盐水从压力补偿装置中流出是利用控制的主阀进行的。这些控制的主阀最好为可主动控制的，并放置在膜片组件和压力补偿装置之间，或压力补偿装置与浓盐水的输出端之间的连接管路上。
本文开始所述的方法和所述的装置，在EP0028913中也有说明。这时，为了补偿压力损失，设置了一个泵。
由DE2448985已知可利用由这种液体驱动的液压马达来从压力很大的液体中回收能量。按相反相位工作的液压缸/活塞组合利用连杆机械地与曲轴连接，曲轴再由一个驱动装置驱动，用以补偿压力损失。这个系统有几个缺点。但是，由于曲柄轴驱动活塞和连杆在两个方向运动，因此，活塞和连杆的支承方法与导向复杂。
在已知的方法和装置中，主阀上作用有高压。当主阀工作时，在主阀开始打开的时刻或关闭的最后时刻，产生很大的机械应力。然而，由于这些主阀设计用于大流量，因此它们相应地尺寸大和笨重。
由于主阀的尺寸和质量影响，使它们动作较慢，因此较长时间地处在大的压力变化中，特别是在开始打开过程和关闭过程结束时更是如此。由于希望这种装置不间断地工作，但由于应力的大小和作用时间以及负载变化的频率影响，使这些主阀长期处在大的应力作用下。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的、其目的是要克服上述缺点，改善上述方法和装置，使主阀较少磨损。
上述方法和装置的这个问题，可利用权利要求1所述的方法和权利要求15所述的装置解决。
本发明的基础是，已知负载峰值是在主阀开闭过程中产生的，应尽量避免。根据本发明，这点可利用一个称为旁通阀的辅助阀来达到，使主阀开闭过程中产生的一部分压力绕过主阀。为此，在主阀周围设置了安装辅助阀的辅助管路。
最好控制辅助阀，使它们在主阀打开或关闭之前短时间地打开；和/或只在主阀打开或关阀过程中打开。其他时间，辅助阀是常闭的。
在一个优选结构中，辅助阀的横截面比主阀的横截面狭窄。辅助阀的横截面可以明显地比主阀的横截面小，因此，辅助阀的压力阻力大很多。这样，适当控制辅助阀，可使主阀的应力明显减小，其寿命成比例地延长。
在本发明的另一个实施例中，辅助阀的横截面可以任意选择。利用适当的控制器，可通过辅助阀的横截面输送液体。这表示辅助阀可与和它平行设置的对应主阀同时打开或关闭，所不同的是，辅助阀打开比平行设置的主阀稍早，而关闭比平行设置的主阀稍晚，以便卸除作用在其上的负载。
在本发明的优选实施例中，蓄压器与浓盐水从膜片组件流出的输出端以及压力补偿装置的输入端连接。因此，蓄压器与浓盐水自身的压力相同。该蓄压器的目的是补偿因为容积损失，在阀工作过程中不可避免地出现的压力波动；从而在膜片组件中建立最优的固定的工作压力。
在本发明的另一个优选实施例中，在辅助阀的供液管路上安装流量限制器，它通过限制通过的最大流量，而防止压力突然平衡，这样，可以进行逐渐的压力补偿和使压力缓慢改变，而不突然波动。这些流量限制器的尺寸不同，以形成不同大小的“流动阻力”。由于横截面较窄，流量限制器可与辅助阀作成一个整体。
在本发明的细长结构中，压力补偿装置包括两个按相反相位工作的活塞/液压缸组合，并且活塞/液压缸装置的活塞通过连杆连接。这种连杆及其功用可从EP0028913中知道。然而，与已知的连杆不同，在本发明的细化结构中，没有补偿压力损失的泵。
代替它的是，在本发明的第二个实施例中，设有连杆的驱动装置，用以补偿压力损失。这个驱动装置的结构是，在连杆的中心部分有齿，被驱动的小齿轮与这些齿啮合。这样，可以保持所希望的工作压力。
在根据本发明的装置中，可以完全省去产生高压的高压泵，并且如果浓盐水在膜片组件输出端所必需的压力可通过连续地将浓盐水反供至压力补偿装置中以将压力加在泵入压力补偿装置中的盐水上来达到，则可用产生低得多的压力的泵来代替。最重要的是要连续地进行上述过程，由于不这样的话，在从压力补偿装置至膜片组件的盐水供给管路中的压力会降低，必需由高压泵来恢复。这样，不可能连续地生产脱盐水。
根据本发明的方法和装置的另外一些细化的优点可从附属的权利要求中得出。应当指出，根据本发明的装置和方法，可根据上述的相应结构和引用权利要求1的从属权利要求进行改进。
附图说明
下面，将根据附图来说明本发明。其中：
图1为用于说明根据本发明的方法的示意性线路图；
图2为在第一个工作状态下的根据本发明的装置的一个实施例；
图3为在第二个工作状态下的这个实施例；
图4表示在完全的工作循环过程中，这个实施例的工作状态。
具体实施方式
图1的示意图表示在第一个压力P1下，将盐水10送入压力补偿装置2中的一个供给泵1。在高的工作压力下的同样的盐水11，从压力补偿装置2送至膜片组件3。通过膜片6的一部分盐水11(例如，25％的盐水11)在过程中脱盐，并作为脱盐的水12排出。剩留的盐水11(例如，75％)不能通过膜片6，并利用连接管路5作为仍几乎是高压P2的浓盐水13返回至压力补偿装置2中。按将要说明的方法，将这个高压加在送入压力补偿装置2中的盐水10上，并送至膜片组件3的输入端。同时，在压力补偿装置2中按要说明的方式利用这个压力，最后将该处的浓盐水14通过排放管4排出，并将不浓的盐水10送入压力补偿装置2中。所有所述的过程是同时和连续地进行的，因此不需要供给高的工作压力的高压泵，并且可连续得到脱盐的水12。
下面，再根据图2所示的本发明的实施例来说明压力补偿装置2的结构和作用。在此，压力补偿装置包括两个相同的活塞/液压缸装置401，402，它们带有两个相对放在一直线上的液压缸，每一个液压缸包括一个容纳盐水10的输入腔201，202和一个容纳浓盐水13的输出腔101，102。在活塞/液压缸装置401，402内有相应的专门活塞301，302，它们将活塞内部分成上述的腔，并可在图中的水平方向运动。带有(无源)单向阀7的相应送液管路，从供给泵1通至输入腔201，202。当送液管路中的压力比输入腔201，202中的压力大时，单向阀7打开，可使流量通过。在从输入腔201，202至膜片组件3的送液管路中，装有另一个流动方向的比较的单向阀8。
在从膜片组件3至输出腔101，102的送液管路5中和从输出腔101，102出来的排放管路4中，分别安装着可主动切换的主阀V3、V6和V1、V4。利用这些主阀可以控制从膜片组件3流入压力补偿装置2的浓盐水13，或从压力补偿装置2流出的浓盐水14的流量。
活塞301，302利用连杆30彼此永久连接。为了补偿压力损失，由(例如)带有齿轮的电机驱动并与在连杆30上切出的齿啮合的小齿轮40，可驱动连杆30和活塞301，302。
活塞按相反相位工作。如果一个活塞处在输入腔202的容积为最大而输出腔102的容积为最小的位置；则通过连杆30连接的另一个活塞处在输入腔201的容积为最小而输出腔101的容积为最大的位置(与图2比较)。在这种状态下，输入腔202充满水，而输出腔101充满浓盐水。控制作为开关表示的阀V1、V3、V4和V6，使V3和V4关闭，V1和V6打开。
在本说明书中，阀打开表示阀用纯机械的方法打开，形成流动连接，可使流量通过。类似地，阀关闭表示阀用纯机械方法关闭，流动连接中断，流量通过中断。
通过打开主阀V1，首先将输出腔101中的浓盐水的压力卸除。通过打开主阀V6，输出腔102受到压力(例如，70巴)作用，浓盐水流入这个腔中。同时，通过加在活塞上的压力，将输入腔202中的盐水压向膜片组件3。
由于活塞设置成按相反相位工作，因此将压力浓缩物(例如，在70巴下)通入输出腔102，可以通过连杆30使另一个活塞301运动，将没有压力的输出腔101排空。同时，在输入腔201中产生负压，将盐水吸入，并充满这个腔。
如果输出腔102充满，则相应地控制主阀，可进行相反的过程。
由于为了提高新鲜水的产量，膜片组件最好大约在80巴下工作，因此，当作为浓盐水的压力，在膜片组件3的浓缩物排放管路5上至少有上述的70巴压力时，则在膜片上产生最多为10巴的压力损失。
为了特别是在开闭时使主阀不受会造成它们磨损的大的压力变化的影响，根据本发明，设置了与主阀V1，V3，V4，V6平行的辅助或旁通阀V2，V2′，V5，V5′。这些辅助阀的横截面明显比主阀的横截面小，因此，压力阻力较大。这样，适当控制辅助阀，可明显减小主阀上的应力，使其寿命成比例地提高。
另外，蓄压器P与膜片组件3的浓盐水输出端连接，因此其压力与浓盐水自身的压力相同，例如，大约为70巴。为了在膜片组件3中，使工作压力尽可能恒定，必需补偿由于容积损失不可避免地随着阀的动作产生的压力波动。
在膜片组件3的浓盐水输出端和输出腔101，102之间，放置着几个划成电阻的流量限制器R1，R2，R3。通过限制流量，这些流量限制器可以防止压力的突然补偿，使压力逐渐的补偿，压力缓慢变化而不是突然波动。这些起“流动电阻”作用的流量限制器尺寸不同。
由于流量限制器R2和R3可在相邻的辅助阀V2，V2′和V5，V5′的每一次动作时，在可接受的时间内进行压力补偿，因此分别在节点K2和辅助阀V2，V2′之间与在节点K3和辅助阀V5，V5′之间的两个流量限制器R2，R3可使通过的流量比节点K1和蓄压器P之间的流量限制器R1允许通过的流量大。另一方面，R1总是与膜片组件3的浓缩物输出端连接，因此可不间断地补偿在蓄压器P中的压力。因此，流量限制器R1的流动阻力较大，只允许较小的流量通过。浓缩物线路与膜片组件3隔开很大，因此，压力波动对膜片组件3的影响很小，可忽略不计。另外，还应注意，只有当辅助阀V2和V5在节点K1和节点K2，K3之间建立了压力补偿，主阀V3和V6才启动。这样，主阀V3和V6总是在没有压力的情况下起动，因此，没有压力波动。
在任何情况下，最大的流量受到辅助阀V2，V2′，V5，V5′的结构限制，因此，这些辅助阀自动起到流量限制器的作用。
现根据图2和图3所示的示意图和图4所示的过程图，来说明根据本发明的装置的工作循环。图4所示图中的数值表示在工作时相应的阀两端的压力降。
开始状态是图2所示的状态。两个活塞/液压缸装置中的活塞301，302在最左端位置。这点也表示在图4所示的过程图中(参见右边的二列)。主阀V3和V4仍旧打开。由于这些阀二端的压力降为零，因此阀在没有压力情况下关闭(时间t1)。最迟在这点上，辅助阀V2和V′5必需也关闭，分别将节点K2和K3与浓缩物的流出和膜片组件3的浓缩物输出端隔开。在这点上，所有阀都关闭。
为了准备活塞301，302的相反运动，现在辅助阀V2′打开(时间t2)，将节点K2上相对于浓缩物流出的大约为70巴的压力降低。由于阀V2′为横截面小的辅助阀，因此，体积流量小。利用流量限制器R2或辅助阀V2′本身，可以抑制突然的压力波动。
同时，主(原文如此，辅助)阀V5打开、将压力加在从输出腔102中排空浓盐水之后没有压力的节点K3上。由于流量限制器R3限制流量，这个压力也可逐渐地加上去。这样，在K1上的压力加在了节点K3上。
由于节点K1通过流动阻力大的流量限制器R1与主阀V5隔离，因此，补偿由蓄压器P进行，蓄压器又利用节点K1通过流量限制器R1被充满。因此，在膜片组件3内浓缩物输出端的压力波动主要由流量限制器R1的尺寸确定，这样，在节点K1上可得到较恒定的压力。
当节点K2上的压力由辅助阀V2′降低，并且在节点K3上的压力由辅助阀V5建立时，主阀V1和V6可以在没有压力的情况下打开(时间t3)，并且活塞的相反运动开始。这点用图4中的指向右边的箭头表示。
在时间t4，辅助阀V2′和V5再次关闭。最迟在活塞301，302已经达到其最右端位置(参见图3)的时间t5，辅助阀V2′和V5关闭。
因为活塞从最左位置运动至最右位置，使浓盐水流入输出腔102，因此盐水在大约80巴(70巴由流入的浓缩物得来，10巴从驱动装置得来)的压力下，盐水从输入腔202压至膜片组件3中。同时，在没有压力从输出腔101作用在浓缩排放管路上的情况下，输送浓盐水，而盐水则流入输入腔201中。在时间t5时，所有阀再次关闭，通过适当的控制，同样的过程可在相反方向进行。
应当注意，泵1不是主要用于将盐水10送入输入腔201，202的，而是用于防止出现所谓的气穴现象；即在流入输入腔201，202中的盐水10的流束中出现负压区域。由于紊流流动，这种区域是不稳定的。负压将周围的水吸入这些区域中，并穿过这些区域。这些水的流动速度很大，以至于它可以容易将颗粒从管路壁及其配件上敲落下来，使零件较快损坏，因此需要周期性更换这些零件。在本发明的两个腔系统中，泵10(原文如此；1)不具有象在已知的装置中一样的高的工作压力，但如同内燃机的涡轮增压器一样工作，其低压力足以防止在吸入盐水时产生气穴现象。
图3表示开始状态。两个液压缸中的活塞301，302恰好处在最右端位置。图4所示的过程图也表示了这点。阀V1和V6仍打开。由于阀两端的压力降为零，两个阀均在没有压力的情况下关闭(时间t5)。最迟在这点上，辅助阀V2′和V5也必需关闭，使节点K2和K3分别与浓缩物的流出和膜片组件3的浓缩物输出端隔开。现在，所有的阀都关闭。
为了准备活塞301，302的相反运动，辅助阀V5′打开(时间t6)，将节点K3上的相对于浓缩物输出流动的大约70巴的压力降低。由于阀V5′为横截面小的辅助阀，因此体积流量小。流量限制器R3抑制突然的压力波动。
同时，辅助阀V2打开，将压力加在将浓盐水从输出腔101排空后没有压力的节点K2上。由于流量限制器R2限制流量，这个压力也可以逐渐地加上去。因此，在节点K1上的压力也在节点K2上建立起来。由于流动阻力大的流量限制器R1使节点K1与辅助阀V2隔离，因此补偿由蓄压器70进行。该蓄压器又通过流量限制器R1被充满。
当辅助阀V5′使节点K3上的压力降低，辅助阀V2在节点K2上建立压力时，主阀V3和V4在没有压力的情况下打开(时间t7)，活塞开始作相反运动。图4中的指向左边的箭头也表示这点。
在时间t8时，辅助阀V5′和V2再次关闭。最迟在活塞301，302达到其最左端位置(见图2)的时间t1时，辅助阀V5′和V2必需关闭。
由于活塞从最右端位置运动至最左端位置使浓盐水流入输出腔101中，在大约为80巴的压力作用下，盐水被从输出腔201压出至膜片组件3中。同时，在没有压力从输出腔102作用在浓缩物排放管路上的情况下，可以输送浓盐水，并使盐水流入输入腔202中。
这样，在下一个循环的时间t1，所有阀再次关闭；通过适当控制，可以相反方向进行相同的过程。同时，图4中的点划线表示一个循环的结束和下一个循环的开始。
从单个阀的压力可以看出，主阀总是在没有压力的情况下切换，而适当尺寸的辅助阀只在打开时才受高压作用。这是本发明的一个非常有决定意义的优点。
活塞/液压缸装置的活塞和相应液压缸之间的密封不是严格必需的，因为两种液体的稍微混合不会对装置的动作有显著影响。另一方面，在连杆出口点处的液压缸密封则是严格必需的。
需要连续地检测活塞的当前位置。因为必需防止活塞和液压缸之间的碰撞以免损坏，所以必需检测这个位置。在这个情况下，可以直接或间接地在例如连杆上检测活塞的位置。
由于高压和腐蚀性的盐水介质的作用，使用于补偿压力损失的泵受很大应力作用，有破坏的危险，因此本发明利用驱动连杆来基本上或完全代替这种泵，由此补偿压力损失。
蓄压器可使膜片组件中的压力波动平滑。通过在每一个膜片组件中放置多个根据本发明的装置，即，在每一个膜片组件中至少放置两个压力补偿装置，每一个压力补偿装置包括一对活塞/液压缸装置，特别是该一对活塞/液压缸装置是按彼此相位偏移方式工作的，可以使压力波动得到附加的平滑。这样，在一个给定时间点t，只有一个压力补偿装置的活塞处在最右端或最左端位置。根据设计的不同，所有压力补偿装置可以配备一个驱动装置，或每一个压力补偿装置配备一个单独的驱动装置。
本发明不是仅限于所述的实施例，特别地，压力补偿装置设计得可以不同。例如，带有几对活塞/液压缸装置的设计和/或带有不同设计的活塞/液压装置都是可以的。所举出的压力值也只是用于说明本发明的示例性值，活塞几何形状不同，也可以有其他的压力条件。
采用根据本发明的装置和方法，能量回收的效率非常高，可达到至少90％。送液泵的大约70～80巴的工作压力的只有一部分必需用于反渗透，这部分压力是随吸入的水量而变化的，因此可以大大降低成本和维护费用。因此，一般可以明显降低水脱盐装置的生产成本和准备饮用水的生产成本。活塞的几何形状不只是限于一种可能性。可以或应该根据水中的盐含量来调节渗透压力。对于微成的水-盐含量最低的水-可以选择较低的渗透压力。
Claims (15)
1.一种利用反渗透作用使水特别是海水脱盐的方法，其中，盐水(10)在第一个压力(P1)作用下送入压力补偿装置(2)中，并在第二个更高的压力(P2)作用下，从压力补偿装置(2)送入膜片组件(3)中；其中，脱盐的水(12)和浓盐水(13)从膜片组件(3)中排出，其中从膜片组件(3)排出的浓盐水(13)在大致为第二个压力(P2)作用下连续地送入压力补偿装置(2)中，并用于将大约为第二个压力(P2)加在送入压力补偿装置(2)中的盐水(10)上，和将盐水(11)送入膜片组件(3)中；而且其中利用控制的主阀(V1，V3，V4，V6)来将浓盐水(13)送入压力补偿装置(2)中，和将浓盐水(14)从压力补偿装置(2)中排出；其特征在于，控制与主阀(V1，V3，V4，V6)平行设置的辅助阀(V2，V2′，V5，V5′)，可以减小主阀(V1，V3，V4，V6)打开和/或关闭过程中的负载峰值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从膜片组件(3)排出的浓盐水(13)在大致为第二个压力(P2)作用下送入压力补偿装置(2)的至少两个活塞/液压缸装置(401，402)的一个装置的输出腔(101，102)中；并且作用在活塞(301，302)上，使送入同一个活塞/液压缸装置(401，402)的输入腔(201，202)中的盐水(10)在大致为第二个压力(P2)的作用下送入膜片组件(3)中。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，浓盐水(13)交替地送入活塞/液压缸装置(401，402)中的一个装置的输出腔(101，102)中，同时，盐水(11)从同一个活塞/液压缸装置(401，402)的相应输入腔(201，202)中排出至膜片组件(3)中；并且其特征还在于，盐水(10)在第一个压力(P1)作用下同时送入另一个活塞/液压缸装置(401，402)的输入腔(201，202)中，而浓盐水(14)在低压下，从同一个活塞/液压缸装置(401，402)的输出腔(101，102)中排出。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，控制压力补偿装置(2)的活塞/液压缸装置(401，402)，使得可同时将盐水(10)送入至少一个活塞/液压缸装置(401，402)的输入腔(201，202)中；将浓盐水(14)从同一个活塞/液压缸装置(401，402)的输出腔(101，102)中排出；将浓盐水(13)送入至少一个另外的活塞/液压缸装置(401，402)的输出腔(101，102)中；和将盐水(11)从同一个活塞/液压缸装置(401，402)的输入腔(201，202)送入膜片组件(3)中。
5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，压力补偿装置(2)包括两个按相反相位工作的活塞/液压缸装置(401，402)；并且其特征还在于，活塞/液压缸装置(401，402)的活塞(301，302)由连杆(30)连接。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，连杆(30)由驱动装置驱动。
7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，辅助阀(V2，V2′，V5，V5′)的横截面比主阀(V1，V3，V4，V6)的横截面小。
8.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，压力波动利用安装在压力补偿装置(2)的输入端的蓄压器(P)补偿，浓盐水(13)可通过蓄压器从膜片组件(3)送出。
9.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过辅助阀(V2，V2′，V5，V5′)的最大流量，利用在通往辅助阀的送液管路上的流量限制器(R1，R2，R3)控制。
10.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，辅助阀(V2，V2′，V5，V5′)在与其平行设置的各个主阀(V1，V3，V4，V6)打开或关闭以前，短时间地打开。
11.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，辅助阀(V2，V2′，V5，V5′)只在与其平行设置的各个主阀(V1，V3，V4，V6)打开或关闭的过程中打开。
12.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，控制主阀和辅助阀，使主阀在没有压力的情况下切换。
13.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，连续地确定活塞(301，302)的位置。
14.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，压力补偿装置(2)包括几对活塞/液压缸装置(401，402)，每一对装置都用连杆(30)连接；并且其特征还在于，几对装置是按相位偏离方式工作的。
15.一种实现如上述权利权利要求中任一项所述的方法的装置，它具有将盐水(10)送入压力补偿装置(2)中的供给泵(1)，和将从压力补偿装置(2)排出的盐水(11)分隔成脱盐的水(12)和浓盐水(13)的膜片组件(3)；其中，在膜片组件(3)和压力补偿装置(2)之间设有在工作中连续地处在压力(P2)作用下的连接管路(4)(原文如此；(5))，用于分别将从膜片组件(3)排出的浓盐水(13)送入压力补偿装置(2)和将盐水(11)从压力补偿装置(2)送至膜片组件(3)；其中，控制的主阀(V1，V3，V4，V6)用于将浓盐水(13)送入压力补偿装置(2)中和将浓盐水(14)从压力补偿装置(2)中排出；其特征在于，控制与主阀(V1，V3，V4，V6)平行设置的辅助阀(V2，V2′，V5，V5′)，使在主阀(V1，V3，V4，V6)打开和/或关闭过程中的负载峰值减小。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10057613A DE10057613C2 (de) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | Verfahren und Vorrichtung zum Entsalzen von Wasser |
| DE10057613.3 | 2000-11-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1486214A true CN1486214A (zh) | 2004-03-31 |
| CN1254302C CN1254302C (zh) | 2006-05-03 |
Family
ID=7664027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB018221068A Expired - Fee Related CN1254302C (zh) | 2000-11-21 | 2001-07-18 | 水脱盐的方法和装置 |
Country Status (22)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7189325B2 (zh) |
| EP (1) | EP1339480B1 (zh) |
| JP (1) | JP3634847B2 (zh) |
| KR (1) | KR100510010B1 (zh) |
| CN (1) | CN1254302C (zh) |
| AT (1) | ATE304405T1 (zh) |
| AU (2) | AU8394701A (zh) |
| BR (1) | BR0115542B1 (zh) |
| CA (1) | CA2429288C (zh) |
| DE (2) | DE10066033B4 (zh) |
| DK (1) | DK1339480T3 (zh) |
| ES (1) | ES2247157T3 (zh) |
| HK (1) | HK1060079A1 (zh) |
| IL (1) | IL155947A0 (zh) |
| MA (1) | MA25930A1 (zh) |
| MX (1) | MXPA03004451A (zh) |
| NO (1) | NO324179B1 (zh) |
| NZ (1) | NZ526010A (zh) |
| PL (1) | PL207181B1 (zh) |
| PT (1) | PT1339480E (zh) |
| WO (1) | WO2002041979A1 (zh) |
| ZA (1) | ZA200303926B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103237592A (zh) * | 2010-12-02 | 2013-08-07 | 东丽株式会社 | 反渗透膜分离器、其起动方法、以及透过液的产生方法 |
| CN112789244A (zh) * | 2018-08-23 | 2021-05-11 | 伯明翰大学 | 脱盐系统和方法 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10251342B4 (de) * | 2002-11-05 | 2013-03-14 | Aloys Wobben | Verfahren und Vorrichtung zum Entsalzen von Wasser mit Druckabfallüberbrückung |
| ES2264618B1 (es) * | 2004-11-17 | 2007-12-16 | Bjorn Lyng | Sistema mecanico mejorado para la distribucion de fluidos en recuperadores de energia de sistemas para la desalacion de agua. |
| NO329120B1 (no) * | 2005-12-22 | 2010-08-30 | Statkraft Dev As | Fremgangsmate og system for a utfore vedlikehold pa en membran som har halvgjennomtrengelige egenskaper |
| KR100899657B1 (ko) | 2007-06-21 | 2009-05-27 | 장동현 | 역삼투압 폐수처리 배압펌프 |
| US8691086B2 (en) * | 2010-02-17 | 2014-04-08 | Fluid Equipment Development Company, Llc | Control scheme for a reverse osmosis system using a hydraulic energy management integration system |
| WO2011159333A2 (en) * | 2010-06-14 | 2011-12-22 | Wawe, Llc | Desalination system |
| KR101309870B1 (ko) * | 2012-10-15 | 2013-09-16 | 주식회사 크로시스 | 에너지 회수방식이 개선된 역삼투법 탈염장치 |
| US20170074256A1 (en) * | 2015-09-16 | 2017-03-16 | William Banko | Bi-Metallic Solar Water Filtration Pump |
| US11072542B2 (en) | 2019-01-17 | 2021-07-27 | A. O. Smith Corporation | High water efficiency TDS creep solution |
| US11502323B1 (en) | 2022-05-09 | 2022-11-15 | Rahul S Nana | Reverse electrodialysis cell and methods of use thereof |
| US11502322B1 (en) | 2022-05-09 | 2022-11-15 | Rahul S Nana | Reverse electrodialysis cell with heat pump |
| US12040517B2 (en) | 2022-11-15 | 2024-07-16 | Rahul S. Nana | Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell and methods of use thereof |
| US11855324B1 (en) | 2022-11-15 | 2023-12-26 | Rahul S. Nana | Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell with heat pump |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL51522A0 (en) * | 1976-02-27 | 1977-04-29 | Ocean Water Ltd | Improvements in or relating to water purification by reverse osmosis |
| US4178240A (en) | 1976-05-17 | 1979-12-11 | Pinkerton Harry E | Fluid handling system |
| DE2924971C2 (de) | 1979-06-21 | 1983-12-29 | L. & C. Steinmüller GmbH, 5270 Gummersbach | Druckspeicher zur Energierückgewinnung bei der Umkehrosmose |
| US4434056A (en) * | 1979-04-06 | 1984-02-28 | Keefer Bowie | Multi-cylinder reverse osmosis apparatus and method |
| US4367140A (en) * | 1979-11-05 | 1983-01-04 | Sykes Ocean Water Ltd. | Reverse osmosis liquid purification apparatus |
| GR75052B (zh) * | 1981-01-05 | 1984-07-13 | Mesple Jose L R | |
| US5154820A (en) * | 1987-10-21 | 1992-10-13 | Product Research And Development | Reverse osmosis system with cycled pressure intensifiers |
| DE19546587A1 (de) * | 1995-12-13 | 1997-06-19 | Aloys Wobben | Verfahren zum Entsalzen von Wasser und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| US5797429A (en) | 1996-03-11 | 1998-08-25 | Desalco, Ltd. | Linear spool valve device for work exchanger system |
| US6017200A (en) * | 1997-08-12 | 2000-01-25 | Science Applications International Corporation | Integrated pumping and/or energy recovery system |
-
2000
- 2000-11-21 DE DE10066033A patent/DE10066033B4/de not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-07-18 AT AT01962859T patent/ATE304405T1/de active
- 2001-07-18 EP EP01962859A patent/EP1339480B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-07-18 KR KR10-2003-7006733A patent/KR100510010B1/ko active IP Right Grant
- 2001-07-18 DE DE50107450T patent/DE50107450D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-07-18 NZ NZ526010A patent/NZ526010A/en not_active IP Right Cessation
- 2001-07-18 AU AU8394701A patent/AU8394701A/xx active Pending
- 2001-07-18 MX MXPA03004451A patent/MXPA03004451A/es active IP Right Grant
- 2001-07-18 BR BRPI0115542-3A patent/BR0115542B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-07-18 CN CNB018221068A patent/CN1254302C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-07-18 JP JP2002544149A patent/JP3634847B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-07-18 US US10/432,498 patent/US7189325B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-07-18 ES ES01962859T patent/ES2247157T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-07-18 AU AU2001283947A patent/AU2001283947B2/en not_active Ceased
- 2001-07-18 CA CA002429288A patent/CA2429288C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-07-18 PL PL365633A patent/PL207181B1/pl unknown
- 2001-07-18 WO PCT/EP2001/008271 patent/WO2002041979A1/de active IP Right Grant
- 2001-07-18 PT PT01962859T patent/PT1339480E/pt unknown
- 2001-07-18 DK DK01962859T patent/DK1339480T3/da active
- 2001-07-18 IL IL15594701A patent/IL155947A0/xx not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-05-20 NO NO20032263A patent/NO324179B1/no not_active IP Right Cessation
- 2003-05-21 ZA ZA200303926A patent/ZA200303926B/en unknown
- 2003-06-20 MA MA27208A patent/MA25930A1/fr unknown
-
2004
- 2004-04-28 HK HK04102987A patent/HK1060079A1/xx not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103237592A (zh) * | 2010-12-02 | 2013-08-07 | 东丽株式会社 | 反渗透膜分离器、其起动方法、以及透过液的产生方法 |
| CN103237592B (zh) * | 2010-12-02 | 2015-10-14 | 东丽株式会社 | 反渗透膜分离器、其起动方法、以及透过液的产生方法 |
| CN112789244A (zh) * | 2018-08-23 | 2021-05-11 | 伯明翰大学 | 脱盐系统和方法 |
| US11890578B2 (en) | 2018-08-23 | 2024-02-06 | The University Of Birmingham | Desalination system and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3634847B2 (ja) | 2005-03-30 |
| IL155947A0 (en) | 2003-12-23 |
| DK1339480T3 (da) | 2006-01-23 |
| EP1339480B1 (de) | 2005-09-14 |
| EP1339480A1 (de) | 2003-09-03 |
| CN1254302C (zh) | 2006-05-03 |
| NO324179B1 (no) | 2007-09-03 |
| MA25930A1 (fr) | 2003-10-01 |
| DE50107450D1 (de) | 2005-10-20 |
| PL365633A1 (en) | 2005-01-10 |
| US20040089603A1 (en) | 2004-05-13 |
| HK1060079A1 (en) | 2004-07-30 |
| PT1339480E (pt) | 2005-11-30 |
| JP2004513774A (ja) | 2004-05-13 |
| KR20030084900A (ko) | 2003-11-01 |
| AU8394701A (en) | 2002-06-03 |
| MXPA03004451A (es) | 2004-05-04 |
| CA2429288C (en) | 2004-06-08 |
| ZA200303926B (en) | 2004-03-24 |
| BR0115542B1 (pt) | 2010-07-27 |
| ATE304405T1 (de) | 2005-09-15 |
| NO20032263D0 (no) | 2003-05-20 |
| ES2247157T3 (es) | 2006-03-01 |
| AU2001283947B2 (en) | 2004-06-24 |
| DE10066033A1 (de) | 2002-06-06 |
| BR0115542A (pt) | 2003-09-23 |
| CA2429288A1 (en) | 2002-05-30 |
| NZ526010A (en) | 2004-11-26 |
| DE10066033B4 (de) | 2007-01-11 |
| KR100510010B1 (ko) | 2005-08-26 |
| WO2002041979A1 (de) | 2002-05-30 |
| NO20032263L (no) | 2003-07-18 |
| PL207181B1 (pl) | 2010-11-30 |
| US7189325B2 (en) | 2007-03-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1254302C (zh) | 水脱盐的方法和装置 | |
| US6017200A (en) | Integrated pumping and/or energy recovery system | |
| EP2310114A1 (en) | Method of improving performance of a reverse osmosis system for seawater desalination, and modified reverse osmosis system obtained thereby | |
| US20130167951A1 (en) | Hydraulic drive for a pressure booster | |
| US9644620B2 (en) | Active pressure intensifier, reverse osmosis system and use thereof | |
| US6068764A (en) | Reverse osmosis pump and shut off valve | |
| CN100409925C (zh) | 克服压力下降的对水进行淡化的方法和装置 | |
| EP1095693B1 (en) | Water desalting installation through reverse osmosis with pressurized supply tanks in continuous kinetic cycle | |
| US8449771B2 (en) | Pump for a desalination system | |
| CN1826292A (zh) | 一体化的水净化设备以及井泵设备 | |
| CN1573133A (zh) | 用于控制液压泵排量的回路 | |
| CN109626509A (zh) | 膜法海水淡化能量回收装置与能量提升泵一体化系统 | |
| KR100730366B1 (ko) | 수압 회수 기구를 구비한 역삼투식 수처리 장치 | |
| CN111167312B (zh) | 一种dt膜内原水浓水置换系统 | |
| CN101041484B (zh) | 带能量回收的反渗透海水淡化装置 | |
| CN204900172U (zh) | 斜轴机以及用于可移动的工作机械的驱动装置 | |
| KR100873659B1 (ko) | 풍력을 이용한 역삼투식 담수화장치 | |
| CN115475522B (zh) | 反渗透装置 | |
| JP6412233B1 (ja) | エネルギー回収装置 | |
| GB2237332A (en) | Combination of displacement pump or piston pump and displacement motor or piston motor | |
| JPH08296550A (ja) | 動力回収形ポンプ | |
| JPH03275104A (ja) | 高圧フィルタープレスの原液圧入方法および装置 | |
| WO2002033257A1 (fr) | Pompe a piston axial et transmission hydraulique d'un moyen de transport pourvu de cette pompe |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1060079 Country of ref document: HK |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20060503 Termination date: 20190718 |