EA025403B1 - Системы и способы осмотического разделения - Google Patents
Системы и способы осмотического разделения Download PDFInfo
- Publication number
- EA025403B1 EA025403B1 EA201391569A EA201391569A EA025403B1 EA 025403 B1 EA025403 B1 EA 025403B1 EA 201391569 A EA201391569 A EA 201391569A EA 201391569 A EA201391569 A EA 201391569A EA 025403 B1 EA025403 B1 EA 025403B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- solution
- membrane
- chamber
- enriched
- solvent
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 131
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 82
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 title claims description 36
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 243
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 129
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 21
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 81
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 70
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 57
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 55
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 52
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 35
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 33
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 32
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 28
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 19
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 17
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 13
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims description 12
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 claims description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 11
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 9
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 claims description 3
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims description 2
- 238000010129 solution processing Methods 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 32
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 abstract description 21
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 abstract description 5
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 352
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 53
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 26
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 22
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 18
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 17
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 16
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 13
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 9
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 9
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 8
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 8
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 7
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 6
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 description 6
- BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N ammonium carbamate Chemical compound [NH4+].NC([O-])=O BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N carbonic acid monoamide Natural products NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- 241000894007 species Species 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 5
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 5
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- -1 sea water Chemical compound 0.000 description 5
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- 150000004760 silicates Chemical group 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000201976 Polycarpon Species 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000012707 chemical precursor Substances 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000009292 forward osmosis Methods 0.000 description 2
- 239000008233 hard water Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 238000009287 sand filtration Methods 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000013396 workstream Methods 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XGDAKJKCJURQAF-UHFFFAOYSA-N azane;carbamic acid Chemical compound N.N.NC(O)=O XGDAKJKCJURQAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012206 bottled water Nutrition 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-L dithionite(2-) Chemical compound [O-]S(=O)S([O-])=O GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000010797 grey water Substances 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009103 reabsorption Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/445—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by forward osmosis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/002—Forward osmosis or direct osmosis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/08—Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/58—Multistep processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/06—Specific process operations in the permeate stream
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/08—Specific process operations in the concentrate stream
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
- B01D2311/2669—Distillation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
- B01D2311/2673—Evaporation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
- B01D2311/2688—Biological processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/18—Use of gases
- B01D2321/185—Aeration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
Описаны способы разделения с использованием управляемых осмосом мембранных систем, в общем случае включая извлечение растворителя из первого раствора с целью обогащения растворенного вещества с использованием второго обогащенного раствора для вытягивания растворителя из первого раствора через полупроницаемую мембрану. Увеличение производительности может происходить в результате использования низкокачественного отработанного тепла, полученного от промышленных или коммерческих источников. Предварительная очистка и доочистка также могут способствовать увеличению эффективности управляемых осмосом мембранных способов.
Description
Один или более аспектов относятся в общем случае к осмотическому разделению. В частности, один или более аспектов включают использование управляемых осмосом мембранных способов, таких как прямой осмос, для выделения растворенных веществ из растворов.
Уровень техники
Прямой осмос был использован для опреснения. В общем случае способ опреснения с использованием прямого осмоса включает емкость, имеющую две камеры, разделенные полупроницаемой мембраной. Одна камера содержит морскую воду. Другая камера содержит обогащенный раствор, который вызывает появление градиента концентрации между морской водой и обогащенным раствором. Этот градиент приводит к вытягиванию воды из морской воды через мембрану, которая обеспечивает возможность селективного прохождения воды, но не солей, в обогащенный раствор. Постепенно вода, проникающая в обогащенный раствор, разбавляет раствор. Растворенные вещества удаляются затем из разбавленного раствора с целью получения питьевой воды.
Одним из недостатков систем прямого осмоса являются явления ионного обмена, которые нарушают ионный баланс системы. Например, в системе, использующей вытягивающий раствор на основе ΝΗ3-002 и питающий раствор на основе ΝαΟ, будет происходить обмен ионов Να' и ΝΗ4+ через мембрану, что может привести в результате к получению прошедшей обработку воды с большей соленостью и усложнению восстановления вытягивающих растворенных веществ. В некоторых блоках опреснительных установок в настоящее время используется ионный обмен или подобные процессы для проведения предварительной очистки и доочистки; однако, такое использование, как правило, выполняется с целью дальнейшей обработки прошедшего обработку растворителя, а не в качестве попытки преодоления указанных недостатков, в частности касающихся восстановления вытягивающих растворенных веществ.
Сущность изобретения
Аспекты в общем случае относятся к управляемым осмосом мембранным системам и способам, включающим разделение с помощью прямого осмоса (ПО), обогащение с помощью прямого осмоса (ОПО), стимулированный давлением прямой осмос и замедляемый давлением осмос (ЗДО).
В одном аспекте изобретение относится к управляемому осмосом мембранному способу и способу поддержания ионного баланса в нем. Способ включает стадии введения первого раствора с первой стороны мембраны прямого осмоса и введения обогащенного вытягивающего раствора со второй стороны мембраны прямого осмоса. Обогащенный вытягивающий раствор имеет концентрацию растворенного вещества, достаточную для поддержания осмотического градиента концентрации через мембрану. Способ также включает стимулирование протекания растворителя от первого раствора через мембрану, что тем самым приводит к образованию второго раствора с первой стороны мембраны прямого осмоса и разбавленного вытягивающего раствора со второй стороны мембраны прямого осмоса. Второй раствор включает по меньшей мере один первый вид ионов растворенного вещества (например, аммония), полученных посредством обратного ионного обмена через мембрану. Кроме того, способ включает направление разбавленного вытягивающего раствора в систему разделения и разделение разбавленного вытягивающего раствора на вытягивающие растворенные вещества и растворитель. Восстановленный растворитель включает по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества; например, ионы натрия (№+), которые подверглись обмену через мембрану прямого осмоса, и/или карбонат-ионы, которые остаются в восстановленном растворителе вследствие ионного дисбаланса, который препятствует восстановлению всего количества вытягивающих растворенных веществ из разбавленного вытягивающего раствора. Ионный дисбаланс может быть результатом ионного обмена, проходящего через мембрану прямого осмоса. Способ также включает стадии рециркуляции вытягивающих растворенных веществ в обогащенный вытягивающий раствор, вводимый со второй стороны мембраны прямого осмоса с целью поддержания в ней осмотического градиента концентрации, направления восстановленного растворителя в систему обратного осмоса, создания давления на восстановленный растворитель с целью получения очищенного растворителя и обогащенного раствора, содержащего по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества, и введения обогащенного раствора в первый раствор, введенный с первой стороны мембраны прямого осмоса. Второй вид ионов растворенного вещества уравновешивается с первым видом ионов растворенного вещества во втором растворе с образованием дополнительного количества удаляемых вытягивающих растворенных веществ во втором растворе. В частности, различные виды положительно и отрицательно заряженных ионов растворенных веществ пребывают во втором растворе с соблюдением равновесия зарядов. Второй раствор затем направляется в систему разделения/рециркуляции с целью восстановления дополнительного количества вытягивающих растворенных веществ. Первый вид ионов растворенного вещества (или его форма) в сочетании со вторым видом ионов растворенного вещества (или его формой) делает удаляемым из второго раствора каждый вид вытягивающего растворенного вещества.
Как вариант, обогащенный раствор из блока обратного осмоса может быть введен во второй раствор с первой стороны мембраны, второй раствор в системе разделения/рециркуляции и/или второй раствор в момент его перекачивания от первой стороны мембраны в систему разделения/рециркуляции. В некоторых вариантах воплощения обогащенный раствор из блока обратного осмоса может иметь боль- 1 025403 шее значение общего количества растворенных твердых веществ (ОКРТВ), чем первый раствор, в этом случае будет предпочтительным введение обогащенного раствора во второй раствор ниже по потоку от блока прямого осмоса, тем самым избегая возможного отрицательного влияния большего значения ОКРТВ на блок прямого осмоса. В некоторых случаях второй раствор может содержать добавочный аммоний, полученный из других источников, который также может быть восстановлен с помощью описываемых систем и способов.
В другом аспекте изобретение относится к способу увеличения до максимума восстановление вытягивающего растворенного вещества в управляемой осмосом мембранной системе. Способ включает стадии обеспечения первой управляемой осмосом мембранной системой, имеющей мембрану прямого осмоса и сконфигурированной для принятия первого раствора с первой стороны мембраны и обогащенного вытягивающего раствора со второй стороны мембраны, осмотического отделения растворителя от первого раствора с использованием обогащенного вытягивающего раствора, тем самым образуя второй раствор с первой стороны мембраны и разбавленный вытягивающий раствор со второй стороны мембраны. Второй раствор включает по меньшей мере один первый вид ионов растворенного вещества, полученный посредством обратного ионного обмена через мембрану. Разбавленный вытягивающий раствор может быть направлен в систему разделения/рециркуляции для осуществления дальнейшей обработки. Способ также включает разделение разбавленного вытягивающего раствора с целью восстановления по меньшей мере одного вытягивающего растворенного вещества и растворителя. Восстановленное растворенное вещество включает по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества. Способ дополнительно включает стадии рециркуляции восстановленного по меньшей мере одного вытягивающего растворенного вещества в первую управляемую осмосом мембранную систему; обеспечения второй управляемой осмосом мембранной системой, имеющей мембрану обратного осмоса; создания давления на восстановленный растворитель во второй управляемой осмосом мембранной системе с целью восстановления в значительной степени чистого растворителя и обогащенного раствора, включающего по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества; и рециркуляции обогащенного раствора, имеющего по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества, в первую управляемую осмосом мембранную систему. Обогащенный раствор добавляется в первый раствор, тем самым приводя в результате к образованию второго раствора, включающего по меньшей мере один первый вид ионов растворенного вещества и по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества. По меньшей мере, один первый вид растворенного вещества уравновешивается по меньшей мере с одним вторым видом растворенного вещества с образованием дополнительного количества удаляемых вытягивающих растворенных веществ. Способ включает стадию разделения второго раствора с целью восстановления дополнительного количества вытягивающих растворенных веществ и третьего раствора. Второй раствор может быть направлен во вторую систему разделения/рециркуляции, или стадия разделения может быть осуществлена с использованием той же самой системы разделения/рециркуляции, которая используется с разбавленным вытягивающим раствором. В различных вариантах воплощения вышеупомянутых аспектов способ включает стадию рециркуляции дополнительного количества вытягивающих растворенных веществ в обогащенный вытягивающий раствор. В одном или более вариантах воплощения стадия разделения разбавленного вытягивающего раствора содержит перегонку. Обогащенный вытягивающий раствор может включать по меньшей мере одно термически удаляемое вытягивающее растворенное вещество и/или содержать аммиак и диоксид углерода в молярном соотношении по меньшей мере 1:1. В еще одном аспекте изобретение относится к системе осмотического извлечения растворителя из первого раствора. Система включает систему прямого осмоса с первой камерой, которая имеет впускное отверстие, находящееся в сообщении посредством текучей среды с источником первого раствора, второй камерой, которая имеет впускное отверстие, находящееся в сообщении посредством текучей среды с источником обогащенного вытягивающего раствора, и полупроницаемой мембранной системой, которая отделяет первую камеру от второй камеры; первую систему разделения, связанную посредством текучей среды с системой прямого осмоса ниже по потоку от второй камеры и сконфигурированную так, чтобы принимать от нее разбавленный вытягивающий раствор и осуществлять разделение разбавленного вытягивающего раствора на вытягивающие растворенные вещества и поток растворителя; устройство обмена давлений (например, насос), связанное посредством текучей среды с системой разделения и сконфигурированное так, чтобы создавать давление и перекачивать поток растворителя; систему обратного осмоса, связанную посредством текучей среды с устройством обмена давлений, при этом система обратного осмоса включает первую камеру, сконфигурированную так, чтобы принимать поток растворителя, находящегося под давлением, полупроницаемую мембрану, соединенную с первой камерой, и вторую камеру, соединенную с полупроницаемой мембраной и сконфигурированную так, чтобы принимать растворитель, текущий через мембрану. Первая камера блока обратного осмоса связана посредством текучей среды с первой камерой блока прямого осмоса с целью подачи, по меньшей мере, части первого раствора. Система также включает вторую систему разделения, связанную посредством текучей среды с первой камерой системы прямого осмоса и сконфигурированную так, чтобы принимать обогащенный первый раствор от нее и осуществлять удаление по меньшей мере одного из вытягивающих растворенных веществ и потока, прошедшего обработку, из обогащенного первого раствора.
- 2 025403
В еще одном аспекте изобретение относится к системе осмотического извлечения растворителя из первого раствора. Система включает систему прямого осмоса, сконфигурированную так, чтобы принимать питающий раствор с одной стороны полупроницаемой мембраны и обогащенный вытягивающий раствор с противоположной стороны мембраны, первую систему разделения, связанную посредством текучей среды с системой прямого осмоса и сконфигурированную так, чтобы принимать разбавленный вытягивающий раствор от системы прямого осмоса и осуществлять разделение разбавленного вытягивающего раствора на вытягивающие растворенные вещества и поток растворителя, устройство обмена давлений, связанное посредством текучей среды с системой разделения и сконфигурированное так, чтобы создавать давление и перекачивать поток растворителя, систему обратного осмоса, связанную посредством текучей среды с устройством обмена давлений и сконфигурированную так, чтобы принимать поток растворителя, находящийся под давлением, с первой стороны полупроницаемой мембраны, и имеющую противоположную сторону мембраны, предназначенную для того, чтобы принимать растворитель, прошедший обработку, текущий через мембрану, при этом первая сторона мембраны связана посредством текучей среды с блоком прямого осмоса с целью предоставления обогащенного, находящегося под давлением растворителя в качестве, по меньшей мере, части первого раствора, и вторую систему разделения, связанную посредством текучей среды с системой прямого осмоса и сконфигурированную так, чтобы принимать от нее обогащенный первый раствор и осуществлять удаление по меньшей мере одного из вытягивающих растворенных веществ и потока, прошедшего обработку, из обогащенного первого раствора. В различных вариантах воплощения вышеупомянутых аспектов изобретения система включает систему рециркуляции, находящуюся в сообщении посредством текучей среды со второй системой разделения с целью возврата отделенных вытягивающих растворенных веществ в обогащенный вытягивающий раствор. В одном или более вариантах воплощения первая и вторая системы разделения могут включать по меньшей мере одну из перегонной колонны или контактной мембраны. В некоторых вариантах воплощения обогащенный вытягивающий раствор включает аммиак и диоксид углерода в молярном соотношении по меньшей мере один к одному.
Еще в одном аспекте изобретение относится к системе осмотического извлечения растворителя из первого раствора. Система включает систему прямого осмоса, систему предварительной очистки и систему разделения. Система прямого осмоса включает первую камеру, имеющую впускное отверстие, соединенное посредством текучей среды с источником первого раствора, вторую камеру, имеющую впускное отверстие, соединенное посредством текучей среды с источником обогащенного вытягивающего раствора, и полупроницаемую мембранную систему, отделяющую первую камеру от второй камеры. Система предварительной очистки находится в сообщении посредством текучей среды с источником первого раствора и системой прямого осмоса. В одном варианте воплощения система предварительной очистки располагается между источником первого раствора и системой прямого осмоса. Система разделения присоединена посредством текучей среды вниз по потоку от второй камеры с целью осуществления восстановления по меньшей мере одного из вытягивающих растворенных веществ или потока растворителя. Система разделения может включать по меньшей мере одну из перегонной колонны или контактной мембраны, при этом система разделения сконфигурирована так, чтобы принимать разбавленный вытягивающий раствор от второй камеры.
В различных вариантах воплощения обогащенный вытягивающий раствор включает аммиак и диоксид углерода в требуемом молярном соотношении по меньшей мере один к одному. Система предварительной очистки может включать по меньшей мере один из источника тепла, предназначенного для осуществления предварительного нагревания первого раствора, средства для регулирования уровня рН первого раствора, фильтра или другого средства для фильтрации первого раствора (например, угольной или песчаной фильтрации), средства для добавления полимера или средства для смягчения первого раствора. Система может также включать систему доочистки, находящуюся в сообщении посредством текучей среды с потоком растворителя. Система доочистки может включать по меньшей мере одну из системы обратного осмоса, ионообменной системы, второй системы прямого осмоса, системы перегонки, диффузионного испарителя, механической системы рекомпрессии пара или системы фильтрации. В дополнительных вариантах воплощения система также может включать систему рециркуляции, включающую поглотитель, сконфигурированный так, чтобы облегчить повторное введение вытягивающих растворенных веществ во вторую камеру с целью поддержания требуемого молярного соотношения вытягивающего раствора. В другом аспекте изобретение относится к системе осмотического извлечения растворителя из первого раствора. Система включает систему прямого осмоса, систему разделения и систему доочистки. Система прямого осмоса включает первую камеру, имеющую впускное отверстие, соединяющееся посредством текучей среды с источником первого раствора, вторую камеру, имеющую впускное отверстие, соединяющееся посредством текучей среды с источником обогащенного вытягивающего раствора, и полупроницаемую мембранную систему, отделяющую первую камеру от второй камеры. Система разделения присоединена посредством текучей среды вниз по потоку от второй камеры с целью осуществления восстановления по меньшей мере одного из вытягивающих растворенных веществ или потока растворителя. Система доочистки находится в сообщении посредством текучей среды с потоком растворителя.
- 3 025403
В различных вариантах воплощения обогащенный вытягивающий раствор включает аммиак и диоксид углерода при требуемом молярном соотношении по меньшей мере один к одному. Система доочистки может включать по меньшей мере одну из системы обратного осмоса, ионообменной системы, второй системы прямого осмоса, системы перегонки, диффузионного испарителя, механической системы рекомпрессии пара или системы фильтрации. Система может также включать систему предварительной очистки, находящуюся в сообщении посредством текучей среды с источником первого раствора, например система предварительной очистки может располагаться между источником первого раствора и системой прямого осмоса. Система предварительной очистки может включать по меньшей мере один из источника тепла, предназначенного для осуществления предварительного нагревания первого раствора, средства для регулирования уровня рН первого раствора, фильтра или другого средства для фильтрации первого раствора (например, угольной или песчаной фильтрации), средства для добавления полимера или средства для смягчения первого раствора. Система может также включать систему рециркуляции, включающую поглотитель, сконфигурированный так, чтобы облегчить повторное введение вытягивающих растворенных веществ во вторую камеру с целью поддержания требуемого молярного соотношения вытягивающего раствора. В некоторых вариантах воплощения система разделения включает по меньшей мере одну из перегонной колонны или контактной мембраны, при этом система разделения сконфигурирована так, чтобы принимать разбавленный вытягивающий раствор от второй камеры. Согласно одному или более вариантам воплощения система для осмотического извлечения растворителя из первого раствора может содержать первую камеру, имеющую впускное отверстие, соединенное посредством текучей среды с источником первого раствора, вторую камеру, имеющую впускное отверстие, соединенное посредством текучей среды с источником обогащенного вытягивающего раствора, содержащего аммиак и диоксид углерода в требуемом молярном соотношении по меньшей мере один к одному, полупроницаемую мембранную систему, отделяющую первую камеру от второй камеры, процесс предварительной очистки, находящийся в сообщении посредством текучей среды по меньшей мере с одним из источника первого раствора или первой камеры, систему разделения, находящуюся в сообщении посредством текучей среды вниз по потоку от второй камеры, при этом система разделения сконфигурирована так, чтобы принимать разбавленный вытягивающий раствор от второй камеры и осуществлять восстановление вытягивающих растворенных веществ и потока растворителя, систему рециркуляции, содержащую поглотитель, сконфигурированный так, чтобы облегчать повторное введение вытягивающих растворенных веществ во вторую камеру с целью поддержания требуемого молярного соотношения, и процесс доочистки, находящийся в сообщении посредством текучей среды с потоком растворителя. В одном варианте воплощения система разделения включает перегонную колонну.
Дополнительные аспекты изобретения относятся к использованию систем и способов, описанных здесь, для очистки сточных вод. Согласно одному или более вариантам воплощения способ очистки сточных вод может включать введение сточных вод, имеющих высокое значение биохимической потребности в кислороде или высокое значение химической потребности в кислороде, с первой стороны полупроницаемой мембраны, введение обогащенного вытягивающего раствора, включающего аммиак и диоксид углерода в молярном соотношении по меньшей мере один к одному, со второй стороны полупроницаемой мембраны с целью поддержания требуемого осмотического градиента концентрации через полупроницаемую мембрану, стимулирование протекания, по меньшей мере, части сточных вод через полупроницаемую мембрану с образованием второго раствора с первой стороны полупроницаемой мембраны и разбавленного вытягивающего раствора со второй стороны полупроницаемой мембраны и введение, по меньшей мере, части разбавленного вытягивающего раствора в процесс разделения с целью восстановления вытягивающих растворенных веществ и потока растворителя. Способ может также включать необязательные стадии повторного введения вытягивающих растворенных веществ со второй стороны полупроницаемой мембраны с целью поддержания требуемого молярного соотношения аммиака и диоксида углерода в обогащенном вытягивающем растворе и собирания потока растворителя. В некоторых вариантах воплощения способ может дополнительно включать введение второго раствора в дополнительный технологический процесс, такой как метантенк. В других вариантах воплощения способ может дополнительно включать введение второго раствора в установку для сжигания отходов. Тепло, произведенное установкой для сжигания отходов или при сгорании метана в метатенке, может быть передано процессу разделения. По меньшей мере, в некоторых вариантах воплощения способ может дополнительно включать контроль засорения полупроницаемой мембраны.
В другом аспекте изобретение относится к способу осуществления прямого осмоса. Способ включает стадии введения первого раствора, имеющего растворитель и по меньшей мере одно растворенное вещество, с первой стороны полупроницаемой мембраны, введение множества кристаллов для зародышеобразования осадка (затравок) в первый раствор, введение обогащенного вытягивающего раствора со второй стороны полупроницаемой мембраны, стимулирование зародышеобразования по меньшей мере одного растворенного вещества в первом растворе и стимулирование протекания, по меньшей мере, части растворителя через полупроницаемую мембрану с целью образования второго раствора с первой стороны полупроницаемой мембраны и разбавленного вытягивающего раствора со второй стороны полупроницаемой мембраны. Множество затравок может включать затравки в значительной степени одно- 4 025403 родного состава и конфигурации; однако, затравки, имеющие разные составы и/или конфигурации, могут быть введены с целью осуществления селективного зародышеобразования разных растворенных веществ. Количество, состав и конфигурация затравок будет выбираться так, чтобы соответствовать конкретному применению; например восстановлению фармацевтического соединения и/или удалению нежелательных растворенных веществ. Стадия стимулирования зародышеобразования может включать введение и пассивное рассредоточение зародышей в растворе и, необязательно, перемешивание, насыщение газом или другие способы стимулирования перемешивания зародышей в первом растворе.
В различных вариантах воплощения вышеуказанного аспекта способ может включать стадию направления, по меньшей мере, части разбавленного вытягивающего раствора в блок разделения с целью осуществления восстановления по меньшей мере одного из потока растворителя или вытягивающих растворенных веществ и стадию повторного введения вытягивающих растворенных веществ в обогащенный вытягивающий раствор со второй стороны полупроницаемой мембраны с целью поддержания требуемого молярного соотношения в обогащенном вытягивающем растворе. В одном варианте воплощения стадия стимулирования протекания, по меньшей мере, части растворителя включает поддержание осмотического градиента концентрации через полупроницаемую мембрану, которое может включать поддержание молярного соотношения аммиака и диоксида углерода в обогащенном вытягивающем растворе по меньшей мере 1:1. Необязательно, способ может включать стадию осуществления наблюдения за одной или более характеристиками обогащенного вытягивающего раствора и, при необходимости, модификации вытягивающего раствора, например путем повторного введения вытягивающих растворенных веществ в раствор с целью изменения его молярного соотношения. Способ может также включать стадию восстановления, по меньшей мере, части по меньшей мере одного растворенного вещества, выпавшего в осадок из первого раствора. Восстановление выпавшего в осадок растворенного вещества может включать дополнительную обработку растворенных веществ и/или первого раствора, например путем фильтрации, гравитационного осаждения (например, в отдельной камере), сортировки и преимущественного выпадения в осадок растворенных веществ, теплообмена или другого средства разделения. В некоторых вариантах воплощения, например когда выпавшие в осадок растворенные вещества включают или захватывают органические вещества, выпавшие в осадок растворенные вещества или суспензия могут быть направлены в установку для сжигания отходов или метантенк для дальнейшей обработки.
В другом аспекте изобретение относится к системе для обработки раствора с использованием осмоса. Система включает модуль прямого осмоса и средство для введения множества затравок в модуль прямого осмоса. Модуль прямого осмоса включает первую камеру, находящуюся в сообщении посредством текучей среды с источником первого раствора, включающего растворитель и по меньшей мере одно растворенное вещество, вторую камеру, находящуюся в сообщении посредством текучей среды с обогащенным вытягивающим раствором, и полупроницаемую мембрану, связывающую первую камеру и вторую камеру. Средство для введения множества затравок сконфигурировано так, чтобы осуществлять введение затравок в первую камеру, в которой множество затравок вызывает зародышеобразование, по меньшей мере, части по меньшей мере одного растворенного вещества, когда первый раствор вводится в первую камеру. Средство для введения множества затравок может включать рециркуляцию части удаленных выпавших в осадок кристаллов, полученных из какого-либо другого места в системе или из хоппера, расположенного в примыкании к первой камере с целью доставки, с дозированием или без дозирования, затравок в первую камеру или отдельную систему, включающую, например, емкость, предназначенную для хранения множества затравок (в виде сухих кристаллов или в виде суспензии) и необходимый насос (или другой первичный движитель), сеть трубопроводов и клапаны, предназначенные для доставки затравок от емкости в первую камеру. Средство и/или первая камера может также включать источник воздуха, миксер и/или направляющие лопатки с целью облегчения введения и рассредоточения затравок в первом растворе.
В одном или более вариантах воплощения система может включать модуль разделения, находящийся в сообщении посредством текучей среды со второй камерой, предназначенный для восстановления по меньшей мере одного из потока растворителя и вытягивающих растворенных веществ, и средство для рециркуляции вытягивающих растворенных веществ в обогащенный вытягивающий раствор. Модуль разделения и средство для рециркуляции могут включать, например, дополнительные камеры, фильтры, теплообменники, перегонные колонны, контактные мембраны и трубопроводы, необходимые для восстановления и повторного введения вытягивающих растворенных веществ в обогащенный вытягивающий раствор. Система может также включать модуль восстановления, находящийся в сообщении посредством текучей среды с первой камерой, предназначенный для восстановления выпавших в осадок растворенных веществ. Модуль восстановления может включать, например, бак-отстойник, фильтры, установку для сжигания отходов и/или метантенк (например, в котором происходит выпадение в осадок с концентрацией БПК и ХПК).
В еще одном аспекте изобретение относится к оборудованию для очистки раствора с использованием осмоса. Оборудование включает камеру, сконфигурированную так, чтобы принимать первый раствор, включающий растворитель и по меньшей мере одно растворенное вещество, мембранный модуль, расположенный в камере; и средство для введения множества затравок в камеру, при этом множество затравок
- 5 025403 вызывает зародышеобразование, по меньшей мере, части по меньшей мере одного растворенного вещества в первом растворе в камере. Мембранный модуль включает полупроницаемую мембрану, имеющую внешнюю поверхность, находящуюся в сообщении посредством текучей среды с первым раствором в камере, и внутреннюю поверхность, предназначенную для принятия обогащенного вытягивающего раствора. Дальнейшие аспекты, варианты воплощения и преимущества данных примерных аспектов и вариантов воплощения подробно обсуждаются ниже. Более того, следует понимать, что как вышеизложенная информация, так и нижеследующее подробное описание являются всего лишь иллюстративными примерами различных аспектов и вариантов воплощения и имеют целью дать общее представление или рамки для понимания природы и характера заявленных аспектов и вариантов воплощения. Соответственно, эти и другие объекты, вместе с преимуществами и характерными особенностями настоящего изобретения, описанными здесь, станут очевидными со ссылкой на нижеследующее описание и сопроводительные чертежи. Кроме того, следует понимать, что характерные особенности различных вариантов воплощения, описанные здесь, не являются взаимоисключающими и могут существовать в различных сочетаниях и перестановках.
Краткое описание фигур
На фигурах одинаковые условные обозначения в общем случае обозначают одни и те же части, представленные на различных видах. Кроме того, фигуры не обязательно представлены в масштабе, вместо этого в общем случае делается упор на иллюстрацию принципов изобретения, и не ставится цель задания рамок изобретения. Для ясности не все составные части могут помечаться на каждой фигуре. В нижеследующем описании различные варианты воплощения настоящего изобретения описываются со ссылкой на нижеследующие фигуры, на которых:
на фиг. 1 дано схематическое представление системы/способа прямого осмоса, предназначенного для очистки сточных вод согласно одному или более вариантам воплощения изобретения;
на фиг. 2 дано схематическое представление альтернативных системы/способа очистки сточных вод согласно одному или более вариантам воплощения изобретения;
на фиг. 3 представлена схематическая диаграмма системы осмотического извлечения растворителя согласно одному или более вариантам воплощения изобретения;
на фиг. 4 дано схематическое представление одного из применений системы, представленной на фиг. 3, согласно одному или более вариантам воплощения изобретения;
на фиг. 5 дано схематическое представление осмотической системы, включающей блок прямого осмоса и блок обратного осмоса, согласно одному или более вариантам воплощения изобретения; и на фиг. 6 представлена блок-схема, изображающая различные стадии управляемого осмосом мембранного способа, сконфигурированного так, чтобы поддерживать ионный баланс в нем.
Подробное описание
Согласно одному или более вариантам воплощения осмотический способ извлечения растворителя (например, воды) из раствора может в общем случае включать подачу раствора к первой поверхности мембраны прямого осмоса. Второй раствор, или вытягивающий раствор, с увеличенной концентрацией относительно концентрации первого, или рабочего, раствора может подаваться ко второй противолежащей поверхности мембраны прямого осмоса. Растворитель может затем быть извлечен из раствора через мембрану прямого осмоса и во второй раствор, производя обогащенный растворителем раствор с помощью прямого осмоса, при котором используются свойства переноса текучей среды, включающие движение от менее концентрированного раствора к более концентрированному раствору. Обогащенный растворителем раствор, также обозначаемый как разбавленный вытягивающий раствор, может быть собран в области первого выходного отверстия и подвергаться дополнительному процессу разделения, например для получения очищенной воды. Второй поток, прошедший обработку, например обедненный или обогащенный рабочий раствор, может быть собран в области второго выходного отверстия для слива или проведения дополнительной очистки.
Гидравлическое давление может в общем случае способствовать переносу первого и второго растворов через мембранный модуль вдоль продольной оси их соответствующих каналов, в то время как осмотическое давление может в общем случае стимулировать перенос растворителя через мембрану прямого осмоса в модуле от питающего к вытягивающему раствору. Как вариант, гидравлическое давление может прикладываться к питающему раствору с целью стимулирования протекания растворителя от питающего к вытягивающему раствору, или гидравлическое давление может быть приложено к вытягивающему раствору с целью обеспечения возможности выработки мощности при увеличении объема вытягивающего раствора вследствие течения растворителя через мембрану из питающего раствора, управляемого разностью осмотических давлений между двумя растворами (РОД). В общем случае протоки внутри модуля спроектированы таким образом, чтобы минимизировать гидравлическое давление, необходимое для того, чтобы вызвать протекание через эти протоки (поперечное протекание), однако, это часто находится в противоречии с желанием создания турбулентности в протоках, полезной для эффективного создания разности осмотических давлений между двумя растворами, которая имеет тенденцию приводить к увеличению сопротивления протекания. Высокие значения разностей осмотических давлений могут в общем случае привести к увеличению течения через мембрану, однако, могут также иметь
- 6 025403 тенденцию к увеличению количества тепла, требуемого для отделения вытягивающих растворенных веществ от разбавленного вытягивающего раствора с целью получения разбавленного водного продукта и вытягивающего раствора с восстановленной концентрацией.
Согласно одному или более вариантам воплощения мембранный модуль прямого осмоса может включать одну или более мембран прямого осмоса. Мембраны прямого осмоса могут в общем случае быть полупроницаемыми, например обеспечивая возможность прохождения воды, однако исключая из нее растворенные вещества, такие как хлорид натрия, карбонат аммония, гидрокарбонат аммония и карбамат аммония. Многие типы полупроницаемых мембран являются подходящими для данной цели в случае, если они способны обеспечивать возможность прохождения воды (т.е. растворителя), в то же время блокируя прохождение растворенных веществ и не реагируя с растворенными веществами в растворе. Мембрана может иметь различные конфигурации, включая тонкие пленки, мембраны на основе полых волокон, спирально закрученные мембраны, моноволокна и диск-трубчатые мембраны. Существует множество хорошо известных, коммерчески доступных полупроницаемых мембран, которые характеризуются тем, что они имеют достаточно малые поры для того, чтобы обеспечить возможность прохождения воды, в то же время отсортировывая молекулы растворенного вещества, такого как хлорид натрия, и их ионные молекулярные частицы, такие как хлорид-ион. Такие полупроницаемые мембраны могут быть изготовлены из органических или неорганических материалов. В некоторых вариантах воплощения могут быть использованы мембраны, изготовленные из материалов, таких как ацетатцеллюлоза, нитроцеллюлоза, полисульфон, поливинилиденфторид, полиамид-и акрилонитрил-сополимеры. Другие мембраны могут быть минеральными или керамическими мембранами, изготовленными из материалов, таких как ΖτΟ2 и ΤίΟ2. Предпочтительно, чтобы материал, выбранный для использования в качестве полупроницаемой мембраны, в общем случае был способным выдерживать различные рабочие условия, которым может подвергаться мембрана. Например, может быть желательно, чтобы мембрана могла выдерживать действие повышенных температур, таких как температуры, связанные со стерилизацией или другими высокотемпературными процессами. В некоторых вариантах воплощения мембранный модуль прямого осмоса может функционировать при температуре в диапазоне приблизительно от 0 до 100°С. В некоторых неограничивающих вариантах воплощения рабочие температуры могут быть в диапазоне приблизительно 40-50°С. Подобным же образом может быть желательно, чтобы мембрана была способна сохранять свою целостность под действием различных условий рН. Например, один или более растворов в среде, в которой находится мембрана, таких как вытягивающий раствор, могут быть более или менее кислотными или щелочными. В некоторых неограничивающих вариантах воплощения мембранный модуль прямого осмоса может функционировать при уровне рН в диапазоне приблизительно между 2 и 11. В некоторых неограничивающих вариантах воплощения уровень рН может находиться в диапазоне приблизительно от 7 до 10. Используемые мембраны не обязательно должны быть изготовлены из одного из данных материалов, они могут быть композитными, состоящими из различных материалов. По меньшей мере, в одном варианте воплощения мембрана может быть асимметричной, такой, которая имеет активный слой на первой поверхности и опорный слой на второй поверхности. В некоторых вариантах воплощения активный слой может в общем случае быть заградительным слоем. Например, заградительный слой может блокировать прохождение солей в некоторых неограничивающих вариантах воплощения. В некоторых вариантах воплощения опорный слой, такой как защитный слой, может в общем случае быть неактивным.
Согласно одному или более вариантам воплощения по меньшей мере одна мембрана прямого осмоса может быть помещена в кожух или корпус. Кожух может в общем случае иметь такие размер и форму, чтобы вместить мембраны, помещенные в него. Например, кожух может быть в значительной степени цилиндрическим, если в нем размещаются спирально закрученные мембраны прямого осмоса. Кожух модуля может содержать впускные отверстия, предназначенные для подачи питающего и вытягивающего растворов к модулю, а также выпускные отверстия для выведения из модуля потоков, прошедших обработку. В некоторых вариантах воплощения кожух может обеспечить по меньшей мере одну емкость или камеру для содержания в ней или накапливания текучей среды, которая должна быть введена в модуль или выведена из него. По меньшей мере, в одном варианте воплощения кожух может быть изолированным.
Способ разделения, согласно одному или более вариантам воплощения, может включать подачу первого раствора на первую поверхность полупроницаемой мембраны. Второй раствор, который имеет концентрацию, большую, чем концентрация первого раствора, может быть подан ко второй противоположной поверхности данной мембраны. В некоторых вариантах воплощения концентрация второго раствора может быть увеличена путем использования первого реагента для регулирования равновесия растворенных веществ во втором растворе с целью увеличения количества растворимых видов растворимого вещества во втором растворе. Градиент концентрации между первым и вторым растворами затем приводит к вытягиванию растворителя из первого раствора через полупроницаемую мембрану и во второй раствор, приводя к получению обогащенного растворителем раствора. Согласно одному или более вариантам воплощения часть растворенных веществ может быть восстановлена из обогащенного растворителем второго раствора и подвержена рециркуляции в вытягивающий раствор. Способ восстановления мо- 7 025403 жет в результате обеспечить получение потока растворителя, прошедшего обработку. Градиент концентрации также приводит к получению обедненного раствора с первой стороны полупроницаемой мембраны, который может быть слит или обработан далее. Обедненный раствор может включать один или более целевых видов, обогащение или восстановление которых является желательным. Согласно одному или более вариантам воплощения описано оборудование для извлечения растворителя из первого раствора с использованием осмоса. В одном неограничивающем варианте воплощения оборудования оборудование имеет первую камеру с впускным отверстием и выпускным отверстием. Впускное отверстие первой камеры может быть соединено с источником первого раствора. Полупроницаемая мембрана отделяет первую камеру от второй камеры. Вторая камера имеет впускное отверстие и первое и второе выпускные отверстия. В некоторых вариантах воплощения третья камера может принимать обогащенный растворителем второй раствор от первого выпускного отверстия второй камеры и реагент от второго выпускного отверстия второй камеры. Третья камера может включать выпускное отверстие, которое соединено с процессом разделения, таким как фильтр, предназначенный для фильтрации обогащенного растворителем второго раствора. Фильтр может иметь первое и второе выпускные отверстия, при этом первое выпускное отверстие соединено с впускным отверстием второй камеры с целью осуществления рециркуляции выпавшего в осадок растворенного вещества во вторую камеру. В некоторых вариантах воплощения четвертая камера может принимать обогащенный растворителем второй раствор от второго выпускного отверстия процесса разделения. Четвертая камера может иметь нагреватель, предназначенный для нагревания обогащенного растворителем второго раствора. Через первое выпускное отверстие в четвертой камере составляющие газы могут возвращаться к впускному отверстию второй камеры. Как обсуждается здесь, различные элементы, такие как газы из четвертой камеры и/или выпавшее в осадок растворенное вещество из третьей камеры, могут проходить рециркуляцию в системе. Такие элементы могут быть введены, например, во вторую камеру через то же самое впускное отверстие или через другие впускные отверстия. Второе выпускное отверстие в четвертой камере может обеспечивать возможность выхода из оборудования конечного продукта, например растворителя. Конфигурации протоков могут являться причиной изменения объемов протекания или скоростей протекания в питающем растворе и вытягивающем растворе по мере того, как происходит течение через мембрану от одного раствора к другому. Протоки для питающего и вытягивающего растворов в мембранной системе в общем случае должны быть сконструированы приблизительно равными для коротких длин и скоростей течения от низких до умеренных или конусовидными, при этом суживающимися для питающего раствора и расширяющимися для вытягивающего раствора, для больших длин каналов и/или более сильного течения.
Согласно одному или более вариантам воплощения мембранный модуль прямого осмоса может в общем случае быть сконструирован и скомпонован таким образом, чтобы приводить первый раствор и второй раствор, соответственно, в контакт с первой и второй сторонами полупроницаемой мембраны. Хотя первый и второй растворы могут оставаться стоячими, предпочтительно, чтобы как первый, так и второй раствор были введены с помощью поперечного протекания, т.е. протекания параллельно поверхности полупроницаемой мембраны. Это может привести в общем случае к улучшению контакта с площадью поверхности мембраны вдоль одного или более протоков текучей среды, тем самым приводя к увеличению эффективности прямого осмоса. В некоторых вариантах воплощения первый и второй растворы могут протекать в одном и том же направлении. В других вариантах воплощения первый и второй растворы могут протекать в противоположных направлениях. По меньшей мере, в некоторых вариантах воплощения подобная динамика текучей среды может наблюдаться на обеих сторонах поверхности мембраны. Это может достигаться путем стратегического объединения одной или более мембран прямого осмоса в модуле или кожухе.
Согласно одному или более вариантам воплощения вытягивающие растворенные вещества могут быть восстановлены для повторного использования. Примеры способов восстановления вытягивающего растворенного вещества описаны в публикации патента США № 2012/0067819 (публикация '819), автор МакГиннис, описание которой сюда включено по ссылке во всей полноте. Система разделения может отбирать растворенные вещества из разбавленного вытягивающего раствора с целью получения воды, прошедшей обработку, в значительной степени свободной от растворенных веществ. Система разделения может включать перегонную колонну. Вытягивающие растворенные вещества могут затем быть возвращены, например, с помощью системы рециркуляции, назад в обогащенный вытягивающий раствор. Газообразные растворенные вещества могут быть сконденсированы или поглощены с целью получения обогащенного вытягивающего раствора. В поглотителе может использоваться разбавленный вытягивающий раствор в качества абсорбента. В других вариантах воплощения вода, прошедшая обработку, может быть использована в качестве абсорбента для всего или части поглощения потоков газов из системы рециркуляции растворенного вещества. Кроме того, газ и/или тепло, произведенные как часть способа очистки сточных вод, могут быть использованы в способе восстановления вытягивающего растворенного вещества.
Согласно одному или более вариантам воплощения первый раствор может быть любым водным раствором или растворителем, содержащим одно или более растворенных веществ, для которого желательно разделение, очистка или другая обработка. В некоторых вариантах воплощения первый раствор
- 8 025403 может быть непитьевой водой, такой как морская вода, соленая вода, жесткая вода, серая вода и некоторые виды промышленной воды. Рабочий поток, который необходимо обработать, может включать соли и другие виды ионов, такие как хлорид, сульфат, бромид, силикат, иодид, фосфат, натрий, магний, кальций, калий, нитрат, мышьяк, литий, бор, стронций, молибден, марганец, алюминий, кадмий, хром, кобальт, медь, железо, свинец, никель, селен, серебро и цинк. В некоторых примерах первый раствор может быть соляным раствором, таким как соленая вода или морская вода, сточными водами или другим видом загрязненной воды. Первый раствор может подаваться в мембранную систему очистки прямого осмоса от расположенного выше по потоку операционного блока, такого как промышленный объект, или из любого другого источника, такого как океан. Вторым раствором может быть вытягивающий раствор, содержащий более высокую концентрацию растворенного вещества относительно первого раствора. Может быть использован широкий спектр вытягивающих растворов. Например, вытягивающий раствор может содержать раствор термолитической соли. В некоторых вариантах воплощения может быть использован вытягивающий раствор на основе аммиака и диоксида углерода, такой как растворы, описанные в Публикации Патента США № 2005/0145568, автор МакГиннис, описание которой таким образом включено сюда путем ссылки во всей полноте. В одном варианте воплощения второй раствор может быть концентрированным раствором аммиака и диоксида углерода. По меньшей мере, в одном варианте воплощения вытягивающий раствор может содержать аммиак и диоксид углерода в молярном соотношении, большем, чем один к одному. Предпочтительными растворенными веществами для второго (вытягивающего) раствора могут быть газообразные аммиак и диоксид углерода и их продукты, карбонат аммония, гидрокарбонат аммония и карбамат аммония. Аммиак и диоксид углерода, будучи растворенными в воде при соотношении приблизительно один к одному, образуют раствор, который содержит главным образом гидрокарбонат аммония и, в меньшей степени, родственные продукты, такие как карбонат аммония и карбамат аммония. Равновесие в данном растворе способствует образованию менее растворимого вида растворенного вещества, гидрокарбоната аммония, по сравнению с растворимыми видами растворенного вещества, карбаматом аммония и, в меньшей степени, карбонатом аммония. Буферирование раствора, включающего главным образом гидрокарбонат аммония, с избытком газообразного аммиака, таким образом, что отношение количеств аммиака и диоксида углерода возрастает приблизительно до 1,75-2,0, будет приводить к смещению равновесия раствора, к образованию растворимого вида растворенного вещества, карбамата аммония. Газообразный аммиак является более растворимым в воде и преимущественно поглощается раствором. Поскольку карбамат аммония более охотно поглощается растворителем второго раствора, его концентрация может быть увеличена до точки, в которой растворитель не может более поглощать растворенное вещество, т.е. точки насыщения. В некоторых неограничивающих вариантах воплощения концентрация растворенных веществ в этом втором растворе, достигаемая с помощью данной манипуляции, является большей, чем приблизительно 2 моль растворенного вещества на килограмм растворителя, большей, чем приблизительно 6 моль растворенного вещества на килограмм растворителя, или приблизительно от 6 до 12 моль растворенного вещества на килограмм растворителя. Согласно одному или более вариантам воплощения соотношение количества аммиака к количеству диоксида углерода должно в значительной мере обеспечить возможность полного поглощения газообразных веществ вытягивающего раствора поглощающей текучей средой, например частью разбавленного вытягивающего раствора, как описано выше, основываясь на наиболее высоком значении концентрации вытягивающего раствора в системе. Концентрация, объем и скорость протекания вытягивающего раствора должны в общем случае быть согласованы с концентрацией, объемом и скоростью протекания питающего раствора, таким образом, чтобы поддерживалась требуемая разность осмотических давлений между двумя растворами в мембранной системе и в диапазоне восстановления воды, поступающей на очистку. Это может быть вычислено, согласно одному или более вариантам воплощения, принимая во внимание как внутренние, так и внешние явления концентрационной поляризации в мембране и на ее поверхности. В одном неограничивающем варианте воплощения опреснения может быть использована скорость протекания через впускное отверстие обогащенного вытягивающего раствора, которая составляет приблизительно 33% от скорости протекания содержащей соль воды, поступающей на очистку, как правило, в диапазоне приблизительно от 25 до 75% для системы опреснения морской воды. В случаях, когда вода, поступающая на очистку, имеет более низкое содержание соли, могут требоваться величины скоростей протекания вытягивающего раствора через впускное отверстие, составляющие приблизительно от 5 до 25% от скорости протекания воды, поступающей на очистку. Скорость протекания через выпускное отверстие разбавленного вытягивающего раствора может, как правило, составлять приблизительно от 50 до 100% от скорости протекания через впускное отверстие воды, поступающей на очистку, и быть приблизительно большей в от трех до четырех раз от объема слива соляного раствора. Согласно одному или более вариантам воплощения соотношение количества аммиака к количеству диоксида углерода должно в общем случае быть согласовано с концентрациями вытягивающего раствора и температурами, используемыми в способе удаления вытягивающего растворенного вещества и восстановления. Если значения соотношений не являются достаточно высокими, будет невозможно обеспечить полное поглощение газообразных вытягивающих растворенных веществ с превращением их в соли для повторного использования в обогащенном растворе, и, если значение соотношения является слишком высоким,
- 9 025403 будет образовываться избыток аммиака в вытягивающем растворе, который не будет надлежащим образом конденсироваться в требуемом температурном диапазоне, таком как тот, который необходим для использования отработанного тепла для стимуляции способа. Например, в некоторых вариантах воплощения перегонная колонна может отбирать газы при температуре приблизительно 50°С, и поглотительная колонна может функционировать при температуре приблизительно 20°С. Соотношение количества аммиака к количеству диоксида углерода следует, кроме того, рассматривать таким, чтобы предотвращалось попадание аммиака в питающий раствор через мембрану. Если соотношение является слишком высоким, это может вызвать то, что неионизированный аммиак будет присутствовать в более высоких концентрациях в вытягивающем растворе (в нормальном состоянии - в основном в виде аммония), чем является необходимым или желательным. Другие параметры, такие как тип воды, поступающей на очистку, требуемое осмотическое давление, требуемое течение, тип мембраны и концентрация вытягивающего раствора, могут оказывать влияние на предпочтительное молярное соотношение вытягивающего раствора. Соотношение количества аммиака к количеству диоксида углерода может быть прослежено и отрегулировано в способе осмотического разделения. По меньшей мере, в одном варианте воплощения вытягивающий раствор может содержать аммиак и диоксид углерода в молярном соотношении, большем, чем один к одному. В некоторых неограничивающих вариантах воплощения соотношение для вытягивающего раствора приблизительно при 50°С и при молярности вытягивающего раствора, установленной как молярность диоксида углерода в данном растворе, может быть по меньшей мере равным приблизительно от 1,1 до 1 для вытягивающего раствора с концентрацией до 1 моль растворенного вещества на килограмм растворителя, приблизительно от 1,2 до 1 для вытягивающего раствора с концентрацией до
1.5 моль растворенного вещества на килограмм растворителя, приблизительно от 1,3 до 1 для вытягивающего раствора с концентрацией до 3 моль растворенного вещества на килограмм растворителя, приблизительно от 1,4 до 1 для вытягивающего раствора с концентрацией до 4 моль растворенного вещества на килограмм растворителя, приблизительно от 1,5 до 1 для вытягивающего раствора с концентрацией до
4.5 моль растворенного вещества на килограмм растворителя, приблизительно от 1,6 до 1 для вытягивающего раствора с концентрацией до 5 моль растворенного вещества на килограмм растворителя, приблизительно от 1,7 до 1 для вытягивающего раствора с концентрацией до 5,5 моль растворенного вещества на килограмм растворителя, приблизительно от 1,8 до 1 для вытягивающего раствора с концентрацией до 7 моль растворенного вещества на килограмм растворителя, приблизительно от 2,0 до 1 для вытягивающего раствора с концентрацией до 8 моль растворенного вещества на килограмм растворителя и приблизительно от 2,2 до 1 для вытягивающего раствора с концентрацией до 10 моль растворенного вещества на килограмм растворителя. Эксперименты свидетельствуют, что это составляет приблизительно минимальные значения соотношений, необходимые для получения устойчивой растворимости растворов данных концентраций при данной приблизительной температуре. При более низких температурах для тех же самых концентраций требуются более высокие соотношения количества аммиака к количеству диоксида углерода. При более высоких температурах могут требоваться более низкие значения соотношений, однако, может также быть необходимым воздействие некоторого повышенного давления на раствор с целью предотвращения разложения растворенных веществ на газы. Значения соотношений, большие, чем один к одному, даже при значениях полной концентрации, меньших, чем 2 моль растворенного вещества на килограмм растворителя, приводят к увеличению в значительной степени устойчивости растворов и предотвращают выделение газообразного диоксида углерода и в общем случае термолитическое расщепление вытягивающих растворов в ответ даже на умеренные количества тепла и/или уменьшение давления.
Согласно одному или более вариантам воплощения способ разделения с помощью прямого осмоса может содержать введение первого раствора с первой стороны полупроницаемой мембраны, детектирование по меньшей мере одной характеристики первого раствора, выбор молярного соотношения для обогащенного вытягивающего раствора, содержащего аммиак и диоксид углерода, основываясь по меньшей мере на одной детектированной характеристике, введение обогащенного вытягивающего раствора, содержащего аммиак и диоксид углерода в выбранном молярным соотношении, со второй стороны полупроницаемой мембраны с целью поддержания требуемого осмотического градиента концентрации через полупроницаемую мембрану, стимулирование протекания, по меньшей мере, части первого раствора через полупроницаемую мембрану с целью образования второго раствора с первой стороны полупроницаемой мембраны и разбавленного вытягивающего раствора со второй стороны полупроницаемой мембраны, введение, по меньшей мере, части разбавленного вытягивающего раствора в процесс разделения с целью восстановления вытягивающих растворенных веществ и потока растворителя, повторное введение вытягивающих растворенных веществ со второй стороны полупроницаемой мембраны с целью поддержания выбранных концентраций и молярного соотношения аммиака к диоксиду углерода в обогащенном вытягивающем растворе и собирание потока растворителя.
Согласно одному или более вариантам воплощения оборудование для осмотического извлечения растворителя из первого раствора может содержать первую камеру, имеющую впускное отверстие, соединенное посредством текучей среды с источником первого раствора, вторую камеру, имеющую впускное отверстие, соединенное посредством текучей среды с источником обогащенного вытягивающего
- 10 025403 раствора, содержащего аммиак и диоксид углерода в молярном соотношении по меньшей мере один к одному, полупроницаемую мембрану, отделяющую первую камеру от второй камеры, систему разделения, находящуюся в сообщении посредством текучей среды вниз по потоку со второй камерой, включающую перегонную колонну, при этом система разделения сконфигурирована так, чтобы принимать разбавленный вытягивающий раствор от второй камеры и осуществлять восстановление вытягивающих растворенных веществ и потока растворителя, и систему рециркуляции, содержащую поглотитель, сконфигурированный так, чтобы облегчить повторное введение вытягивающих растворенных веществ во вторую камеру с целью поддержания молярного соотношения аммиака к диоксиду углерода в обогащенном вытягивающем растворе.
Согласно одному или более вариантам воплощения различные управляемые осмосом мембранные системы и способы могут быть объединены с большими системами. В некоторых вариантах воплощения системы и способы могут быть объединены с различными источниками тепла и системами водоснабжения. По меньшей мере, в одном варианте воплощения вытягивающий раствор может подаваться на внутреннюю сторону трубы, относящейся к холодильнику. В некоторых вариантах воплощения горячая вода из подземных источников может использоваться в кипятильнике. В других вариантах воплощения может использоваться геотермальное тепло, отработанное тепло, полученное от промышленных источников, солнечные коллекторы, расплав солей или остаточное тепло в системах аккумулирования тепла. В еще других вариантах воплощения могут быть применены дизельные генераторы. Согласно одному или более дополнительных вариантам воплощения системы и способы прямого осмоса могут быть объединены со вспомогательными способами с целью повышения до максимума восстановления воды из источников сточных вод с возможным осаждением отложений. Например, для предотвращения выпадения в осадок солей кальция и магния, кальций и магний могут вначале удаляться из питающего раствора с помощью способов, таких как те, которые включают ионный обмен с натрием на катионообменной смоле для обмена катионов сильных кислот. Концентрат ПО может быть использован для регенерации смолы. Химический диспергатор может быть использован для предотвращения образования осадка в ионнообменной колонне. Для управления отложением силикатов в питающий раствор системы может подаваться диспергатор отложений силикатов. Если требуемый коэффициент концентрации приводит к получению концентрации силикатов, которая превышает максимальную, рекомендуемую поставщиком диспергатора, часть питающего раствора может быть подвергнута рециркуляции с помощью малого внешнего микрофильтра или ультрафильтра, который удаляет силикаты. В другом варианте воплощения растворимые соли могут быть сконцентрированы в мембранной системе ПО до предела их растворимости или выше него с использованием или без использования подавляющих образование отложений химических веществ таким образом, что обогащенный питающий раствор направляется в отстойник, содержащий кристаллические затравки и/или химическую добавку-коагулянт. Этот раствор может затем направляться в бак-отстойник и/или в устройство фильтрации для удаления частиц. Вытекающий поток, полученный в результате данной обработки, может затем направляться в другой процесс, сливаться или рециркулироваться в мембранной системе ПО для проведения дальнейшего обогащения. Использование поперечных сил в текучей среде и/или введение пузырьков воздуха с целью очистки может быть использовано в мембранной системе ПО для обеспечения того, что на поверхности мембраны не будет происходить образования осадка и/или засорения.
Согласно одному или более вариантам воплощения засорение мембраны можно отслеживать и управлять им. Засорением мембраны можно управлять с использованием способов очистки, таких как способы, включающие турбулентность жидкости и введение газа. В некоторых вариантах воплощения поперечные силы, такие как силы, включающие динамику текучей среды при циркуляции, вызывающей появление сдвига на поверхности мембраны, могут быть использованы для очистки. В других вариантах воплощения предметы, такие как шарики пены, могут помещаться в протоки для осуществления очистки. В некоторых вариантах воплощения управление засорением и биологической активностью может осуществляться посредством управления рабочими параметрами с целью изменения, например, осмотического давления и протоков таким образом, что различные области мембраны в разное время испытывают воздействие разных растворов, осмотических давлений, значений рН или других условий. Могут быть запланированы изменения во времени, такие как на основе минут, часов или лет. Дополнительные системы и способы разделения ПО могут быть использованы для очистки растворов с высокой вероятностью образования отложений. Данные системы и способы обеспечат возможность в значительно более высокой степени восстанавливать потоки воды, поступающей на очистку, обеспечивая значительные преимущества с точки зрения экономии и влияния на окружающую среду (например, меньший водозабор, меньший слив воды, меньшее использование химических веществ и т.д.) путем использования либо пересыщения и разбавления, либо затравочной суспензии.
В системах с беззатравочной суспензией насыщенный раствор направляется к массиву мембран, питающий раствор которых будет становиться пересыщенным путем удаления воды посредством истечения. Этот пересыщенный раствор будет направляться в резервуар, в котором происходит смешивание данного раствора с взвешенными кристаллами или другими центрами зародышеобразования с целью образования осадка. Суспензия затем будет направляться в бак-отстойник, гидроциклон или другое
- 11 025403 фильтрационное устройство для удаления осадка. Системы и способы, использующие затравочную суспензию, будут иметь осадок, взвешенный в растворе во всем мембранном модуле, таким образом, что дополнительное образование осадка будет происходить скорее на данных центрах зародышеобразования, чем на поверхности мембраны, как описано более детально ниже со ссылкой на фиг. 2. Обработка суспензии будет требовать использования системы предварительной фильтрации или гидроциклонной системы с целью сохранения максимального диаметра частиц. В различных вариантах воплощения мембрана данной системы может быть покрыта и в некоторых случаях периодически повторно покрываться с целью предотвращения истирания барьерного слоя. Такие покрытия могут включать поливинилацетат (ПВА). Дополнительные преимущества данных систем и способов включают, например, их способность обеспечивать непрерывное опреснение растворов в области или выше их пределов растворимости по отношению к солям от одного до многих видов, уменьшение или исключение использования химических веществ, которые расходуются в данном способе, уменьшение засорения мембраны и уменьшение влияния обратного переноса соли.
Согласно одному или более вариантам воплощения системы и способы могут быть использованы в мембранных биореакторных (МБР) процессах для очистки сточных вод. В некоторых вариантах воплощения сточные воды могут быть преобразованы из отходов в пригодные для повторного использования за одну стадию. В некоторых вариантах воплощения насыщение газом может не требоваться, так, что непосредственное отделение с помощью мембраны воды от взвешенных в потоке отходов твердых веществ и органических веществ или процесс, осуществляемый с помощью мембранного метантенка, может обеспечить экономию в терминах энергии и полной стоимости. В неограничивающих вариантах воплощения МБР-система может быть спроектирована таким образом, что циркуляция происходит вдоль поверхности листов мембраны, при этом ниже листов в баке находится относительно несмешанная область. Твердые вещества могут быть удалены из данной зоны осаждения. Также в несмешанной области может происходить брожение, обеспечивая возможность удаления и использования метана из верхней части бака. Бак может быть сконфигурирован таким образом, что выпускные отверстия насоса помещаются с одной стороны бака, направляя поток вдоль поперечной (по ширине) оси листов мембраны, вызывая появление поперечных сил и, при необходимости, турбулентности таким образом, что поток равномерно распределяется вдоль продольной оси листов, равномерно распределяется сверху донизу. Поперечные силы, например вместе с насыщением газом и перемешиванием, способствуют предотвращению/уменьшению засорения поверхностей мембраны. Бак может, кроме того, быть сконфигурирован таким образом, что противоположная стенка бака является изогнутой таким образом, чтобы способствовать возвращению воды с уменьшенным сопротивлением назад к стороне бака, на которой расположен насос, при этом данный поток проходит с любой стороны от мембранного пакета. Вытягивающий раствор во внутренней части мембранных карманов может протекать сверху вниз, снизу вверх, или направления протекания могут, при необходимости, последовательно чередоваться. Мембранные пакеты могут быть скомпонованы таким образом, что различные области бака испытывают действие различных стационарных концентраций питающего раствора. Воздушные пузырьки могут использоваться для очистки поверхности мембраны с целью уменьшения явлений концентрационной поляризации и предотвращения засорения и/или образования отложений на поверхности мембраны, при этом введение воздуха предусматривается скорее для данных целей, чем для введения кислорода в раствор, что является типичным в случае традиционных мембранных биореакторов. Согласно одному или более вариантам воплощения для очистки промышленных сточных вод мембранные биореакторы и традиционные способы обратного осмоса могут быть заменены способами прямого осмоса, описанными здесь. Подход с использованием прямого осмоса может быть особенно выгодным в применениях, включающих высокие уровни взвешенных твердых веществ или высокие уровни растворенных органических веществ. Прямой осмос может также быть желательным вариантом для очистки сточных вод, имеющих высокую биохимическую потребность в кислороде (БПК) или высокую химическую потребность в кислороде (ХПК). Прямой осмос осуществляет ту же самую функцию, что и МБР и обратный осмос, однако, в одностадийном процессе и без необходимости использования энергии, которая обычно требуется МБР для насыщения газом воды с целью введения кислорода для биологического уменьшения БПК и ХПК. В частности, использование прямого осмоса для обогащения сточных вод исключает необходимость наличия в воздухе/кислороде необходимых бактерий, которые бы потребляли отходы, что приводит в результате к большей эффективности способа, т.е. к меньшему количеству оборудования, меньшему количеству энергии и меньшему занимаемому размеру. Обогащенные сточные воды могут затем быть направлены, например, в метантенк с целью получения газообразного метана, как обсуждается ниже.
Согласно одному или более вариантам воплощения прямой осмос может также быть использован для обогащения питающего потока. Способы обогащения с использованием прямого осмоса могут приводить к получению питьевой или другой высококачественной воды в одностадийном процессе в противоположность традиционным способам микрофильтрации или ультрафильтрации, при применении которых требуются стадии доводки, такие так стадии, включающие обратный осмос, т.е. в ПО-МБР производится вода того же самого качества, как и в традиционном МБР, с последующим осуществлением процесса обратного осмоса, но за одну стадию. В некоторых вариантах воплощения рабочий поток может
- 12 025403 содержать требуемые целевые виды, которые необходимо обогатить и восстановить, такие как фармацевтический препарат, соль, энзим, белок, катализатор, микроорганизм, органическое соединение, неорганическое соединение, химический прекурсор, химический продукт, коллоид, продукт питания или загрязняющее вещество. По меньшей мере, в одном варианте воплощения прямой осмос может быть использован для восстановления минералов. В некоторых вариантах воплощения прямой осмос может быть использован для обогащения соляных растворов в добывающей растворением промышленности. Соляные растворы могут достигать насыщения при применении процесса прямого осмоса таким образом, что образование осадка может способствовать восстановлению минералов, солей, металлов и удобрений, таких как поташ.
Потоки, имеющие высокие значения БПК и/или высокие значения ХПК, могут быть обогащены с использованием способа прямого осмоса. В некоторых вариантах воплощения способы обогащения с использованием прямого осмоса могут быть совмещены с метантенком для производства газа для сгорания. Произведенный газ может также обеспечить тепло для способа восстановления растворенного вещества без использования отдельного метантенка. В других вариантах воплощения способы обогащения с использованием прямого осмоса могут быть совмещены с установкой для сжигания отходов с целью осуществления непосредственного сжигания твердых веществ для получения тепла для реализуемого выше по потоку способа прямого осмоса и/или способа восстановления растворенного вещества.
На фиг. 1 схематически представлена система/способ прямого осмоса для очистки сточных вод. Поток сточных вод, который необходимо очистить, может содержать один или более видов, таких как соли, белки, катализаторы, микроорганизмы, органические или неорганические химические вещества, химические прекурсоры или продукты, коллоиды или другие составляющие. В некоторых неограничивающих вариантах воплощения, как иллюстрируется, с помощью системы и способа прямого осмоса может быть уменьшен слив биогенных веществ от очистных сооружений.
Как показано на фиг. 1, система/способ 10 включает модуль прямого осмоса 12. Могут быть использованы различные системы и способы прямого осмоса, такие как описанные здесь и дополнительно описанные в патенте США № 6391205, публикации патента США № 2011/0203994; и Заявках РСТ: порядковый номер РСТ/И810/054738, зарегистрирована 29 октября 2010 года, и порядковый номер РСТ/И810/054512, зарегистрирована 28 октября 2010 года, описания которых этим включены сюда путем ссылки во всей полноте. Модуль 12 находится в сообщении посредством текучей среды с источником или потоком сточных вод 14 (т.е. питающим раствором) и источником или потоком вытягивающего раствора 16. Источник сточных вод 14 может включать, например, городские (например, сточные воды) и/или промышленные (например, обратный отвод при гидравлическом разрыве) сточные воды, включая радиоактивную воду. Источник вытягивающего раствора 16 может включать, например, поток соляного раствора, такого как морская вода, или другого раствора, как описано здесь, который может выполнять роль движущей силы осмоса для удаления воды из источника сточных вод 14 посредством осмоса через мембрану прямого осмоса в модуле 12. Модуль 12 дает на выходе поток обогащенного раствора 18, полученного от источника сточных вод 14, который может далее обрабатываться, как описано здесь. Модуль 12 также дает на выходе разбавленный вытягивающий раствор 20, который может далее обрабатываться, как описано здесь, например разбавленный вытягивающий раствор 20 может быть направлен в блок разделения 22, в котором вытягивающие растворенные вещества и целевой растворитель могут быть восстановлены.
На фиг. 2 изображена система/способ 110, в которой мембранный модуль прямого осмоса 102 может быть погружным или расположенным в закрытом узле. В дополнение к способам уменьшения засорения, описанным выше, в системе/способе 110, изображенной на фиг. 2, используется подход на основе применения затравочной суспензии с целью очистки источника сточных вод или другого питающего раствора. Как показано, система/способ 110 включает модуль прямого осмоса 112, находящийся в сообщении посредством текучей среды с потоком сточных вод 114 и потоком вытягивающего раствора 116. Модуль 112 включает камеру или бак 104, предназначенный для принятия сточных вод. Камера 104 сконфигурирована так, чтобы в ней размещался мембранный модуль 102. Как обсуждается со ссылкой на фиг. 1, модуль ПО 112 также дает на выходе обогащенный раствор 118 и разбавленный вытягивающий раствор 120. Согласно одному или более вариантам воплощения затравки добавляются в камеру 104 с целью образования затравочной суспензии 106. Затравки обеспечивают образование точек зародышеобразования для селективного выпадения в осадок на них определенных растворенных веществ (например, солей или аминокислот). Целевые растворенные вещества будут выпадать в осадок из затравочной суспензии 106 и осаждаться на дно камеры 104, в противоположность осаждению на поверхности мембраны, где выпавшие в осадок растворенные вещества могут подвергаться дальнейшей обработке, как обсуждалось ранее. Они могут быть частично использованы повторно в способе, например когда выпавшие в осадок твердые вещества повторно направляются в бак в виде затравок. Кроме того, камера 104 может включать дополнительные средства для улучшения способа прямого осмоса, например нагнетание газа и перемешивание с целью уменьшения засорения мембраны и/или улучшения эффективности затравок, как описано ранее.
- 13 025403
Использование затравок в модуле прямого осмоса является в особенности полезным в случае питающих растворов, для которых может требоваться предварительная очистка или которые содержат требуемые растворенные вещества, например питающего раствора, полученного от фармацевтического способа. Затравки способствуют восстановлению целевых растворенных веществ. Более того, что касается очистки сточных вод, имеющих высокий уровень взвешенных твердых веществ, часть твердых веществ может быть извлечена со дна камеры 104, а другая часть может образовать осадок из-за использования затравок. Кроме того, размер и состав затравок может быть выбран таким образом, чтобы соответствовать конкретному применению, такому, например, как восстановление фармацевтического соединения или уменьшение влияния обратного переноса соли.
На фиг. 3 схематически представлена система 210 для осмотического извлечения растворителя с использованием системы/способа прямого осмоса 212, включающая один или более технологических блоков предварительной очистки и/или доочистки 214, 216. Могут быть использованы различные системы и способы прямого осмоса, такие как описанные здесь и дополнительно описанные в патенте США № 6391205, публикации патента США № 2011/0203994; и публикациях РСТ под номерами \УО 2011/053794 и \УО 2011/059751, на которые выше дается ссылка. Согласно одному или более вариантам воплощения система 210 может включать один или более процессов предварительной очистки 214, предназначенных для усиления способа прямого осмоса 212. Предварительная очистка может включать регулирование значения рН, такое как подъем уровней рН рабочего потока, который необходимо подвергнуть очистке, использование подавляющих образование отложений веществ, различных типов фильтрации, добавление полимеров, теплообмен, смягчение и смягчение путем нанофильтрации.
Согласно одному или более вариантам воплощения система 210 может включать один или более процессов доочистки 216. Доочистка может включать разделение с помощью обратного осмоса при втором прохождении, разделение с использованием ионного обмена, дополнительные способы прямого осмоса или другие процессы удаления аммиака и/или соли. В процессе доочистки может уменьшаться соленость воды, прошедшей обработку, до уровня, ниже того, который получается в системе прямого осмоса однократного прохождения. В других вариантах воплощения доочистка может альтернативно или дополнительно использоваться для удаления вытягивающих растворенных веществ, которые, в противном случае, будут присутствовать в потоке, прошедшем обработку. В некоторых конкретных неограничивающих вариантах воплощения сливающийся при прямом осмосе соляной раствор может быть доочищен с использованием ионного обмена, перегонки, диффузионного испарения, перегонки через мембрану, насыщения газом, биологической очистки или другого процесса, предназначенного для удаления вытягивающих растворенных веществ, которые диффундируют обратно в соляной раствор. Дополнительные процессы доочистки могут включать очистку по бессточной технологии (БСТ) с использованием, например, кристаллизации и испарения. В одном варианте воплощения при очистке БСТ используется система прямого осмоса, например вместо системы испарения.
Согласно одному или более вариантам воплощения вода, поступающая на очистку, может быть предварительно нагрета с помощью отработанного тепла, полученного в результате применения способа восстановления вытягивающего растворенного вещества, для улучшения течения. Примеры способов восстановления вытягивающего растворенного вещества описаны в публикации 819, ссылка на которую дается выше. Для системы восстановления вытягивающего растворенного вещества может требоваться охлаждение. Например, охлаждение может требоваться для холодильника или отпарной колонны. Охлаждение, таким образом, может обеспечиваться питающим мембрану потоком перед его введением в мембрану прямого осмоса. Питающий мембрану поток может обеспечивать достаточное охлаждение таким образом, чтобы обеспечить возможность повторного поглощения потока вытягивающего растворенного вещества в процессе осуществления способа восстановления вытягивающего растворенного вещества. В одном варианте воплощения питающий поток может охлаждать один или более потоков в способе восстановления до окружающей температуры. Кроме того, более высокие значения температуры мембранной системы могут быть связаны с более сильным течением, вызванным увеличением водопроницаемости, увеличением коэффициента диффузии вытягивающего и/или питающего растворенного вещества и улучшением структуры пор мембраны при термическом расширении.
Согласно одному или более вариантам воплощения соляной раствор может быть использован для отведения тепла от способа восстановления вытягивающего растворенного вещества. Нагревание соляного раствора может приводить к испарению остаточных растворенных веществ в соляном растворе. В частности, обогащенный соляной раствор, полученный от мембран прямого осмоса, может быть направлен в холодильник, расположенный в верхней части отпарной колонны, с целью охлаждения последней. Тепло, поглощенное соляным раствором, может способствовать выделению растворенного газа из соляного раствора и может использоваться в процессе отбирания в качестве доочистки соляного раствора, подобно тому, как это используется для рециркуляции вытягивающего растворенного вещества из потока воды, прошедшей обработку. Например, вытягивающие растворенные вещества, которые поступили в поток соляного раствора, благодаря обратному течению соли в мембранной системе, могут быть восстановлены путем нагревания соляного раствора; в некоторых вариантах воплощения - в сочетании с другими способами, описанными, например, в публикации '819. В любом случае вытягивающие растворен- 14 025403 ные вещества могут быть возвращены в обогащенный вытягивающий раствор и использованы повторно.
Согласно одному или более вариантам воплощения активированный уголь или другие органические вещества могут быть использованы с целью поглощения или фильтрации потока газа, полученного от системы отбора разбавленного вытягивающего раствора и/или системы доочистки соляного раствора. Процесс поглощения может приводить к удалению летучих компонентов очищаемых потоков, которые, в противном случае, будут накапливаться в системе вытягивающего раствора. Например, растворимые органические соединения, которые проходят через мембрану прямого осмоса, могут быть испарены в системе восстановления растворенного вещества. Подобная система может быть использована для любого компонента потока, который должен быть обеднен вытягивающими растворенными веществами, который содержит невытягивающие летучие компоненты растворенного вещества. Любой подходящий процесс разделения для предотвращения накопления летучих соединений должен быть применен к потоку пара, полученного от системы отбора. Например, разделение может осуществляться перед проведением отбора в жидкой фазе, перед конденсацией в паровой фазе, после конденсации в жидкой фазе или в системе вытягивающего раствора в любой точке, в которой накопление данных соединений будет предотвращаться ее использованием. В одном варианте воплощения потоки вытягивающего раствора в парообразном и жидком состояниях будут охлаждаться и находиться в контакте друг с другом в течение периода времени, достаточного для того, чтобы обеспечить возможность в значительной степени полного повторного поглощения вытягивающих растворенных веществ, что может быть осуществлено в набивной колонне или мембранной системе.
Согласно одному или более вариантам воплощения смягчение воды посредством ионного обмена, нанофильтрации или подобных процессов может быть воплощено в качестве предварительной очистки для способа прямого осмоса. В некоторых конкретных вариантах воплощения смягчение может быть произведено перед проведением очистки воды по бессточной технологии с целью обеспечения того, что соль, прошедшая обработку, имеет высокое качество. Чистота соли и ее состав, такой как высокочистый хлорид натрия, могут быть выбраны с помощью осуществления процесса предварительной очисткисмягчения, поскольку в процессе смягчения могут селективно удаляться двухвалентные ионы. Следовательно, интегрированная система может обеспечивать получение на выходе высококачественного продукта. Соляной раствор, проходящий дальнейшую очистку с использованием прямого осмоса, может быть использован в качестве подпитки ионного обмена. В других вариантах воплощения любой тип кристаллизатора может быть использован для получения соли, следуя процессу разделения с использованием прямого осмоса.
На фиг. 4 представлено одно возможное применение системы 210 для осмотического извлечения растворителя согласно одному или более вариантам воплощения изобретения. Как обсуждается со ссылкой на фиг. 3, система 210 включает систему прямого осмоса 212 и один или более блоков предварительной очистки и доочистки 214, 216. Система 210 может включать любое сочетание блоков предварительной очистки и доочистки 214, 216 в сочетании с одной или более систем прямого осмоса 212, включая только блоки предварительной очистки или только блоки доочистки. Различные системы/блоки, описанные здесь, могут быть соединены друг с другом с помощью традиционных способов организации сети трубопроводов и могут включать любое количество и сочетание составляющих частей, таких как насосы, клапаны, датчики, измерительные приборы и т.д., предназначенных для наблюдения и управления работой различных систем и процессов, описанных здесь. Различные составляющие части могут быть использованы в сочетании с контроллером, как описано здесь.
В применении, показанном на фиг. 4, система 210 используется для очистки жесткой воды, полученной от внутреннего источника 218. Как показано, питающий поток 220 направляется в блок предварительной очистки 214, в котором, например, питающий поток нагревается. Как только питающий поток прошел предварительную очистку, очищенный поток 222 направляется затем в систему прямого осмоса 212, в которой он образует первый раствор, как обсуждалось здесь. Необязательно, очищенный поток 222 может быть направлен в дополнительные блоки предварительной очистки для проведения дальнейшей обработки (например, регулирования уровня рН) перед тем, как он поступит в систему прямого осмоса 212. Вытягивающий раствор подается в систему прямого осмоса 212 потоком 224 с целью обеспечения осмотического градиента давления, необходимого для стимулирования переноса растворителя через мембрану, как обсуждается здесь.
По меньшей мере, два потока выходят из системы прямого осмоса 212: обогащенный питающий или очищенный поток 226, из которого был извлечен растворитель; и разбавленный вытягивающий поток 228, в который был добавлен растворитель. Обогащенный поток 226 может затем быть направлен для проведения дальнейшей обработки в блок доочистки 216, такой как вторая система прямого осмоса, с целью восстановления дополнительного количества растворителя. Могут быть применены дополнительные способы доочистки, например кристаллизация и испарение, с целью дальнейшего обеспечения бессточного процесса. Прошедший полную обработку или обогащенный питающий раствор может быть утилизирован, подвержен рециркуляции или другим способом повторно использован, в зависимости от природы концентрата (стрелка 238).
- 15 025403
Разбавленный вытягивающий поток 228 может быть направлен в систему разделения 230, в которой могут быть восстановлены растворитель и/или растворенные вещества. Необязательно, разбавленный вытягивающий поток 228 может также быть направлен в блок доочистки при желании осуществления дополнительной обработки (поток 228а). В одном или более вариантах воплощения система разделения 230 отделяет вытягивающие растворенные вещества от разбавленного вытягивающего потока 228 с целью получения потока в значительной степени очищенного растворителя 232, например питьевой воды, и потока вытягивающего растворенного вещества 236. В одном или более вариантах воплощения поток растворителя 232 может также быть направлен в блок доочистки для проведения дальнейшей обработки (поток 232а), в зависимости от конечного использования растворителя. Например, растворитель может подвергаться дальнейшей очистке посредством перегонки с целью удаления дополнительного количества вытягивающих растворенных веществ, которые могут все еще присутствовать в растворителе. В одном или более вариантах воплощения поток вытягивающего растворенного вещества 236 может быть возвращен непосредственно в вытягивающий поток 224 (поток 236а), направляемый в систему рециркуляции 234 с целью повторного включения в вытягивающий поток 224 (поток 236Ь), или направлен в блок доочистки (поток 236с) с целью проведения дальнейшей обработки, в зависимости от планируемого использования восстановленных вытягивающих растворенных веществ. В одном или более вариантах воплощения система рециркуляции 234 может быть использована в сочетании с блоком предварительной очистки 214, например с целью обеспечения теплообмена с питающим потоком 220 (поток 240). На фиг. 5 представлена управляемая осмосом мембранная система 310, которая сконфигурирована так, чтобы регулировать ионный баланс всей системы и осуществлять восстановление дополнительного количества вытягивающих растворенных веществ из системы прямого осмоса путем использования блока обратного осмоса с целью проведения доочистки очищенной воды, слитой блоком разделения/рециркуляции, и перенаправления концентрата от системы обратного осмоса к питающему раствору системы прямого осмоса. Данная компоновка обеспечивает возможность восстановления дополнительного количества вытягивающих растворенных веществ и поддержание ионного баланса всей системы без необходимости добавления и/или удаления определенных химических веществ или использования дополнительных систем/способов (например, ионообменников). Как показано на фиг. 5 (и подобно системе 210, показанной на фиг. 4), система 310 включает блок прямого осмоса 312, который включает одну или более первых камер 312а, которые содержат источник питающего раствора или первый раствор 320 или находятся в сообщении посредством текучей среды с ними. Блок прямого осмоса 312 также включает одну или более вторых камер 312Ь, которые отделены от первой камеры (камер) 312а полупроницаемой мембраной прямого осмоса 313. Вторая камера(ы) 312Ь либо содержат источник обогащенного вытягивающего раствора 324, либо находятся в сообщении посредством текучей среды с ним. Обогащенный вытягивающий раствор 324 имеет концентрацию растворенного вещества, достаточную для поддержания осмотического градиента концентрации через мембрану 313, тем самым вызывая течение растворителя из первого/питающего раствора 320 через мембрану 313 во вторую камеру 312Ь и разбавление обогащенного вытягивающего раствора. Первый раствор 320 обогащается в первой камере 312а, образуя второй раствор 322.
В процессе прямого осмоса может иметь место ионный обмен через мембрану 313. В примерной системе, в которой используется вытягивающий раствор на основе ΝΗ3-0Ο2 и питающий раствор, содержащий №С1. ионы аммония (ΝΗ4+) могут перемещаться из второй камеры/стороны 312Ь мембраны прямого осмоса 313 в первую камеру/сторону 312а мембраны 313, а ионы натрия (Να') могут перемещаться из первой камеры/стороны 312а мембраны 313 во вторую камеру/сторону 312Ь мембраны 313. Этот ионный обмен приводит в результате к образованию второго раствора 322, содержащего по меньшей мере один первый вид ионов растворенного вещества (например, ΝΗ4'), и разбавленного вытягивающего раствора 326, содержащего по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества (например, Να+). Отрицательное влияние ионного обмена может приводить в результате к потере восстанавливаемых вытягивающих растворенных веществ и высокой солености воды, прошедшей обработку. Новое использование системы обратного осмоса и дополнительной системы разделения, как описано ниже, преодолевает негативное влияние явлений ионного обмена и обеспечивает неожиданное улучшение восстановления вытягивающего растворенного вещества в дополнение к улучшению качества прошедшей обработку воды.
Разбавленный вытягивающий раствор 326 направляется в систему 330 разделения и/или рециркуляции, в которой разбавленный вытягивающий раствор 326 разделяется на вытягивающие растворенные вещества (или обогащенный вытягивающий раствор) 328 и растворитель (например, питьевую воду), полученный способом прямого осмоса. Этот восстановленный растворитель 332 содержит по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества, которые прошли обмен через мембрану, однако не были удалены в процессе восстановления вытягивающего растворенного вещества. Вытягивающие растворенные вещества могут быть восстановлены с использованием любых из систем и способов, описанных здесь, включая описание, представленное в патенте '789. Восстановленные вытягивающие растворенные вещества 328 могут проходить рециркуляцию в источник обогащенного вытягивающего раствора 324 или образовывать его основу. Вследствие явлений ионного обмена не все из вытягивающих раство- 16 025403 ренных веществ являются восстанавливаемыми в способе данного начального разделения/рециркуляции. Например, когда имеется один вид ионов (например, ΝΗ4'), прошедших обратный ионный обмен через мембрану, и другой вид ионов растворенных веществ (№+), которые поступили в вытягивающий раствор, соотношение вытягивающих растворенных веществ в разбавленном вытягивающем растворе становится несбалансированным. Равновесие вытягивающих растворенных веществ (например, аммиака (ΝΗ3) и диоксида углерода (СО2)) должно быть сбалансировано с целью наиболее эффективного удаления всех из вытягивающих растворенных веществ из разбавленного вытягивающего раствора. Соответственно, по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества может включать вид ионов вытягивающего растворенного вещества, которые остаются в восстановленном растворителе (например, карбонат-ионы). В примерном варианте воплощения потеря ионов аммиака приводит в результате к избытку карбонат-ионов, остающихся в растворителе. В данном варианте воплощения по меньшей мере один второй вид ионов растворенных веществ, присутствующий в восстановленном растворителе, будет включать ионы натрия (№+) и карбонат-ионы (СО3-) в растворе.
В одном или более вариантах воплощения в системе разделения/рециркуляции 330 используется отработанное тепло для удаления растворенных веществ аммиака и диоксида углерода из разбавленного вытягивающего раствора. Как обсуждалось ранее, поскольку ионы аммония проходят обратный обмен через мембрану прямого осмоса 313, соотношение количества аммиака к количеству диоксида углерода изменяется, и количество аммиака в разбавленном вытягивающем растворе становится недостаточным для удаления всего диоксида углерода, некоторое количество которого присутствует в виде карбоната. ИН3С02, который присутствует в разбавленном вытягивающем растворе в требуемом соотношении, испаряется из раствора, оставляя растворитель и ионы натрия, и карбонат-ионы (т.е. по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества) в растворе вместе с восстановленным растворителем.
Восстановленный растворитель 332, содержащий по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества, который мог бы, как правило, рассматриваться в качестве конечного продукта, направляется в систему обратного осмоса 316. Как правило, растворитель 332 будет подвергаться воздействию давления и перекачиваться в систему обратного осмоса 316 с помощью устройства обмена давлений, такого как насос 338. Растворитель 332 под давлением перекачивается в первую камеру/сторону 316а системы обратного осмоса 316, тем самым заставляя растворитель проходить через мембрану обратного осмоса 317 и приводя в результате к получению очищенного растворителя 334 во второй камере/стороне 316Ь мембраны 317. Очищенный растворитель 334 может быть собран с любой заданной целью. Под давлением в первой камере/стороне 316а мембраны 317 остается обогащенный раствор, содержащий по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества, которые не могут пройти через мембрану 317. Этот обогащенный раствор 336 направляется затем в систему прямого осмоса 312. В частности, обогащенный раствор 336 добавляется к питающему/первому раствору 320 и вместе с ним вводится в первую камеру/сторону 312а системы 312/мембраны 313. Введение обогащенного раствора 336 приводит в результате к получению второго раствора, содержащего как по меньшей мере один первый, так и по меньшей мере один второй вид ионов растворенных веществ (например, №+, ΝΗ4+ и СО3-). В альтернативных вариантах воплощения обогащенный раствор 336 не возвращается непосредственно в блок прямого осмоса 312/первый раствор 320, а перекачивается непосредственно во вторую систему разделения 340, как показано прерывистой линией 323; в таком случае обогащенный раствор 336 смешивается со вторым раствором или концентрированным соляным раствором. Это может быть в особенности полезным в случаях, когда обогащенный раствор 336 имеет большее значение ОКРТВ, что может отрицательно сказываться на работе блока прямого осмоса 312, например приводя к уменьшению осмотического давления в системе.
Первый и второй виды ионов растворенных веществ во втором растворе 322 являются сбалансированными, тем самым приводя в результате к образованию карбоната аммония и/или гидрокарбоната аммония, и/или карбамата аммония (т.е. дополнительных удаляемых вытягивающих растворенных веществ). Второй раствор 322 направляется во вторую систему разделения/рециркуляции 340. В некоторых вариантах воплощения система 340 используется для обогащения/разделения соляного раствора. Система разделения/рециркуляции 340 функционирует подобно первой системе разделения/рециркуляции 330 и производит разделение дополнительного количества новообразованных вытягивающих растворенных веществ 344. Эти вытягивающие растворенные вещества 344 могут быть рециркулированы назад в источник обогащенного вытягивающего раствора 324. Сбалансированное соотношение ионов аммиака и карбонат-ионов позволяет удалять и восстанавливать из второго раствора практически все из вытягивающих растворенных веществ. Оставшийся второй раствор (например, соляной раствор) 342 может далее быть обработан или каким-либо другим образом утилизирован.
На фиг. 6 представлена блок-схема, изображающая в общем работу различных управляемых осмосом мембранных систем, сконфигурированных так, чтобы поддерживать ионный баланс всей системы и увеличивать до максимума восстановление вытягивающих растворенных веществ. Как показано на фиг. 6, осуществление способа начинается с обеспечения первой управляемой осмосом мембранной системой (стадия 405) в виде системы прямого осмоса. Первый раствор и обогащенный вытягивающий раствор вводятся с противоположных сторон мембраны прямого осмоса в первой системе (стадии 415, 425). Спо- 17 025403 соб дополнительно включает стадию стимулирования протекания растворителя из первого раствора в обогащенный вытягивающий раствор (стадия 435). Эта стадия приводит в результате к образованию второго раствора с одной стороны мембраны и разбавленного вытягивающего раствора с противоположной стороны мембраны. Вследствие явлений ионного обмена второй раствор будет включать первый вид ионов растворенного вещества, которые прошли обратный обмен через мембрану, и разбавленный вытягивающий раствор будет включать второй вид ионов растворенного вещества, которые прошли прямой обмен через мембрану.
Одна из следующих стадий в способе включает направление разбавленного вытягивающего раствора в первую систему разделения/рециркуляции (стадия 445), в которой вытягивающие растворенные вещества восстанавливаются и рециркулируются назад в обогащенный вытягивающий раствор. В общем случае, вследствие потери первого вида ионов вытягивающего растворенного вещества обогащенным вытягивающим раствором, образуется дисбаланс между вытягивающими растворенными веществами в разбавленном вытягивающем растворе, который мешает/препятствует восстановлению всех вытягивающих растворенных веществ из разбавленного вытягивающего раствора. В частности, избыток по меньшей мере одного вытягивающего растворенного вещества останется в восстановленном растворителе в виде вида ионов вытягивающего растворенного вещества, которые включены по меньшей мере в один второй вид ионов растворенного вещества. В примерной системе по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества будет включать ионы натрия и карбонат-ионы.
Оставшийся растворитель, который восстановлен в первой системе разделения, направляется затем под давлением во вторую управляемую осмосом мембранную систему (стадия 455) в виде системы обратного осмоса. Протекание растворителя через мембрану обратного осмоса стимулируется, приводя в результате к получению очищенного растворителя с одной стороны мембраны и обогащенного раствора с противоположной стороны мембраны (стадия 465). Очищенный растворитель может быть собран для использования (например, в виде питьевой воды) или подвергнут дальнейшей обработке каким-либо другим способом. Обогащенный раствор, который содержит по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества, направляется в первую управляемую осмосом мембранную систему, в которой он комбинируется с первым раствором и вводится в первую управляемую осмосом мембранную систему (стадия 475).
По меньшей мере, один второй вид ионов растворенного вещества (например, Ν;ί и СО3 -) будет уравновешиваться по меньшей мере с одним первым видом ионов растворенного вещества (ΝΗ4+), присутствующим во втором растворе (стадия 485), тем самым приводя в результате к образованию дополнительного количества удаляемых вытягивающих растворенных веществ. Второй раствор может быть удален из первой управляемой осмосом мембранной системы и направлен во вторую систему разделения/рециркуляции (стадия 495), в которой дополнительные вытягивающие растворенные вещества могут быть удалены и рециркулированы в обогащенный вытягивающий раствор. Оставшийся обогащенный второй раствор (например, соляной раствор) может быть подвергнут дальнейшей обработке или какимлибо другим способом утилизирован.
Согласно одному или более вариантам воплощения, устройства, системы и способы, описанные здесь, могут в общем случае включать контроллер, предназначенный для настройки или регулирования по меньшей мере одного рабочего параметра устройства или компонента систем, такого как активационные клапаны и насосы, но не ограничиваясь этим, а также для настройки свойства или характеристики одного или более потоков протекания текучей среды через мембранный модуль прямого осмоса. Контроллер может электрическим способом сообщаться по меньшей мере с одним датчиком, сконфигурированным так, чтобы детектировать по меньшей мере один рабочий параметр системы, такой как концентрация, скорость протекания, уровень рН или температура. Контроллер может быть в общем случае сконфигурирован так, чтобы генерировать управляющий сигнал для регулирования одного или более рабочих параметров в ответ на сигнал, сгенерированный датчиком. Например, контроллер может быть сконфигурирован так, чтобы принимать представление условия, свойства или состояния любого потока, компонента или подсистемы управляемых осмосом мембранных систем и связанных с ними систем предварительной очистки и доочистки. Контроллер, как правило, включает алгоритм, который облегчает генерирование по меньшей мере одного выходного сигнала, который, как правило, основывается на одном или более из любого представления и целевой или требуемой величины, такой как заданная величина. Согласно одному или более конкретных аспектов контроллер может быть сконфигурирован так, чтобы принимать представление любого измеренного свойства любого потока и генерировать управляющий сигнал, сигнал возбуждения или выходной сигнал на любой из компонентов системы с целью уменьшения любого отклонения измеренного свойства от целевого значения.
Согласно одному или более вариантам воплощения системы и способы управления процессом могут следить за различными уровнями концентрации, например могут быть основаны на детектированных параметрах, включая рН и проводимость. Может также осуществляться управление скоростями протекания рабочих потоков и уровнями в баках. Также может осуществляться наблюдение за температурой и давлением. Утечки в мембране могут обнаруживаться с использованием ионноселективных зондов, измерителей рН, уровня жидкости в баках и скоростей протекания потоков. Утечки могут также обнаружи- 18 025403 ваться с помощью приложения давления к мембране со стороны нахождения вытягивающего раствора в присутствии газа и использования ультразвуковых детекторов и/или визуального наблюдения утечек со стороны воды, поступившей на очистку. Может осуществляться наблюдение и за другими рабочими параметрами и проблемами, связанными с их поддержанием. Различные характеристики производительности способа также могут подвергаться отслеживанию, например, путем измерения скорости протекания и качества воды, прошедшей обработку, потока тепла и потребления электрической энергии. Протоколы очистки для уменьшения биологического загрязнения могут контролироваться, например, путем измерения спада течения, определяемого с помощью скоростей протекания питающего и вытягивающего растворов в определенной точке в мембранной системе. Датчик потока соляного раствора может указывать, когда необходима очистка, такая как с использованием перегонки, ионного обмена, хлорирования до точки перелома или подобных протоколов. Это может быть осуществлено с помощью рН, ионноселективных зондов, инфракрасной спектрометрии на основе преобразования Фурье (ΡΤΙΚ) или других средств восприятия концентраций вытягивающего растворенного вещества. Наблюдение и слежение за состоянием вытягивающего раствора может осуществляться с целью подпитки и/или замены растворенных веществ. Подобным образом качество воды, прошедшей обработку, может отслеживаться с помощью традиционных средств или с помощью зонда, такого как аммониевый или аммиачный зонд. ΡΤΙΚ может быть применен для обнаружения присутствующих видов, предоставляя информацию, которая может быть полезной, например для обеспечения надлежащей работы завода и для выявления особенностей протекания процесса, таких как эффекты ионного обмена через мембрану. Прямой осмос может быть спарен с предварительной очисткой, направленной на предотвращение образования отложений, чтобы обеспечить возможность высокого уровня восстановления воды, поступающей на очистку, включающей, например, ионный обмен, химическое смягчение, нанофильтрацию, использование веществ, препятствующих образованию отложений, и/или способы образования осадка. Очистка с помощью воздуха в системе предотвращения образования отложений для ПО может быть использована для предотвращения образования отложений на поверхности мембраны. Прямой осмос может быть использован в случаях, когда вода содержит органические загрязнения, без насыщения газом для биологической активности. Поток отходов может быть обогащен с целью потенциального использования в метантенке, в то же время потенциально способствуя получению метана в мембранном баке для использования для получения энергии и способствуя получению воды, прошедшей обработку, с качеством, подходящим для повторного использования. Это может быть в особенности эффективно в конструкции бака с погружной мембраной. В дополнение к обеспечению кислородом очистка с помощью воздуха может также быть использована для того, чтобы обеспечить возможность того, чтобы высокая концентрация органических веществ не приводила к засорению мембраны. Процесс с типом бакового реактора периодического или непрерывного действия (БРНД) может быть воплощен с использованием прямого осмоса, в частности для того, чтобы обеспечить возможность улучшения функционирования концентрирующих органические вещества систем прямого осмоса и/или осаждения. Системы замедляемого давлением осмоса могут также реализовываться в конфигурации с погружным баком. Системы замедляемого давлением осмоса могут обогащаться газом с целью предотвращения засорения и/или образования отложений и для уменьшения концентрационной поляризации. Реактивные газы могут также способствовать данному функционированию. Биологический рост в системах прямого осмоса может регулироваться путем чередования тех мембранных модулей или секций из массива, которые подвергаются воздействию высоких или низких осмотических давлений. Например, секция массива мембран, которая обычно используется с концентрацией воды 0,5 М, может быть заменена так, чтобы производить очистку воды с концентрацией 2 М. Такая настройка очень затруднит рост биологической пленки. Также может осуществляться обезгаживание питающего потока с целью предотвращения роста определенных типов биологических организмов. Например, удаление кислорода может приводить к ограничению роста питающих организмов, которые могут окислять аммиак, проходящий от вытягивающего раствора к питающему раствору. Восстановление сульфита, биологическая очистка, осмотический шок, традиционные способы очистки, которые не реагируют с вытягивающим раствором, течение воды, прошедшей обработку, без химических веществ, насыщение газом соляного раствора и добавка гидросульфита являются другими способами, которые могут быть воплощены для подавления биологической активности. В некоторых вариантах воплощения рН, ионные зонды, ΡΤΙΚ и/или скорости потоков могут быть использованы для управления системами прямого осмоса с целью обеспечения требуемых величин течения, разности осмотических давлений, отношений количеств аммиака и диоксида углерода и концентраций.
Теперь, после того, как описаны некоторые иллюстративные варианты воплощения изобретения, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что вышеизложенное является лишь иллюстративным и неограничивающим, представленным исключительно в качестве примера. Многочисленные модификации и другие варианты воплощения находятся в компетенции специалиста в данной области, и подразумевается, что они попадают в объем изобретения. В частности, хотя многие из примеров, представленных здесь, включают конкретные сочетания действий способов или элементов системы, следует понимать, что данные действия и данные элементы могут сочетаться с другими способами для достижения тех же самых целей.
- 19 025403
Более того, специалисты в данной области техники должны понимать, что параметры и конфигурации, описанные здесь, являются примерными, и что действительные параметры и/или конфигурации будут зависеть от конкретного применения, в котором используются системы и способы согласно данному изобретению. Специалисты в данной области техники также должны распознать или быть способными установить, используя не более чем стандартные исследования, эквиваленты конкретных вариантов воплощения изобретения. Следовательно, необходимо понимать, что варианты воплощения, описанные здесь, представлены исключительно в качестве примеров и что в рамках объема любых пунктов приложенной формулы изобретения и их эквивалентов изобретение может быть воплощено на практике другим образом, чем дано в конкретном описании. Фразеология и терминология, используемые здесь, имеют целью описание и не должны рассматриваться как ограничивающие. Согласно тому, как здесь используется, термин множество обозначает два или более пунктов или компонентов. Термины заключающий в себе, включающий, несущий, имеющий, содержащий и вовлекающий как в письменном описании, так и в формуле изобретения и т.п. являются неокончательными терминами, т.е. используемыми для обозначения включающий, но не ограничивающийся этим. Следовательно, подразумевается, что использование данных терминов включает в себя пункты, перечисленные после них, и их эквиваленты, а также дополнительные пункты. Только переходные фразы состоящий из и состоящий главным образом из являются, соответственно, закрытыми или полузакрытыми переходными фразами по отношению к любому пункту формулы изобретения. Использование порядковых терминов, таких как первый, второй, третий и т.п. в формуле изобретения с целью модификации элемента формулы изобретения само по себе не подразумевает какого-либо приоритета, первенства или определенного порядка расположения одного элемента формулы изобретения по отношению к другому или временного порядка, в котором осуществляются действия согласно способу, а данные термины используются лишь в качестве пометок, даваемых с целью проведения различий между одним элементом формулы изобретения, имеющим определенное имя, и другим элементом, имеющим то же самое имя (за исключением использования порядкового термина) для проведения различий между элементами формулы изобретения.
Claims (18)
1. Способ восстановления вытягивающего растворенного вещества с помощью управляемой осмосом мембранной системы, включающий стадии обеспечения первой управляемой осмосом мембранной системой, включающей мембрану прямого осмоса и сконфигурированной так, чтобы принимать первый раствор с первой стороны мембраны и обогащенный вытягивающий раствор со второй стороны мембраны;
осмотического выделения растворителя из первого раствора с использованием обогащенного вытягивающего раствора, тем самым приводя к образованию второго раствора с первой стороны мембраны и разбавленного вытягивающего раствора со второй стороны мембраны, при этом второй раствор включает по меньшей мере один первый вид ионов растворенного вещества, полученный в результате обратного ионного обмена через мембрану;
разделения разбавленного вытягивающего раствора с целью восстановления по меньшей мере одного вытягивающего растворенного вещества и растворителя, при этом восстановленный растворитель включает по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества;
рециркуляции восстановленного по меньшей мере одного вытягивающего растворенного вещества в первую управляемую осмосом мембранную систему;
обеспечения второй управляемой осмосом мембранной системой, включающей мембрану обратного осмоса;
создания давления на восстановленный растворитель, находящийся во второй управляемой осмосом мембранной системе, с целью восстановления в значительной степени чистого растворителя и обогащенного раствора, включающего по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества;
рециркуляции обогащенного раствора, включающего по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества, в первую управляемую осмосом мембранную систему, при этом обогащенный раствор добавляется в первый раствор, тем самым приводя, в результате, к получению второго раствора, включающего по меньшей мере один первый вид ионов растворенного вещества и по меньшей мере один второй вид ионов растворенного вещества;
приведения в равновесие по меньшей мере одного первого вида ионов растворенного вещества по меньшей мере с одним вторым видом ионов растворенного вещества с целью образования дополнительного количества удаляемых вытягивающих растворенных веществ;
разделения второго раствора с целью восстановления дополнительного количества вытягивающих растворенных веществ и третьего раствора.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию рециркуляции дополнительного количества вытягивающих растворенных веществ в обогащенный вытягивающий раствор.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадия разделения разбавленного вытягивающего раствора включает перегонку.
- 20 025403
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что обогащенный вытягивающий раствор включает аммиак и диоксид углерода в молярном соотношении по меньшей мере 1:1.
5. Система осмотического извлечения растворителя из первого раствора, включающая систему прямого осмоса, включающую первую камеру, имеющую впускное отверстие, соединенное посредством текучей среды с источником первого раствора;
вторую камеру, имеющую впускное отверстие, соединенное посредством текучей среды с источником обогащенного вытягивающего раствора;
полупроницаемую мембранную систему, отделяющую первую камеру от второй камеры; первую систему разделения, связанную посредством текучей среды с системой прямого осмоса вниз по потоку от второй камеры и сконфигурированную так, чтобы принимать разбавленный вытягивающий раствор от нее и осуществлять разделение разбавленного вытягивающего раствора на вытягивающие растворенные вещества и поток растворителя;
устройство обмена давлений, связанное посредством текучей среды с системой разделения и сконфигурированное так, чтобы создавать давление и перекачивать поток растворителя;
систему обратного осмоса, связанную посредством текучей среды с устройством обмена давлений и включающую первую камеру, сконфигурированную так, чтобы принимать поток растворителя, находящийся под давлением;
полупроницаемую мембрану, связанную с первой камерой;
вторую камеру, связанную с полупроницаемой мембраной и сконфигурированную так, чтобы принимать растворитель, текущий через мембрану, при этом первая камера блока обратного осмоса связана посредством текучей среды с первой камерой блока прямого осмоса с целью обеспечения по меньшей мере части первого раствора;
вторую систему разделения, связанную посредством текучей среды с первой камерой системы прямого осмоса и сконфигурированную так, чтобы принимать обогащенный первый раствор от нее и осуществлять удаление по меньшей мере одного из вытягивающих растворенных веществ и потока, прошедшего обработку, из обогащенного первого раствора.
6. Система по п.5, отличающаяся тем, что дополнительно включает систему рециркуляции, находящуюся в сообщении посредством текучей среды со второй системой разделения с целью возвращения отделенных вытягивающих растворенных веществ в обогащенный вытягивающий раствор.
7. Система по п.5, отличающаяся тем, что обогащенный вытягивающий раствор включает аммиак и диоксид углерода в молярном соотношении по меньшей мере один к одному.
8. Система по п.5, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна из первой и второй систем разделения включает по меньшей мере одну из перегонной колонны или контактной мембраны.
9. Способ прямого осмоса, включающий стадии введения первого раствора, включающего растворитель и по меньшей мере одно растворенное вещество, с первой стороны полупроницаемой мембраны;
введения множества затравок в первый раствор;
введения обогащенного вытягивающего раствора со второй стороны полупроницаемой мембраны; стимулирования зародышеобразования по меньшей мере одного растворенного вещества в первом растворе;
стимулирования протекания по меньшей мере части растворителя через полупроницаемую мембрану с целью образования второго раствора с первой стороны полупроницаемой мембраны и разбавленного вытягивающего раствора со второй стороны полупроницаемой мембраны.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию направления по меньшей мере части разбавленного вытягивающего раствора в блок разделения с целью восстановления по меньшей мере одного из потока растворителя или вытягивающих растворенных веществ.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию повторного введения вытягивающих растворенных веществ в обогащенный вытягивающий раствор со второй стороны полупроницаемой мембраны с целью поддержания требуемого молярного соотношения в обогащенном вытягивающем растворе.
12. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию восстановления по меньшей мере части по меньшей мере одного растворенного вещества, выпавшего в осадок из первого раствора.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что стадия восстановления выпавших в осадок растворенных веществ включает дополнительную обработку по меньшей мере одного из растворенного вещества или первого раствора.
14. Система обработки раствора с использованием осмоса, включающая модуль прямого осмоса, включающий первую камеру, находящуюся в сообщении посредством текучей среды с источником первого раствора, включающего растворитель и по меньшей мере одно растворенное вещество;
- 21 025403 вторую камеру, находящуюся в сообщении посредством текучей среды с обогащенным вытягивающим раствором;
полупроницаемую мембрану, связывающую первую камеру и вторую камеру;
средство для введения множества затравок в первую камеру, при этом множество затравок вызывает зародышеобразование по меньшей мере части по меньшей мере одного растворенного вещества, когда первый раствор вводится в первую камеру.
15. Система по п.14, отличающаяся тем, что дополнительно включает модуль разделения, находящийся в сообщении посредством текучей среды со второй камерой с целью восстановления по меньшей мере одного из потока растворителя и вытягивающих растворенных веществ.
16. Система по п.15, отличающаяся тем, что дополнительно включает средство для рециркуляции вытягивающих растворенных веществ в обогащенный вытягивающий раствор.
17. Система по п.14, отличающаяся тем, что дополнительно включает модуль восстановления, находящийся в сообщении посредством текучей среды с первой камерой с целью восстановления выпавших в осадок растворенных веществ.
18. Устройство для очистки раствора с использованием осмоса, включающее камеру, сконфигурированную так, чтобы принимать первый раствор, включающий растворитель и по меньшей мере одно растворенное вещество;
мембранный модуль, размещенный в камере и включающий полупроницаемую мембрану, имеющую внешнюю поверхность, находящуюся в сообщении посредством текучей среды с первым раствором, и внутреннюю поверхность, предназначенную для того, чтобы принимать обогащенный вытягивающий раствор;
средство для введения множества затравок в камеру, при этом множество затравок вызывает зародышеобразование по меньшей мере части по меньшей мере одного растворенного вещества в первом растворе в камере.
- 22 025403
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
- 23 025403
Фиг. 6
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201161478768P | 2011-04-25 | 2011-04-25 | |
| US201161479187P | 2011-04-26 | 2011-04-26 | |
| US201261597371P | 2012-02-10 | 2012-02-10 | |
| PCT/US2012/034801 WO2012148911A2 (en) | 2011-04-25 | 2012-04-24 | Osmotic separation systems and methods |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201391569A1 EA201391569A1 (ru) | 2014-06-30 |
| EA025403B1 true EA025403B1 (ru) | 2016-12-30 |
Family
ID=46045129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201391569A EA025403B1 (ru) | 2011-04-25 | 2012-04-24 | Системы и способы осмотического разделения |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9039899B2 (ru) |
| EP (1) | EP2701829A2 (ru) |
| JP (1) | JP5992998B2 (ru) |
| KR (1) | KR101943421B1 (ru) |
| CN (2) | CN103619452B (ru) |
| AU (1) | AU2012249903B2 (ru) |
| BR (1) | BR112013027449A2 (ru) |
| CA (1) | CA2833863A1 (ru) |
| CL (1) | CL2013003097A1 (ru) |
| CO (1) | CO6842011A2 (ru) |
| EA (1) | EA025403B1 (ru) |
| IL (1) | IL228980A (ru) |
| MX (1) | MX353901B (ru) |
| PE (1) | PE20142465A1 (ru) |
| SG (1) | SG194587A1 (ru) |
| WO (1) | WO2012148911A2 (ru) |
Families Citing this family (76)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9352281B2 (en) | 2001-02-01 | 2016-05-31 | Yale University | Forward osmosis separation processes |
| EP1355859A2 (en) * | 2001-02-01 | 2003-10-29 | Yale University | Osmotic desalination process |
| CN102892713B (zh) | 2010-02-10 | 2016-05-04 | 金斯顿女王大学 | 具有可转换的离子强度的水 |
| CN102190380B (zh) * | 2010-03-16 | 2015-03-25 | 通用电气公司 | 溶液的处理系统和方法 |
| CN103459439B (zh) | 2010-12-15 | 2017-09-12 | 金斯顿女王大学 | 使用具有可转换的离子强度的水的系统和方法 |
| US9714183B1 (en) * | 2011-06-28 | 2017-07-25 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Water walls for life support |
| US9090491B2 (en) * | 2011-09-02 | 2015-07-28 | Saline Water Desalination Research Institute | Removal of boron from saline water using alkalized NF membrane pretreatment |
| EP2916936A1 (en) * | 2012-11-12 | 2015-09-16 | Nagare Membranes, LLC | Methods for reducing ion exchange and reverse salt flux phenomena in membranes for osmotically driven membrane processes |
| KR101286044B1 (ko) * | 2012-11-30 | 2013-07-15 | 한국과학기술연구원 | 하폐수 고도처리장치 및 이를 이용한 하폐수 고도처리방법 |
| US20150353397A1 (en) * | 2013-01-10 | 2015-12-10 | Tzahi Y. Cath | Water reuse system and method |
| WO2014123339A1 (ko) * | 2013-02-06 | 2014-08-14 | 한국과학기술원 | 무삼투압차 상태에서 유압-막공정 법으로 용질 함유 수용액을 고농도로 농축하는 방법 |
| KR20150114507A (ko) | 2013-02-08 | 2015-10-12 | 오아시스 워터, 인크. | 삼투적 분리 시스템 및 방법 |
| US20160002073A1 (en) * | 2013-02-13 | 2016-01-07 | Oasys Water, Inc. | Renewable desalination of brines |
| FR3004213B1 (fr) * | 2013-04-03 | 2015-07-03 | Total Sa | Production d'eau d'injection par couplage de procedes d'osmose directe et d'autres procedes de filtration |
| WO2014208936A1 (ko) * | 2013-06-24 | 2014-12-31 | (주)에이엠티퍼시픽 | 정삼투압 방식 수처리 장치에서 중탄산암모늄 용액의 재생방법 및 그 재생장치 |
| AU2014306078B2 (en) | 2013-08-05 | 2018-10-18 | Gradiant Corporation | Water treatment systems and associated methods |
| CA2925869A1 (en) | 2013-09-23 | 2015-03-26 | Gradiant Corporation | Desalination systems and associated methods |
| JP6333573B2 (ja) * | 2014-02-19 | 2018-05-30 | 株式会社ササクラ | 造水装置及び造水方法 |
| CN103819040B (zh) * | 2014-02-25 | 2015-04-29 | 张英华 | 正渗透法工业污水处理设备及其工艺流程 |
| AU2015244268B2 (en) | 2014-04-08 | 2019-05-16 | Oasys Water LLC | Osmotic separation systems and methods |
| US8882967B1 (en) * | 2014-05-14 | 2014-11-11 | The Southern Company | Systems and methods for purifying process water |
| US11198095B2 (en) * | 2014-05-23 | 2021-12-14 | Geo40 Limited | Silica products from geothermal fluids by reverse osmosis |
| KR101816340B1 (ko) * | 2014-07-14 | 2018-01-08 | 고려대학교 산학협력단 | 다중분리막에 의한 방사능물질 처리장치 |
| WO2016014842A1 (en) * | 2014-07-24 | 2016-01-28 | Oasys Water, Inc. | Water treatment systems and methods |
| TWM494164U (zh) * | 2014-09-17 | 2015-01-21 | Advanced Green Biotechnology Inc | 一種常壓發酵設備 |
| US20180147532A1 (en) * | 2014-10-20 | 2018-05-31 | Albemarle Corporation | Process For Concentration Of Lithium Containing Solutions |
| US9221694B1 (en) | 2014-10-22 | 2015-12-29 | Gradiant Corporation | Selective scaling in desalination water treatment systems and associated methods |
| CN104402161B (zh) * | 2014-11-28 | 2016-07-06 | 山东省环科院环境工程有限公司 | 一种节能石油化工废水深度处理系统及其处理方法 |
| WO2016094835A1 (en) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | Artesion, Inc. | A membrane and gas recycling system for forward osmosis water treatment systems using switchable polar solvents |
| AT516658A2 (de) * | 2014-12-17 | 2016-07-15 | Wenger-Öhn Hermann | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung einer wässrigen Stoffmischung |
| 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 |
| US10167218B2 (en) | 2015-02-11 | 2019-01-01 | Gradiant Corporation | Production of ultra-high-density brines |
| US10308526B2 (en) | 2015-02-11 | 2019-06-04 | Gradiant Corporation | Methods and systems for producing treated brines for desalination |
| US10105638B2 (en) * | 2015-05-29 | 2018-10-23 | Korea Institute Of Energy Research | Apparatus for separating CO2 from combustion gas using multi-stage membranes |
| WO2016204633A1 (en) | 2015-06-19 | 2016-12-22 | Environmetals Limited | Method of production of a silica concentrate |
| EP3316994B1 (de) * | 2015-07-01 | 2019-08-07 | Covestro Deutschland AG | Osmotisches destillationsverfahren zum konzentrieren einer kochsalzhaltigen flüssigkeit |
| WO2017018764A1 (ko) * | 2015-07-24 | 2017-02-02 | 장호남 | 무삼투압차 상태에서 역삼투압법으로 용질 함유 수용액을 고농도로 농축하는 방법 |
| JP2018520874A (ja) | 2015-07-24 | 2018-08-02 | ラブ・トゥ・マーケット・インコーポレイテッド | 溶質含有水溶液を高濃度に濃縮するための浸透圧を用いない逆浸透圧法 |
| FR3039362B1 (fr) * | 2015-07-27 | 2018-07-27 | Daniel Lucien Joseph Membrives | Procedes et equipements permettant de realiser dans les meilleures conditions d'efficacite et d'hygiene l'etape de dessalage d'aliments conserves par salaison. |
| AU2016298326B2 (en) | 2015-07-29 | 2022-08-04 | Gradiant Corporation | Osmotic desalination methods and associated systems |
| WO2017030937A1 (en) | 2015-08-14 | 2017-02-23 | Gradiant Corporation | Production of multivalent ion-rich process streams using multi-stage osmotic separation |
| WO2017030932A1 (en) | 2015-08-14 | 2017-02-23 | Gradiant Corporation | Selective retention of multivalent ions |
| JP2017039108A (ja) * | 2015-08-21 | 2017-02-23 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 排水処理方法及び排水処理設備 |
| JP6159371B2 (ja) * | 2015-08-25 | 2017-07-05 | 協和機電工業株式会社 | エネルギー生成装置用の制御装置 |
| JP6681975B2 (ja) * | 2015-08-28 | 2020-04-15 | アルベマール・コーポレーシヨン | リチウム含有ブラインからリチウム有価物を回収するための工程 |
| WO2017038402A1 (ja) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 東洋紡株式会社 | 水処理方法および水処理システム |
| US20190022550A1 (en) | 2016-01-22 | 2019-01-24 | Gradiant Corporation | Formation of solid salts using high gas flow velocities in humidifiers, such as multi-stage bubble column humidifiers |
| CA3011088C (en) | 2016-01-27 | 2023-10-03 | Koch-Glitsch, Lp | Inlet vane device with inner beam for rigidity and vessel containing same |
| WO2017147113A1 (en) | 2016-02-22 | 2017-08-31 | Gradiant Corporation | Hybrid desalination systems and associated methods |
| GB201605070D0 (en) * | 2016-03-24 | 2016-05-11 | Applied Biomimetic As | Power generation process |
| 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 |
| MX2019001463A (es) * | 2016-08-04 | 2019-05-30 | Oasys Water LLC | Sistemas y metodos para mejorar el desempeño de sistemas de osmosis directa. |
| EP3509727B1 (en) * | 2016-09-06 | 2023-06-07 | The Trustees of Princeton University | Methods for continuous flow separation of particles by gas dissolution |
| WO2019008219A1 (en) * | 2017-07-07 | 2019-01-10 | Suomen Malmijalostus Oy | VENTING WATER CONCENTRATION |
| GB201711238D0 (en) | 2017-07-12 | 2017-08-23 | Saltkraft Aps | Power generation process |
| GB201711240D0 (en) | 2017-07-12 | 2017-08-23 | Saltkraft Aps | Power generation process |
| CN111051886A (zh) * | 2017-08-30 | 2020-04-21 | 辛辛那提大学 | 处理流体样品的装置和方法 |
| US11235282B2 (en) | 2018-03-09 | 2022-02-01 | Terralithium Llc | Processes for producing lithium compounds using forward osmosis |
| US11174532B1 (en) * | 2018-03-09 | 2021-11-16 | Terralithium Llc | Processes for producing lithium compounds using reverse osmosis |
| US10938329B2 (en) * | 2018-03-22 | 2021-03-02 | University Of Notre Dame Du Lac | Electricity generation from low grade waste heat |
| WO2020041542A1 (en) | 2018-08-22 | 2020-02-27 | Gradiant Corporation | Liquid solution concentration system comprising isolated subsystem and related methods |
| US20200196620A1 (en) * | 2018-11-07 | 2020-06-25 | Fluid Technology Solutions (Fts), Inc. | Osmotic milk concentrator having a nutrient fortified draw solution |
| CA3116414C (en) * | 2019-02-06 | 2023-09-05 | Saltworks Technologies Inc. | Method and system for treating saltwater containing volatile compounds |
| US11478749B2 (en) | 2019-06-18 | 2022-10-25 | U.S. Department of the Interior, Bureau of Reclamation | Method for purifying and recovering solvent from ion exchange processes |
| US11385160B2 (en) | 2020-02-28 | 2022-07-12 | Saudi Arabian Oil Company | System and method for dynamic measurement of streaming potential in a core plug |
| GB202003685D0 (en) * | 2020-03-13 | 2020-04-29 | Ide Projects Ltd | Forward osmotic separation system and method |
| JP7020512B2 (ja) * | 2020-06-30 | 2022-02-16 | 東洋紡株式会社 | 膜分離装置および濃縮方法 |
| US20240043302A1 (en) | 2020-07-14 | 2024-02-08 | Sunvapor, Inc. | A hybrid process and system for recovering water |
| AU2021383601A1 (en) | 2020-11-17 | 2023-06-08 | Gradiant Corporaton | Osmotic methods and systems involving energy recovery |
| US12116326B2 (en) | 2021-11-22 | 2024-10-15 | Saudi Arabian Oil Company | Conversion of hydrogen sulfide and carbon dioxide into hydrocarbons using non-thermal plasma and a catalyst |
| US11951443B2 (en) | 2022-04-04 | 2024-04-09 | Saudi Arabian Oil Company | System and method for separating and recovering gas field chemicals from wastewater |
| DE102022112764A1 (de) | 2022-05-20 | 2023-11-23 | MionTec GmbH | Vorrichtung zur Aufbereitung einer Lösung sowie entsprechendes Verfahren |
| JP7392959B1 (ja) | 2022-05-20 | 2023-12-06 | 木村化工機株式会社 | アンモニア回収装置 |
| WO2024073485A1 (en) * | 2022-09-28 | 2024-04-04 | Gradiant Corporation | Lithium recovery from liquid streams using solute-permeable membranes |
| CN117038138B (zh) * | 2023-08-16 | 2024-02-23 | 西南科技大学 | 一种核电站高硼放射性废水深度净化及硼资源回收的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005012185A1 (en) * | 2003-07-30 | 2005-02-10 | University Of Surrey | Solvent removal process |
| US20050145568A1 (en) * | 2001-02-01 | 2005-07-07 | Robert Mc Ginnis | Osmotic desalination process |
| NL1035431C2 (nl) * | 2007-06-29 | 2009-11-04 | Water En Energiebedrijf Aruba | Een innovatief hybride Osmose en Reverse Osmosis (ORO) ontzoutingsproces voor de productie van drinkwater. |
| WO2009155596A2 (en) * | 2008-06-20 | 2009-12-23 | Yale University | Forward osmosis separation processes |
Family Cites Families (104)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3130156A (en) | 1960-12-13 | 1964-04-21 | Ray A Neff | Solvent extractor |
| US3171799A (en) | 1962-08-28 | 1965-03-02 | George W Batchelder | Process for the demineralization of water |
| US3216930A (en) | 1963-01-04 | 1965-11-09 | Dow Chemical Co | Process for liquid recovery and solution concentration |
| US3405058A (en) | 1964-02-17 | 1968-10-08 | Wendell S. Miller | Purification of water |
| US3357917A (en) | 1964-09-21 | 1967-12-12 | Kaiser Ind Corp | Desalination by osmosis and change of state |
| CH468356A (de) | 1966-04-05 | 1969-02-15 | Inventa Ag | Verfahren zur Aufarbeitung des bei der Synthese von Harnstoff aus Ammoniak und Kohlendioxyd in einem Synthesereaktor bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur erhaltenen Synthesegemisches |
| US3470093A (en) | 1966-11-09 | 1969-09-30 | Hydrocarbon Research Inc | Osmotic purification of solutions |
| AU425206B2 (en) | 1967-07-10 | 1972-06-19 | Thomas Hough William | Process and apparatus for extracting solvent from a solution |
| US3617547A (en) | 1968-03-19 | 1971-11-02 | Albert H Halff | Process for osmotically decreasing the concentration of a solute |
| US3562152A (en) | 1968-05-29 | 1971-02-09 | Research Corp | Osmosis,reverse osmosis process |
| US3541006A (en) | 1968-07-03 | 1970-11-17 | Amicon Corp | Ultrafiltration process |
| US3721621A (en) | 1969-12-02 | 1973-03-20 | W Hough | Forward-osmosis solvent extraction |
| US3670897A (en) | 1970-03-20 | 1972-06-20 | Bruce S Frank | Desalination of sea water |
| FR2102763A5 (en) | 1970-08-20 | 1972-04-07 | Midi Salins Saline Est | Desalination process - for sea-water |
| US3707231A (en) | 1971-01-25 | 1972-12-26 | Puredesal Inc | Two-stage fluid treatment system |
| US4142966A (en) | 1974-04-01 | 1979-03-06 | Monsanto Company | Membrane separation of water from aqueous mixtures |
| AT343082B (de) | 1974-11-28 | 1978-05-10 | Mohammed Thoeni | Verfahren und vorrichtung zur osmotischen trennung von losungen in losungsmittel und konzentrat mit einem unter druck loslichen gas |
| US4083781A (en) | 1976-07-12 | 1978-04-11 | Stone & Webster Engineering Corporation | Desalination process system and by-product recovery |
| JPS5332885A (en) | 1976-09-08 | 1978-03-28 | Teijin Ltd | Water making method |
| US4141825A (en) | 1977-10-31 | 1979-02-27 | Stone & Webster Engineering Corporation | Desalination process system and by-product recovery |
| US4161445A (en) | 1977-11-23 | 1979-07-17 | Coillet Dudley W | Process for the desalination of salt containing water |
| US4332685A (en) | 1978-01-26 | 1982-06-01 | Ecodyne Corporation | Method and apparatus for treating water |
| US4207183A (en) | 1978-05-11 | 1980-06-10 | Resources Conservation Company | Prevention of solute deposition fouling in membrane processes |
| DE2907319A1 (de) | 1979-02-24 | 1980-09-18 | Bayer Ag | Modulblock fuer osmotische trennverfahren |
| JPS5712802A (en) | 1980-06-26 | 1982-01-22 | Ebara Infilco Co Ltd | Water extraction system using permeable membrane |
| US4545862A (en) | 1981-03-17 | 1985-10-08 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Desalination device and process |
| JPS5898199A (ja) | 1981-12-04 | 1983-06-10 | Nishihara Environ Sanit Res Corp | 汚泥脱水方法 |
| EP0121099B1 (de) | 1983-03-03 | 1988-06-29 | Knut Stache | Vorrichtung zur Gewinnung von Trinkflüssigkeit aus Meerwasser, verunreinigtem Wasser od.dgl. durch Osmose |
| SU1105727A1 (ru) | 1983-10-20 | 1984-07-30 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Текстильной Институт Им.А.Н.Косыгина | Установка дл утилизации тепла |
| US4574049B1 (en) | 1984-06-04 | 1999-02-02 | Ionpure Filter Us Inc | Reverse osmosis system |
| ES8702157A1 (es) | 1984-11-21 | 1987-01-01 | Syrinx Res Pty Ltd | Un metodo de destilacion por membrana para la concentrancion de un primer fluido de presion osmotica relativamente baja. |
| US4618429A (en) | 1984-12-06 | 1986-10-21 | Resources Conservation Co. | Method of maintaining adequate seed crystal in preferential precipitation systems |
| GB8526976D0 (en) | 1985-11-01 | 1985-12-04 | Hamblin M J | Orally operable water filters |
| US4689156A (en) | 1985-11-12 | 1987-08-25 | Amax Inc. | Removal of ammonia from wastewater |
| US4808287A (en) | 1987-12-21 | 1989-02-28 | Hark Ernst F | Water purification process |
| IL95075A0 (en) | 1990-07-13 | 1991-06-10 | Joseph Yaeli | Method and apparatus for processing liquid solutions or suspensions particularly useful in the desalination of saline water |
| FR2682613B1 (fr) | 1991-10-22 | 1994-06-03 | Cogia | Procede de deshydratation au moins partielle d'une composition aqueuse et dispositifs pour mettre en óoeuvre le procede. |
| US5266203A (en) | 1992-01-30 | 1993-11-30 | Arrowhead Industrial Water, Inc. | Method for treating process streams containing cyanide and heavy metals |
| IL101906A0 (en) | 1992-05-18 | 1992-12-30 | Yissum Res Dev Co | Extraction of electrolytes from aqueous solutions |
| US5221477A (en) * | 1992-06-05 | 1993-06-22 | The Dow Chemical Company | Apparatus and method for reversed permeation membrane extraction of compounds from sample solutions |
| JPH0663362A (ja) | 1992-08-24 | 1994-03-08 | Kurita Water Ind Ltd | 膜分離装置 |
| US5403490A (en) | 1992-11-23 | 1995-04-04 | Desai; Satish | Process and apparatus for removing solutes from solutions |
| US5281430A (en) | 1992-12-08 | 1994-01-25 | Osmotek, Inc. | Osmotic concentration apparatus and method for direct osmotic concentration of fruit juices |
| US5695643A (en) | 1993-04-30 | 1997-12-09 | Aquatech Services, Inc. | Process for brine disposal |
| US5501798A (en) | 1994-04-06 | 1996-03-26 | Zenon Environmental, Inc. | Microfiltration enhanced reverse osmosis for water treatment |
| DE19613397C2 (de) * | 1996-04-03 | 2000-06-08 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zum biologischen Reinigen von Abwasser |
| US5925255A (en) | 1997-03-01 | 1999-07-20 | Mukhopadhyay; Debasish | Method and apparatus for high efficiency reverse osmosis operation |
| US6537456B2 (en) | 1996-08-12 | 2003-03-25 | Debasish Mukhopadhyay | Method and apparatus for high efficiency reverse osmosis operation |
| WO1999039799A1 (en) | 1998-02-09 | 1999-08-12 | Mcginnis Robert L | Osmotic desalinization process |
| WO1999042423A1 (en) | 1998-02-20 | 1999-08-26 | Bioscan A/S | Method and plant for the treatment of liquid organic waste |
| WO2000030742A1 (en) | 1998-11-23 | 2000-06-02 | Zenon Environmental Inc. | Water filtration using immersed membranes |
| AU768969B2 (en) | 1999-05-27 | 2004-01-15 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast- Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Method for the purification of a liquid by membrane distillation, in particular for the production of desalinated water from seawater or brackish water or process water |
| IT1307093B1 (it) | 1999-07-20 | 2001-10-23 | S I C It Spa | Procedimento sinergico di trattamento dei bagni di calcinaioprovenienti dalle operazioni conciarie per il recupero del cloruro |
| US7320756B2 (en) | 2001-05-05 | 2008-01-22 | Debasish Mukhopadhyay | Method and apparatus for treatment of feedwaters by membrane separation under acidic conditions |
| US6849184B1 (en) | 2001-12-12 | 2005-02-01 | Hydration Technologies Inc. | Forward osmosis pressurized device and process for generating potable water |
| US7591309B2 (en) | 2003-11-26 | 2009-09-22 | Aquatech International Corporation | Method for production of high pressure steam from produced water |
| WO2005089913A1 (en) | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Sri International | Membrane purification system |
| JP2005279540A (ja) | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Toray Eng Co Ltd | 淡水化装置 |
| GB0416310D0 (en) | 2004-07-21 | 2004-08-25 | Bp Exploration Operating | Method |
| JP2008526467A (ja) | 2004-10-25 | 2008-07-24 | キャスケイド デザインズ インコーポレイテッド | 制御可能な浸透圧剤を用いる順方向浸透装置 |
| US7608188B2 (en) | 2004-12-03 | 2009-10-27 | Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education | Vacuum enhanced direct contact membrane distillation |
| 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 |
| US7727400B2 (en) | 2005-09-23 | 2010-06-01 | Michael Flynn | Low water recovery rate desalination system and method |
| KR100697563B1 (ko) | 2005-11-25 | 2007-03-23 | 서희동 | 해양 심층수로부터 청정소금, 조염, 미네랄염 및 간수의제조방법 |
| CA2654508C (en) * | 2006-06-08 | 2014-07-29 | Yale University | Multi stage column distillation (mscd) method for osmotic solute recovery |
| US8029671B2 (en) | 2006-06-13 | 2011-10-04 | 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 |
| JP2008100219A (ja) | 2006-09-22 | 2008-05-01 | Toray Ind Inc | 脱塩方法及び脱塩装置 |
| GB2442941A (en) | 2006-10-21 | 2008-04-23 | Philip Peter Monro | A method for the generation of water with reduced ionic solutes |
| GB0622520D0 (en) | 2006-11-13 | 2006-12-20 | Univ Sheffield | Water purification |
| CN101743046A (zh) | 2007-06-28 | 2010-06-16 | 卡勒拉公司 | 包括碳酸盐化合物沉淀的脱盐方法和系统 |
| WO2009037515A2 (en) | 2007-09-20 | 2009-03-26 | Abdulsalam Al-Mayahi | Process and systems |
| US8021549B2 (en) | 2007-10-02 | 2011-09-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for producing potable water from seawater using forward osmosis |
| FR2927622B1 (fr) | 2008-02-14 | 2014-08-01 | Otv Sa | Procede de traitement d'eau par systeme membranaire de type nanofiltration ou osmose inverse permettant des taux de conversion eleves grace a l'elimination de la matiere organique. |
| CN201186204Y (zh) * | 2008-04-28 | 2009-01-28 | 李继征 | 一种反渗透膜清洗测试机 |
| WO2009152148A1 (en) | 2008-06-11 | 2009-12-17 | The Regents Of The University Of California | Method and system for high recovery water desalting |
| US8216473B2 (en) * | 2008-06-13 | 2012-07-10 | Solution Dynamics, Llc | Apparatus and methods for solution processing using reverse osmosis |
| GB2464956A (en) | 2008-10-31 | 2010-05-05 | Apaclara Ltd | Water purification method using a field separable osmotic agent |
| AU2009320741B2 (en) | 2008-11-28 | 2012-03-15 | Kobelco Eco-Solutions Co., Ltd. | Generation of fresh water |
| GB0822359D0 (en) | 2008-12-08 | 2009-01-14 | Univ Surrey | Solvent separation |
| GB0822362D0 (en) | 2008-12-08 | 2009-01-14 | Surrey Aquatechnology Ltd | Improved solvent removal |
| JP5066117B2 (ja) * | 2008-12-16 | 2012-11-07 | 積水化学工業株式会社 | 淡水製造方法及び装置 |
| US8021553B2 (en) | 2008-12-18 | 2011-09-20 | Nrgtek, Inc. | Systems and methods for forward osmosis fluid purification using cloud point extraction |
| US20100155333A1 (en) | 2008-12-18 | 2010-06-24 | Chevron U.S.A., Inc. | Process for dewatering an aqueous organic solution |
| US20100163471A1 (en) | 2008-12-30 | 2010-07-01 | Irving Elyanow | Water desalination plant and system for the production of pure water and salt |
| 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 |
| JP2010207748A (ja) | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 淡水化装置及び淡水化装置の洗浄方法 |
| WO2011004303A1 (en) | 2009-07-09 | 2011-01-13 | I.D.E. Technologies Ltd. | A desalination system |
| AU2010319846B2 (en) * | 2009-10-28 | 2015-05-28 | Oasys Water LLC | Forward osmosis separation processes |
| KR101144316B1 (ko) | 2009-10-28 | 2012-05-11 | 한국건설기술연구원 | 정삼투와 역삼투 조합형 막분리 하폐수 고도처리장치와, 상기 하폐수 고도처리를 위한 막분리공정 제어장치 및 제어방법 |
| US9044711B2 (en) | 2009-10-28 | 2015-06-02 | Oasys Water, Inc. | Osmotically driven membrane processes and systems and methods for draw solute recovery |
| JP5887273B2 (ja) | 2009-10-30 | 2016-03-16 | オアシス ウォーター，インコーポレーテッド | 浸透分離システム及び方法 |
| US20110155666A1 (en) | 2009-12-30 | 2011-06-30 | Chevron U.S.A. Inc. | Method and system using hybrid forward osmosis-nanofiltration (h-fonf) employing polyvalent ions in a draw solution for treating produced water |
| AU2011243020B2 (en) | 2010-04-23 | 2014-11-27 | Georgia-Pacific Chemicals Llc | Bonding wood composites with resin solids-fortified phenol-formaldehyde resin |
| US9211506B2 (en) | 2010-09-02 | 2015-12-15 | The University Of Hong Kong | Doping of inorganic minerals to hydrophobic membrane surface |
| KR101184651B1 (ko) | 2010-10-26 | 2012-09-26 | (주)대우건설 | 삼투막 및 나노필터를 이용한 삼투막의 염수 저류조 침지형 정삼투 담수화 장치 및 방법 |
| US20120174639A1 (en) | 2011-01-11 | 2012-07-12 | Herron John R | Food Waste Concentration System and Related Processes |
| KR101054302B1 (ko) | 2011-01-19 | 2011-08-08 | 한국과학기술연구원 | 삼투압을 이용한 무동력 여과장치 및 방법 |
| WO2012102677A1 (en) | 2011-01-24 | 2012-08-02 | Nano-Mem Pte. Ltd. | Method and apparatus for recovering water from a source water |
| JP5575015B2 (ja) | 2011-03-07 | 2014-08-20 | 株式会社日立製作所 | 淡水製造システム |
| SG194156A1 (en) | 2011-04-25 | 2013-11-29 | Trevi Systems Inc | Recovery of retrograde soluble solute for forward osmosis water treatment |
| WO2013003607A2 (en) | 2011-06-28 | 2013-01-03 | King Abdullah University Of Science And Technology | Apparatus, system, and method for forward osmosis in water reuse |
| KR101298724B1 (ko) | 2011-08-12 | 2013-08-21 | 주식회사 앱스필 | 유도용액의 일부가 정삼투 분리기로 직접 재공급되는 막증류 방식의 정삼투 담수화 장치 |
| US10363336B2 (en) | 2011-08-26 | 2019-07-30 | Battelle Energy Alliance, Llc | Methods and systems for treating liquids using switchable solvents |
| US20130048564A1 (en) | 2011-08-26 | 2013-02-28 | Battelle Energy Alliance, Llc | Draw solutes, methods of forming draw solutes, and methods of using draw solutes to treat an aqueous liquid |
-
2012
- 2012-04-24 MX MX2013012518A patent/MX353901B/es active IP Right Grant
- 2012-04-24 SG SG2013078670A patent/SG194587A1/en unknown
- 2012-04-24 CN CN201280031184.7A patent/CN103619452B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-04-24 CA CA2833863A patent/CA2833863A1/en not_active Abandoned
- 2012-04-24 BR BR112013027449A patent/BR112013027449A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2012-04-24 KR KR1020137031194A patent/KR101943421B1/ko active IP Right Grant
- 2012-04-24 EP EP12719549.3A patent/EP2701829A2/en not_active Withdrawn
- 2012-04-24 WO PCT/US2012/034801 patent/WO2012148911A2/en active Application Filing
- 2012-04-24 JP JP2014508483A patent/JP5992998B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2012-04-24 CN CN201510796737.3A patent/CN105439246A/zh active Pending
- 2012-04-24 US US13/454,499 patent/US9039899B2/en active Active
- 2012-04-24 PE PE2013002395A patent/PE20142465A1/es not_active Application Discontinuation
- 2012-04-24 AU AU2012249903A patent/AU2012249903B2/en not_active Ceased
- 2012-04-24 EA EA201391569A patent/EA025403B1/ru not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-10-21 IL IL228980A patent/IL228980A/en not_active IP Right Cessation
- 2013-10-24 CO CO13252769A patent/CO6842011A2/es active IP Right Grant
- 2013-10-25 CL CL2013003097A patent/CL2013003097A1/es unknown
-
2015
- 2015-04-24 US US14/695,983 patent/US10280097B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050145568A1 (en) * | 2001-02-01 | 2005-07-07 | Robert Mc Ginnis | Osmotic desalination process |
| WO2005012185A1 (en) * | 2003-07-30 | 2005-02-10 | University Of Surrey | Solvent removal process |
| NL1035431C2 (nl) * | 2007-06-29 | 2009-11-04 | Water En Energiebedrijf Aruba | Een innovatief hybride Osmose en Reverse Osmosis (ORO) ontzoutingsproces voor de productie van drinkwater. |
| WO2009155596A2 (en) * | 2008-06-20 | 2009-12-23 | Yale University | Forward osmosis separation processes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140033061A (ko) | 2014-03-17 |
| CN103619452A (zh) | 2014-03-05 |
| KR101943421B1 (ko) | 2019-01-30 |
| SG194587A1 (en) | 2013-12-30 |
| JP5992998B2 (ja) | 2016-09-14 |
| IL228980A0 (en) | 2013-12-31 |
| IL228980A (en) | 2016-08-31 |
| CO6842011A2 (es) | 2014-01-20 |
| EA201391569A1 (ru) | 2014-06-30 |
| MX353901B (es) | 2018-02-02 |
| CN105439246A (zh) | 2016-03-30 |
| AU2012249903B2 (en) | 2015-11-12 |
| PE20142465A1 (es) | 2015-01-22 |
| CA2833863A1 (en) | 2012-11-01 |
| US9039899B2 (en) | 2015-05-26 |
| WO2012148911A2 (en) | 2012-11-01 |
| CL2013003097A1 (es) | 2014-02-14 |
| US20120267307A1 (en) | 2012-10-25 |
| US10280097B2 (en) | 2019-05-07 |
| US20150225261A1 (en) | 2015-08-13 |
| EP2701829A2 (en) | 2014-03-05 |
| MX2013012518A (es) | 2014-02-03 |
| JP2014512952A (ja) | 2014-05-29 |
| WO2012148911A3 (en) | 2013-09-06 |
| BR112013027449A2 (pt) | 2019-09-24 |
| CN103619452B (zh) | 2015-12-23 |
| AU2012249903A1 (en) | 2013-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA025403B1 (ru) | Системы и способы осмотического разделения | |
| US10315163B2 (en) | Osmotic separation systems and methods | |
| US9352281B2 (en) | Forward osmosis separation processes | |
| CN102774994B (zh) | 组合式膜分离回收含盐废水工艺 | |
| Pervov | Precipitation of calcium carbonate in reverse osmosis retentate flow by means of seeded techniques—A tool to increase recovery | |
| Chang et al. | Mesophilic microfiltration–anaerobic osmotic membrane bioreactor–membrane distillation hybrid system for phosphorus recovery | |
| US10384967B2 (en) | Water treatment systems and methods | |
| CN209652059U (zh) | 一种零排放的分质盐装置 | |
| CN209065641U (zh) | 一种高盐废水的处理系统 | |
| Pervov | Measures to Increase Recoveries and Avoid Concentrate Disposal: Principles to Control Scaling and Reduce Concentrate Disposal in Reverse Osmosis Applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |