用于处理饮用水的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于饮用水处理的装置(10)，用于在通过反渗透处理饮用水时改善半透膜的使用寿命或反渗透设备的产率，该装置具有至少一个反渗透容器(2)，其被至少一个半透膜(11)分为至少两个室(21、22)，其中第一室(21)具有待处理水的入口和用于浓缩物的出口，以及具有用于经处理的水的出口的第二室(22)，其中所述装置(10)包括至少一个压力容器(4)，其经由管路(43)与用于经处理水的出口连接，其中所述装置(10)被设计成在静止操作状态下，经处理的水从压力容器(4)出来通过半透膜(11)流入第一室(21)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理饮用水的装置和方法
本专利技术涉及一种用于处理饮用水的装置和方法。
技术介绍
已知在用于水处理的方法的范围内借助反渗透(“逆向渗透”、“RO”)处理饮用水。在此，使用反渗透设备，其中将半透膜如此布置在容器中，使半透膜将容器分为两个室。半透膜对于被溶解在水中的一种或多种物质是不能渗透的。借助于半透膜，可以通过将原水(“进料”)引入容器并在此通过向膜挤压的压力来降低这些物质在水中的浓度。在此，水分子穿过膜并且在此离开第一室，其中相关的溶解的物质由膜阻挡并且聚集在第一室中。穿过膜的水分子到达容器的第二室中，并且形成从反渗透设备作为所谓的“渗透物”取出的水的主要组分。由半透膜阻挡的物质在所谓的“浓缩物”或“废水”中富集。反渗透设备通常操作如此之久，直到其由于膜的污染和结垢而导致出现差的效率，使得不再值得继续操作并且膜必须被更换或清洁。在非连续操作中使用的反渗透设备的另一缺点在于，在待命(Stand-by)操作中，在RO膜的进料侧或浓缩物侧存在液体，通常是水，其具有溶解的盐或有机成分的离子浓度，该浓度的值是进料与浓缩物之间的浓度的平均值。离子的浓度可以借助于水的电导率来检测。以下实施例说明了该问题。反渗透的“产率”在此作为实际上无盐的渗透物量和输入量之间的比例给出。该值越高，则出现越少的浓缩物。情况1：在输入流的电导率为500μS/cm(每厘米微西门子)且反渗透产率为50％的情况下，浓缩物中的电导率为约1000μS/cm。这导致在膜的浓缩物侧的750μS/cm的平均浓度。情况2：在输入流的电导率为500μS/cm(每厘米微西门子)且反渗透产率为75％的情况下，浓缩物中的电导率为约2000μS/cm。这导致在膜的浓缩物侧的1250μS/cm的平均浓度。因此，在浓缩物和渗透物之间存在浓度梯度，其通常大于20μS/cm。因此，在操作期间被阻挡至少98％的盐、重金属和其它污染物在待命状态中仍然扩散到渗透物侧。扩散在浓度平衡时才结束。因此，在待命状态中几分钟之后渗透物就会被污染。这是因为每个膜具有一定的盐阻挡率。这在此以98％表示，一些制造商还规定95％的盐阻挡率。因此，少量的盐，即2％或5％，仍然到达渗透物侧，因为事实上没有完全阻挡所有物质的膜。在待机模式中，这种物质输送通过扩散发生，因为粒子从高浓度区域(即从膜的浓缩物侧)移动到低浓度区域(即膜的渗透物侧)。扩散是无外部影响介入的浓度差平衡，是由于布朗分子运动而作为自然发生的物理过程。在分布不均匀的情况下统计学上更多的粒子从高的浓度或粒子密度的区域向低的浓度或粒子密度的区域运动，反之亦然。扩散还导致通过半透膜的物质交换，其中溶解的分子从高浓度迁移到低浓度溶液。因此，在相对短的时间内，渗透物中物质的浓度的增加不微小。这是不希望的。当反渗透在桌子下的“使用终端(PointofUse)”处时，停滞时间，也就是“待机”状态的持续时间非常长，因为每天仅取出少量升的水；因此，导致少量的用水(Wasserbezug)。因此渗透质量在用水开始时大多非常差。因此，渗透物可以不时地被冲洗。然而，这里的问题是，冲洗管路在此与废水通道连接并且因此细菌能够进入渗透物中。
技术实现思路
与此相对，本专利技术的任务在于，至少减少现有技术的所述缺点。本专利技术的目的尤其在于，提供一种用于借助反渗透处理饮用水的方法和装置，其改善了半透膜的使用寿命或反渗透设备的产率。本专利技术的另一目的尤其是提供一种用于借助反渗透处理饮用水的方法和装置，其中在非连续操作中减少并且尤其基本上防止了渗透物的回盐化(Rückversalzung)。借助于本专利技术的解决方案本专利技术的目的已经通过一种用于处理饮用水的方法实现，其中在取出操作状态下将待处理的饮用水在反渗透操作中被传送通过半透膜并且被分成渗透物和浓缩物，并且其中在静止操作状态下将部分渗透物借助于过压通过膜并且由此在膜的浓缩物侧上挤出浓缩物并且如有必要分离在膜的浓缩物侧上存在的沉积物。本专利技术还通过一种用于处理饮用水的装置实现，该装置具有至少一个反渗透容器，该反渗透容器被至少一个半透膜分成至少两个室，其中第一室具有用于待处理的水的入口和用于浓缩物的出口，并且第二室具有用于已处理的水的出口，并且其中该装置包括至少一个压力容器，该压力容器与用于已处理的水的反渗透容器的出口以液体输送的方式连接，其中该装置构造成使得在静止操作状态下，从压力容器中离开的经处理的水通过半透膜流入第一室。根据本专利技术，单独使用纯渗透物来反冲洗膜。没有其它流体，尤其是没有气体如压缩空气或类似物被导入到渗透物管路中，以将渗透物与在取出状态中的流动方向相反地从第二室的侧面出来通过膜压到第一室中。因此，本专利技术允许用于处理饮用水的装置的特别简单且卫生的结构方式。通过根据本专利技术的反冲洗，抵消了上述从膜浓缩物侧到渗透物侧的不希望的扩散。渗透物将浓缩物挤到半透膜的浓缩物侧上。因此，优选在膜两侧的电导率低于100S/cm(每厘米微西门子)，在待机模式期间渗透物不会加浓。压力罐越大，越多的浓缩物可被挤出，并且在静止工作状态或停滞阶段之后导电性越小。根据本专利技术，在取出停止期间，渗透物因此流入压力罐中，由此渗透物储存被设置在压力罐中并且被加压，其中由于该压力，在静止操作状态期间，存储在压力罐中的渗透物至少部分地借助于过压通过膜，从而将浓缩物挤出到膜的浓缩物侧上，并且从而分离如有可能存在于膜的浓缩物侧上的沉积物。在此，作为“第一”室或“第二”室的名称仅仅是为了区分构件而选择的。为了设置浓缩物流和渗透物流之间的比例，在本专利技术的范围内，尤其可以在浓缩物管路中使用节流装置。节流装置可以简单的方式构造为挡板或节流阀、节流活门或毛细管或者例如也可以是所谓的“流量限制器”，其通过文丘里喷嘴来实现节流。原则上，限制浓缩物的流量的任何装置都可以用于设置浓缩物流和渗透物流之间的比例。甚至可以在浓缩物管路中使用压力罐，因为通过提高的反压也可以节流流量。渗透物的电导率的测量同样是可能的，并且因此渗透物流与浓缩物流的比例的调节是可能的，例如通过调节阀。为了实现膜的更长的使用寿命和/或更好的设备效率，根据本专利技术，将压力罐安装在渗透物侧上。通过本专利技术可以通过这个压力罐对RO膜反冲洗。在此，渗透物管路与废水通道之间没有连接，该渗透物管路连接于反渗透容器的第二室的出口。浓缩物侧上的水，即反渗透容器的第一室中的水，在根据本专利技术的反冲洗期间被渗透物挤压，所述渗透物以低压经由膜运输到浓缩物中。在反洗之后，渗透物质量小于100μS/cm的水尤其存在于浓缩物侧。第一室的内容物和第二室的内容物之间的跨越半透膜的浓度梯度借助于本专利技术近似为零。因此，本专利技术在每次从装置中取出水时并且这与停滞时间无关地总是实现非常好的水质量。此外，根据本专利技术，所谓的“水垢”即由难溶物质如CaCO3、SiO2、CaSO4等导致的覆盖层形成(Belagbildung)和/或所谓的“污垢”，即尤其由微生物(“生物污垢”)对膜的污染，通过渗透物反冲洗而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于饮用水处理的方法，所述方法尤其使用根据权利要求8至18中任一项所述的装置(10)或根据权利要求19至21中任一项所述的反渗透设备(1000)，/n其中在取出操作状态/n在反渗透操作中将待处理的饮用水输送通过半透膜(11)，并分成渗透物和浓缩物，/n其特征在于/n在静止操作状态期间，一部分渗透物借助于过压来穿过膜(11)并且由此在膜的浓缩物侧上挤出浓缩物并且在膜的浓缩物侧上分离可能存在的积聚物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180329 DE 102018107596.01.一种用于饮用水处理的方法，所述方法尤其使用根据权利要求8至18中任一项所述的装置(10)或根据权利要求19至21中任一项所述的反渗透设备(1000)，
其中在取出操作状态
在反渗透操作中将待处理的饮用水输送通过半透膜(11)，并分成渗透物和浓缩物，
其特征在于
在静止操作状态期间，一部分渗透物借助于过压来穿过膜(11)并且由此在膜的浓缩物侧上挤出浓缩物并且在膜的浓缩物侧上分离可能存在的积聚物。


2.根据权利要求1所述的用于饮用水处理的方法，所述方法使用根据权利要求6至13中任一项所述的装置(10)或根据权利要求14或15所述的反渗透设备(1000)，
其特征在于
在取出停止期间，渗透物流入压力罐(4)，由此渗透物存储设置在压力罐(4)中并且被加压，并且由于压力，使得在静止操作状态下，存储在压力罐中的渗透物至少部分地借助于过压来穿过膜(11)，并且由此在膜的浓缩物侧上挤出浓缩物并且分离可能存在于膜的浓缩物侧上的积聚物。


3.根据权利要求1或2所述的用于饮用水处理的方法，
其特征在于，
施加在所述半透膜(11)上用于将所述渗透物输送通过所述半透膜(11)的压力差在0.05bar至1bar的范围内，优选在0.1bar至0.5bar的范围内，特别优选在0.2bar至0.4bar的范围内。


4.根据前述权利要求中任一项所述的用于饮用水处理的方法，
其特征在于，
在反冲洗之后，在静止状态的半透膜(11)的浓缩物侧上的水的电导率具有小于100μS/cm的值。


5.根据前述权利要求中任一项所述的用于饮用水处理的方法，
其特征在于
在反冲洗之后，在静止状态下在浓缩物侧和渗透物侧之间跨越半透膜(11)的浓度梯度被最小化。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于
仅在取出操作中，而不在静止状态中对输入水进行消毒。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于
仅将经处理的水在静止操作状态下用于反冲洗。


8.用于饮用水处理的装置(10)，所述饮用水处理尤其是根据权利要求1至7中任一项所述的方法进行，
具有至少一个反渗透容器(2；100)，
该装置由至少一个半透膜(11)分为至少两个室(21、22)，
其中第一室(21)具有用于待处理的水的入口和用于浓缩物的出口，和
第二室(22)具有用于经处理的水的出口，
其特征在于，
所述装置(10)包括至少一个压力容器(4)，所述压力容器与用于经处理的水的出口经由管路(43)连接，
并且其中，所述装置(10)构造成使得在静止操作状态下经处理的水从所述压力容器(4)出来通过所述半透膜(11)流回到所述第一室(21)中。


9.根据权利要求8所述的用于饮用水处理的装置(10)，
其特征在于，
所述压力容器(4)的容量在大约0.1L至5L的范围内，其中，优选所述压力容器(4)的容积为大约0.5L至1L。


10.根据权利要求8或权...

【专利技术属性】
技术研发人员：于尔根·约翰，马克·芬克，马蒂亚斯·施魏格尔，沃尔那·库斯，洛伦茨·哈什卡，
申请(专利权)人：倍世水技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT