Способ опреснения морской воды


 


Владельцы патента RU 2605559:

Миронов Виктор Владимирович (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (RU)

Изобретение относится к опреснению морских вод путем обратного осмоса и может быть использовано для создания опреснительных установок, обеспечивающих на постоянной основе питьевой водой локальных потребителей в регионах, не имеющих централизованного водоснабжения. Способ опреснения морской воды включает предварительную очистку соленой воды путем прокачивания ее насосом низкого давления через предварительный фильтр, опреснение морской воды на обратноосмотической мембране путем прокачивания через нее очищенной на предварительном фильтре соленой воды насосом высокого давления. Насосы низкого и высокого давления приводят в действие энергией морских приливов и отливов, преобразуя ее в энергию гидравлического удара на гидротаранных установках, приводящих в действие мембранные насосы низкого и высокого давления, являющиеся неотъемлемой частью гидротаранных установок. Гидротаранные установки размещают под углом 180 градусов друг к другу в теле дамбы, перегораживающей морской залив или бухту, с целью создания необходимого для работы гидротаранных установок перепада напора морской воды во время приливов и отливов. Мембраны насосов размещают на одном жестком штоке, передающем энергию гидравлического удара от одного насоса другому. Мембраны насосов низкого давления выполняют большего диаметра, чем мембраны насосов высокого давления, мембраны насосов низкого давления выполняют в виде подвижных в радиальном направлении неотъемлемых частей напорных трубопроводов гидротаранных установок. На выходе из мембранных насосов, соединенных общим жестким штоком, устанавливают пневмогидравлические аккумуляторы для сглаживания пульсаций давления, вызванных неравномерностью работы гидротаранных установок. Очистку предварительных фильтров и обратноосмотических мембран от накапливающихся со временем загрязнений осуществляют подачей морской воды в пульсирующем режиме от мембранных насосов на фильтры и мембраны при отключенных пневмогидравлических аккумуляторах. Технический результат - повышение энергоэффективности способа, снижение стоимости конечного продукта (пресной воды) за счет использования энергии морских приливов и отливов для привода насосов. 1 ил.

 

Изобретение относится к опреснению морских вод путем обратного осмоса и может быть использовано для создания опреснительных установок, обеспечивающих на постоянной основе питьевой водой локальных потребителей в регионах, не имеющих централизованного водоснабжения.

Известен способ опреснения морской воды путем дистилляции с использованием дешевой энергии низкотемпературного ядерного синтеза, заключающийся в заборе и испарении морской воды с последующей конденсацией пара и получении воды за счет использования дешевой энергии низкотемпературного ядерного синтеза [RU 2292304 C2 МПК6 C02F 1/04, G21B 1/00, опубл. 27.01.2007].

Основными недостатками известного способа являются большой расход энергии, затрачиваемой на выпаривание воды, высокая стоимость установки низкотемпературного ядерного синтеза, повышенная опасность для окружающей среды в случае возникновения нештатных ситуаций.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению (прототипом) по наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при этом результату является способ опреснения морской воды методом обратного осмоса, предусматривающий предварительную очистку морской воды, прокачкой ее насосами низкого давления через фильтры, затем прокачку насосами высокого давления очищенной соленой воды через обратноосмотические мембраны [Desalination method and desalination apparatus. Kihara Masahiro, Nakanishi Takayuki, Kitade Tamotsu. Заявка 1329425 ЕПВ, МПК 7 C02F 1/44, B01D 61/02. TORAYIND, INC.. №02250358.5; Заявл. 18.01.2002; Опубл. 23.07.2003. Англ.].

Недостатком прототипа является то, что для работы обратноосмотических опреснительных установок также требуется дополнительные затраты на электрическую или иную энергию привода насосов, получаемую, как правило, из невозобновляемых источников энергии. Это приводит к увеличению стоимости конечного продукта - пресной воды.

Технической задачей, стоящей перед изобретением, является создание несложного способа опреснения морской воды без применения стороннего источника энергии. В качестве источника энергии в предлагаемом способе опреснения морской воды используется энергия приливов и отливов морей.

Технический результат - повышение энергоэффективности способа опреснения морской воды, снижение стоимости конечного продукта (пресной воды) путем использования энергии морских приливов и отливов для привода насосов.

Согласно изобретению техническая задача решается следующим образом. Способ опреснения морской воды включает предварительную очистку соленой воды, путем прокачивания ее мембранным насосом низкого давления через предварительный фильтр, опреснение морской воды на обратноосмотической мембране, путем прокачивания через нее очищенной на предварительном фильтре соленой воды насосом высокого давления. Насосы низкого и высокого давления приводят в действие энергией морских приливов и отливов, преобразуя ее в энергию гидравлического удара на гидротаранных установках [Овсепян В.М. Гидравлический таран и таранные установки. - М.: Машиностроение, 1968, 210 с.], приводящих в действие мембранные насосы низкого и высокого давления, являющиеся неотъемлемыми частями гидротаранных установок. Гидротаранные установки делят на две части и размещают под углом 180 градусов друг к другу в теле дамбы, перегораживающей морской залив или бухту, с целью создания необходимого для работы гидротаранных установок перепада напора морской воды во время приливов и отливов. Во время прилива работает первая часть гидротаранных установок. Во время отлива напор морской воды создается с другой стороны дамбы и в этот период работает вторая часть гидротаранных установок, расположенных в теле дамбы под углом 180 градусов к первым. Мембраны насосов размещают на одном жестком штоке передающем усилие от давления, вызванного гидравлическим ударом в гидротаранной установке. Мембраны насосов низкого давления выполняют большего диаметра, чем мембраны насосов высокого давления. Мембраны насосов низкого давления выполняют в виде подвижных в радиальном направлении частей напорных трубопроводов гидротаранных установок, воспринимающих энергию гидравлического удара в напорных трубопроводах. На выходе мембранных насосов устанавливают пневмогидравлические аккумуляторы для сглаживания пульсаций давления, вызванных неравномерностью работы гидротаранных установок. Предварительные фильтры и обратноосмотические мембраны в процессе эксплуатации загрязняются. Для очистки предварительных фильтров и обратноосмотических мембран от накапливающихся со временем загрязнений используют метод пульсирующего давления [http://www.membrane.msk.ru/books/?id_b=10&id_bp=216]. Для этого пневмогидравлические аккумуляторы временно исключают из схемы работы опреснительных установок, используя запорную арматуру и обводные трубопроводы. Морскую воду от мембранных насосов в пульсирующем режиме напрямую подают на предварительные фильтры и обратноосмотические мембраны, стряхивая, таким образом, с них накопившиеся загрязнения.

На чертеже представлена схема осуществления способа.

Способ опреснения морской воды реализуется следующим образом. На гидротаранных установках 1, размещенных в теле дамбы 2 перпендикулярно к ней и жестко скрепленных с морским дном анкерами 4, принудительно инициируют гидравлический удар путем открытия ударных клапанов 3. Ударные клапаны 3 открывают в гидротаранных установках, размещенных с той стороны дамбы, где обеспечивается подпор морской воды во время приливов. Другая часть гидротаранных установок 1 во время приливов не работает и включается только во время отливов, также путем открытия ударных клапанов 3. При этом первая часть гидротаранных установок 1 не функционирует во время отливов. Дамбу 2 выполняют, намывая местный грунт в мягкие рукавные синтетические оболочки, или иным доступным способом. Возникающее при гидравлическом ударе давление в гидротаранных установках 1 приводит в действие мембранные насосы низкого давления 5, предварительно заполненные морской водой по трубопроводу 15. Под действием ударного давления открываются напорные клапаны 6, морская вода перемещается в пневмогидравлические аккумуляторы 7, предназначенные для сглаживания пульсаций давлений, вызванных работой гидротаранных установок 1. В это же время морская вода из пневмогидравлических аккумуляторов 7, пропущенная через фильтры предварительной очистки 8, заполняет полость насосов высокого давления 9, через всасывающие клапаны 10. Затем приобретает энергию в насосе высокого давления и поступает через нагнетательные клапаны 11 в пневмогидравлические аккумуляторы 12. Из пневмогидравлических аккумуляторов 12, также предназначенных для сглаживания пульсаций давления, предварительно очищенная морская вода под высоким давлением поступает на обратноосмотические мембраны 13, где и происходит разделение потока на пермеат 19 и концентрат 18, т.е. осуществляется процесс опреснения морской воды. При снижении давления в автоматически работающих гидротаранных установках 1 происходит обратный ход мембран насосов 5 и 9, всасывание морской воды через открытые всасывающие клапаны 14 и 10 в полости мембранных насосов низкого 5 и высокого 9 давлений, соединенных между собой жесткими штоками 16. На пневмогидравлических аккумуляторах 7 устанавливают автоматически работающие регуляторы давления до себя 17 для сбрасывания лишнего объема воды из пневмогидравлических аккумуляторов 7 на электрогенератор 20, так как производительности мембранных насосов низкого 5 и высокого 9 давления не равны.

Использование заявленного технического решения обеспечивает автономную работу установок для опреснения морской воды без подвода дополнительной энергии извне. Для работы опреснительных установок используется энергия морских приливов и отливов, что позволяет применять их в удаленных от централизованного энергоснабжения прибрежных территориях.

Способ опреснения морской воды, включающий предварительную очистку соленой воды путем прокачивания ее насосами низкого давления через предварительные фильтры, опреснение морской воды на обратноосмотических мембранах путем прокачивания через них очищенной на предварительных фильтрах соленой воды насосами высокого давления, отличающийся тем, что насосы низкого и высокого давления приводят в действие энергией морских приливов и отливов, преобразуя ее в энергию гидравлического удара на гидротаранных установках, приводящих в действие мембранные насосы низкого и высокого давления, являющиеся неотъемлемой частью гидротаранных установок, при этом гидротаранные установки размещают под углом 180 градусов друг к другу в теле дамбы, перегораживающей морской залив или бухту, мембраны насосов низкого давления выполняют большего диаметра, чем мембраны насосов высокого давления, мембраны насосов низкого давления выполняют в виде подвижных в радиальном направлении частей напорных трубопроводов гидротаранных установок, мембраны насосов низкого и высокого давления соединяют общим жестким штоком, на выходе из мембранных насосов устанавливают пневмогидравлические аккумуляторы для сглаживания пульсаций давления, вызванных неравномерностью работы гидротаранных установок, очистку предварительных фильтров и обратноосмотических мембран от загрязнений осуществляют подачей морской воды в пульсирующем режиме от мембранных насосов на фильтры и мембраны при отключенных пневмогидравлических аккумуляторах.



 

Похожие патенты:

Съемная насадка для экономии и оздоровления водопроводной воды относится к хозяйственно-питьевому водоснабжению, в частности к устройствам для экономии и оздоровления водопроводной воды при эксплуатации водоразборной арматуры.

Изобретение относится к способу получения питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия и устройству для его осуществления. Способ включает охлаждение питьевой воды путем добавления гранул твердого диоксида углерода в соотношении воды к диоксиду углерода 1 : 10, перемешивание в течение 15-20 минут при скорости вращения мешалки 45-50 об/мин, обработку воды электромагнитным полем низких частот в интервале 18-48 Гц в процессе перемешивания, фильтрование через металлокерамический обеспложивающий фильтр с получением жидкой и твердой фаз, сбор жидкой фазы, обедненной дейтерием, нагревание и утилизацию твердой фазы.

Изобретение относится к электролизеру с неподвижными электродами для электрохимической очистки сточных вод и получения нескольких неорганических перекисных соединений, содержащему коаксиально установленные катод и анод цилиндрической формы, разделенные ионоселективной мембраной.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ очистки от нефти и нефтепродуктов пресноводных объектов и экосистем.

В способе отделения твердого вещества из суспензии твердого вещества в воде сополимер полиорганосилоксана с полиалкиленоксидом, характеризующийся разветвленной структурой полиорганосилоксана, добавляют в суспензию твердого материала в воде и суспензия обезвоживается.

Изобретения могут быть использованы для растворения и/или ингибирования отложения накипи на поверхности систем посредством приведения поверхности систем в контакт с композицией.

Изобретение относится к области гидротехники, а именно к устройствам, обеспечивающим механическую и химическую очистку воды. Водоприемно-очистное устройство содержит цилиндрический корпус, разделенный перфорированными перегородками на фильтрующие секции, загрузку, перфорированную трубу.

Изобретение относится к электрохимической обработке воды с целью регулирования ее кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств для использования в медицине, промышленности, микроэлектронике, лазерной технике и сельском хозяйстве.

Изобретение относится к устройству и способу для опреснения морской воды с использованием солнечной энергии для непрерывной подачи тепла и к области опреснения морской воды (включая опреснение внутренней жесткой воды).

Группа изобретений может быть использована для обработки и обеззараживания природных, оборотных и сточных вод до норм питьевой воды. Система содержит ресивер (1) и три роторно-дисковых аппарата-РДА (2,4,6), соединенных последовательно.

Изобретение относится к области опреснения морских и природных солоноватых вод. .

Изобретение относится к области опреснения морских и природных солоноватых вод. .

Изобретение относится к системе для обессоливания воды путем обратного осмоса в выполненных с возможностью работы под повышенным давлением первичных камерах, которая имеет некоторые важные преимущества, относящиеся к потреблению энергии, функциональности и малым габаритам первичных камер, что достигается путем увеличения скорости воды при наполнении и опорожнении камер.

Изобретение относится к способу получения биоразлагаемых ингибиторов солеотложений и может быть использовано для предотвращения отложений солей в водооборотных системах. Способ получения ингибитора солеотложений осуществляют путем радикальной сополимеризации акриловой кислоты и моноэфира карбоновой кислоты в водной среде при нагревании в присутствии инициатора, способ отличается тем, что в качестве моноэфира карбоновой кислоты используют 2-(N,N-диметиламино)этилмонофумарат, а сополимеризацию акриловой кислоты с 2-(N,N-диметиламино)этилмонофумаратом проводят при мольном отношении 2-(N,N-диметиламино)этилмонофумарата к акриловой кислоте, составляющем от 1,7 до 2,5 в водных растворах с массовой долей мономеров от 15 до 50%. Заявлен вариант способа. Технический результат - достигается повышение эффективности ингибитора путем предотвращения процесса осадкообразования малорастворимых солей щелочно-земельных металлов, ингибитор имеет увеличенную способность к биоразложению. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки природных и доочистки ливневых и сточных вод. Биореактор для очистки водных сред состоит из корпуса 1, снабженного окнами для подсоса воздуха 2 с воздуховодами 3, куполообразным отражателем 4 с устройством для выпуска воздуха 5, с трубопроводами подачи исходной водной среды на очистку 6, отвода очищенной водной среды 7, сборно-распределительной системой 8, соединенной с трубопроводом отвода промывной воды 9. Внутри корпуса 1 расположены зона аэрации 10, зона фильтрации 11 и зона отстаивания 19 с модулями тонкослойного отстаивания 20. Зона аэрации 10 состоит из распределительной камеры 12 с радиально соединенными с ней по меньшей мере четырьмя трубами 13, снабженными струеформирующими насадками 14. Зона фильтрации 11 снабжена слоями крупногранульной 17 и мелкогранульной 18 плавающей загрузки. Корпус 1 в верхней части зоны фильтрации 11 снабжен по меньшей мере двумя соленоидами 21. Зона отстаивания 19 расположена вокруг нижней части зоны фильтрации 11. Соотношение диаметров зоны фильтрации 11 и зоны отстаивания 19 составляет по меньшей мере 1:3. Изобретение позволяет повысить степень очистки водных сред, сократить объем промывных вод и снизить эксплуатационные затраты. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Система биоинтенсивного орошаемого земледелия включает стационарные грядки, траншеи посередине грядок, заполненные растительными остатками, поливные борозды, систему с переносными трубопроводами для полива по бороздам, туманообразующие установки с генератором омагниченной и электризованной воды, участки полива которых ограничены ветрозащитными экранами. На входе системы установлена емкость с водой с эффективными микроорганизмами или биостимулятором. Под поливными бороздами сделаны поливные траншеи, заполненные галькой, гравием, песком, известняком (мелом), туфом, их нижняя часть экранирована мелиоративной пленкой с перегородками. В траншеях, расположенных посередине грядок, уложены остатки деревьев, сверху на них - слой растительных остатков с навозом, а на этот слой - слой компоста. На поверхность грядок насыпан слой компоста, смешанный с опилками и гнилой соломой, присыпанный сверху слоем песка. По краям участка высажены деревья. Участки, поливаемые туманообразующей установкой, ограничены кулисами из высокорослых сельскохозяйственных растений. Технический результат - повышение урожайности. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для активации жидкостей, в частности водных растворов, и может быть использовано для обработки питьевой и минерализованной воды, физиологических, лечебных растворов, а также крови. Устройство для бесконтактной активации жидкости, налитой в емкость, содержит металлическую трубку 1 с размещенным в ней изолированным проводом 4, неизолированный конец которого жестко закреплен на конце трубки, на другом конце которой закреплен неизолированным концом второй изолированный провод 5. Сама трубка 1 и выводы изолированных проводов 4 и 5 покрыты электроизоляционным материалом, нейтральным к действию активируемой жидкости. Вторые неизолированные концы изолированных проводов 4 и 5 на время активации подключаются к источнику постоянного тока. Технический результат - упрощение конструкции, повышение эффективности обработки жидкости и расширение эксплуатационных возможностей устройства. 1 ил., 1 табл.
Наверх