NL8001051A - Inrichting voor het toebereiden van water door omkeerosmose. - Google Patents

Description

Ν/29.473-tM/f.

Uitvinder: Dr. Wolf-Ulrich Kohler, Krefeld, Bondsrepubliek Duitsland.

Inrichting voor het toebereiden van water door omkeerosmose.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het toebereiden van water of dergelijke door omkeerosmose, waarbij de te behandelen oplossing door middel van een pomp aan de omkeerosmose-inrichting wordt toe-5 gevoerd.

Dergelijke inrichtingen worden voor de wa-terontzouting en de ontkleuring van drinkwater, voor industrie of landbouw bestemd water en afvalwater en voor het concentreren van waterige oplossingen en afvalwater voor 10 het verwijderen van schadelijke stoffen toegepast. Ook de terugwinning van metalen bij de concentrering van oplossingen wordt door middel van de omkeerosmose uitgevoerd.

De omkeerosmose is het door de techniek benutte omgekeerde natuurprincipe van de osmose.

15 Bij de osmose geschiedt de vereffening van verschillende oplossingsconcentraties aan half-doorlatende ' (semipermeabele) membranen. De oplossingsdruk van verschillende concentratie wordt als osmotische druk aangeduid en is de kracht, waarmee de watermoleculen proberen om de ge-20 concentreerde oplossing te verdunnen. Het osmotische verschijnsel is met de instelling van een evenwicht afgesloten.

Omkeerosmose probeert het streven van de verdunning van de geconcentreerde fase om te keren in een verdere concentrering. Daartoe moet een hogere druk dan de 25 telkens aanwezige osmotische druk toegepast worden. Het halfdoorlatende membraan werkt daarbij als blokkering voor alle opgeloste stoffen, zodat aan de uitgangszijde een zuivere vloeistof, het permeaat, ontstaat.

De voor de omkeerosmose vereiste druk wordt 30 door middel van drukverhogingsorganen opgewekt. Voor dit doel wordt bijvoorbeeld de te behandelen geconcentreerde oplossing door middel van een pomp aan de omkeerosmose -inrichting toegevoerd. Het nadeel van een dergelijke inrichting moet hierin worden gezien, dat het afvloeiende concen-35 traat eveneens onder druk staat en dus uit de inrichting -2- energie verloren gaat.

De uitvinding beoogt de in het uitvloeiende concentraat van een omkeerosmose-inrichting aanwezige energie terug te winnen en weer toe te voeren aan de totale inrich-5 ting.

Dit doel wordt bereikt, doordat aan de pomp een van een uitschakelbare aandrijving voorziene tweede pomp is toegevoegd, die is verbonden met een door het afvloeiende concentraat aangedreven turbine.

10 Het onder hoge druk staande afvloeiende con centraat geeft zijn energie via een turbine af aan de aanvullende pomp, die daarmede een groot deel aan energie voor de opwekking van de druk van de te behandelen oplossing terug wint. De motor van de aanvullende pomp kan na een aanloopbe-15 drijfstijd uitgeschakeld worden. De tweede pomp wordt alleen nog toegepast om de bedrijfsverliezen en de verliezen uit de omkeerosmose-inrichting te vereffenen.

Een uitvoeringsvoorbeeld is in de tekening schematisch afgebeeld en wordt hierna nader beschreven.

20 De geconcentreerde oplossing wordt via een leiding 1 aan een voorschakelpomp 2 toegevoerd, die via een centrifugaalkoppeling 3 door een electromotor 4 wordt aangedreven. De motor 4 wordt alleen als aanloopmotor benut en kan bijvoorbeeld via een centrifugaalkoppeling 3 worden uit-25 geschakeld. De geconcentreerde oplossing wordt verder via een leiding 5 aan een nageschakelde pomp 6 toegevoerd, die eveneens via een koppeling 7 door een motor 8 wordt aangedreven. Voor de optimalisatie van de totale inrichting is de bijvoorbeeld als centrifugaalpomp uitgevoerde nageschakelde 30 pomp 6 in zijn toerental regelbaar, zodat de druk van de te behandelen oplossing instelbaar is. Daarmede wordt aan de leiding 9 een bepaalde hoeveelheid aan geconcentreerde oplossing met een bepaalde druk P^ toegevoerd. Via een smoororgaan 10 of dergelijke bijvoorbeeld een bijpass-regeling wordt de 35 druk. van de geconcentreerde oplossing in de leiding 9a zo ingesteld, dat deze overeenkomt met de vereiste inlaatdruk van de omkeerosmose-inrichting 11. De opstelling van de pompen 2 en 6 kan ook omgekeerd zijn, dat wil zeggen de pomp 6 wordt dan de voorschakelpomp. Het zuivere water of permeaat wordt 40 via een leiding 12 drukloos afgevoerd. Van de 100% aan de in- 80 0 1 0 51 -3- richting 11 toegevoerde geconcentreerde oplossing wordt bijvoorbeeld 30% als drukloos permeaat afgevoerd. De overige 70% vloeit als concentraat van hoge druk over de leiding 13 weg en wordt via een turbine 15 geleid, waa,r een groot deel van 5 de in het concentraat aanwezige drukenergie wordt opgenomen en via een starre as 16 of dergelijke wordt afgegeven aan de pomp 2. Via een leiding 17 wordt het zuivere water drukloos afgevoerd. Aan de leiding 13 is verder een bijpass-leiding 13a met een afsluitklep 14 aangebracht.

10 Bij een zeewaterontzoutingsinstallatie wordt bijvoorbeeld aan de omkeerosmose-inrichting 11 via de leiding 9a een geconcentreerde oplossing met een druk P2 = P1 - 4P1 van onaeveer 60 - 70 bar toegevoerd. De geconcentreerde oplossing- laat de omkeerosmose-inrichting 11 met de druk P^ = 15 P2 - Δ P2· Daarmee wordt 70% van deze drukenergie aan de turbine 15 toegevoerd, die een groot deel van de energie terug wint en weer aan de kringloop van de inrichting toevoert. Dientengevolge heeft de pomp 6 alleen nog stromings-verliezen en de in de omkeerosmose-inrichting 11 ontstane 20 drukverliezen te compenseren.

onn 1 Π

Claims (7)

1. Inrichting voor het toebereiden van water of dergelijke door omkeerosmose, waarbij de te behandelen oplossing door middel van een pomp aan de omkeerosmo-se-inrichting wordt toegevoerd, met het k e n- 5 merk, dat aan de pomp (6) een van een uitschakelbare aandrijving (4) voorziene tweede pomp (2) is toegevoegd, die is verbonden met een door het afvloeiende concentraat aangedreven turbine (15).

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t 10 het kenmerk, dat de motor (4) via een uitschakelbare koppeling (3) is verbonden met de pomp (2).

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de turbine (15) via een niet-uitschakelbare verbinding (16) is verbonden met de 15 pomp(2).

4. Inrichting volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de motor (4) van de pomp (2) alleen als aanloopmotor wordt benut.

5. Inrichting volgens één der conclusies 20 1-4, met het kenmerk, dat de capaciteit van de pomp (6) zo is gekozen, dat bedrijfsverliezen en verliezen van de omkeerosmose-inrichting (11) vereffend worden.

6. Inrichting volgens één der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het toerental van de 25 als centrifugaalpomp uitgevoerde pomp (6) regelbaar is.

7. Inrichting volgens conclusie 5 en 6, met het kenmerk, dat de motor (8) is uitgevoerd als gelijkstroommotor. 800 1 0 51