DE2907429A1 - Anlage zur aufbereitung von waessern durch umkehr-osmose - Google Patents
Anlage zur aufbereitung von waessern durch umkehr-osmoseInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Aufbereitung von Wässern oder dergleichen durch Umkehr-Osmose,·
wobei die zu behandelnde Lösung mittels einer Pumpe der Umkehr-Osmose-Anlage zugeführt wird.
Derartige Anlagen werden für die Wasser-Entsalzung und Entfärbung von Trink-, Brauch- und Abwässern sowie zur
Aufkonzentrierung von wässrigen Lösungen und Abwässern
zur Entfernung von Schadstoffen verwendet. Auch die Rückgewinnung von Metallen bei der Konzentrierung von
Lösungen wird mittels der Umkehr-Osmose durchgeführt.
Die Umkehr-Osmose ist das von der Technik ausgenutzte umgewandelte Naturprinzip der Osmose.
Bei der Osmose erfolgt der Ausgleich verschiedener' Lösungskonzentrationen an halbdurchlässigen Csemipermeablen)
Membranen. Der Lösungsdruck unterschiedlicher Konzentration wird als osmotischer Druck bezeichnet
und ist die Kraft, mit der Wassermoleküle versuchen, die konzentrierte Lösung zu verdünnen. Der osmotische
Vorgang ist mit der Einstellung eines Gleichgewichtes abgeschlossen.
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Umkehr-Osmose versucht das Bemühen der Verdünnung der konzentrierten Phase umzukehren in eine weitere Konzentrierung.
Dazu muß ein höherer Druck als der jeweils vorliegende osmotische Druck angewandt werden. Die halbdurchlässige Membran wirkt dabei als Sperre -für alle
gelösten Stoffe, so daß auf der Ausgangsseite eine reine Flüssigkeit, das Permeat, entsteht.
Der für die Umkehr-Dsmose erforderliche Druck wird
mittels Druckerhöhungsorgane erzeugt. Zu diesem Zweck wird zum Beispiel die zu behandelnde konzentrierte
Lösung mittels einer Pumpe der Umkehr-Osmose-Anlage zugeführt. Der Machteil einer solchen Anlage
ist darin zu sehen, daß der Konzentratablauf ebenfalls unter Druck steht und demzufolge der Anlage Energie
verlorengeht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Konzentratablauf einer Umkehr-Osmose-Anlage befindliche
Energie zurückzugewinnen und dsr Gesamtanlage wieder zuzuführen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Pumpe eine mit einem abschaltbaren Antrieb versehene zweits
Pumpe zugeordnet ist, die mit einer von dem
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Konzentratablauf angetriebenen Turbine verbunden ist.
Der unter hohem Druck stehende Konzentratablauf gibt seine Energie über eine Turbine an die Zusatzpumpe ab,
die damit einen Großteil an Energie zur Erzeugung des Druckes der zu behandelnden Lösung rückgewinnt. Der
Motor der Zusatzpumpe kann nach einer Anfahrbetriebszeit abgeschaltet werden. Die zweite Pumpe wird nur noch zu
dem Zweck mitbetrieben, um die Betriebsverluste und die Verluste aus der Umkehr-Dsmose-Anlage auszugleichen.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben.
Die konzentrierte Lösung wird über eine Leitung 1 einer Vorschaltpurnpe 2 zugeführt, die über eine Fliehkraftkupplung
3 von einem Elektromotor 4 angetrieben ist. Der Motor 4 wird nur als Anfahrmotor benutzt und läßt
sich z.B. über eine Fliehkraftkupplung 3 abschalten. Die konzentrierte Lösung wird weiterhin über eine Leitung
einer Machschaltpumpe 6 zugeführt, die ebenfalls über eine Kupplung 7 von einem Motor θ angetrieben ist. Zur
Optimierung der Gesamtanlage ist die beispielsweise als Kreiselpumpe ausgebildete JMachschaltpumpe 6 in ihrer
Drehzahl regelbar, so daß der Druck der zu behandelnden
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Lösung einstellbar ist. Damit wird der Leitung 9 eine bestimmte Menge an konzentrierter Lösung mit einem
bestimmten Druck P. zugeführt. Über ein Drosselorgan 1o oder dgl. beispielsweise eine Bypaß-Regelung wird der
Druck P_ der konzentrierten Lösung in der Leitung 9a so eingestellt, daß er dem erforderlichen Eintritts-Druck
der Umkehr-Osmüss-Änlage 11 entspricht. Die Anordnung
der Pumpen 2 und 6 kann auch umgekehrt sein, d.h. die Pumpe 6 wird dann die Vorschaltpumpe. Das Reinwasser
oder Permeat wird über eine Leitung 12 drucklos abgeführt. Von den 1oo % der Anlage 11 zugeführten konzentrierten
Lösung werden beispielsweise 3o % als druckloses Permeat abgeführt. Die restlichen 7o % gehen als Konzentrat
hohen Druckes über die Leitung 13 ab und werden über eine Turbine 15 geführt, wo ein Großteil der im Konzentrat
vorhandenen Druckenergiu aufgenommen und über eine starre Welle 16 oder dgl. an die Pumpe 2 abgegeben
wird. Über eine Leitung 17 wird das Reinwasser drucklos abgeleitet. An der Leitung 13 ist weiterhin eine
Bypass-Leitung 13a mit einem Absperrventil 14 vorgesehen.
Bei einer Cleerwasser-Entsalzungs-Anlage wird beispielsweise
der Umkehr-Osmose-Anlage 11 über die Leitung 9a eine konzentrierte Lösung mit einent Druok P~ = P1 -^P1
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von etwa Bo bis 7o bar zugeführt. Die konzentrierte
Lösung verläßt die U-O-Anlage 11 mit einem Druck
Po = P„ -Λ?~. Damit werden 7o % dieser Druckenergie
der Turbine 15 zugeführt, die einen .Großteil der Energie zurückgewinnt und dem Kreislauf der Anlage wieder zuführt.
Demzufolge hat die Pumpe 6 nur noch Strömungsverluste
und die in der Umkehr-Osmose-Anlage 11 entstehenden
Druckverluste auszugleichen.
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Leerseite
Claims (7)
1. Anlage zur Aufbereitung von Wässern oder dergleichen durch Umkehr-Osmose, wobei die zu behandelnde Lösung
mittels einer Pumpe der Umkehr-Osmose-Anlage zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpe (6] eine
mit einsm abschaltbaren Antrieb (4) versehene zweite
Pumpe (2) zugeordnet ist, die mit einer von dem Konzentratablauf angetriebenen Turbine (15) verbunden
ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (4) über eine lösbare Kupplung (3) mit
der Pumpe (2) verbunden ist.
3. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (15) über eine nicht
schaltbare Verbindung (16) mit der Pumpe (2) verbunden ist.
4. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (4) der Pumpe (2) nur als
Anfahrmotor betrieben ist.
5. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn-
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zeichnet, daß die Leistung der Pumps CB) so ausgelegt
ist, daß Betriebsverluste und Verluste der Umkehr-Osmose-Anlage (11) ausgeglichen werden.
6. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der als Kreiselpumpe ausgebildeten
Pumpe CB) regelbar ist.
7. Anlage nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Motor (B) als Gleichstrommotor ausgebildet ist.
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