高回收率反渗透间隔件和元件

文档序号:118662 发布日期:2021-10-19 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 高回收率反渗透间隔件和元件 (High recovery reverse osmosis spacer and element ) 是由 朴泰泳 李弼 金泰亨 康惠琳 申惠子 李佳贤 金起浩 于 2020-03-19 设计创作,主要内容包括:本发明涉及具有高回收率的反渗透间隔件和反渗透元件,并且更特别地,涉及在构成反渗透元件的反渗透间隔件的结构下在高回收率下的运行期间能够增加生产水的流量并较少地降低反渗透元件中的除盐率的具有高回收率的反渗透间隔件和反渗透元件。(The present invention relates to a reverse osmosis spacer and a reverse osmosis element having a high recovery rate, and more particularly, to a reverse osmosis spacer and a reverse osmosis element having a high recovery rate capable of increasing a flow rate of production water and less reducing a salt removal rate in a reverse osmosis element during operation at a high recovery rate under a structure of the reverse osmosis spacer constituting the reverse osmosis element.)

高回收率反渗透间隔件和元件

技术领域

本申请要求于2019年3月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0032841号的优先权和权益,其全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及具有高回收率的反渗透间隔件和反渗透元件,并且更特别地,涉及能够在构成反渗透元件的反渗透间隔件的结构下在高回收率下的运行期间增加生产水的流量并较少地降低反渗透元件中的除盐率的具有高回收率的反渗透间隔件和反渗透元件。

背景技术

地球是其中水占其表面的70%的行星。海水占总水量的97.5%,并且海水无法用作饮用水。因此,已经开发了除去溶解在海水中的盐并将海水转化成可以用作饮用水的淡水的海水淡化技术。在过去,使用通过将海水煮沸并收集水蒸气来生产纯水的方法。然而,近来,已经使用了利用反渗透过滤器生产纯水的方法作为用于海水淡化的核心技术。

与其中水从具有低浓度的位点移动至具有高浓度的位点的渗透不同,反渗透是其中向高浓度溶液施加压力以使水移动至低浓度溶液的现象。在粗盐或污染物无法通过过滤器的同时,仅水通过过滤器,使得可以获得纯净且清洁的水。反渗透用于生产医疗用途用无菌水、净化水和半导体制造用水的各种领域。

已经使用了利用这样的反渗透的反渗透元件。反渗透元件通过将复数个反渗透膜、复数个进料间隔件和复数个透过间隔件堆叠来配置。反渗透元件围绕集水管。当原水被供应至反渗透元件的一侧时,在原水沿进料间隔件流动的同时,小于纳米的细污染物通过反渗透膜被过滤出来,并且从反渗透元件的另一侧取出可渗透水。通过反渗透膜过滤的可渗透水沿透过间隔件流动,流入集水管的孔中,然后流入集水管中。因此,为了减少在原水流动时的压力损失,反渗透元件具有能够承受高压的结构。通常,使用网格状间隔件作为进料间隔件,由此确保原水的流动路径,增加原水的流动,并且减轻在反渗透膜的界面处发生的离子极化。

与用于工业淡化(BW)和海水淡化(SW)的反渗透元件不同,相关技术中的用于家用的反渗透元件在20ppm的原水浓度、50psi至60psi的运行压力、和15%的回收率下运行并且生产水的流量低。然而,如果反渗透元件在60%至80%的高回收率下运行以提高生产水的流量,则存在以下问题:与当反渗透元件在低回收率下运行时相比,除盐率降低了约5%。

发明内容

技术问题

本发明致力于解决上述问题,本发明的一个目的是提供具有高回收率的反渗透元件,所述具有高回收率的反渗透元件能够通过在反渗透元件的反渗透膜的界面处产生原水的有效流动来减少反渗透元件中的离子极化。

本发明的另一个目的是提供具有高回收率的反渗透间隔件,所述具有高回收率的反渗透间隔件在反渗透元件在60%或更大的高回收率下运行时能够通过提高生产水的流量来较少地降低除盐率。

技术方案

根据本发明的具有高回收率的反渗透间隔件可以具有拥有有预定交叉点的复数根股线的网格形状,并且可以在60%至80%的回收率下运行。

此外,具有高回收率的反渗透间隔件的厚度可以为8密耳至25密耳。

此外,股线之间的交叉点之间的一侧处的角度可以为70°至90°。

此外,股线的SPI(Stand per Inch,股/英寸)可以为15至35。

此外,股线可以形成具有两层结构的网格。

根据本发明的具有高回收率的反渗透元件可以包括根据本发明的具有高回收率的反渗透间隔件。

此外,反渗透元件可以包括:管,所述管包括被配置成在纵向方向上接收可渗透液体的开口;一个或更多个反渗透膜,所述一个或更多个反渗透膜围绕管卷绕并且从管向外延伸;以及反渗透间隔件,所述反渗透间隔件围绕管卷绕并且与一个或更多个反渗透膜接触。

此外,具有高回收率的反渗透元件可以在60psi的压力下运行。

此外,反渗透元件可以在20ppm的原水浓度下运行。

此外,具有高回收率的反渗透间隔件可以多次堆叠。

有益效果

根据本发明,可以提供具有高回收率的反渗透元件,所述具有高回收率的反渗透元件能够通过在反渗透元件的反渗透膜的界面处产生原水的有效流动来减少反渗透元件中的离子极化。

此外,根据本发明,可以提供具有高回收率的反渗透间隔件,所述具有高回收率的反渗透间隔件在反渗透元件在60%或更大的高回收率下运行时能够通过提高生产水的流量来较少地降低除盐率。

附图说明

图1是根据本发明的一个示例性实施方案的具有高回收率的反渗透元件100的透视图。

具体实施方式

在下文中,将参照附图详细地描述本发明。在此,将省略可能不必要地使本发明的主题模糊的公知功能和配置的重复描述和详细描述。提供本发明的示例性实施方案以向本领域普通技术人员完整地说明本发明。因此,为了更明显的描述,附图中示出的元件的形状和尺寸可能被放大。

在整个说明书中,除非明确相反地描述,否则词语“包含(comprise)”或“包括(include)”及变型例如“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”或“包括(including)”将被理解为暗指包括所陈述的构成要素,不排除任何其他构成要素。

在下文中,提出示例性实施方案以帮助理解本发明。然而,提供以下示例性实施方案仅用于更容易地理解本发明,并且本发明的内容不受这些示例性实施方案的限制。

图1是根据本发明的一个示例性实施方案的具有高回收率的反渗透元件100的透视图。

具有高回收率的反渗透元件100可以包括反渗透膜10、具有高回收率的反渗透间隔件20、经编针织物过滤水通道30和管40。

具有高回收率的反渗透元件100可以被配置成使得反渗透膜10、具有高回收率的反渗透间隔件20和经编针织物过滤水通道30多次堆叠并围绕管40。具有高回收率的反渗透间隔件20定位在反渗透膜10之间并且保持反渗透膜10之间的恒定间隔。反渗透间隔件20可以用于阻挡反渗透膜10的表面,以将通过反渗透膜10引入的原水中包含的污染物过滤出来。因此,为了使原水中包含的污染物能够流动而不聚集,具有高回收率的反渗透间隔件20可以具有由被布置成具有预定交叉点的复数根股线制成的网格形状。在这种情况下,股线的材料可以为但不特别限于聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚酯和聚丙烯(PP)中的任一者。网格形状可以具有两层结构。

首先,将一些股线在相对于原水的流动方向倾斜的方向上以预定间隔平行地设置。此后,将剩余股线在与该倾斜方向对称的反向倾斜方向上在先前的股线上以预定间隔平行地设置,以形成交叉点。基于设置的股线的位置,网格形状可以为具有相同边的平行四边形形状。在这种情况下,相对于原水的流动方向,平行四边形的一边处的角度为70°至90°。如果平行四边形的角度超过90°,则原水的流动阻力增加,这可能导致压差的增加。相反,如果平行四边形的角度小于70°,则股线的中断减少,使得在过滤原水和生产生产水时产生的残余物质保留在反渗透膜的界面处,并因此,反渗透膜的界面处的原水的浓度增加,这可能导致除盐率的降低。

同时,由于具有高回收率的反渗透间隔件20具有拥有有相同边的平行四边形形状的网格形状,因此全部股线具有相同的SPI(股/英寸)。SPI是指1英寸的长度中包括的股线之间的交叉点的数量。股线的SPI可以为15至35。如果SPI小于15,则发生离子极化,使得原水可能无法混合,除盐率可能降低,并且反渗透元件100的性能可能劣化。相反,如果SPI大于35,则存在抑制离子极化的效果,但是可能存在具有高回收率的反渗透间隔件20中的压力损失增加的问题。

此外,具有高回收率的反渗透间隔件的厚度可以为8密耳至25密耳。如果厚度小于8密耳,则流动路径可能被原水中包含的异物堵塞或者用于泵送原水的泵所需的功率可能增加。如果厚度大于25密耳,则流动路径变宽使得压差可能减小,但是在高回收率条件下的运行期间减少离子极化的效果可能劣化。

当具有高回收率的反渗透间隔件20满足股线的厚度、交叉点之间的一侧处的角度和SPI中的一者或更多者时,将原水的流动混合的效果得到改善,使得可以减轻离子极化。

根据本发明的经编针织物过滤水通道30通常具有织造织物结构并用作具有通过反渗透膜10纯化的水通过其流出的空间的流动路径。

根据本发明的管40定位在具有高回收率的反渗透元件100的中心处并用作过滤水通过其引入和排出的通路。为此,可以在管40的外部形成具有预定尺寸的空隙(或开口),使得过滤水通过空隙被引入。在这种情况下,可以形成一个或更多个空隙使得可以更有效地引入过滤水。

具有高回收率的反渗透元件100可以满足具有高回收率的反渗透间隔件20的股线的厚度、交叉点之间的一侧的角度和SPI中的全部,并且可以在20ppm的原水浓度、60psi的运行压力、和60%至80%的回收率下运行。在这种情况下,满足60%至80%的回收率的反渗透元件可以根据回收率的条件通过连续连接复数个具有15%的回收率的反渗透元件来运行。如果反渗透元件在低于60%的回收率下运行,则生产水的流量低。如果反渗透元件在超过80%的回收率下运行,则过滤水的量增加,并且在反渗透膜的界面处离子极化变得严重,使得原水中包含的盐的除去率可能大大降低。因此,当具有高回收率的反渗透元件100在60%至80%的高回收率下运行时,可以有效地提高生产水的流量,可以较少地降低除盐率,并且可以减少废弃水的量。

<比较例1>

制备相关技术中的反渗透间隔件,其中具有高回收率的反渗透间隔件的厚度为22密耳,交叉点之间的一侧处的角度为90°,以及SPI为16。

<比较例2>

制备相关技术中的反渗透间隔件,其中具有高回收率的反渗透间隔件的厚度为17密耳,交叉点之间的一侧处的角度为90°,以及SPI为16。

<实施例1>

制备根据本发明的具有高回收率的反渗透间隔件,其中具有高回收率的反渗透间隔件的厚度为8密耳,交叉点之间的一侧处的角度为90°,以及SPI为16。

<实施例2>

制备根据本发明的具有高回收率的反渗透间隔件,其中具有高回收率的反渗透间隔件的厚度为13密耳,交叉点之间的一侧处的角度为80°,以及SPI为33。

[表1]

厚度(密耳) 角度(°) SPI
比较例1 22 90 16
比较例2 17 90 16
实施例1 8 90 16
实施例2 13 80 33

[表2]

这些值是通过在20ppm的原水浓度和60psi的运行压力下测量反渗透元件中的除盐率和流量而获得的。根据实施例和比较例的反渗透间隔件各自形成为网格形状。参照表1和表2,比较例1和2使用相关技术中的反渗透间隔件,实施例1和2使用根据本发明的具有高回收率的反渗透间隔件。首先,当对比较例1和2以及实施例1进行比较时,股线之间的交叉点之间的一侧处的角度相等地为90°,SPI相等地为16,具有高回收率的反渗透间隔件的厚度在比较例1中为22密耳,在比较例2中为17密耳,在实施例1中为8密耳。首先,作为在15%的回收率下测量除盐率的结果,除盐率在比较例1中为98.6%,在比较例2中为98.5%,在实施例1中为98.7%。此外,作为在15%的回收率下测量流量的结果,流量在比较例1中为21.1GFD,在比较例2中为23GFD,在实施例1中为27.8GFD。作为在60%的高回收率下测量除盐率的结果,除盐率在比较例1中为93%,在比较例2中为94%,在实施例1中为94.9%。此外,作为在60%的高回收率下测量流量的结果,流量在比较例1中为26.9GFD,在比较例2中为30.4GFD,在实施例1中为37.1GFD。在比较例1中,与15%的回收率条件相比,在60%的回收率条件下,除盐率降低了5.6%,流量增加了5.8GFD。在比较例2中,与15%的回收率条件相比,在60%的回收率条件下,除盐率降低了4.5%,流量增加了7.4GFD。在实施例1中,与15%的回收率条件相比,在60%的回收率条件下,除盐率降低了3.8%,流量增加了9.9GFD。因此,可以确定,当反渗透元件在高回收率下运行时,与相关技术相比,由于具有高回收率的反渗透间隔件的厚度(密耳)变得更小,因此反渗透元件中的生产水的流量可以进一步增加,并且除盐率可以较少地降低。

在实施例2的情况下,具有高回收率的反渗透间隔件的厚度为13密耳,交叉点之间的一侧处的角度为80°,以及SPI为33。首先,作为在15%的回收率下测量除盐率的结果,除盐率为98.7%,流量为23.6GFD。相比之下,作为在60%的高回收率下测量除盐率的结果,除盐率为94.6%,流量为33.5GFD。因此,在实施例2中,与15%的回收率条件相比,在60%的回收率条件下,除盐率降低了4.1%,流量增加了9.9GFD。因此,可以确定,与相关技术相比,与实施例1一样,当股线之间的交叉点之间的一侧处的角度减小并且股线的SPI增加时,即使股线的厚度增加,反渗透元件中的生产水的流量也可以增加,并且除盐率也可以较少地降低。

即,可以确定,与相关技术相比,在使用满足其中股线的厚度为8密耳至25密耳,交叉点之间的角度为70°至90°,以及SPI为15至35的条件的根据本发明的具有高回收率的反渗透间隔件和使用满足其中原水浓度为20ppm,运行压力为60psi,以及回收率为60%的条件的具有高回收率的反渗透元件的情况下,生产水的流量最大化,并且除盐率较少地降低。

虽然以上参照示例性实施方案描述了本发明,但是本领域技术人员可以理解,在不脱离权利要求书中公开的本发明的精神和范围的情况下,可以对本发明进行各种修改和变化。

8页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:用于粉末材料连续稀释的设备和方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!