Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2556662C2 - Извлечение обратимо растворимого растворенного вещества для прямоосмотической водоочистки - Google Patents

Извлечение обратимо растворимого растворенного вещества для прямоосмотической водоочистки Download PDF

Info

Publication number
RU2556662C2
RU2556662C2 RU2013145560/05A RU2013145560A RU2556662C2 RU 2556662 C2 RU2556662 C2 RU 2556662C2 RU 2013145560/05 A RU2013145560/05 A RU 2013145560/05A RU 2013145560 A RU2013145560 A RU 2013145560A RU 2556662 C2 RU2556662 C2 RU 2556662C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solute
stream
water
phase
output
Prior art date
Application number
RU2013145560/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013145560A (ru
Inventor
Гэри КАРМИНЬЯНИ
Стив СИТКИЕВИТЦ
Джон Уилфред УЭБЛИ
Original Assignee
Треви Системз Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Треви Системз Инк. filed Critical Треви Системз Инк.
Publication of RU2013145560A publication Critical patent/RU2013145560A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2556662C2 publication Critical patent/RU2556662C2/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/445Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by forward osmosis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/26Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
    • B01D21/262Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force by using a centrifuge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/26Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
    • B01D21/267Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force by using a cyclone
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/002Forward osmosis or direct osmosis
    • B01D61/0024Controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/007Separation by stereostructure, steric separation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/58Multistep processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C02F1/325Irradiation devices or lamp constructions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/38Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/40Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/50Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/009Heating or cooling mechanisms specially adapted for settling tanks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/30Control equipment
    • B01D21/34Controlling the feed distribution; Controlling the liquid level ; Control of process parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/10Temperature control
    • B01D2311/103Heating
    • B01D2311/1032Heating or reheating between serial separation steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/10Temperature control
    • B01D2311/106Cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/14Pressure control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/26Further operations combined with membrane separation processes
    • B01D2311/2642Aggregation, sedimentation, flocculation, precipitation or coagulation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/027Nanofiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145Ultrafiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/442Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F2001/007Processes including a sedimentation step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08Seawater, e.g. for desalination
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/04Disinfection
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/10Energy recovery
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/16Regeneration of sorbents, filters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

Изобретения могут быть использованы для обессоливания морской, жесткой и/или загрязненной воды прямым осмотическим обессоливанием. Для осуществления способа очистки загрязненной воды поток загрязненного питающего раствора, содержащего воду и имеющего первое осмотическое давление, пропускают через полупроницаемую мембрану на сторону выведения, имеющую поток выводящего раствора со вторым осмотическим давлением на стороне выведения полупроницаемой мембраны. Поток разбавленного выводящего раствора нагревают, агломерируют выводимое растворенное вещество в двухфазный выходящий поток, содержащий жидкую фазу агломерированного выводимого растворенного вещества и жидкую водную фазу. Затем отделяют агломерированное растворенное вещество и получают водообогащенный поток, который охлаждают с получением охлажденного однофазного водообогащенного потока, который очищают от остаточного растворенного вещества с получением очищенной воды. Изобретения обеспечивают повышение качества прямоосмотической водоочистки и обессоливания. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявки
Данная заявка подтверждает приоритет предварительной заявки на патент США №61/517687, озаглавленной «Регенерация обратимо растворимых растворенных веществ для прямоосмотической водоочистки», зарегистрированной 25 апреля 2011 г, и предварительной заявки на патент США №61/572394, озаглавленной «Регенерация обратимо растворимого растворенного вещества для прямоосмотической водоочистки», зарегистрированной 15 июля 2011 г, которые обе приводятся здесь посредством ссылки во всей полноте для любых целей.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к обессоливанию морской воды, жесткой воды, сточных вод и/или загрязненной воды. Более конкретно, настоящее изобретение относится к прямому осмотическому обессоливанию.
Предпосылки создания изобретения
Прямой осмос известен в технике и является предметом недавних исследований благодаря вероятности будущей нехватки свежей воды и соответствующему увеличению спроса в технологии экономически эффективного обессоливания и водоочистки. Морская вода, жесткая вода или иная загрязненная вода могут быть очищены путем проведения воды (растворителя) через полупроницаемую мембрану, которая отбирает соли и другие загрязнения (растворенные вещества). Указанный способ естественного, или прямого, осмоса отличается от широко используемого обратноосмотического способа, где воду пропускают через аналогично действующую полупроницаемую мембрану под давлением. В прямоосмотических способах вода проводится через полупроницаемую мембрану с использованием выводящего раствора. Прямоосмотический способ не очищает воду. Прямой осмос просто перемещает воду из одной группы растворенных веществ в другую группу растворенных веществ.
Анализ и обзор прямоосмотической технологии выполнен в работе: Miller and Evens, Forward Osmosis, A new approach to water purification and desalination, Sandia Report SAND2006-4634, July 2006, в которой рассматривается концепция использования выведения растворенных веществ обратимо растворимых полимеров. Способ осуществления выделения растворенных веществ из воды не описывается.
Прямоосмотическая система на основе аммиака-диоксида углерода описана в патентах США №№7560029 и 6393295 (McGinnis), где температурнозависимая растворимость растворенных веществ используется для частичного выделения растворенных веществ из воды. Рассматриваемые осажденные растворенные вещества являются твердыми солями, и баланс выделения достигается дистилляцией. Заявка на патент США серийный №11/632994 (Collins) также описывает использование температурнозависимой растворимости солей для выделения выводимого растворенного вещества из воды.
Заявка на патент США серийный №11/796118 описывает другую прямоосмотическую систему, которая использует покрытые магнитные наночастицы в качестве выводимого растворенного вещества. PCT/WO 2010/107804 описывает использование магнитных частиц в качестве контролируемого осмотического агента.
Патент США №5679254 (Chakrabarti) описывает использование температурнозависимой растворимости полимеров в воде для осуществления обессоливания, хотя без помощи прямого осмоса.
Патент США №8021553 (Iyer) описывает систему, использующую обратимо растворимые полимерные растворенные вещества, и нанофильтр для отделения и извлечения получаемых мицелл растворенного вещества из продукта-воды. Iyer определяет выводимые растворенные вещества как с гидрофобным, так и с гидрофильным компонентом. Iyer также рассматривает полупериодическое извлечение растворенных веществ путем собирания осажденного (или фазоотделенного) выделяемого растворенного вещества на нанофильтре и извлечения растворенного вещества обратной промывкой нанофильтра.
Здесь рассматриваются улучшенные системы и способы прямоосмотической водоочистки или обессоливания.
Краткое описание изобретения
Здесь рассматриваются улучшенные системы и способы прямоосмотической водоочистки или обессоливания. Согласно одному варианту предусматривается способ очистки загрязненной воды. Способ включает подачу потока питающего загрязненного раствора, содержащего воду и имеющего первое осмотическое давление, на сторону питания полупроницаемой мембраны и обеспечение потока выводящего раствора, содержащего выводимое растворенное вещество и имеющего второе осмотическое давление, на стороне выведения полупроницаемой мембраны. Воду пропускают через полупроницаемую мембрану на сторону выведения с получением потока разбавленного выводящего раствора. Выводимому растворенному веществу в потоке разбавленного выводящего раствора позволяют образовывать выходящий двухфазный поток. Выводимое растворенное вещество в двухфазном выходящем потоке агломерируется с получением агломерированного выходящего потока. Агломерированное выводимое растворенное вещество отделяется от агломерированного выходящего потока с получением водообогащенного потока, содержащего воду и остаточное выводимое растворенное вещество, и обогащенного растворенным веществом потока, содержащего агломерированное выводимое растворенное вещество и воду. Водообогащенный поток охлаждается с растворением остаточного выводимого растворенного вещества и с получением охлажденного однофазного водообогащенного потока. Остаточное выводимое растворенное вещество выделяется из охлажденного однофазного водообогащенного потока с получением потока остаточного выведенного растворенного вещества и потока продукта очищенной воды.
Описанные выше и другие объекты, характеристики и преимущества настоящего изобретения станут более легко понятными из последующего подробного описания типичных вариантов, как рассмотрено здесь.
Краткое описание чертежей
Варианты настоящего изобретения описываются только путем примера со ссылкой на прилагающиеся чертежи, на которых:
на фигуре 1 представлен типичный прямоосмотический способ согласно одному варианту;
на фигуре 2 представлен типичный прямоосмотический способ согласно другому варианту;
на фигуре 3 представлен типичный прямоосмотический способ согласно другому варианту; и
на фигуре 4 представлена технологическая схема типичной прямоосмотической системы согласно одному варианту.
Подробное описание изобретения
Должно быть отмечено, что для простоты и ясности показа, когда это подходит, ссылочные номера могут повторяться на всех фигурах для указания соответствующих или аналогичных элементов. Кроме того, многочисленные отдельные детали приводятся для обеспечения полного понимания типичных вариантов, описанных здесь. Однако, специалистам в данной области техники будет понятно, что типичные варианты, описанные здесь, могут быть осуществлены без указанных отдельных деталей. В других случаях способы, операции и компоненты не описаны подробно с тем, чтобы не сделать непонятными варианты, описанные здесь.
Настоящее изобретение относится к улучшенным системам с выводящим раствором и к способам прямоосмотической водоочистки или обессоливания. Системы с выводящим раствором и способы содержат устройство для выделения растворенных веществ выводящего раствора из водного растворителя и концентрирования растворенных веществ выводящего раствора как часть системы прямоосмотической водоочистки.
Рассматриваемые здесь выводимые растворенные вещества имеют обратимую растворимость. Растворимость рассматриваемых здесь выводимых растворенных веществ значительно снижается с температурой, но имеется достаточная растворимость в окружающих условиях при обеспечении используемого рабочего осмотического давления. Рассматриваемыми здесь выводимыми растворенными веществами являются, предпочтительно, полимеры, специально предназначенные для использования в системе и способе прямоосмотической водоочистки обратимо растворимых веществ.
В типичном варианте выводимым растворенным веществом является статистический или чередующийся сополимер низкомолекулярных диолов, таких как 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол и/или 1,2-этандиол. Выводимые растворенные вещества имеют приемлемое осмотическое давление интересующего применения специальной очистки с температурой помутнения в интервале от 40°C до 90°C и молекулярной массой, достаточно высокой, чтобы обеспечить тонко очищающую фильтрацию растворенного полимера с использованием нанофильтра и/или обратноосмотической мембраны.
В типичном варианте выводимым растворенным веществом является полигликольный сополимер для использования в способе извлечения выводимого растворенного вещества, который содержит коагулятор/сепаратор для объемного извлечения растворенного вещества и нанофильтр для окончательного извлечения повторно растворенного вещества.
Рассматриваемые здесь выводимые растворенные сополимеры состоят из различных рядов или порядков диолов, которые придают требуемые свойства раствору. Осмотическое давление, температура помутнения, молекулярная масса и молекулярная структура регулируются введением или выведением различных мономерных звеньев.
В типичном варианте 1,2-этандиольные звенья вводятся в выводимый растворенный сополимер для увеличения молекулярной массы и температуры помутнения получаемого выводимого растворенного сополимера. Наоборот, введение 1,2-пропандиольных звеньев в выводимый растворенный сополимер дает более низкую температуру помутнения и более высокую молекулярную массу получаемого выводимого растворенного полимера.
В другом типичном варианте 1,3-пропандиольные или 1,2-этандиольные мономеры замещают часть 1,2-пропандиольных мономеров высокомолекулярных поли(пропилен)гликольных полимеров с увеличением растворимости и снижением температуры помутнения получаемого полимера.
Осмотическое давление типичных выводимых растворенных веществ зависит от применения и требуемого извлечения. Типичные выводимые растворенные вещества требуют более высокого осмотического давления для высокого извлечения в применениях с потоками способа, содержащими более высокие концентрации растворенных твердых веществ. Осмотическое давление выводящего раствора, требуемое для типичных систем и способов прямоосмотического водообессоливания морской воды, обычно составляет более ~30 атм (30 кг/см2) при минимуме более ~40 атм (40 кг/см2), являющимся предпочтительным для обеспечения приемлемого течения продукта и извлечения. В типичном варианте растворимость выводимого растворенного вещества снижается при температуре, которая является достаточно (~10°C) выше окружающей температуры и достаточно (~10°C) ниже температуры кипения.
Другими словами, растворимость выводимого растворенного вещества значительно изменяется и зависимость растворимости от температуры увеличивается в интервале от 40°C до 90°C. Типичные выводимые растворенные вещества, имеющие сильную зависимость растворимости в более низком температурном интервале (например, ближе к 40°C), являются предпочтительными для минимизации рабочей температуры стадий регенерации в способе и для минимизации итоговых потерь энергии.
С ограничениями осмотического давления и температуры помутнения химизм типичных выводимых растворенных полимеров выбран так, чтобы регулировать молекулярную массу и/или физическую структуру полимера, что дает высокое (>90% и, предпочтительно, >99%) отведение выводимого растворенного вещества путем фильтрации. Кроме того, химизм типичных выводимых растворенных полимеров выбран так, чтобы минимизировать обратную диффузию растворенного вещества через прямоосмотическую мембрану. Предпочтительно, для водообессоливания соли осмотическое давление типичного выводящего раствора, содержащего 40% выводимого растворенного сополимера в воде, составляет более 30 атм (30 кг/см2), предпочтительно, более 40 атм (40 кг/см2), и, более предпочтительно, более 50 атм (50 кг/см2), тогда как молекулярная масса выводимого растворенного сополимера составляет более 500, предпочтительно, более 1000, и, более предпочтительно, более 2000.
Пример
Композиции выводимого растворенного вещества
Последующие неограничивающие примеры предусматриваются для иллюстрации типичных вариантов и не предназначены ограничивать объем данного изобретения.
Композиции выводимого растворенного сополимера, содержащие статистический полиоксисополимер, были рецептурированы при концентрациях от 30 до 70% масс. выводимого растворенного вещества в растворе. Влияние концентрации выводящего раствора на осмотическое давление при типичной рабочей температуре прямого осмоса 25°C показано в таблице 1. Осмотическое давление измерялось непосредственно в сравнении с NaCl сравнительным эталоном с использованием равновесного диализа.
Figure 00000001
На фигуре 1 показан типичный прямоосмотический способ согласно одному варианту. Поток 1 из источника жесткой воды подается на сторону питания полупроницаемой мембраны в прямоосмотическом модуле 3. Поток 18 выводящего раствора подается на сторону выведения полупроницаемой мембраны в прямоосмотическом модуле 3. Осмотическое давление потока 1 из источника жесткой воды является меньше осмотического давления потока 18 выводящего раствора. Указанный перепад давления заставляет воду из потока 1 из источника жесткой воды проходить через полупроницаемую мембрану, что дает поток 5 разбавленного выводящего раствора и поток 2 соляного раствора. Поток 5 разбавленного выводящего раствора пропускают через сеть 4 теплообменников, где температура увеличивается достаточно для инициирования фазового разделения. Сеть 4 теплообменников может содержать один или более теплообменников, установленных последовательно или параллельно, для увеличения температуры разбавленного выводящего раствора 5. Температура потока 19 разбавленного выводящего раствора, выходящего как выходящий поток из сети 4 теплообменников, является достаточной для создания двухфазного выходящего потока.
Двухфазный выходящий поток 19 выводящего раствора, выходящий из сети 4 теплообменников, подается в коагулятор 6 с регулируемой температурой для агломерирования небольших капель, обогащенных растворенным веществом, в сети 4 теплообменников. Коагулятор 6 предназначен для агрегирования капель, обогащенных растворенным веществом, достаточно крупных, чтобы отделяться в последующем способе 8 фазового разделения. В типичном варианте коагулятор 6 предназначен для агрегирования капель, обогащенных растворенным веществом, размером более 10 мкм, предпочтительно, более 25 мкм и, более предпочтительно, более 50 мкм. Падение давления, вызванное двухфазными потоками, прошедшими через коагулятор 6, является значительно меньше, чем падение давления, вызванное двухфазными потоками, прошедшими через нанофильтр. Использование коагулятора 6 исключает вводимую сложность и обратную промывку, требуемые в полупериодических операциях.
Коагулятор 6 также может быть разделен на верхнюю секцию, содержащую гидрофобные коагулирующие элементы для агломерирования выводимого растворенного вещества, и на нижнюю секцию, содержащую гидрофильные коагулирующие элементы для агрегирования воды. Степень гидрофобности гидрофобных коагулирующих элементов и степень гидрофильности гидрофильных коагулирующих элементов выбираются для достижения определенной степени агломерирования выводимого растворенного вещества размером более 10 мкм. В типичном варианте степень гидрофобности гидрофобных коагулирующих элементов и степень гидрофильности гидрофильных коагулирующих элементов выбираются для агломерирования выводимого растворенного вещества размером более 10 мкм.
Выходящий поток 7 коагулятора подается в гравитационный сепаратор 8 с регулируемой температурой, центрифугу, гидроциклон или подобное устройство, в котором накапливаются обогащенные растворенным веществом капли из коагулятора. Гравитационный сепаратор 8 предназначен для выделения растворенного вещества из воды и получения непрерывного обогащенного растворенным веществом потока 10 и непрерывного водообогащенного потока 9. В типичном варианте рабочая температура коагулятора 6 и гравитационного сепаратора 8 поддерживается ниже 150°C, предпочтительно, ниже 100°C и, более предпочтительно, ниже 80°C, для установления определенной концентрации растворенного вещества и осмотического давления водообогащенного потока 9, выходящего как выходящий поток из сепаратора 8. В типичном варианте рабочая температура коагулятора 6 и гравитационного сепаратора 8 выбрана для установления концентрации растворенного вещества в водообогащенном потоке 9 менее 5%, предпочтительно, менее 2% и, более предпочтительно, менее 1% масс. растворенного вещества в растворе.
В типичном варианте гравитационный фазовый сепаратор 8 предназначен для концентрирования растворенного веществ в обогащенном растворенным веществом потоке 10 до концентрации более 60%, предпочтительно, более 80%, и, более предпочтительно, более 90% масс. растворенного вещества в растворе.
Обогащенный растворенным веществом поток 10, выходящий из фазового сепаратора 8 как выходящий поток, охлаждается в теплообменнике 16. Водообогащенный поток 9, выходящий как выходящий поток из фазового сепаратора 8, также охлаждается теплообменником 11 с обеспечением повторного растворения остаточного растворенного вещества и созданием однофазного охлажденного водообогащенного потока 12. Охлажденный водообогащенный поток 12 является однофазным потоком, подаваемым в нанофильтр 13, ультрафильтр или обратноосмотический модуль, содержащий полупроницаемую мембрану, или подобное устройство, используемое для отделения остаточного растворенного вещества от продукта-воды. Нанофильтр 13 выбран для отделения молекул растворенного вещества на основе размера или структуры и в идеальном случае пропускает большую часть растворенной соли. Конечная стадия фильтрации в нанофильтре 13, ультрафильтре, обратноосмотическом модуле или подобном устройстве используется только для извлечения остаточных растворенных веществ в однофазном охлажденном водообогащенном потоке 12. Растворенные вещества повторно растворяются в однофазном охлажденном водообогащенном потоке 12 для минимизации падения давления через нанофильтр 13 и для упрощения работы. Пермеат 14 фильтра воды, не содержащий растворенное вещество, представляет собой продукт способа.
Обогащенный растворенным веществом поток 15, выходящий из нанофильтра 13, объединяется в смесителе 17 с охлажденным обогащенным растворенным веществом потоком 10, выходящим из теплообменника 16, с созданием объединенного обогащенного растворенным веществом потока 18. Смеситель 17 используется для полного растворения растворенного вещества в полученном объединенном обогащенном растворенным веществом потоке 18. Объединенный обогащенный растворенным веществом поток 18 подается в прямоосмотический модуль 3 для очистки или обессоливания потока 1 из источника непрерывным образом. Обогащенный растворенным веществом поток 10, выходящий из фазового сепаратора 8 как выходящий поток, охлаждается в теплообменнике 16 до определенной температуры, которая поддерживает температуру объединенного обогащенного растворенным веществом потока 18 достаточно низкой и обеспечивает полную растворимость растворенного вещества в объединенном обогащенном растворенным веществом потоке 18, который поступает в прямоосмотический модуль 3.
В типичном варианте, показанном на фигуре 1, коагулятор 6 и/или фазовый сепаратор 8 могут нагреваться до рабочей температуры дополнительным внешним источником тепла (не показано).
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 1, коагулятор 6 и фазовый сепаратор 8 объединяются в одном физическом устройстве. Альтернативно, вместо коагулятора 6 могут использоваться площадь поверхности в сети 4 теплообменников и трубопровод между сетью 4 теплообменников и фазовым сепаратором 8.
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 1, вместо поддержания температуры на основе концентрации растворенного вещества температура коагулятора 6 и фазового сепаратора 8 регулируется с поддержанием осмотического давления водообогащенного потока 9 ниже 50 мОсм, предпочтительно, ниже 25 мОсм и, более предпочтительно, ниже 15 мОсм.
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 1, концентрация растворенного вещества в потоке 5 разбавленного выводящего раствора регулируется с использованием скорости течения потока 5 разбавленного выводящего раствора или объединенного обогащенного растворенным веществом потока 18. Заданная концентрация в потоке 5 разбавленного выводящего раствора регулируется с поддержанием минимального расхода в прямоосмотическом модуле 3, по меньшей мере, 4 л/(м2.ч.).
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 1, концентрация микроорганизма в потоке 5 разбавленного выводящего раствора регулируется УФ-стерилизатором или введением пестицида.
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 1, усовершенствованный способ окисления или адсорбционная система используется для удаления остаточного выводимого растворенного вещества из пермеата 14 фильтра.
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 1, нанофильтр 13, ультрафильтр или обратноосмотический фильтр выбирается для получения среза молекулярной массы менее 2000, предпочтительно, менее 1000 и, более предпочтительно, менее 500; отведения NaCl менее 50%, предпочтительно, менее 25% и, более предпочтительно, менее 10%; и отведения растворенного вещества более 95%, предпочтительно, более 99% и, более предпочтительно, более 99,9% масс. растворенного вещества в растворе.
Пример
Рабочие условия коагулятора
Было исследовано влияние рабочей температуры коагулятора на концентрацию потока способа и осмотическое давление в прямоосмотическом способе, показанном на фигуре 1. В способе используют предпочтительный выводящий раствор, содержащий статистический полиоксисополимер. При нагревании в коагуляторе 6 осмотическое давление потока 5 разбавленного выводящего раствора снижается, и раствор разделяется на обогащенную растворенным веществом фазу и водообогащенную фазу. Выходящий поток 7 коагулятора подается в гравитационный сепаратор 8 с регулируемой температурой, где гравитационный фазовый сепаратор 8 выделяет растворенное вещество из воды с получением непрерывного обогащенного растворенным веществом потока 10 и непрерывного водообогащенного потока 9. Осмотическое давление водообогащенного потока 9 (которое устанавливает или ограничивает конечное энергопотребление фильтра 13) и композиция растворенного вещества обогащенного растворенным веществом потока 10 (которая устанавливает или ограничивает расход мембраны и максимальную концентрацию солевого раствора, обрабатываемого в прямоосмотическом модуле) определяются как функция рабочей температуры коагулятора. Результаты представлены в таблице 2.
Figure 00000002
Рабочая температура коагулятора 6 регулируется с установлением определенного осмотического давления в водообогащенном потоке 9, выходящем как выходящий поток из сепаратора 8. Рабочая температура коагулятора 6 также регулируется с установлением концентрации растворенного вещества в обогащенном растворенным веществом потоке 10. Как показано в таблице 2, увеличение рабочей температуры коагулятора 6 снижает осмотическое давление водообогащенного потока 9, поэтому снижая энергию, требуемую для фильтрации на конечной стадии 13 фильтрации. Увеличение рабочей температуры коагулятора 6 также дает увеличение концентрации растворенного вещества в обогащенном растворенным веществом выходящем потоке коагулятора, поэтому обеспечивая увеличение расхода мембраны и максимальной концентрации солевого раствора, обрабатываемого в прямоосмотическом модуле 3.
На фигуре 2 показан типичный прямоосмотический способ согласно другому варианту. Поток 200 из источника жесткой воды подается на сторону питания полупроницаемой мембраны в прямоосмотическом модуле 202. Поток 240 выводящего раствора подается на сторону выведения полупроницаемой мембраны в прямоосмотическом модуле 202. Осмотическое давление потока 200 из источника жесткой воды является меньше осмотического давления потока 240 выводящего раствора. Указанный перепад давления заставляет поток 200 из источника жесткой воды проходить через полупроницаемую мембрану с получением потока 206 разбавленного выводящего раствора и потока 204 солевого раствора.
Поток 206 разбавленного выводящего раствора может быть разделен на два потока 206 разбавленного выводящего раствора и подан в сеть теплообменников, содержащую два или более теплообменников 208, 210, 214. Один поток 206 разбавленного выводящего раствора подается в обогащенный растворенным веществом теплообменник 208, а другой поток 206 разбавленного выводящего раствора подается в водообогащенный теплообменник 210. Оба потока 206 разбавленного выводящего раствора нагреваются в соответствующих теплообменниках 208, 210, и получаемые потоки нагретого выводящего раствора рекомбинируются с образованием объединенного потока 212 разбавленного выводящего раствора. Соотношение скорости течения потоков 206 разбавленного выводящего раствора регулируется так, что разность температур между двумя потоками 206 разбавленного выводящего раствора, выходящими из теплообменников 208, 210 в сети теплообменников, составляет менее 5°C, предпочтительно, менее 3°C и, более предпочтительно, менее 1°C. Объединенный поток 212 разбавленного выводящего раствора может быть пропущен через дополнительный комплектный теплообменник 214, в котором внешнее тепло от источника сбросового тепла, солнечного термического источника или источника тепла от горения топлива (не показано) вводится для регулирования температуры и компенсации тепловых потерь способа.
Потоки 206 разбавленного выводящего раствора и объединенный поток 212 выводящего раствора нагреваются в сети теплообменников 208, 210, 214 достаточно для инициирования фазового разделения. Температура объединенного потока 212 разбавленного выводящего раствора, выходящего как выходящий поток из комплектного теплообменника 214, является достаточной для создания двухфазного выходящего потока 212.
Двухфазный выходящий поток 5 выводящего раствора, выходящий из комплектного теплообменника 214, подается в коагулятор 216 с регулируемой температурой для агломерирования небольших обогащенных растворенным веществом капель, в сети теплообменников 208, 210, 214. Коагулятор 216 предназначен для агрегирования обогащенных растворенным веществом капель, достаточно крупных для отделения в последующей обработке в фазовом сепараторе 218. В типичном варианте коагулятор 216 предназначен для агрегирования обогащенных растворенным веществом капель размером более 10 мкм, предпочтительно, более 25 мкм и, более предпочтительно, более 50 мкм. Падение давления, вызванное двухфазными потоками течения, проходящими через коагулятор 216, является значительно меньше падения давления, вызванного двухфазными потоками течения, проходящими через нанофильтр. Использование коагулятора 216 исключает дополнительную сложность и обратную промывку, требуемую в полупериодических операциях.
Коагулятор 216 также может быть разделен на верхнюю секции, содержащую гидрофобные коагулирующие элементы для агломерирования выводимого растворенного вещества, и на нижнюю секцию, содержащую гидрофильные коагулирующие элементы для агрегирования воды. Степень гидрофобности гидрофобных коагулирующих элементов и степень гидрофильности гидрофильных коагулирующих элементов выбираются для достижения определенной степени агломерирования выводимого растворенного вещества размером более 10 мкм. В типичном варианте степень гидрофобности гидрофобных коагулирующих элементов и степень гидрофильности гидрофильных коагулирующих элементов выбираются для агломерирования выводимого растворенного вещества размером более 10 мкм.
Выходящий поток 220 коагулятора подается в гравитационный сепаратор 218 с регулируемой температурой, центрифугу, гидроциклон или подобное устройство, в котором накапливаются обогащенные растворенным веществом капли из коагулятора.
Гравитационный фазовый сепаратор 218 предназначен для выделения растворенного вещества из воды и получения непрерывного водообогащенного потока 222 и непрерывного обогащенного растворенным веществом потока 224. В типичном варианте рабочая температура коагулятора 216 и гравитационного сепаратора 218 поддерживается ниже 150°C, предпочтительно, ниже 100°C и, более предпочтительно, ниже 80°C, для установления определенной концентрации растворенного вещества и осмотического давления водообогащенного потока 222, выходящего как выходящий поток из сепаратора 218. В типичном варианте рабочая температура коагулятора 216 и гравитационного фазового сепаратора 218 выбрана для установления концентрации растворенного вещества в водообогащенном потоке 222 менее 5%, предпочтительно, менее 2% и, более предпочтительно, менее 1% масс. растворенного вещества в растворе. В типичном варианте гравитационный фазовый сепаратор 218 предназначен для концентрирования растворенного веществ в обогащенном растворенным веществом потоке 224 до концентрации более 60%, предпочтительно, более 80%, и, более предпочтительно, более 90% масс. растворенного вещества в растворе.
Водообогащенный поток 222, выходящий как выходящий поток из сепаратора 218, пропускается через водообогащенный теплообменник 210, где он охлаждается потоком 206 разбавленного выводящего раствора, а поток 206 разбавленного выводящего раствора, в свою очередь, нагревается водообогащенным потоком 222. Обогащенный растворенным веществом поток 224, выходящий как выходящий поток из сепаратора 218, пропускается через обогащенный растворенным веществом теплообменник 208, где он охлаждается потоком 206 разбавленного выводящего раствора, а поток 206 разбавленного выводящего раствора, в свою очередь, нагревается обогащенным растворенным веществом потоком 224. Поэтому сеть теплообменников 208, 210, 214, главным образом, отводит/извлекает значительное тепло от выходящих потоков гравитационного фазового сепаратора 218, включая непрерывный водообогащенный поток 222 и непрерывный обогащенный растворенным веществом поток 224. Непрерывный водообогащенный поток 222 и непрерывный обогащенный растворенным веществом поток 224 охлаждаются на несколько градусов рабочей температурой прямоосмотического модуля 202, тогда как потоки 206 разбавленного выводящего раствора, соответственно, нагреваются.
Водообогащенный поток 222, выходящий как выходящий поток из сепаратора 218, охлаждается водообогащенным теплообменником 210 с обеспечением повторного растворения остаточного растворенного вещества и создания однофазного охлажденного водообогащенного потока 226. Охлажденный водообогащенный поток 226 является однофазным потоком, подаваемым в нанофильтр 228, ультрафильтр, обратноосмотический модуль, содержащий полупроницаемую мембрану, или подобное устройство, используемое для выделения остаточного растворенного вещества из продукта-воды. Нанофильтр 228 выбран для отделения молекул растворенного вещества на основе размера или структуры и в идеальном случае пропускает большую часть растворенной соли. Конечная стадия фильтрации в нанофильтре 228, ультрафильтре, обратноосмотическом модуле или подобном устройстве используется только для извлечения остаточных растворенных веществ в однофазном охлажденном водообогащенном потоке 226. Растворенные вещества повторно растворяются в однофазном охлажденном водообогащенном потоке 226 для минимизации падения давления через нанофильтр 228 и для упрощения работы. Пермеат 230 фильтра воды, не содержащий растворенное вещество, представляет собой продукт способа.
Обогащенный растворенным веществом поток 232, выходящий из нанофильтра 228, объединяется в смесителе 234 с охлажденным обогащенным растворенным веществом потоком 224, выходящим из обогащенного растворенным веществом теплообменника 208, с созданием объединенного обогащенного растворенным веществом потока 240. Смеситель 234 используется для полного растворения растворенного вещества в полученном объединенном обогащенном растворенным веществом потоке 240. Объединенный обогащенный растворенным веществом поток 240 подается в прямоосмотический модуль 202 для очистки или обессоливания потока 200 из источника непрерывным образом. Обогащенный растворенным веществом поток 224, выходящий из фазового сепаратора 218 как выходящий поток, охлаждается в обогащенном растворенным веществом теплообменнике 208 до определенной температуры, которая поддерживает температуру объединенного обогащенного растворенным веществом потока 240 достаточно низкой и обеспечивает полную растворимость растворенного вещества в объединенном обогащенном растворенным веществом потоке 240, который поступает в прямоосмотический модуль 202.
В типичном варианте, показанном на фигуре 2, коагулятор 216 и/или фазовый сепаратор 218 могут быть нагреты до рабочей температуры дополнительным внешним источником тепла (не показано).
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 2, коагулятор 216 и фазовый сепаратор 218 объединяются в одном физическом устройстве.
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 2, вместо поддержания температуры на основе концентрации растворенного вещества температура коагулятора 216 и фазового сепаратора 218 регулируется с поддержанием осмотического давления водообогащенного потока 222 ниже 50 мОсм, предпочтительно, ниже 25 мОсм и, более предпочтительно, ниже 15 мОсм.
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 2, концентрация растворенного вещества в потоке 206 разбавленного выводящего раствора регулируется с использованием скорости течения потока 216 разбавленного выводящего раствора или объединенного обогащенного растворенным веществом потока 240. Заданная концентрация в потоке 206 разбавленного выводящего раствора регулируется с поддержанием минимального расхода в прямоосмотическом модуле 202, по меньшей мере, 4 л/(м2.ч).
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 2, концентрация микроорганизма в потоке 206 разбавленного выводящего раствора регулируется УФ-стерилизатором или введением пестицида.
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 2, усовершенствованный способ окисления или адсорбционная система используется для удаления остаточного выводимого растворенного вещества из пермеата 228 фильтра.
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 2, нанофильтр 228, ультрафильтр или обратноосмотический фильтр выбирается для получения среза молекулярной массы менее 2000, предпочтительно, менее 1000 и, более предпочтительно, менее 500; отведения NaCl менее 50%, предпочтительно, менее 25% и, более предпочтительно, менее 10%; и отведения растворенного вещества более 95%, предпочтительно, более 99% и, более предпочтительно, более 99,9% масс. растворенного вещества в растворе.
На фигуре 3 показан типичный прямоосмотический способ согласно другому варианту. Поток 300 из источника жесткой воды подается на сторону питания полупроницаемой мембраны в прямоосмотическом модуле 304. Поток 318 выводящего раствора подается на сторону выведения полупроницаемой мембраны в прямоосмотическом модуле 304. Осмотическое давление потока 300 из источника жесткой воды является меньше осмотического давления потока 318 выводящего раствора. Указанный перепад давления заставляет поток 300 из источника жесткой воды проходить через полупроницаемую мембрану с получением потока 306 разбавленного выводящего раствора и потока 302 солевого раствора.
Поток 306 разбавленного выводящего раствора пропускается через сеть 308 теплообменников, где температура увеличивается достаточно для инициирования фазового разделения. Сеть 308 теплообменников может содержать один или более теплообменников, установленных последовательно или параллельно, для увеличения температуры потока 306 разбавленного выводящего раствора. Температура потока 30 разбавленного выводящего раствора, выходящего как выходящий поток из сети 308 теплообменников, является достаточной для создания двухфазного выходящего потока.
Двухфазный выходящий поток 340 выводящего раствора, выходящий из сети 308 теплообменников, подается в основной коагулятор 310 с регулируемой температурой для агломерирования небольших обогащенных растворенным веществом капель, в сети 308 теплообменников. Основной коагулятор 310 предназначен для агрегирования обогащенных растворенным веществом капель, достаточно крупных для отделения в последующей обработке в фазовом сепараторе 312. В типичном варианте основной коагулятор 310 предназначен для агрегирования обогащенных растворенным веществом капель размером более 10 мкм, предпочтительно, более 25 мкм и, более предпочтительно, более 50 мкм. Падение давления, вызванное двухфазными потоками течения, проходящими через основной коагулятор 310, является значительно меньше, чем падение давления, вызванное двухфазными потоками течения, проходящими через нанофильтр. Использование коагулятора 310 исключает дополнительную сложность и обратную промывку, требуемую в полупериодических операциях.
Выходящий поток 314 основного коагулятора подается в гравитационный сепаратор 312 с регулируемой температурой, центрифугу, гидроциклон или подобное устройство, в котором накапливаются обогащенные растворенным веществом капли из основного коагулятора 310. Гравитационный фазовый сепаратор 312 предназначен для выделения растворенного вещества из воды и получения непрерывного водообогащенного потока 342 и непрерывного обогащенного растворенным веществом потока 316. В типичном варианте рабочая температура основного коагулятора 310 и гравитационного фазового сепаратора 312 поддерживается ниже 150°C, предпочтительно, ниже 100°C и, более предпочтительно, ниже 80°C, для установления определенной концентрации растворенного вещества в водообогащенном потоке 342, выходящем как выходящий поток из сепаратора 312. Рабочая температура основного коагулятора 310 и гравитационного фазового сепаратора 312 может также поддерживаться для установления концентрации растворенного вещества в водообогащенном потоке 342 менее 5%, предпочтительно, менее 2% и, более предпочтительно, менее 1% по массе растворенного вещества в растворе. В типичном варианте гравитационный фазовый сепаратор 312 может быть предназначен и может работать для концентрирования растворенного вещества в обогащенном растворенным веществом потоке 316 до концентрации более 60%, предпочтительно, более 80%, и, более предпочтительно, более 90% масс. растворенного вещества в растворе. Обогащенный растворенным веществом поток 316, выходящий из фазового сепаратора 312 как выходящий поток, охлаждается в теплообменнике 320.
Водообогащенный поток 342, выходящий как выходящий поток из сепаратора 312, может быть пропущен через вспомогательный коагулятор 322 с регулируемой температурой, предназначенный для дисперсной фазы с низкой концентрацией растворенного вещества. Вспомогательный коагулятор 322 предназначен для агрегирования обогащенных растворенным веществом капель в водообогащенном потоке 342 и получения обогащенного растворенным веществом потока 324, выходящего как выходящий поток из вспомогательного коагулятора 322. Благодаря «захлебыванию» коагулятора, вызванному высокими концентрациями растворенного вещества, использование плотной коагулирующей матрицы не является жизнеспособным в или перед основным коагулятором 310. В результате небольшие капли обогащенной растворенным веществом фазы могут сохраняться дисперсными в выходящем потоке 314 основного коагулятора. Указанные небольшие дисперсные обогащенные растворенным веществом капли будут увеличивать осмотическое давление выходящего потока 314 коагулятора и, соответственно, требовать высокого давления и энергопотребления для конечной стадии 330 фильтрации. Водообогащенный поток 342, питающий вспомогательный коагулятор 322, будет иметь низкую концентрацию растворенного вещества, обеспечивающую использование плотной коагулирующей матрицы с меньшими элементами во вспомогательном коагуляторе 322, с получением в результате более мелких капель, агрегируемых и выделяемых из водообогащенного потока 342 перед тем, как он направляется на конечную стадию 330 фильтрации. Конструкция, материал и конфигурация матрицы коагулятора выбраны на основе химических свойств растворенного вещества и размера дисперсных капель.
Обогащенный растворенным веществом поток 324, выходящий как выходящий поток из вспомогательного коагулятора 322, рециклируется и вводится в выходящий поток 340 двухфазного выводящего раствора, выходящий из сети 308 теплообменников выше по потоку от основного коагулятора 310. Водообогащенный поток 338, выходящий как выходящий поток из вспомогательного коагулятора 322, охлаждается теплообменником 326 с обеспечением повторного растворения остаточного растворенного вещества и получения однофазного охлажденного водообогащенного потока 328. Температура вспомогательного коагулятора 322 регулируется независимо, когда требуется, для установления концентрации растворенного вещества в однофазном охлажденном водообогащенном потоке 328 менее 5%, предпочтительно, менее 2% и, более предпочтительно, менее 1% масс. растворенного вещества в растворе.
Однофазный охлажденный водообогащенный поток 328 подается в нанофильтр 330, ультрафильтр, обратноосмотический модуль, содержащий полупроницаемую мембрану, или подобное устройство, используемое для выделения остаточного растворенного вещества из продукта-воды. Нанофильтр 330 выбран для отделения молекул растворенного вещества на основе размера или структуры и в идеальном случае пропускает большую часть растворенной соли. Конечная стадия фильтрации в нанофильтре 330, ультрафильтре, обратноосмотическом модуле или подобном устройстве используется только для извлечения остаточных растворенных веществ в однофазном охлажденном водообогащенном потоке 328. Растворенные вещества повторно растворяются в однофазном охлажденном водообогащенном потоке 328 для минимизации падения давления через нанофильтр 330 и для упрощения работы. Пермеат 332 фильтра воды, не содержащий растворенное вещество, представляет собой продукт способа.
Обогащенный растворенным веществом поток 334, выходящий из нанофильтра 330, объединяется в смесителе 336 с охлажденным обогащенным растворенным веществом потоком 316 с созданием объединенного обогащенного растворенным веществом потока 318.
Смеситель 336 используется для полного растворения растворенного вещества в полученном объединенном обогащенном растворенным веществом потоке 318. Объединенный обогащенный растворенным веществом поток 318 подается в прямоосмотический модуль 304 для очистки или обессоливания потока 300 из источника непрерывным образом. Обогащенный растворенным веществом поток 316, выходящий из фазового сепаратора 312 как выходящий поток, охлаждается в теплообменнике 320 до определенной температуры, которая поддерживает температуру объединенного обогащенного растворенным веществом потока 318 достаточно низкой для обеспечения полной растворимости растворенного вещества в воде, поступающей в прямоосмотический модуль 304.
В типичном варианте, показанном на фигуре 2, коагуляторы 310, 322 и/или фазовый сепаратор 312 могут быть нагреты до рабочей температуры дополнительным внешним источником тепла (не показано).
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 3, основной коагулятор 310 и фазовый сепаратор 312 объединяются в одном физическом устройстве. Альтернативно, площадь поверхности в сети 308 теплообменников и трубопровод между сетью 308 теплообменников и фазовым сепаратором 312 могут использоваться вместо основного коагулятора 310 и его работы.
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 3, вместо поддержания температуры на основе концентрации растворенного вещества температура основного коагулятора 310, вспомогательного коагулятора 322 и фазового сепаратора 312 регулируется с поддержанием осмотического давления водообогащенного потока 338 ниже 50 мОсм, предпочтительно, ниже 25 мОсм и, более предпочтительно, ниже 15 мОсм.
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 3, концентрация растворенного вещества в потоке 306 разбавленного выводящего раствора регулируется с использованием скорости течения потока 306 разбавленного выводящего раствора или объединенного обогащенного растворенным веществом потока 318. Заданная концентрация в потоке 306 разбавленного выводящего раствора регулируется с поддержанием минимального расхода в прямоосмотическом модуле 304, по меньшей мере, 4 л/(м2.ч).
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 3, концентрация микроорганизма в потоке 306 разбавленного выводящего раствора регулируется УФ-стерилизатором или введением пестицида.
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 3, усовершенствованный способ окисления или адсорбционная система используется для удаления остаточного выводимого растворенного вещества из пермеата 332 фильтра.
В другом типичном варианте, показанном на фигуре 3, нанофильтр 330, ультрафильтр или обратноосмотический фильтр выбирается для получения среза молекулярной массы менее 2000, предпочтительно, менее 1000 и, более предпочтительно, менее 500; отведения NaCl менее 50%, предпочтительно, менее 25% и, более предпочтительно, менее 10%; и отведения растворенного вещества более 95%, предпочтительно, более 99% и, более предпочтительно, более 99,9% масс. растворенного вещества в растворе.
Системы и способы прямоосмотической очистки или обессоливания воды, рассмотренные здесь, инициируют фазовое разделение при нагревании, получаемая дисперсная двухфазная система агрегируется с использованием коагулятора, и масса растворенного вещества извлекается с использованием фазового сепаратора. Наконец, получаемый водообогащенный поток охлаждается с растворением любого остаточного дисперсного растворенного вещества, и однофазный поток с низкой концентрацией растворенного вещества направляется в фильтр (например, нанофильтр) для конечной непрерывной фильтрационной обработки. Нанофильтр или подобное устройство не используется для разделения двухфазной системы на конечной стадии фильтрации.
На фигуре 4 представлена типичная технологическая схема типичной прямоосмотической системы согласно одному варианту. На стадии 401 поток загрязненного питающего раствора, содержащего воду и имеющего первое осмотическое давление, подается на сторону питания полупроницаемой мембраны, и поток выводящего раствора, содержащий выводимое растворенное вещество и имеющий второе осмотическое давление, обеспечивается на стороне выведения полупроницаемой мембраны. На стадии 402 вода из загрязненного питающего раствора получает возможность проходить через полупроницаемую мембрану на сторону выведения с получением потока разбавленного выводящего раствора, содержащего воду и выводимое растворенное вещество, на стороне выведения полупроницаемой мембраны.
На стадии 403 поток разбавленного выводящего раствора нагревается достаточно для создания двухфазного выходящего потока.
На стадии 405 выводимое растворенное вещество в двухфазном выходящем потоке агломерируется с получением агломерированного выходящего потока. На стадии 406 агломерированное выводимое растворенное вещество отделяется от агломерированного выходящего потока с получением водообогащенного потока, содержащего воду и остаточное выводимое растворенное вещество, и обогащенного растворенным веществом потока, содержащего агломерированное выводимое растворенное вещество и воду.
На стадии 407 водообогащенный поток охлаждается с растворением остаточного выводимого растворенного вещества и получением охлажденного однофазного водообогащенного потока. На стадии 408 остаточное выводимое растворенное вещество отделяется от охлажденного однофазного водообогащенного потока с получением потока остаточного выводимого растворенного вещества и потока продукта очищенной воды.
Способ может дополнительно включать стадии пересоставления и рециклирования выводящего раствора. На стадии 409 обогащенный растворенным веществом поток охлаждается с получением охлажденного обогащенного растворенным веществом потока, содержащего выводимое растворенное вещество и воду. На стадии 410 поток остаточного выводимого растворенного вещества объединяется с охлажденным обогащенным растворенным веществом потоком с получением пересоставленного выводящего раствора. На стадии 411 пересоставленный выводящий раствор рециклируется на сторону выведения полупроницаемой мембраны.
Типичные варианты, описанные выше, рассматривают улучшенные системы и способы прямоосмотической очистки и обессоливания воды. Различные модификации и отклонения от рассмотренных типичных вариантов будут очевидны для специалистов в данной области техники. Предмет рассмотрения, который предназначен соответствовать сути данного изобретения, представлен в следующей формуле изобретения.

Claims (23)

1. Способ очистки загрязненной воды, который содержит:
- подачу потока питающего загрязненного раствора, содержащего воду и имеющего первое осмотическое давление, на сторону питания полупроницаемой мембраны;
- обеспечение потока выводящего раствора, содержащего выводимое растворенное вещество и имеющего второе осмотическое давление на стороне выведения полупроницаемой мембраны;
- пропускание воды через полупроницаемую мембрану на сторону выведения с получением потока разбавленного выводящего раствора;
- нагревание потока разбавленного выводящего раствора для инициирования фазового разделения и получения двухфазного выходящего потока, содержащего жидкую фазу выводимого растворенного вещества и жидкую водную фазу;
- агломерирование выводимого растворенного вещества в двухфазном выходящем потоке с получением агломерированного двухфазного выходящего потока, содержащего жидкую фазу агломерированного выводимого растворенного вещества и жидкую водную фазу;
- отделение агломерированного выводимого растворенного вещества от агломерированного двухфазного выходящего потока с получением водообогащенного потока, содержащего воду и остаточное выводимое растворенное вещество, и обогащенного растворенным веществом потока, содержащего агломерированное выводимое растворенное вещество и воду;
- охлаждение водообогащенного потока с получением охлажденного однофазного водообогащенного потока; и
- выделение остаточного выводимого растворенного вещества из охлажденного однофазного водообогащенного потока с получением потока остаточного выводимого растворенного вещества и потока продукта очищенной воды.
2. Способ по п. 1, который дополнительно содержит:
- охлаждение обогащенного растворенным веществом потока с получением охлажденного обогащенного растворенным веществом потока, содержащего выводимое растворенное вещество и воду;
- объединение потока остаточного выводимого растворенного вещества с охлажденным обогащенным растворенным веществом потоком с получением пересоставленного выводящего раствора; и
- рециклирование пересоставленного выводящего раствора на сторону выведения полупроницаемой мембраны.
3. Способ по п. 1, в котором нагревание разбавленного выводящего раствора содержит нагревание разбавленного выводящего раствора в сети теплообменников.
4. Способ по п. 1, в котором агломерирование выводимого растворенного вещества содержит агломерирование выводимого растворенного вещества в коагуляторе.
5. Способ по п. 1, в котором отделение агломерированного выводимого растворенного вещества от агломерированного двухфазного выходящего потока содержит отделение агломерированного выводимого растворенного вещества от агломерированного двухфазного выходящего потока в гравитационном фазовом сепараторе.
6. Способ по п. 1, в котором охлаждение водообогащенного потока содержит охлаждение водообогащенного потока в сети теплообменников.
7. Способ по п. 1, в котором отделение остаточного выводимого растворенного вещества от охлажденного однофазного водообогащенного потока содержит отделение остаточного выводимого растворенного вещества от охлажденного однофазного водообогащенного потока в нанофильтре, ультрафильтре или обратноосмотическом модуле.
8. Способ по п. 2, в котором охлаждение обогащенного растворенным веществом потока содержит охлаждение обогащенного растворенным веществом потока в сети теплообменников.
9. Способ по п. 4, в котором температура помутнения выводимого растворенного вещества находится в интервале от 40°С до 90°С, а рабочая температура коагулятора составляет менее 150°С.
10. Способ по п. 1, в котором концентрация остаточного выводимого растворенного вещества в водообогащенном потоке составляет менее 5 мас.% растворенного вещества в растворе.
11. Способ по п. 1, в котором осмотическое давление однофазного охлажденного водообогащенного потока составляет менее 50 мОсм.
12. Способ по п. 1, в котором концентрация растворенного вещества в обогащенном растворенным веществом потоке составляет более 60 мас.%. растворенного вещества в растворе.
13. Способ по п. 1, в котором выводимым растворенным веществом является статистический или чередующийся сополимер низкомолекулярных диолов.
14. Способ по п. 13, в котором молекулярная масса статистического или чередующегося сополимера составляет более 500 и осмотическое давление 40 мас.% растворенного вещества в растворе составляет более 30 атм (30 кг/см2).
15. Способ по п. 13, в котором низкомолекулярными диолами являются этандиол и пропандиол и температура помутнения, растворимость и осмотическое давление выводимого растворенного вещества регулируются путем регулирования соотношения этандиол/пропандиол и регулирования молекулярной массы выводимого растворенного вещества.
16. Способ по п. 1, который дополнительно включает определение концентрации или осмотического давления остаточного выводимого растворенного вещества в водообогащенном потоке и регулирование концентрации или осмотического давления остаточного выводимого растворенного вещества путем регулирования рабочей температуры коагулятора.
17. Способ по п. 1, который дополнительно включает регулирование скорости течения потока выводящего раствора с поддержанием предопределенной концентрации выводимого растворенного вещества в потоке разбавленного выводящего раствора.
18. Способ по п. 4, в котором коагулятор
разделяется на верхнюю секцию, содержащую гидрофобные коагулирующие элементы для агломерирования выводимого растворенного вещества, и на нижнюю секцию, содержащую гидрофильные коагулирующие элементы для агрегирования воды, где степень гидрофобности гидрофобных коагулирующих элементов и степень гидрофильности гидрофильных коагулирующих элементов выбираются для агломерирования выводимого растворенного вещества размером более 10 мкм.
19. Способ по п. 3, в котором сеть теплообменников содержит по меньшей мере два теплообменника.
20. Способ по п. 7, в котором нанофильтр, ультрафильтр или обратноосмотический модуль содержат срез молекулярной массы менее 2000, отведение NaCl менее 50 мас.% растворенного вещества в растворе и отведение выводимого растворенного вещества более 95 мас.% растворенного вещества в растворе.
21. Способ по п. 1, в котором концентрация микроорганизмов выводимого растворенного вещества в способе регулируется УФ-стерилизатором или пестицидом.
22. Способ по п. 7, в котором способ окисления или адсорбционная система используется для удаления остаточного выводимого растворенного вещества из пермеата фильтра нанофильтра, ультрафильтра или обратноосмотического модуля.
23. Система очистки загрязненной воды, которая содержит: полупроницаемую мембрану, имеющую сторону питания для
- получения потока загрязненного питающего раствора, содержащего воду и имеющего первое осмотическое давление, и сторону выведения для получения потока выводящего раствора, содержащего выводимое растворенное вещество и имеющего второе осмотическое давление, где полупроницаемая мембрана предназначена для пропускания воды из потока загрязненного питающего раствора на сторону выведения с получением потока разбавленного выводящего раствора;
- первый теплообменник, предназначенный для нагревания потока разбавленного выводящего раствора для инициирования фазового разделения и получения двухфазного выходящего потока, содержащего жидкую фазу выводимого растворенного вещества и жидкую водную фазу;
- коагулятор, предназначенный для агломерирования выводимого растворенного вещества в потоке разбавленного выводящего раствора с получением агломерированного двухфазного выходящего потока, содержащего жидкую фазу агломерированного выводимого растворенного вещества и жидкую водную фазу;
- гравитационный фазовый сепаратор, предназначенный для выделения агломерированного выводимого растворенного вещества из агломерированного двухфазного выходящего потока с получением водообогащенного потока, содержащего воду и остаточное выводимое растворенное вещество и обогащенного растворенным веществом потока содержащего агломерированное выводимое растворенное вещество и воду;
- второй теплообменник, предназначенный для охлаждения водообогащенного потока, с получением охлажденного однофазного водообогащенного потока; и
- обратноосмотический модуль, предназначенный для выделения остаточного выводимого растворенного вещества из охлажденного однофазного водообогащенного потока с получением потока остаточного выводимого растворенного вещества и потока продукта очищенной воды.
RU2013145560/05A 2011-04-25 2012-04-23 Извлечение обратимо растворимого растворенного вещества для прямоосмотической водоочистки RU2556662C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161517687P 2011-04-25 2011-04-25
US61/517,687 2011-04-25
US201161572394P 2011-07-15 2011-07-15
US61/572,394 2011-07-15
PCT/US2012/034723 WO2012148864A1 (en) 2011-04-25 2012-04-23 Recovery of retrograde soluble solute for forward osmosis water treatment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013145560A RU2013145560A (ru) 2015-05-27
RU2556662C2 true RU2556662C2 (ru) 2015-07-10

Family

ID=47020472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013145560/05A RU2556662C2 (ru) 2011-04-25 2012-04-23 Извлечение обратимо растворимого растворенного вещества для прямоосмотической водоочистки

Country Status (15)

Country Link
US (2) US9216917B2 (ru)
EP (1) EP2686081A4 (ru)
JP (2) JP5985609B2 (ru)
KR (2) KR101591318B1 (ru)
CN (2) CN103492038B (ru)
AU (2) AU2012249944B2 (ru)
BR (1) BR112013025175A2 (ru)
CA (1) CA2830390C (ru)
CL (1) CL2013002899A1 (ru)
IL (1) IL228533A (ru)
MX (1) MX336171B (ru)
RU (1) RU2556662C2 (ru)
SG (1) SG194156A1 (ru)
WO (1) WO2012148864A1 (ru)
ZA (1) ZA201306937B (ru)

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9352281B2 (en) 2001-02-01 2016-05-31 Yale University Forward osmosis separation processes
US7560029B2 (en) * 2001-02-01 2009-07-14 Yale University Osmotic desalination process
WO2011097727A1 (en) 2010-02-10 2011-08-18 Queen's University At Kingston Water with switchable ionic strength
EP2651992B1 (en) 2010-12-15 2020-01-22 Queen's University At Kingston Method for use of water with switchable ionic strength
US9399193B2 (en) * 2011-02-18 2016-07-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Draw solute for forward osmosis, draw solution including the same, forward osmosis water treatment device using the same, and forward osmosis method for water treatment using the same
RU2556662C2 (ru) * 2011-04-25 2015-07-10 Треви Системз Инк. Извлечение обратимо растворимого растворенного вещества для прямоосмотической водоочистки
AU2012249903B2 (en) 2011-04-25 2015-11-12 Oasys Water LLC Osmotic separation systems and methods
US10363336B2 (en) 2011-08-26 2019-07-30 Battelle Energy Alliance, Llc Methods and systems for treating liquids using switchable solvents
US20130213885A1 (en) * 2012-02-11 2013-08-22 King Abdullah University Of Science And Technology Forward osmosis system and process
JP5957367B2 (ja) * 2012-10-30 2016-07-27 株式会社東芝 正浸透造水システム
CN105026019A (zh) * 2012-11-16 2015-11-04 Oasys水有限公司 用于渗透驱动膜工艺的驱动溶液和驱动溶质回收
WO2014123339A1 (ko) * 2013-02-06 2014-08-14 한국과학기술원 무삼투압차 상태에서 유압-막공정 법으로 용질 함유 수용액을 고농도로 농축하는 방법
SG11201506980PA (en) * 2013-04-05 2015-10-29 Univ Singapore Forward osmosis system using coordination complexes
WO2014192987A1 (ko) * 2013-05-27 2014-12-04 Yang Dae-Ryook 담수화 방법 및 담수화 장치
JP6149626B2 (ja) * 2013-09-12 2017-06-21 Jfeエンジニアリング株式会社 半透膜による水処理方法
JP6149627B2 (ja) * 2013-09-12 2017-06-21 Jfeエンジニアリング株式会社 半透膜による水処理方法
JP6210008B2 (ja) * 2014-03-26 2017-10-11 Jfeエンジニアリング株式会社 水処理装置
JP6210011B2 (ja) * 2014-03-28 2017-10-11 Jfeエンジニアリング株式会社 水処理方法および装置
US20170182477A1 (en) * 2014-04-11 2017-06-29 Jfe Engineering Corporation Thermo-sensitive water absorbent, method of water treatment, and water treatment apparatus
CN104084043A (zh) * 2014-07-10 2014-10-08 杭州天创环境科技股份有限公司 一种利用制盐老卤提浓海卤水的方法
US9399194B2 (en) * 2014-07-16 2016-07-26 Battelle Energy Alliance, Llc Methods for treating a liquid using draw solutions
JP6210033B2 (ja) * 2014-08-19 2017-10-11 Jfeエンジニアリング株式会社 水の脱塩処理方法および装置
JP6210034B2 (ja) * 2014-08-19 2017-10-11 Jfeエンジニアリング株式会社 水の脱塩処理方法および装置
EP3586947B1 (en) 2014-08-21 2022-07-06 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Composite hollow fiber membrane module
ES2567978B1 (es) * 2014-09-26 2017-02-01 Abengoa Water, S.L. Método de tratamiento, reutilización y minimización de corrientes industriales acuosas
JP6376926B2 (ja) * 2014-09-29 2018-08-22 大阪瓦斯株式会社 正浸透膜分離方法、水処理設備および発電設備
JP6463620B2 (ja) * 2014-10-30 2019-02-06 株式会社日立製作所 淡水化システム及び淡水化方法
CN104355433B (zh) * 2014-12-05 2016-04-06 中国地质科学院矿产综合利用研究所 一种正渗透膜分离处理稀土综合废水的方法
CN104492261A (zh) * 2015-01-13 2015-04-08 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 正渗透分离方法、聚苯乙烯磺酸钠的应用及回收方法
AU2016220549B2 (en) * 2015-02-17 2021-09-23 Nanyang Technological University Regenerable draw solute for osmotically driven processes
WO2016187207A1 (en) * 2015-05-19 2016-11-24 Oasys Water, Inc. Enhanced brine concentration with osmotically driven membrane systems and processes
WO2017018764A1 (ko) * 2015-07-24 2017-02-02 장호남 무삼투압차 상태에서 역삼투압법으로 용질 함유 수용액을 고농도로 농축하는 방법
KR101865342B1 (ko) * 2015-07-24 2018-07-13 (주)랩투마켓 무삼투압차 상태에서 역삼투압법으로 용질 함유 수용액을 고농도로 농축하는 방법
JP6465301B2 (ja) * 2015-08-12 2019-02-06 Jfeエンジニアリング株式会社 水の脱塩処理装置
CN105126621A (zh) * 2015-09-15 2015-12-09 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 Edta配合物的应用及其汲取液的回收方法
US9782719B1 (en) 2016-08-09 2017-10-10 Nrgtek, Inc. Solvents and methods for gas separation from gas streams
US9962656B2 (en) 2016-09-21 2018-05-08 Nrgtek, Inc. Method of using new solvents for forward osmosis
US9604178B1 (en) * 2016-04-17 2017-03-28 Upen Jayant BHARWADA Integrated osmosis systems and methods
US11014834B2 (en) 2016-06-22 2021-05-25 Conocophillips Osmotic concentration of produced and process water using hollow fiber membrane
KR101992304B1 (ko) 2016-07-27 2019-06-25 두산중공업 주식회사 에너지 비용을 절감할 수 있는 유도용액 회수장치 및 유도용액 회수방법
US9956522B2 (en) 2016-08-09 2018-05-01 Nrgtek, Inc. Moisture removal from wet gases
US10143970B2 (en) 2016-08-09 2018-12-04 Nrgtek, Inc. Power generation from low-temperature heat by hydro-osmotic processes
CN106277193B (zh) * 2016-08-11 2019-07-12 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所 一种利用正渗透技术的苦咸水补水循环冷却系统
WO2018034153A1 (ja) 2016-08-18 2018-02-22 東洋紡株式会社 平型中空糸膜モジュールおよび膜分離ユニット
JP7178987B2 (ja) * 2016-08-22 2022-11-28 トレヴィ システムズ インコーポレイテッド 浸透流体精製及びその駆動化合物
US20180126336A1 (en) 2016-11-04 2018-05-10 Nrgtek, Inc. Renewable Energy Storage Methods and Systems
WO2018143396A1 (ja) 2017-02-03 2018-08-09 株式会社Nttドコモ ユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法
JP7117718B2 (ja) * 2017-02-17 2022-08-15 国立大学法人神戸大学 水処理方法および水処理システム
WO2019004281A1 (ja) * 2017-06-27 2019-01-03 Jfeエンジニアリング株式会社 水処理装置および水処理方法
JP2019141812A (ja) * 2018-02-23 2019-08-29 Jfeエンジニアリング株式会社 水処理装置および水処理方法
JP6973229B2 (ja) * 2018-03-27 2021-11-24 Jfeエンジニアリング株式会社 水処理装置およびその起動方法
JP6879228B2 (ja) * 2018-02-26 2021-06-02 Jfeエンジニアリング株式会社 水処理装置および水処理方法
US20210002148A1 (en) * 2018-02-26 2021-01-07 Jfe Engineering Corporation Water treatment apparatus, water treatment method, and method of starting water treatment apparatus
JP6974797B2 (ja) * 2018-03-28 2021-12-01 Jfeエンジニアリング株式会社 正浸透水処理方法および装置
KR101971244B1 (ko) * 2018-07-20 2019-04-22 베니트엠 주식회사 정삼투 성능이 개선된 멤브레인 장치 및 이를 이용하는 용액 분리 방법
CN111484178B (zh) * 2019-01-29 2022-05-17 洁海瑞泉膜技术(天津)有限公司 一种海水或浓盐水的综合处理方法
CN111994999B (zh) * 2019-05-27 2022-09-27 国家能源投资集团有限责任公司 一种正渗透耦合反渗透的浓缩系统及其使用方法
CN110330165A (zh) * 2019-06-05 2019-10-15 中国石油天然气集团有限公司 浓盐水零排放及分质结晶处理方法和处理系统
JP7258805B2 (ja) * 2020-03-19 2023-04-17 株式会社東芝 作業媒体及び水処理システム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6180001B1 (en) * 1998-11-24 2001-01-30 Moco Thermal Industries, Incorporated Apparatus for separating light and heavy phase liquids
WO2007147013A1 (en) * 2006-06-13 2007-12-21 Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education, On Behalf Of The University Of Nevada, Reno Combined membrane-distillation-forward-osmosis systems and methods of use
RU2412929C2 (ru) * 2005-12-29 2011-02-27 Басф Се Способ выделения пропиленгликоля из водных композиций

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3407937A (en) * 1965-10-29 1968-10-29 Midland Ross Corp Immiscible liquid separator
US3721621A (en) * 1969-12-02 1973-03-20 W Hough Forward-osmosis solvent extraction
FR2375890A1 (fr) * 1977-01-04 1978-07-28 Anvar Procede et dispositif de separation d'emulsions par coalescence
JPH08309351A (ja) 1995-05-18 1996-11-26 Nitto Denko Corp 排水処理装置
US5679254A (en) * 1995-11-20 1997-10-21 Chakrabarti; Debtosh Desalination of seawater by nonionic surfactant aided phase separation
US6111865A (en) 1997-05-30 2000-08-29 Qualcomm Incorporated Dual channel slotted paging
JP2001179237A (ja) 1999-12-27 2001-07-03 Art Ceramic Kk 海水から飲料水を製造する方法及びその装置
US7560029B2 (en) 2001-02-01 2009-07-14 Yale University Osmotic desalination process
JP2002355683A (ja) * 2001-05-29 2002-12-10 Kurita Water Ind Ltd 超純水製造方法及び超純水製造装置
GB0317839D0 (en) * 2003-07-30 2003-09-03 Univ Surrey Solvent removal process
GB0319042D0 (en) * 2003-08-13 2003-09-17 Univ Surrey Osmotic energy
US8083942B2 (en) * 2004-12-06 2011-12-27 Board of Regents of the Nevada System of Higher Education, on Behalf of the Universary of Nevada, Reno Systems and methods for purification of liquids
WO2009015596A1 (fr) 2007-07-29 2009-02-05 Minglong Tang Système pour engendrer la commande directe d'une vibration forcée avec un ressort d'accélération
US7901578B2 (en) * 2008-04-17 2011-03-08 Chevron U.S.A. Inc. Method and system for treating an aqueous stream in the production of hydrocarbon
CN103638813A (zh) 2008-06-20 2014-03-19 耶鲁大学 正渗透分离法
US8021553B2 (en) * 2008-12-18 2011-09-20 Nrgtek, Inc. Systems and methods for forward osmosis fluid purification using cloud point extraction
US8852436B2 (en) 2009-01-29 2014-10-07 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Solvent removal and recovery from inorganic and organic solutions
TW201038510A (en) 2009-03-16 2010-11-01 Molycorp Minerals Llc Porous and durable ceramic filter monolith coated with a rare earth for removing contaminates from water
WO2010144335A2 (en) * 2009-06-08 2010-12-16 Hydration Systems, Llc Osmotic pump for forward osmosis devices
CN101665292B (zh) * 2009-09-25 2011-05-04 中国人民解放军后勤工程学院 一种饮用水的净化处理工艺及其处理系统
JP2011078879A (ja) 2009-10-05 2011-04-21 Fujifilm Corp 水浄化装置及び水浄化方法
KR101011403B1 (ko) * 2010-07-08 2011-01-28 (주)대우건설 정삼투 막모듈과, 이를 이용한 정삼투 담수화 장치 및 방법
KR101904210B1 (ko) * 2011-02-18 2018-11-13 삼성전자주식회사 정삼투용 유도 용액, 이를 이용한 정삼투 수처리 장치, 및 정삼투 수처리 방법
RU2556662C2 (ru) 2011-04-25 2015-07-10 Треви Системз Инк. Извлечение обратимо растворимого растворенного вещества для прямоосмотической водоочистки

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6180001B1 (en) * 1998-11-24 2001-01-30 Moco Thermal Industries, Incorporated Apparatus for separating light and heavy phase liquids
RU2412929C2 (ru) * 2005-12-29 2011-02-27 Басф Се Способ выделения пропиленгликоля из водных композиций
WO2007147013A1 (en) * 2006-06-13 2007-12-21 Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education, On Behalf Of The University Of Nevada, Reno Combined membrane-distillation-forward-osmosis systems and methods of use

Also Published As

Publication number Publication date
AU2012249944A1 (en) 2013-10-10
JP5985609B2 (ja) 2016-09-06
CA2830390C (en) 2018-01-16
JP2014512951A (ja) 2014-05-29
MX2013011840A (es) 2014-02-27
AU2015282372A1 (en) 2016-01-28
ZA201306937B (en) 2015-03-25
US20120267308A1 (en) 2012-10-25
US20160039685A1 (en) 2016-02-11
AU2015282372B2 (en) 2017-10-12
WO2012148864A1 (en) 2012-11-01
CN103492038A (zh) 2014-01-01
US9216917B2 (en) 2015-12-22
KR20130137022A (ko) 2013-12-13
CN103492038B (zh) 2016-01-20
JP2017018952A (ja) 2017-01-26
MX336171B (es) 2016-01-11
RU2013145560A (ru) 2015-05-27
AU2012249944B2 (en) 2015-10-08
JP6495207B2 (ja) 2019-04-03
KR101861024B1 (ko) 2018-05-24
US9676639B2 (en) 2017-06-13
EP2686081A1 (en) 2014-01-22
CL2013002899A1 (es) 2014-04-11
EP2686081A4 (en) 2014-12-10
SG194156A1 (en) 2013-11-29
KR101591318B1 (ko) 2016-02-18
KR20160014791A (ko) 2016-02-11
CN105712436A (zh) 2016-06-29
CA2830390A1 (en) 2012-11-01
IL228533A (en) 2016-07-31
BR112013025175A2 (pt) 2020-09-01
IL228533A0 (en) 2013-12-31
CN105712436B (zh) 2018-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2556662C2 (ru) Извлечение обратимо растворимого растворенного вещества для прямоосмотической водоочистки
JP2014512951A5 (ru)
US8852436B2 (en) Solvent removal and recovery from inorganic and organic solutions
US11612860B2 (en) Osmotic fluid purification and draw compounds thereof
WO2010080546A1 (en) Systems and methods for forward osmosisfluid purification
WO2013134710A1 (en) Methods for osmotic concentration of hyper saline streams
JP6210033B2 (ja) 水の脱塩処理方法および装置
JP2015192979A (ja) 半透膜による水処理装置
JP6210034B2 (ja) 水の脱塩処理方法および装置
JP6634979B2 (ja) 水処理方法および水処理装置
Liu et al. Membranes: technology and applications
JP6974797B2 (ja) 正浸透水処理方法および装置
JP2004237280A (ja) ミネラル液の製造方法及び製造装置
US20230019509A1 (en) Methods and apparatus for removing contaminants from an aqueous material
JP2022129707A (ja) 正浸透水処理で使用される感温剤水溶液の浄化方法および装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190424