АСИНХРОННО-ДУПЛЕКСНЫЙ СПОСОБ ОБРАТНООСМОТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ИСХОДНОЙ ВОДЫ МЕМБРАНОЙ И ДИФФУЗИОННОЙ ОЧИСТКИ МЕМБРАНЫ ИСХОДНОЙ ВОДОЙ Российский патент 2023 года по МПК C02F1/44 B01D65/02 B01D61/08 G07F13/00 

Область техники, к которой, относится изобретение

Изобретение относится к аквавендингу, а именно, к автоматам продажи питьевой воды, полученной из воды сети общего водоснабжения путем ее очистки с использованием обратного осмоса, характеризующегося прерывистым характером своего функционирования, объективно обусловленным характером аквавендинга.

Однако заявленные патентные притязания не ограничиваются аквавендингом, но распространяются на любую, осуществляемую в едином технологическом процессе, обратноосмотическую очистку исходной воды мембраной и диффузионную очистку мембраны исходной водой, характеризующуюся как естественным (что характерно для аквавендинга), так и искусственно созданным прерывистым характером этой очистки, так что в перерывах между обратноосмотическими очистками исходной воды (во всех перерывах или как минимум в части) осуществляют диффузионную очистку мембраны исходной водой.

При этом данный технологически единый процесс очистки является асинхронным, т.е. состоящим из двух разделенных во времени его составляющих процессов очистки (обратноосмотической очистки исходной воды мембраной и диффузионной очистки мембраны исходной водой), непосредственно сопряженных друг с другом во времени при помощи контроллера, и в то же время дуплексным, т.е. двойным в том смысле, что два указанных составляющих процесса очистки, основываясь, с одной стороны, на существенно разных физических принципах (обратный осмос и диффузия), другой стороны, взаимно-зеркально обусловливают друг друга, так что один из них причинно обусловливает другой из них, а этот другой из них причинно обусловливает этот первый, вследствие чего и образуется искомый дуплекс очисток.

Уровень техники

Общеизвестно использование обратного осмоса для очистки воды (https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Обратный_осмос&stable=0&redirect=no).

Известна и проблема такой очистки, связанная с забиванием пор обрат-ноосмотической мембраны примесями, содержащимися в исходной воде, и отложением осадков этих примесей на ее внутренней поверхности. На это есть несколько причин: это и концентрационная поляризация, и адсорбция, и образование геля.

При этом известны два способа решения этой проблемы: химическая очистка внутренней поверхности мембраны и очистка внутренней поверхности мембраны проточной водой, а именно, интенсивным потоком проточной воды (т.е. механическое смывание частиц примесей потоком проточной воды).

Химическая очистка заключается в использовании ряда химических реагентов как по отдельности, так и в различных сочетаниях. Такая химическая очистка включает рециркуляцию раствора химического агента в течение 20-30 минут, экспозицию этого раствора химического агента в течение 20-30 минут, дополнительную его рециркуляцию в течение 15-20 минут, дальнейший смыв раствора химического агента с поверхности мембраны очищенной водой (см., например:

https://www.c-o-k.ru/articles/obratnyy-osmos-teoriya-praktika-rekomendacii).

Причина, препятствующая получению в этом известном техническом решении, использующим химическую очистку, технического результата, который обеспечивается заявленным для патентования способом, заключается в использовании именно химической очистки, которая сложна технологически, требует значительного времени, предъявляет повышенные требования как к химической устойчивости мембраны к химическому реагенту, так и к процедуре последующего удаления химического реагента из мембраны (очистки мембраны от химического реагента).

Известен способ прерывистой очистки воды обратным осмосом, заключающийся в подаче с перерывами исходной воды под давлением в обратно-осмотическую мембрану, осуществляющей разделение этой воды на пермеат и концентрат (перерывы обусловлены характером аквавендинга). Полученный пермеат модифицируют путем корректировки как минимум его органо-лептических свойств. Далее модифицированный пермеат аккумулируют в гравитационном гидроаккумуляторе, где его также обеззараживают ультрафиолетом при помощи соответствующей лампы, расположенной в гидроаккумуляторе. Выдачу пермеата потребителю пермеата осуществляют из гидроаккумулятора, а концентрат направляют в канализацию через гидравлическое сопротивление отвода концентрата. При этом очистку обратноосмотической мембраны от отложений осуществляют спорадически путем ее промывки интенсивным потоком воды (см. описание изобретения по патенту RU №2767311 С1, МПК C02F 9/00, G07F 13/00, опубликовано: 17.03.2022 Бюл. №8).

Причина, препятствующая получению в этом известном способе технического результата, который обеспечивается заявленным для патентования способом, заключается в том, что в известном способе процесс очистки мембраны не интегрирован в процесс очистки исходной воды, т.е. оба эти процесса (очистка воды и очистка мембраны) не объединены в единый технологический процесс, но лишь сосуществуют, функционируя по отдельности вне какой-либо связи друг с другом. По этой причине очистка мембраны интенсивным потоком воды (осуществляемая отдельно от процесса обратноосмотической очистки воды) осуществляется спорадически и с относительно длинными интервалами времени между очисками, так как требует соответствующих материальных средств и организационных усилий, так что частицы примесей на внутренней поверхности мембраны за эти длинные интервалы времени успевают закрепиться на мембране, по причине чего интенсивный поток промывочной воды на них мало действует. Но тогда для повышения эффективности очистки мембраны потоком этой промывочной воды надо увеличивать скорость течения этого потока (а для этого надо повышать давление этой воды) и время этого течения, что значительно увеличивает расход промывочной воды, и при этом все же не дает желаемого результата, так как имеются известные технические ограничения на повышение давления промывочной воды, а без давления не получить скорость течения промывочной воды через мембрану, а без надлежащей скорости не смыть с мембраны прилипшие к ней (а еще и успевшие закрепиться на ней) частицы примесей.

Таким образом, известный способ обратноосмотической очистки воды характеризуется отсутствием интегрированных в него технологических операций и технических средств очистки мембраны водой, а известные внешние для нее (внешние для очистки воды обратным осмосом) технологические операции и технические средства ее (мембраны) промывки потоком промывочной воды сложны в осуществлении и явно недостаточно эффективны из-за сугубо механического воздействия потока промывочной воды на подлежащие удалению отложения частиц примесей на внутренней поверхности мембраны, успевшие к тому же закрепиться на внутренней поверхности мембраны.

При таких обстоятельства можно утверждать, что заявленный для патентования способ не имеет в предшествующем уровне техники технических аналогов, что придает заявленному изобретению статус пионерского в рамках рассматриваемой области техники.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в необходимости повышения эффективности очистки водой мембраны при одновременном упрощении конструкции соответствующего аппаратно-программного комплекса за счет максимально универсального использования оборудования (т.е. только путем изменения программы контроллера) и, как следствие, в увеличении продолжительности ее (мембраны) эффективной работы с возможностью повышения при этом ее КПД, т.е. степени выхода пермеата относительно выхода концентрата, сбрасываемого в канализацию, за счет частичного подмешивания концентрата в исходную воду.

Раскрытие сущности изобретения

Технический результат, опосредствующий решение данной технической проблемы, заключается, во-первых, в том, что впервые для очистки мембраны использован эффект диффузионной очистки мембраны самой исходной водой, которая после ее использования для указанной диффузионной очистки направляется вновь через мембрану с обычным разделением на пермеат и концентрат. При этом данная исходная вода, используемая для указанной диффузионной очистки, в каждом перерыве в обратноосмотической работе мембраны неподвижно (статично) находится внутри мембраны, создавая тем самым эффект ее (внутренней исходной воды) диффузионной экспозиции внутри мембраны, когда за счет разности в концентрациях молекул примесей в отложениях на внутренних поверхностях мембраны и молекул таких же примесей в объеме внутренней исходной воды осуществляется спонтанный диффузионный перенос молекул примесей из указанных отложений во внутреннюю исходную воду, за счет чего происходит диффузионная очистка рассматриваемых загрязненных поверхностей мембраны.

Технический результат, во-вторых, заключается в том, что повышающий насос на входе мембраны выполняет под управлением контроллера две асинхронные (разделенные во времени) функции: подачу в мембрану исходной воды, подлежащей обратноосмотической очистке (т.е. ее разделения на пермеат и концентрат), и непосредственно следующую за этим подачу в мембрану исходной воды для замены этой водой находящейся в мембране обогащенной примесями воды, для образования внутри мембраны внутренней исходной воды с ее последующей диффузионной экспозицией в мембране, что впервые дает возможность реализовать в едином асинхронно-дуплексном технологическом процессе обратноосмотическую очистку исходной воды мембраной и диффузионную очистку мембраны исходной водой.

Таким образом, интегральный очищающий процесс (очистка воды и очистки мембраны), длящийся в течение всего аквавендинга, представляет собой последовательность «утомительно» повторяющихся в течение всего аквавендинга одинаковых асинхронно-дуплексных циклов, каждый из которых включает обратноосмотическую очистку исходной воды мембраной и непосредственно следующую за ней диффузионную очистку мембраны исходной водой, когда молекулы примесей исходной воды по причине именно такого асинхронного дуплекса не успевают закрепиться на поверхности мембраны (а их к тому же еще и мало), и по этой причине легко диффундируют с поверхности мембраны в объем находящейся в мембране исходной воды.

В свою очередь такой асинхронный очистительный дуплекс дает возможность направлять часть концентрата с выхода мембраны обратно на вход мембраны, повышая тем самым КПД мембраны (т.е. отношение выхода пермеата к выходу концентрата, сбрасываемого в канализацию) без ее дополнительного засорения, что позволяет увеличить КПД мембраны без уменьшения срока ее эффективной обратноосмотической работы.

Кроме того, внедрение заявленного асинхронно-дуплексного способа очистки не требует введения в конструкцию аквавендингового аппарата дополнительного оборудования, так как достаточно лишь внести некоторые изменения в программу контроллера.

Достигается технический результат тем, что предложен не имеющий в аквавендинге аналоги асинхронно-дуплексный способ обратноосмотической очистки исходной воды мембраной (с перерывами в этой очистке) и диффузионной очистки мембраны (в этих перерывах) исходной водой.

Сущность предложенного асинхронно-дуплексного способа заключается в том, что в мембрану под соответствующим давлением с перерывами подают исходную воду, в отношении которой мембрана с теми же перерывами осуществляет ее обратноосмотическое разделение на пермеат и концентрат, так что пермеат временно аккумулируют в гидроаккумуляторе, а концентрат направляют в канализацию через гидравлическое сопротивление отвода концентрата, при этом в отношении любого перерыва в рассматриваемом процессе обратноосмотического разделения исходной воды на пермеат и концентрат в начале этого перерыва в течение заданного времени в мембрану подают исходную воду в направлении канализации в обход упомянутого гидравлического сопротивления, так что эта исходная вода вытесняет из мембраны в канализацию оставшуюся в мембране после указанного обратно-осмотического разделения внутреннюю обогащенную примесями воду, осуществляя тем самым замену этой внутренней обогащенной примесями воды на указанную исходную воду, которая, заходя в мембрану, становится тем самым внутренней исходной водой мембраны, после чего в оставшееся время рассматриваемого перерыва осуществляют диффузионную экспозицию в мембране этой внутренней исходной воды мембраны.

Сущность предложенного асинхронно-дуплексного способа также заключается в том, что к исходной воде, подаваемой в мембрану в период ее упомянутого обратноосмотического разделения на пермеат и концентрат, подмешивают концентрат, взятый с выхода мембраны. Краткое описание чертежей

На фиг.1 приведена функциональная схема аппаратно-программного комплекса, предназначенного для осуществления заявленного для патентования асинхронно дуплексного способа очистки по пункту 1 формулы; на фиг.2 - тот же комплекс с добавленным трубопроводом обратной подачи части концентрата в мембрану (пункт 2 формулы). При этом на обоих фигурах сплошными линями показаны трубопроводы, а пунктирными линиями электрические соединения. Осуществление изобретения

Аппаратно-программный комплекс в его основной части (фиг.1) содержит:

- входной трубопровод 1 подачи исходной воды (далее - подаваемая исходная вода), в разрыв которого включен управляемый клапан 2 и повышающий насос 3;

- полупроницаемую обратноосмотическую мембрану 4 с входом 5 и выходами пермеата 6 и концентрата 7, при этом вход 5 мембраны соединен с выходом трубопровода 1;

- гидравлическое сопротивление 8, через которое выход концентрата 7 мембраны 4 гидравлически связан с канализацией и которое определяет отношение производства выхода пермеата 6 к производству выхода концентрата 7;

- управляемый клапан 9, предназначенный для прямого (т.е. минуя сопротивление 8) отведения любой воды, не проходящей обратноосмотическое разделение на пермеат и концентрат, из мембраны 4 через ее выход 7 в канализацию;

- гидроаккумулятор 10, который предназначен для временного аккумулирования пермеата и внутри которого расположен источник ультрафиолетового излучения для постоянного облучения ультрафиолетом находящейся в гидроаккумуляторе пермеата с целью его дезинфекции (источник не показан); при этом гидроаккумулятор снабжен входным патрубком 11, гидравлически связанным при помощи соответствующего трубопровода с выходом пермеата 6 мембраны 4, и выходным патрубком 12, который при помощи соответствующего трубопровода гидравлически связан с входом насоса 13 для выдачи из гидроаккумулятора 10 пермеата потребителю пермеата по его запросу;

- контроллер 14, который предназначен для автоматического управления двумя интегрально скоординированными, а именно, асинхронно скоординированными (т.е. объединенными с разделением времени осуществления) и дуплексно скоординированными (т.е. объединенными в единый дуплексный цикл очистки с разделением физических принципов очистки - обратный осмос и диффузия, причинно обусловливающими друг друга) в единый технологический процесс обратноосмотической очистки исходной воды мембраной и диффузионной очистки мембраны исходной водой; при этом с контроллером электрически связаны управляющие входы всех управляемых клапанов (т.е. клапанов 2, 9 на фиг.1 и дополнительно клапана 18 на фиг.2), электрические цепи питания насосов 3, 13, а также датчик уровня воды в гидроаккумуляторе 10 (датчик не показан).

Аппаратно-программный комплекс в его дополнительной части (фиг.2) дополнительно содержит трубопровод 15 обратной подачи концентрата (точнее, части концентрата) с выхода 7 мембраны 4 через тройник 16 на вход повышающего насоса 3, при этом в разрыв этого трубопровода 15 включены гидравлическое сопротивление 17, определяющее искомую возвращаемую часть концентрата, управляемый клапан 18, электрически связанный с контроллером 14, а также обратный клапан 19.

Применяемая в аквавендинговых аппаратах мембрана 4 по экономическим причинам характеризуется относительно небольшой производительностью. При этом в аквавендинге, использующим в качестве исходной воды предварительно очищенную фильтрами воду из сети общего водоснабжения, в большинстве случаев давление сети либо недостаточно для работы мембраны, либо достаточно, но дает слишком малую производительность мембраны, что делает целесообразным применение повышающего насоса 3. Но и в этом случае производительность мембраны 4, как правило, не является такой, что выдача пермеата потребителю пермеата могла бы осуществляться непосредственно с выхода 6 мембраны 4, так как для этого понадобилось бы слишком большое время выдачи пермеата потребителю пермеата, что и обусловливает необходимость применения гидроаккумулятора 10 и, соответственно, достаточно производительного насоса 13.

Повышающий насос 3 предназначен для повышения давления подаваемой исходной воды с целью обеспечения нормальной работы мембраны 4. При этом в качестве насоса 3 может быть использован диафрагменный насос, что предпочтительно в аквавендинге, использующем обратный осмос. Известно, что диафрагменный насос, с одной стороны, функционально ориентирован именно на повышение давления, а с другой стороны, требует перерывов в работе для предотвращения перегрева его электропривода, что в целом вполне релевантно задачам такого аквавендинга. Кроме того, исходя из задачи электробезопасности необходимо использовать насос с электроприводом постоянного тока небольшой мощности с низковольтным питанием (12, 24, 36, или 48 В), что характерно для диафрагменных насосов, выпускаемых промышленностью.

Выход пермеата 6 мембраны 4 гидравлически связан с входным патрубком 11 гидроаккумулятора 10 (обычно выполненного в виде гравитационного гидроаккумулятора и при этом содержащего внутри себя источник ультрафиолетового излучения), при этом выходной патрубок 12 гидроаккумулятора 10 гидравлически связан с входом насоса 13 выдачи пермеата из этого гидроаккумулятора потребителю пермеата.

Что касается выхода концентрата 7 мембраны 4, то он через сопротивление 8 гидравлически связан с канализацией, а параллельно ему (сопротивлению 8) включен управляемый клапан 9 для прямого (т.е. минуя сопротивление 8) отвода концентрата 7 в канализацию на случай (как это предусмотрено в известных способах) промывки мембраны 4 потоком воды. Наличие сопротивления 8 является, как это широко известно, обязательным условием обратноосмотической работы мембраны 4, а наличие клапана 9 в рассматриваемом здесь аппаратно-программном комплексе связано с выполнением функции заполнения мембраны 4 подаваемой исходной водой, вследствие чего эта вода становится внутренней исходной водой мембраны.

Кроме того, дополнительно (в порядке опции, фиг.2) комплекс содержит трубопровод 15 обратной подачи концентрата (точнее, части концентрата) с выхода концентрата 7 мембраны 4 на вход насоса 3 через тройник 16, а также через гидравлическое сопротивление 17, управляемый клапан 18 и обратный клапан 19, включенные в разрыв трубопровода 15. При этом величина гидравлического сопротивления 17 определяет ту долю концентрата 7, которую надо подмешать к исходной воде на входе повышающего насоса 3 с целью повышения КПД мембраны 4 (т.е. повышения производства пермеата 6 относительно производства концентрата 7, направляемого в канализацию через сопротивление 8). Что касается обратного клапана 19, то он предназначен лишь для подстраховки от недопустимого движения воды по трубопроводу 15 в сторону выхода концентрата 7 мембраны 6 и клапана 9.

Работа аппаратно-программного комплекса в его основном варианте выполнения (фиг.1) и пример осуществления способа по пункту 1 формулы заключается в следующем.

В период времени, предшествующий началу работы комплекса, насосы 3 и 13 выключены, управляемые клапаны 2, 9 закрыты, а гидроаккумулятор 10 пуст.

При включении комплекса в работу контроллер 14 открывает клапан 2 и включает насос 3. Вследствие этого подаваемая исходная вода (взятая из сети общего водоснабжения и предварительно очищенная фильтрами) поступает под давлением, создаваемым насосом 3, в мембрану 4 через ее вход 5. В мембране 4 осуществляется разделение подаваемой исходной воды на пермеат (выход 6 мембраны) и концентрат (выход 7 мембраны, т.е. неочищенную воду с существенно повышенной концентрацией примесей). При этом концентрат 7 через сопротивление 8 поступает в канализацию, а пермеат 6 через входной патрубок 11 поступает в гидроаккумулятор 10 до его полного заполнения.

Побочным и неизбежным продуктом этого процесса обратного осмоса является, как известно, образование на внутренней поверхности мембраны 4 слоя отложений молекул веществ примесей, которые по определению содержатся в подаваемой исходной воде и которые, зайдя вместе с подаваемой исходной водой в мембрану 4, не прошли через поры мембраны 4 и вследствие этого значительная их часть застряла на входе в поры мембраны 4, закрывая тем самым ее поры и повышая тем сам гидравлическое сопротивление мембраны 4, снижающее тем самым со временем ее производительность.

Но, кроме того, другая (не застрявшая) часть молекул примесей по окончании рассматриваемого обратноосмотического периода, осталась в объеме той исходной воды, которая осталась внутри мембраны 4, и которая по этой причине имеет более высокий процент содержания примесей по отношению к подаваемой исходной воде. Это, так называемая, внутренняя обогащенная примесями вода мембраны, которая, как показали измерения, содержит примесей в 2 - 2,5 раза больше относительно подаваемой исходной воды.

По заполнении гидроаккумулятора 10 пермеатом заканчивается конкретный период обратноосмотической очистки подаваемой исходной воды и начинается перерыв в этой очистке. В связи с этим в начале этого перерыва по сигналу датчика уровня воды в гидроаккумуляторе 10 (датчик не показан) контроллер 14 открывает на короткое время (порядки 10 секунд, т.е. на заведомо меньшее время относительно времени данного конкретного перерыва) клапан 9, в то время как клапан 2 по-прежнему остается открытым и насос 3 по-прежнему работает. В результате этого подаваемая исходная вода не проходит стандартный обратноосмотический процесс ее очистки (т.е. не проходит через мембрану 4 на ее выход 6 в виде пермеата), а вся эта подаваемая исходная вода, входя в мембрану 4, вытесняет из мембраны 4 находящуюся там внутреннюю обогащенную примесями воду мембраны, которая вследствие этого вытесняется в канализацию через открытый клапан 9. В результате происходит полная замена внутри мембраны 4 содержащейся в ней внутренней обогащенной примесями воды на подаваемую исходную воду, в которой концентрация примесей примерно в 2-2,5 раза меньше относительно указанной внутренней обогащенной примесями воды. При этом данный период времени полной замены воды в мембране рассчитывается заранее и вводится в программу контроллера 14 заранее, так что по окончании этого периода замены воды контроллер 14 закрывает клапаны 2 и 9. В результате внутри мембраны 4 теперь находится исходная вода, которая теперь есть внутренняя исходная вода мембраны 4 и которая содержит примесей в 2-2,5 раза меньше относительно ранее находящейся в мембране внутренней обогащенной примесями воды. И тогда наступает период диффузионной экспозиции находящейся внутри мембраны внутренней исходной воды мембраны, который длится до конца рассматриваемого перерыва.

При этом в течение всего этого оставшегося времени перерыва внутренняя исходная вода мембраны неподвижно находится в мембране 4. При таких обстоятельствах далее до конца перерыва осуществляется диффузионная экспозиция этой внутренней исходной воды мембраны в течение всего остатка времени перерыва. Эта диффузионная экспозиция заключается в том, что эта внутренняя исходная вода мембраны 4 в течение всего оставшегося времени перерыва в работе мембраны 4 находится в мембране 4 без движения. При этом, поскольку концентрация молекул примесей в объеме этой внутренней исходной воде относительно мала, а в пристенном слое отложений мембраны 4 наоборот, относительно высока, то благодаря именно такой разности концентраций примесей в течение всего рассматриваемого остатка перерыва осуществляется спонтанная диффузия молекул примесей из пристенного слоя мембраны 4 в объем внутренней исходной воды мембраны, в результате чего пристенный слой мембраны 4 обедняется молекулами примесей (т.е. происходит процесс диффузионной очистки мембраны 4), а внутренняя исходная вода мембраны наоборот обогащается, становясь тем самым внутренней диффузионно обогащенной водой мембраны.

Этот первый перерыв заканчивается тогда, когда приходит первый потребитель пермеата и запускает процесс выдачи ему пермеата, а контроллер 14 вследствие этого включает насос 13, осуществляющий выдачу пермеата из гидроаккумулятора 10 в тару потребителя пермеата с приемлемой для этого автономной производительностью, определяемой насосом 13. В свою очередь эта выдача ведет к понижению уровня пермеата в гидроаккумуляторе 10, что требует соответствующей компенсации. Тогда по сигналу от датчика уровня воды в гидроаккумуляторе 10 контроллер 14 открывает клапан 2 и включает насос 3, запуская тем самым обычную обратноосмотическую работу мембраны 4. В результате этой обычной работы на вход 5 мембраны 4 поступает подаваема исходная вода, поток которой неизбежно интегрируется с внутренней диффузионно обогащенной водой мембраны 4, и вся эта, образно говоря «интегрированная», вода проходит далее обычное обратноосмотическое разделение мембраной 4 на пермеат 6 и концентрат 7, так что полученный пермеат 6 как обычно поступает в гидроаккумулятор 10, а концентрат 7 - в канализацию через сопротивление 8.

После окончания описанных выше процессов возникает второй перерыв с теми же процессами, что и в первом перерыве, после которого до аквавен-дингового аппарата доходит второй потребитель пермеата и так далее. Таким образом, процесс аквавендинга характеризуется наличием последовательности периодов обратноосмотической работы мембраны 4 и периодов перерывов в этой работе мембраны 4 с неопределенным числом перерывов в этой последовательности и неопределенным временем каждого перерыва. И при этом каждый перерыв используется для диффузионной очистки мембраны 4 путем диффузионной экспозиции внутренней исходной воды мембраны, как описано выше. При этом эффективность такой диффузионной очистки во многом обусловлена тем, что она производится в отношении частиц примесей на поверхности мембраны 4, которых еще мало на поверхности мембраны 4 и которые еще не успели как следует закрепиться на поверхности мембраны 4, так как процесс ее диффузионной очистки начинается сразу же, как только заканчивается очередной предшествующий этой очистке стандартный обратноосмотический процесс.

В производном варианте на фиг.2 дополнительно предусмотрена обратная подача части концентрата с выхода 7 мембраны 4 на вход насоса 3, чем осуществляется подмешивание концентрата в подаваемую исходную воду в процессе ее обратноосмотической очистки (клапаны 2 и 18 открыты, клапан 9 закрыт, насос 3 включен).

Это делается, как известно, для повышения КПД мембраны 4 (повышения отношения выхода пермеата 6 к выходу концентрата 7, направляемого в канализацию). Однако, и это также известно, такое повышение КПД мембраны 4 ускоряет процесс засорения мембраны 4 примесями подаваемой исходной воды, сокращая тем самым срок ее (мембраны) службы. Отсюда повышенные требования к эффективности очистки мембраны 4. Этому условию удовлетворяет диффузионная очистка мембраны 4 путем периодически повторяемой диффузионной экспозиции внутренней исходной воды мембраны, так что в общем процессе работы мембраны имеет место многократно повторяемый асинхронный дуплекс очисток (двух очисток), когда каждая указанная экспозиция осуществляется сразу же после соответствующего каждого очередного обратноосмотического процесса. Именно такой часто повторяемый асинхронный дуплекс процессов очистки (обратноосмотической очистки исходной воды мембраной и диффузионной очистки мембраны исходной водой), когда молекулы примесей по причине такого асинхронного дуплекса не успевают закрепиться на поверхности мембраны (а их к тому же еще мало), и создает тот компенсационный эффект, который сводит на нет указанное ускоренное засорение мембраны.

Изобретение относится к аквавендингу, а именно к автоматам продажи питьевой воды, полученной из воды сети общего водоснабжения путем ее очистки с использованием обратного осмоса, характеризующегося прерывистым характером своего функционирования. В мембрану 4 с перерывами подают исходную воду, в отношении которой мембрана с теми же перерывами осуществляет ее обратноосмотическое разделение на пермеат и концентрат. Пермеат временно аккумулируют в гидроаккумуляторе 10, а концентрат направляют в канализацию через гидравлическое сопротивление 8 отвода концентрата. В отношении любого перерыва в процессе обратноосмотического разделения исходной воды в начале этого перерыва в течение заданного времени в мембрану подают исходную воду в направлении канализации в обход гидравлического сопротивления. Вследствие этого эта исходная вода вытесняет из мембраны в канализацию оставшуюся в мембране после обратноосмотического разделения внутреннюю обогащенную примесями воду, осуществляя тем самым замену внутренней обогащенной примесями воды на исходную воду. Последняя, заходя в мембрану 4, становится внутренней исходной водой мембраны. Затем в оставшееся время рассматриваемого перерыва осуществляют диффузионную экспозицию в мембране этой внутренней исходной воды мембраны. Технический результат: повышение эффективности очистки мембраны и предотвращения ее засорения при упрощении конструкции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Асинхронно-дуплексный способ обратноосмотической очистки исходной воды мембраной и диффузионной очистки мембраны исходной водой, заключающийся в подаче с перерывами в мембрану под соответствующим давлением исходной воды, в отношении которой мембрана с теми же перерывами осуществляет её обратноосмотическое разделение на пермеат и концентрат, так что пермеат временно аккумулируют в гидроаккумуляторе, а концентрат направляют в канализацию через гидравлическое сопротивление отвода концентрата, характеризующийся тем, что в отношении любого перерыва в рассматриваемом процессе обратноосмотического разделения исходной воды на пермеат и концентрат в начале этого перерыва в течение заданного времени в мембрану подают исходную воду в направлении канализации в обход упомянутого гидравлического сопротивления, так что эта исходная вода вытесняет из мембраны в канализацию оставшуюся в мембране после указанного обратноосмотического разделения внутреннюю обогащённую примесями воду, осуществляя тем самым замену этой внутренней обогащённой примесями воды на указанную исходную воду, которая, заходя в мембрану, становится тем самым внутренней исходной водой мембраны, после чего в оставшееся время рассматриваемого перерыва осуществляют диффузионную экспозицию в мембране этой внутренней исходной воды мембраны.

2. Асинхронно-дуплексный способ по п.1, характеризующийся тем, что к исходной воде, подаваемой в мембрану в период её упомянутого обратноосмотического разделения на пермеат и концентрат, подмешивают концентрат, взятый с выхода мембраны.