Установка обратного осмоса и способ дезинфицирования трубопроводов установки обратного осмоса

Изобретение относится к выработке сверхчистой воды обратным осмосом. В обратный трубопровод пермеата установки обратного осмоса встроены циркуляционный насос и электрохимический генератор озона. Обратный трубопровод пермеата в направлении потока за циркуляционным насосом и генератором озона за счет рециркуляционного трубопровода соединен с питающим трубопроводом пермеата, благодаря чему образован замкнутый циркуляционный контур, в котором циркулирует озонированный пермеат, пока все органические примеси в этой части системы трубопроводов не будут убиты или разрушены озоном. В рециркуляционный трубопровод и в обратный трубопровод пермеата ниже по потоку от ответвления рециркуляционного трубопровода встроен клапан. Клапан рециркуляционного трубопровода при нормальной работе установки обратного осмоса для обеспечения подключенного прибора для диализа закрыт, в то время как клапан в обратном трубопроводе пермеата открыт, так что избыточный пермеат, который не был отобран прибором для диализа, может течь назад в накопительный резервуар. Альтернативно пермеат может быть отведен в слив. Изобретение позволяет осуществлять щадящую очистку трубопроводов установки без повреждения насосов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к установке обратного осмоса (RO-установке), с помощью которой вырабатывается сверхчистая вода предпочтительно для работы приборов для диализа. Установка обратного осмоса имеет фильтрующий модуль обратного осмоса, который мембраной разделен на первичную камеру и вторичную камеру, накопительный резервуар с атмосферной вентиляцией, в который входит подводящий трубопровод сырой воды, ведущий от нижнего конца к первичной камере трубопровод, в который встроен насос, ведущий от первичной камеры трубопровод концентрата, который предпочтительно ведет назад к накопительному резервуару, и выходящий из вторичной камеры трубопровод пермеата, к которому посредством тупикового (отводящего) трубопровода или вторичного кольцевого трубопровода может быть подключен по меньшей мере один прибор для диализа, причем далее в направлении потока за местом подключения по меньшей мере одного прибора для анализа примыкающий обратный трубопровод пермеата ведет назад к накопительному резервуару.

Система трубопроводов установки обратного осмоса должна время от времени очищаться, так как в противном случае внутри трубопроводов и соответствующих функциональных блоков могут откладываться органические отложения и поселяться болезнетворные микроорганизмы, которые могут повредить здоровью подвергающихся лечению с помощью аппаратов для диализа пациентов. До сих пор систему трубопроводов установок обратного осмоса на практике дезинфицировали химическими средствами или горячей очисткой. Горячая очистка связана с большим расходом энергии, а при использовании химических чистящих средств нужно с чрезвычайной тщательностью заботиться о том, чтобы после очистки в системе трубопроводов и ее функциональных блоках не оставались никакие химические остатки.

В публикации DE 102006026107 В3 раскрыто устройство для дезинфекции установки обратного осмоса с помощью химического дезинфицирующего средства, которое может рассматриваться как ближайший аналог изобретения. В известном устройстве безопасность пациентов во время процедуры диализа повышается за счет того, что химическое дезинфицирующее средство всасывается в систему трубопроводов установки обратного осмоса только тогда, когда установка обратного осмоса находится в режиме дезинфекции. Соответственно, известное устройство в режиме дезинфекции не может работать по своему назначению.

В основе настоящего изобретения лежит задача предложить установку обратного осмоса рассматриваемого типа, которая делает возможной щадящую очистку, по меньшей мере, в области трубопровода пермеата, причем необходимо обеспечить, чтобы ни один насос не получил повреждений вследствие процесса очистки.

Эта задача решена посредством установки обратного осмоса с признаками п.1 формулы изобретения.

Предпочтительные усовершенствования изобретения отражены в последующих зависимых пунктах формулы изобретения.

Кроме того, изобретение предусматривает способ очистки с признаками п.7 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления способа обозначены в последующих зависимых пунктах формулы изобретения.

Изобретение предусматривает, что в трубопровод пермеата установки обратного осмоса встроены циркуляционный насос и электрохимический генератор озона, и что обратный трубопровод пермеата в направлении потока после циркуляционного насоса и генератора озона через рециркуляционный трубопровод соединен с питающим трубопроводом пермеата, благодаря чему может быть образован замкнутый циркуляционный контур, в котором может циркулировать озонированный пермеат, пока все органические примеси в этой части системы трубопроводов не будут убиты или разрушены озоном. В рециркуляционный трубопровод и в обратный трубопровод пермеата ниже по потоку от ответвления рециркуляционного трубопровода встроен соответственно клапан. Клапан рециркуляционного трубопровода при нормальной работе установки обратного осмоса для обеспечения подключенного прибора для диализа закрыт, в то время как клапан в обратном трубопроводе пермеата открыт, так что избыточный пермеат, который не был отобран прибором для диализа, может течь назад в накопительный резервуар. Альтернативно, пермеат может быть отведен в слив.

Если, напротив, клапан обратного трубопровода пермеата закрыт, а клапан рециркуляционного трубопровода открыт, то установка находится в состоянии очистки, в котором генератор озона обогащает протекающий пермеат озоном.

Предлагаемая в изобретении установка и соответствующий способ обеспечивают, по сравнению с ближайшим аналогом, очистку установки обратного осмоса озоном, причем система трубопроводов установки выполнена так, что и в режиме дезинфекции установка обратного осмоса продолжать работу и без перерыва выдавать пермеат, который либо используется контуре циркуляции озонированного пермеата или может стекать в накопительный резервуар.

Кроме того, изобретение предусматривает, что от питающего трубопровода пермеата выше по потоку от входа рециркуляционного трубопровода в питающий трубопровод пермеата ответвляется ветвь обратного трубопровода пермеата, которая входит в обратный трубопровод пермеата ниже по потоку от расположенного в нем клапана, и что в ветви обратного трубопровода пермеата расположен клапан для поддержания постоянного давления. За счет этого достигается, что установка обратного осмоса может продолжать работать и в режиме дезинфекции и без перерыва вырабатывает пермеат, которые через ветвь обратного трубопровода пермеата может стекать в накопительный резервуар установки обратного осмоса. Если в рециркуляционном контуре озонированного пермеата не требуется никакого дополнительного пермеата, то все количество выработанного во время рециркуляции свежего пермеата течет через клапан для поддержания постоянного давления обратно к накопительному резервуару, в котором в ветви обратного трубопровода пермеата перед клапаном создается такое давление, которое превышает усилие закрывания клапана. Вместо подобного клапана для поддержания постоянного давления может быть предусмотрен электрически управляемый устройством управления установки обратного осмоса клапан.

Циркулирующий в циркуляционном контуре пермеата озонированный пермеат может быть также использован для того, чтобы очищать ведущую к входному клапану воды аппарата для диализа систему трубопроводов, причем озонированный пермеат при открытом промывном клапане через соответствующий сливной трубопровод отводится в слив. Это может происходить поочередно у всех подключенных аппаратов для диализа.

В этом случае свежий, то есть еще не ионизированный пермеат, втекает в рециркуляционный контур, так как в противном случае он мог бы работать более или менее вхолостую, вследствие чего могла бы быть нарушена работоспособность расположенного в рециркуляционном контуре насоса. При этом или все количество подводимого свежего пермеата временно втекает в рециркуляционный контур, или лишь необходимое частичное количество, в то время как другое частичное количество через ветвь обратного трубопровода пермеата стекает в накопительный резервуар.

В дополнительных подробностях предусмотрено, что ниже по потоку после входа рециркуляционного трубопровода в питающий трубопровод пермеата встроен другой клапан, и что выше по потоку от другого клапана ответвляется соединительный трубопровод к обратному трубопроводу пермеата, в который встроен другой клапан для поддержания постоянного давления. На входе соединительного трубопровода в обратный трубопровод пермеата или между этим входом и встроенным в обратный трубопровод пермеата клапаном преимущественным образом ответвляется ведущий к сливу сливной трубопровод, в который встроен сливной клапан.

Способ дезинфицирования системы трубопроводов пермеата согласно изобретению предусматривает, таким образом, что пермеат во время процесса очистки снабжается озоном с сохранением заданной концентрации озона, и озонированный пермеат циркулирует в трубопроводе пермеата, в то время как, по меньшей мере, частичный поток выходящего из вторичной камеры фильтрующего модуля пермеата течет к накопительному резервуару, не смешиваясь с обогащенным озоном пермеатом. После заданного времени очистки озонированный пермеат спускается в слив или подводится к накопительному резервуару установки обратного осмоса. В последнем случае подводимый к накопительному резервуару озонированный пермеат может также дезинфицировать сам накопительный резервуар, а также при необходимости и ведущий к фильтрующему модулю трубопровод. Поскольку мембрана насоса может быть повреждена озоном выше определенной концентрации, то первичная камера фильтрующего модуля и, предпочтительно, ведущий назад к накопительному резервуару обратный трубопровод концентрата могут быть очищены также и с меньшим количеством озона в жидкости. Для этого в подходящем месте системы трубопроводов контролируется концентрация озона. Для этого в системе трубопроводов расположена измерительная камера, с помощью которой можно контролировать находящееся в жидкости количество озона посредством окислительно-восстановительного потенциала и озоновой сенсорной техники.

Количество вырабатываемого озоновым генератором озона согласно еще одному предложению изобретения управляется и контролируется путем выбранного приложенного напряжения и/или выбранной силы тока.

Рециркуляционный контур системы трубопроводов пермеата согласно изобретению с упомянутыми клапанами и рециркуляционным насосом может быть также использован для того, чтобы эту область установки обратного осмоса очищать или дезинфицировать с помощью химических дезинфицирующих средств или термического устройства вместо генератора озона. И в этом случае установка обратного осмоса может продолжать работать и поставлять пермеат в процессе очистки, благодаря чему предотвращается холостая работа циркуляционного насоса и могут очищаться или дезинфицироваться подводящие трубопроводы подключенных приборов для диализа.

Другие подробности изобретения становятся понятными из нижеследующего описания, а также на основании чертежа, на которой показано схематическое изображение системы трубопроводов одного варианта осуществления установки обратного осмоса согласно изобретению с соответствующими функциональными блоками.

Будут описаны только детали фигуры, которые важны для настоящего изобретения.

По трубопроводу 1 к установке обратного осмоса подводится жидкость, которая через впускной клапан 2 попадает в накопительный резервуар 3. Жидкость в накопительном резервуаре 3 с помощью насоса 4 по трубопроводу 5 подводится к фильтрующему модулю 6 обратного осмоса, первичная камера 7 которого мембраной 8 отделена от вторичной камеры 9.

Из первичной камеры 7 концентрат отводится по трубопроводу 10, в котором дроссель 11 обеспечивает господствующее в первичной камере давление. Концентрат может быть или отведен в слив 14 по трубопроводу 12, в который встроен клапан 13, или по обратному трубопроводу 15 концентрата возвращен в накопительный резервуар 3.

Из вторичной камеры 9 пермеат течет по питающему трубопроводу 16 пермеата к местам 17 подключения аппаратов для диализа, которые в показанном примере могут обеспечиваться пермеатом через соответственно тупиковый (отводящий) трубопровод 19. Возможно также обеспечение аппаратов для диализа посредством непоказанных вторичных трубопроводов. Ниже по потоку от последнего подключения аппарата для диализа к питающему трубопроводу 16 пермеата подключается обратный трубопровод 20 пермеата, который ведет назад к накопительному резервуару 3.

В обратный трубопровод 20 пермеата в направлении потока встроены друг за другом циркуляционный насос 21 и генератор 22 озона, причем за последним следует клапан 23 для поддержания постоянного давления. Другое расположение циркуляционного насоса и озоновой ячейки, например, в подающем трубопроводе пермеата или использование термических или химических дезинфекционных и очищающих устройств также находятся в рамках изобретения.

Рециркуляционный трубопровод 24 с расположенным на нем клапаном 25 соединяет обратный трубопровод 20 пермеата с питающим трубопроводом 16 пермеата, так что образуется рециркуляционный контур, в котором может циркулировать озонированный пермеат.

От питающего трубопровода 16 пермеата в направлении потока перед рециркуляционным трубопроводом 24 ответвляется ветвь 26 обратного трубопровода пермеата, в который встроен клапан 27 для поддержания постоянного давления, который во время дезинфицирования или очистки определяет давление перед контуром и через который стекает избыточный пермеат. Ветвь 26 обратного трубопровода пермеата входит в обратный трубопровод 20 пермеата ниже по потоку от встроенного в нем клапана 28.

Ниже по потоку от входа рециркуляционного трубопровода 24 в питающий трубопровод 16 пермеата ответвляется соединительный трубопровод 29 с клапаном 30 для поддержания постоянного давления, который входит в обратный трубопровод 20 пермеата, а оттуда ведет в качестве сливного трубопровода 31 с клапаном 32 слива из кольцевого контура к сливу 14. Ниже по потоку от соединительного трубопровода 29 в питающем трубопроводе 16 пермеата находится другой клапан 33, который может управляться посредством устройства 34 для измерения электропроводности и температуры.

Тупиковый трубопровод 19 ведет к входному водяному клапану 35 аппарата 18 для диализа. Непосредственно перед входным водяным клапаном 35 ответвляется ведущий к сливу сливной трубопровод 37 с промывным клапаном 36.

Перечень ссылочных обозначений

1 Подвод жидкости

2 Впускной клапан

3 Накопительный резервуар

4 Насос

5 Подводящий трубопровод фильтрующего модуля

6 Фильтрующий модуль

7 Первичная камера

8 Мембрана

9 Вторичная камера

10 Трубопровод концентрата

11 Дроссель

12 Трубопровод

13 Клапан слива концентрата

14 Слив

15 Обратный трубопровод концентрата

16 Питающий трубопровод пермеата

17 Места подключения аппарата для диализа

18 Аппарат для диализа

19 Тупиковый трубопровод

20 Обратный трубопровод пермеата

21 Циркуляционный насос

22 Электрохимический генератор озона

23 Клапан для поддержания постоянного давления

24 Рециркуляционный трубопровод

25 Рециркуляционный клапан

26 Часть обратного трубопровода пермеата

27 Клапан для поддержания постоянного давления

28 Запорный обратный клапан

29 Соединительный трубопровод

30 Клапан для поддержания постоянного давления

31 Сливной трубопровод

32 Клапан слива из кольцевого контура

33 Защитный клапан кольцевого контура

34 Измерительная камера (контроль температуры/электропроводности)

35 Входной водяной клапан аппарата для диализа

36 Промывной клапан аппарата для диализа

37 Сливной трубопровод

1. Установка обратного осмоса с фильтрующим модулем (6) обратного осмоса, который мембраной (8) разделен на первичную камеру (7) и вторичную камеру (9) с накопительным резервуаром (3) с атмосферной вентиляцией, в который входит подводящий трубопровод (1) сырой воды, причем от нижнего конца накопительного резервуара (3) к первичной камере (7) ведет трубопровод (5), в который встроен насос (4), причем:
- от первичной камеры (7) отходит трубопровод (10) концентрата, и
- из вторичной камеры (9) выходит питающий трубопровод (16) пермеата, к которому посредством тупикового трубопровода (19) или вторичного кольцевого контура подключен по меньшей мере один аппарат (18) для диализа, и
- далее в направлении потока по меньшей мере за одним аппаратом (18) для диализа примыкающий обратный трубопровод (20) пермеата ведет назад к накопительному резервуару (3),
отличающаяся тем, что:
- в обратный трубопровод (20) пермеата встроены циркуляционный насос (21) и электрохимический генератор (22) озона,
- обратный трубопровод (20) пермеата в направлении потока за циркуляционным насосом (21) и генератором (22) озона за счет рециркуляционного трубопровода (24) соединен с питающим трубопроводом (16) пермеата, причем в рециркуляционный трубопровод (24) и обратный трубопровод (20) пермеата ниже по потоку от ответвления рециркуляционного трубопровода (24) встроено по одному клапану (25, 28), и
- от питающего трубопровода (16) пермеата выше по потоку от входа рециркуляционного трубопровода (24) в питающий трубопровод (16) пермеата ответвляется ветвь (26) обратного трубопровода пермеата, которая входит в обратный трубопровод (20) пермеата ниже по потоку от расположенного в нем клапана, и
- в ветви (26) обратного трубопровода пермеата расположен клапан (27) для поддержания постоянного давления, так что частичный поток пермеата может течь назад к накопительному резервуару (3).

2. Установка обратного осмоса по п.1, отличающаяся тем, что ниже по потоку от входа рециркуляционного трубопровода (24) в питающий трубопровод (16) пермеата встроен защитный клапан (33) кольцевого контура.

3. Установка обратного осмоса по п.2, отличающаяся тем, что между входом рециркуляционного трубопровода (24) в питающий трубопровод (16) пермеата и защитным клапаном (33) кольцевого контура ответвляется соединительный трубопровод (29) к обратному трубопроводу (20) пермеата, в который встроен клапан (30) для поддержания постоянного давления.

4. Установка обратного осмоса по п.3, отличающаяся тем, что на входе соединительного трубопровода (29) в обратный трубопровод (20) пермеата или между ним и его клапаном (28) ответвляется ведущий к сливу (14) сливной трубопровод (31), в который встроен клапан (32) слива из кольцевого контура.

5. Установка обратного осмоса по п.1, отличающаяся тем, что количество озона, вырабатываемого генератором (22) озона, является регулируемым посредством выбранного приложенного напряжения и/или выбранной силы тока.

6. Установка обратного осмоса по п.1, отличающаяся тем, что в питающем трубопроводе (16) пермеата или в обратном трубопроводе пермеата находится измерительная камера (34) для контроля концентрации озона, с помощью которой посредством окислительно-восстановительного потенциала или озоновой сенсорной техники является контролируемым находящееся в жидкости количество озона.

7. Способ дезинфицирования трубопроводов установки обратного осмоса, отличающийся тем, что пермеат во время процесса очистки установки обратного осмоса снабжают озоном и озонированный пермеат циркулирует в трубопроводе (16, 20) пермеата, в то время как, по меньшей мере, частичный поток выходящего из вторичной камеры (9) фильтрующего модуля (6) пермеата течет к накопительному резервуару (3) без смешения с обогащенным озоном пермеатом, причем после циркуляции озонированный пермеат сливают в слив (14) или подают в накопительный резервуар (3) установки обратного осмоса.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что подведенный к накопительному резервуару (3) озонированный пермеат дезинфицирует накопительный резервуар (3) и, предпочтительно, ведущий к фильтрующему модулю трубопровод (5), первичную камеру (7) фильтрующего модуля (6) и обратный трубопровод (15) концентрата.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что смесь пермеат-озон направляют до входного водяного клапана (35) аппарата (18) для диализа и при открытом промывном клапане (36) сливают через соответствующий сливной трубопровод (37), в то время как частичный поток выходящего из вторичной камеры (9) пермеата течет в питающий трубопровод (16) пермеата.