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Description
流下する入来水と同時に、熱が熱伝達槽にて提供され、熱パイプによって次第に上方に伝達される。熱パイプは、その高温端と低温端との間の小さい温度差によって動作する、高効率エンタルピー伝達装置である。いくつかの熱パイプが熱伝達槽にて提供された熱を底部ボイラに伝達する。底部ボイラで生成された蒸気は、底部凝縮器内で凝縮熱として大部分が回収され、凝縮器にて別のセットの熱パイプがこの熱を上ボイラに伝達し、このため複数の蒸発および凝縮チャンバに熱を次第に再使用する。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
前処理部および脱塩部を備える浄水および脱塩システムであって、
該前処理がスケール形成化合物を永続的に除去し、その間に貴重な副生成物およびＣＯ ２ 隔離を生じ、そして
該脱塩部がユーザ介入またはクリーニングを必要とせずに浄化および脱塩の連続動作を可能にし、そして
該システムが汚染水試料から、微生物学的汚染物質、放射性汚染物質、金属、塩、揮発性有機物および不揮発性有機物から成る群より選択される複数の汚染物質種を除去して、その間に蒸留エネルギーを複数回、回収することが可能であり、そして
該システムのエネルギー源が、電気、地熱エネルギー、太陽エネルギー、または油、炭化水素もしくは天然ガスの燃焼、または廃熱から成る群より選択される、
システム。
（項目２）
水溶液からのスケール形成化合物の除去が、
少なくとも１つのイオンを該溶液に、アルカリ性ｐＨにて第１のスケール形成化合物の沈殿を引き起こすのに十分な化学量論的量で添加すること；
該溶液のｐＨをアルカリ性ｐＨに調整して、これにより該第１のスケール形成化合物を沈殿させること；
該第１のスケール形成化合物を該溶液から除去すること；
別のイオンを該溶液に添加して、その間にｐＨをアルカリ性ｐＨに調整して他のスケール形成化合物の沈殿を引き起こすこと；および
他のスケール形成化合物を該溶液から除去すること；
を含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記第１のイオンが水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、および同様の水酸化物から成る群より選択される、項目２に記載の方法。
（項目４）
前記ｐＨが１０．５から１１．０の間に調整される、項目２に記載の方法。
（項目５）
前記第２のイオンが炭酸イオンまたは重炭酸イオンである、項目２に記載の方法。
（項目６）
前記第２のイオンが二価カチオンであり、Ｃａ ２＋ イオンまたはＭｇ ２＋ イオンである、項目２に記載の方法。
（項目７）
前記化学量論的量が、前記第１のスケール形成化合物において、前記二価カチオンをバリウム、カドミウム、コバルト、鉄、鉛、マンガン、ニッケル、ストロンチウムおよび亜鉛から成る群より選択される二価カチオンで置換するのに十分である、項目６に記載の方法。
（項目８）
前記化学量論的量が、前記第１のスケール形成化合物において、前記二価カチオンをアルミニウムおよびネオジムから成る群より選択される三価カチオンで置換するのに十分である、項目６に記載の方法。
（項目９）
第２のイオンを添加することが、ＣＯ ２ ガスによって前記溶液をスパージングすることを含む、項目５に記載の方法。
（項目１０）
前記ＣＯ ２ が大気中のＣＯ ２ である、項目９に記載の方法。
（項目１１）
第２のイオンを添加することが前記溶液に重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムおよび重炭酸アンモニウムから成る群より選択される可溶性重炭酸イオンを添加することを含む、項目５に記載の方法。
（項目１２）
前記第２の沈殿が９．８から１０．０の間のｐＨにて行われる、項目２に記載の方法。
（項目１３）
前記第１のスケール形成化合物を除去することが、濾過、沈降および遠心分離から成る群より選択される少なくとも１つのステップを含む、項目２に記載の方法。
（項目１４）
前記第２のスケール形成化合物が不溶性カーボネート化合物を含む、項目２に記載の方法。
（項目１５）
前記第２のスケール形成化合物を除去することが、濾過、沈降および遠心分離から成る群より選択される少なくとも１つのステップを含む、項目２に記載の方法。
（項目１６）
加えて、少なくとも１つのイオンを添加する前に汚染物質を前記溶液から除去することを含む、項目２に記載の方法。
（項目１７）
前記汚染物質が固体粒子および炭化水素液滴から成る群より選択される、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
前記水溶液が水道水、汚染水溶液、海水および炭化水素で汚染された塩性塩水から成る群より選択される、項目１６に記載の方法。
（項目１９）
水溶液を提供すること；
項目２に記載の方法を行うこと；
前記第１のスケール形成化合物を回収すること；および
前記第２のスケール形成化合物を回収すること；
を含む、スケール形成化合物を得る方法。
（項目２０）
前記第１および第２のスケール形成化合物が表４に挙げた化合物の群より選択される、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
炭酸イオンの存在下でＣＯ ２ 隔離化合物を形成できる少なくとも１つのイオンを含有する水溶液を提供すること；
炭酸イオンを該溶液に、アルカリ性ｐＨにて該ＣＯ ２ 隔離化合物の沈殿を引き起こすのに十分な化学量論的量で添加すること；
該溶液のｐＨをアルカリ性ｐＨに調整して、これにより該ＣＯ ２ 隔離化合物を沈殿させること；および
該溶液から該ＣＯ ２ 隔離化合物を除去すること；
炭酸イオンを添加することが大気中のＣＯ ２ を該溶液に添加すること；
を含む、大気中のＣＯ ２ を隔離する方法であって、
該大気中のＣＯ ２ が該ＣＯ ２ 隔離化合物中に隔離される、
方法。
（項目２２）
前記アルカリ性ｐＨがおよそ９．２または９．２より上のｐＨである、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
前記ＣＯ ２ 隔離化合物がＣａＣＯ ３ 、ＢａＣＯ ３ 、ＳｒＣＯ ３ 、ＭｇＣＯ ３ および同様のカーボネートから成る群より選択される、項目２１に記載の方法。
（項目２４）
前記ＣＯ ２ 隔離化合物を除去することが、濾過、沈降および遠心分離から成る群より選択される少なくとも１つのステップを含む、項目２１に記載の方法。
（項目２５）
水溶液からスケール形成化合物を除去する装置であって：
該水溶液用の入口；
ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ） ２ および同様の水酸化物から成る群より選択される、ｐＨ調整のための苛性溶液源；
該入口および該苛性溶液と流体連通した第１のタンク；
該第１のタンクと流体連通したフィルタであって、該第１のタンク内の該溶液から第１のスケール形成化合物を分離するのに適したフィルタ；
ＣＯ ２ ガス源；
該苛性溶液源と流体連通することができるｐＨ上昇剤源；
該ｐＨ上昇剤源、該ＣＯ ２ ガス源および該第１のタンクと流体連通している第２のタンク；ならびに
該第２のタンクと流体連通したフィルタであって、該第２のタンクの該溶液から第２のスケール形成化合物を分離するのに適したフィルタ；
を備える装置。
（項目２６）
前記脱塩システムが入口、プレヒータ、脱ガス装置、複数の蒸発チャンバ、デミスタ、熱パイプおよび生成物凝縮器、廃棄物出口、多数の生成物出口、加熱チャンバおよび制御システムを備え、
前記汚染水が表１に示すレベルよりも最大で２５、５０、１００または１，０００倍高い前記汚染物質種のレベルを有する場合、該システムで浄化された水が表１に示すレベルより低いすべての汚染物質種のレベルを有するように、凝縮熱が回収されて追加の蒸発のために再使用される、
項目１に記載のシステム。
（項目２７）
生成される水の体積が投入水の体積の約２０％から約９９％の間である、項目２６に記載のシステム。
（項目２８）
前記システムが少なくとも約２か月、１年、５年またはそれより長い使用期間を通じてクリーニングを必要としない、項目２６に記載のシステム。
（項目２９）
前記入口を通る水流を調節するための入口スイッチをさらに備える、項目２６に記載のシステム。
（項目３０）
前記スイッチがソレノイド、弁および開口部から成る群より選択される機構を備える、項目２９に記載のシステム。
（項目３１）
前記入口スイッチが制御システムによって制御される、項目２９に記載のシステム。
（項目３２）
遮断制御手段をさらに備える、項目１に記載のシステム。
（項目３３）
前記遮断制御手段が、手動制御手段、溢れ制御手段、凝縮器タンク容量制御手段および蒸発チャンバ容量制御手段から成る群より選択される、項目３２に記載のシステム。
（項目３４）
前記制御システムが、ボイラ内の温度センサ、凝縮器タンクフロートおよび溢れ検出器から成る群より選択される少なくとも１つの検出方法からのフィードバックに基づいて前記入口を制御する、項目３２に記載のシステム。
（項目３５）
前記制御システムが前記前処理および脱塩システムからのフィードバックに基づいて前記スイッチを制御する、項目３１に記載のシステム。
（項目３６）
フローコントローラをさらに備える、項目１に記載のシステム。
（項目３７）
前記フローコントローラが圧力調整器を備える、項目３６に記載のシステム。
（項目３８）
前記圧力調整器が水圧を約０ｋＰａから２５０ｋＰａ（０から３６ｐｓｉ）の間に維持する、項目３７に記載のシステム。
（項目３９）
前記予熱チャンバを出る水が少なくとも約９６℃の温度を有する、項目２６に記載のシステム。
（項目４０）
前記脱ガス装置が実質的に垂直向きであり、上端および下端を有する、項目２６に記載のシステム。
（項目４１）
前記予熱チャンバからの加熱水が前記脱ガス装置の前記上端付近に進入する、項目４０に記載のシステム。
（項目４２）
前記加熱水が前記脱ガス装置の前記下端付近から出る、項目４０に記載のシステム。
（項目４３）
前記蒸発チャンバからの蒸気が前記脱ガス装置の前記下端付近に進入する、項目２６に記載のシステム。
（項目４４）
前記蒸気が前記脱ガス装置の前記上端付近から出る、項目４３に記載のシステム。
（項目４５）
前記脱ガス装置が水および蒸気の混合を容易にするのに適したマトリクスを備える、項目４０に記載のシステム。
（項目４６）
前記マトリクスが実質的に球状粒子を備える、項目４５に記載のシステム。
（項目４７）
前記マトリクスが非球状粒子を備える、項目４５に記載のシステム。
（項目４８）
前記マトリクスが前記脱ガス装置内に均一に充填されるように選択されたサイズを有する粒子を備える、項目４５に記載のシステム。
（項目４９）
前記マトリクスが異なるサイズの粒子を備え、前記粒子が前記脱ガス装置内にサイズ勾配により配置される、項目４５に記載のシステム。
（項目５０）
前記脱ガス装置を出た水が有機物および揮発性ガスを実質的に含まない、項目４２に記載のシステム。
（項目５１）
前記蒸発チャンバが低い凝縮器チャンバから伝達される熱を送達する複数の熱パイプを含む、項目２６に記載のシステム。
（項目５２）
前記蒸発チャンバが排水管をさらに備え、前記排水管が前記チャンバの中央にまたは中央周囲にある、項目５１に記載のシステム。
（項目５３）
前記加熱チャンバが廃熱源から熱を伝達する電熱素子、ガスもしくはオイルバーナーまたは熱パイプをさらに備え、該加熱チャンバが前記蒸発チャンバの底部に隣接している、項目２６に記載のシステム。
（項目５４）
前記デミスタが前記蒸発チャンバの上面近くに位置決めされている、項目２６に記載のシステム。
（項目５５）
前記蒸発チャンバからの蒸気が圧力下で前記デミスタに進入する、項目２６に記載のシステム。
（項目５６）
前記蒸発チャンバがバッフルガードおよび金属溝によって、凝縮した液滴が前記デミスタに進入するのを防止する、項目２６に記載のシステム。
（項目５７）
前記デミスタの制御パラメータが清浄蒸気出口の陥凹位置、該デミスタにわたっての圧力差、蒸気入口の流れに対する抵抗および蒸気出口の流れに対する抵抗から成る群より選択される少なくとも１つのパラメータを含む、項目５４に記載のシステム。
（項目５８）
前記凝縮器の生成物を冷却するための熱パイプをさらに備える、項目２６に記載のシステム。
（項目５９）
生成水が前記生成物出口を通じて前記生成物凝縮器から出る、項目２６に記載のシステム。
（項目６０）
廃水が前記廃棄物出口を通じて前記システムから出る、項目２６に記載のシステム。
（項目６１）
少なくとも１つの汚染物質を第１の濃度で含む入口水源を提供するステップ；
該入口水のｐＨを調整して不溶性水酸化物の沈殿を引き起こし、入来水から沈殿物を分離するステップ；
炭酸イオン源を添加してｐＨを調整して不溶性カーボネートの沈殿を引き起こし、該入来水から該沈殿物を分離するステップ；
スケール除去された前処理水を、該入口水の温度を９０℃超に上昇させることができる予熱チャンバに通過させるステップ；
脱ガス装置内で反対方向のガス流に対して該入口水を逆流させることにより、該入口水から本質的にすべての有機物、揮発物およびガスを除去するステップ；
蒸気の形成を可能にする条件下で、１分から９０分の間のまたはそれより長い平均滞留時間にわたって、水を蒸発チャンバ内に維持するステップ；
蒸気を該蒸発チャンバからデミスタに排出するステップ；
該デミスタ内で清浄蒸気を汚染物質含有廃棄物から分離するステップ；
該清浄蒸気を凝縮して、該少なくとも１つの汚染物質を、該第１の濃度よりも低い第２の濃度で含む浄水を得るステップ；
凝縮器チャンバからの熱を、回収される熱の量が凝縮熱の少なくとも５０％、６０％、７０％、８０％、９０％またはそれより上であるように回収して、上沸騰または予熱チャンバ中に伝達するステップ；
エネルギーを再使用する間に、清浄な水生成を最大化するために、蒸発、凝縮および蒸気除去動作を複数回反復するステップ；
を含む、水を浄化および脱塩する方法。
（項目６２）
前記少なくとも１つの汚染物質が表３に挙げたような微生物、放射性核種、塩、有機物および消毒副生成物から成る群より選択され、
前記第２の濃度が表３に示す濃度より大きくなく、そして
前記第１の濃度が該第２の濃度の少なくとも約１０倍である、項目６１に記載の方法。
（項目６３）
ボイラ、凝縮器およびプレヒータのスタック配置が前記沸騰および凝縮器チャンバを分離する穿孔板を備えた金属シェル内に包囲されている、項目６１に記載の方法。
（項目６４）
前記穿孔板により熱パイプ、前記脱ガス装置、デミスタ、塩水オーバーフロー管および廃棄物蒸気管の通過が可能となる、項目６１に記載の方法。
（項目６５）
前記ボイラ、プレヒータおよび熱パイプが非腐食性材料、たとえばチタン合金またはポリマー被覆金属から構築されている、項目６１に記載の方法。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
前処理部および脱塩部を備える浄水および脱塩システムであって、
該前処理がスケール形成化合物を永続的に除去し、その間に貴重な副生成物およびＣＯ ２ 隔離を生じ、そして
該脱塩部がユーザ介入またはクリーニングを必要とせずに浄化および脱塩の連続動作を可能にし、そして
該システムが汚染水試料から、微生物学的汚染物質、放射性汚染物質、金属、塩、揮発性有機物および不揮発性有機物から成る群より選択される複数の汚染物質種を除去して、その間に蒸留エネルギーを複数回、回収することが可能であり、そして
該システムのエネルギー源が、電気、地熱エネルギー、太陽エネルギー、または油、炭化水素もしくは天然ガスの燃焼、または廃熱から成る群より選択される、
システム。
（項目２）
水溶液からのスケール形成化合物の除去が、
少なくとも１つのイオンを該溶液に、アルカリ性ｐＨにて第１のスケール形成化合物の沈殿を引き起こすのに十分な化学量論的量で添加すること；
該溶液のｐＨをアルカリ性ｐＨに調整して、これにより該第１のスケール形成化合物を沈殿させること；
該第１のスケール形成化合物を該溶液から除去すること；
別のイオンを該溶液に添加して、その間にｐＨをアルカリ性ｐＨに調整して他のスケール形成化合物の沈殿を引き起こすこと；および
他のスケール形成化合物を該溶液から除去すること；
を含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記第１のイオンが水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、および同様の水酸化物から成る群より選択される、項目２に記載の方法。
（項目４）
前記ｐＨが１０．５から１１．０の間に調整される、項目２に記載の方法。
（項目５）
前記第２のイオンが炭酸イオンまたは重炭酸イオンである、項目２に記載の方法。
（項目６）
前記第２のイオンが二価カチオンであり、Ｃａ ２＋ イオンまたはＭｇ ２＋ イオンである、項目２に記載の方法。
（項目７）
前記化学量論的量が、前記第１のスケール形成化合物において、前記二価カチオンをバリウム、カドミウム、コバルト、鉄、鉛、マンガン、ニッケル、ストロンチウムおよび亜鉛から成る群より選択される二価カチオンで置換するのに十分である、項目６に記載の方法。
（項目８）
前記化学量論的量が、前記第１のスケール形成化合物において、前記二価カチオンをアルミニウムおよびネオジムから成る群より選択される三価カチオンで置換するのに十分である、項目６に記載の方法。
（項目９）
第２のイオンを添加することが、ＣＯ ２ ガスによって前記溶液をスパージングすることを含む、項目５に記載の方法。
（項目１０）
前記ＣＯ ２ が大気中のＣＯ ２ である、項目９に記載の方法。
（項目１１）
第２のイオンを添加することが前記溶液に重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムおよび重炭酸アンモニウムから成る群より選択される可溶性重炭酸イオンを添加することを含む、項目５に記載の方法。
（項目１２）
前記第２の沈殿が９．８から１０．０の間のｐＨにて行われる、項目２に記載の方法。
（項目１３）
前記第１のスケール形成化合物を除去することが、濾過、沈降および遠心分離から成る群より選択される少なくとも１つのステップを含む、項目２に記載の方法。
（項目１４）
前記第２のスケール形成化合物が不溶性カーボネート化合物を含む、項目２に記載の方法。
（項目１５）
前記第２のスケール形成化合物を除去することが、濾過、沈降および遠心分離から成る群より選択される少なくとも１つのステップを含む、項目２に記載の方法。
（項目１６）
加えて、少なくとも１つのイオンを添加する前に汚染物質を前記溶液から除去することを含む、項目２に記載の方法。
（項目１７）
前記汚染物質が固体粒子および炭化水素液滴から成る群より選択される、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
前記水溶液が水道水、汚染水溶液、海水および炭化水素で汚染された塩性塩水から成る群より選択される、項目１６に記載の方法。
（項目１９）
水溶液を提供すること；
項目２に記載の方法を行うこと；
前記第１のスケール形成化合物を回収すること；および
前記第２のスケール形成化合物を回収すること；
を含む、スケール形成化合物を得る方法。
（項目２０）
前記第１および第２のスケール形成化合物が表４に挙げた化合物の群より選択される、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
炭酸イオンの存在下でＣＯ ２ 隔離化合物を形成できる少なくとも１つのイオンを含有する水溶液を提供すること；
炭酸イオンを該溶液に、アルカリ性ｐＨにて該ＣＯ ２ 隔離化合物の沈殿を引き起こすのに十分な化学量論的量で添加すること；
該溶液のｐＨをアルカリ性ｐＨに調整して、これにより該ＣＯ ２ 隔離化合物を沈殿させること；および
該溶液から該ＣＯ ２ 隔離化合物を除去すること；
炭酸イオンを添加することが大気中のＣＯ ２ を該溶液に添加すること；
を含む、大気中のＣＯ ２ を隔離する方法であって、
該大気中のＣＯ ２ が該ＣＯ ２ 隔離化合物中に隔離される、
方法。
（項目２２）
前記アルカリ性ｐＨがおよそ９．２または９．２より上のｐＨである、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
前記ＣＯ ２ 隔離化合物がＣａＣＯ ３ 、ＢａＣＯ ３ 、ＳｒＣＯ ３ 、ＭｇＣＯ ３ および同様のカーボネートから成る群より選択される、項目２１に記載の方法。
（項目２４）
前記ＣＯ ２ 隔離化合物を除去することが、濾過、沈降および遠心分離から成る群より選択される少なくとも１つのステップを含む、項目２１に記載の方法。
（項目２５）
水溶液からスケール形成化合物を除去する装置であって：
該水溶液用の入口；
ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ） ２ および同様の水酸化物から成る群より選択される、ｐＨ調整のための苛性溶液源；
該入口および該苛性溶液と流体連通した第１のタンク；
該第１のタンクと流体連通したフィルタであって、該第１のタンク内の該溶液から第１のスケール形成化合物を分離するのに適したフィルタ；
ＣＯ ２ ガス源；
該苛性溶液源と流体連通することができるｐＨ上昇剤源；
該ｐＨ上昇剤源、該ＣＯ ２ ガス源および該第１のタンクと流体連通している第２のタンク；ならびに
該第２のタンクと流体連通したフィルタであって、該第２のタンクの該溶液から第２のスケール形成化合物を分離するのに適したフィルタ；
を備える装置。
（項目２６）
前記脱塩システムが入口、プレヒータ、脱ガス装置、複数の蒸発チャンバ、デミスタ、熱パイプおよび生成物凝縮器、廃棄物出口、多数の生成物出口、加熱チャンバおよび制御システムを備え、
前記汚染水が表１に示すレベルよりも最大で２５、５０、１００または１，０００倍高い前記汚染物質種のレベルを有する場合、該システムで浄化された水が表１に示すレベルより低いすべての汚染物質種のレベルを有するように、凝縮熱が回収されて追加の蒸発のために再使用される、
項目１に記載のシステム。
（項目２７）
生成される水の体積が投入水の体積の約２０％から約９９％の間である、項目２６に記載のシステム。
（項目２８）
前記システムが少なくとも約２か月、１年、５年またはそれより長い使用期間を通じてクリーニングを必要としない、項目２６に記載のシステム。
（項目２９）
前記入口を通る水流を調節するための入口スイッチをさらに備える、項目２６に記載のシステム。
（項目３０）
前記スイッチがソレノイド、弁および開口部から成る群より選択される機構を備える、項目２９に記載のシステム。
（項目３１）
前記入口スイッチが制御システムによって制御される、項目２９に記載のシステム。
（項目３２）
遮断制御手段をさらに備える、項目１に記載のシステム。
（項目３３）
前記遮断制御手段が、手動制御手段、溢れ制御手段、凝縮器タンク容量制御手段および蒸発チャンバ容量制御手段から成る群より選択される、項目３２に記載のシステム。
（項目３４）
前記制御システムが、ボイラ内の温度センサ、凝縮器タンクフロートおよび溢れ検出器から成る群より選択される少なくとも１つの検出方法からのフィードバックに基づいて前記入口を制御する、項目３２に記載のシステム。
（項目３５）
前記制御システムが前記前処理および脱塩システムからのフィードバックに基づいて前記スイッチを制御する、項目３１に記載のシステム。
（項目３６）
フローコントローラをさらに備える、項目１に記載のシステム。
（項目３７）
前記フローコントローラが圧力調整器を備える、項目３６に記載のシステム。
（項目３８）
前記圧力調整器が水圧を約０ｋＰａから２５０ｋＰａ（０から３６ｐｓｉ）の間に維持する、項目３７に記載のシステム。
（項目３９）
前記予熱チャンバを出る水が少なくとも約９６℃の温度を有する、項目２６に記載のシステム。
（項目４０）
前記脱ガス装置が実質的に垂直向きであり、上端および下端を有する、項目２６に記載のシステム。
（項目４１）
前記予熱チャンバからの加熱水が前記脱ガス装置の前記上端付近に進入する、項目４０に記載のシステム。
（項目４２）
前記加熱水が前記脱ガス装置の前記下端付近から出る、項目４０に記載のシステム。
（項目４３）
前記蒸発チャンバからの蒸気が前記脱ガス装置の前記下端付近に進入する、項目２６に記載のシステム。
（項目４４）
前記蒸気が前記脱ガス装置の前記上端付近から出る、項目４３に記載のシステム。
（項目４５）
前記脱ガス装置が水および蒸気の混合を容易にするのに適したマトリクスを備える、項目４０に記載のシステム。
（項目４６）
前記マトリクスが実質的に球状粒子を備える、項目４５に記載のシステム。
（項目４７）
前記マトリクスが非球状粒子を備える、項目４５に記載のシステム。
（項目４８）
前記マトリクスが前記脱ガス装置内に均一に充填されるように選択されたサイズを有する粒子を備える、項目４５に記載のシステム。
（項目４９）
前記マトリクスが異なるサイズの粒子を備え、前記粒子が前記脱ガス装置内にサイズ勾配により配置される、項目４５に記載のシステム。
（項目５０）
前記脱ガス装置を出た水が有機物および揮発性ガスを実質的に含まない、項目４２に記載のシステム。
（項目５１）
前記蒸発チャンバが低い凝縮器チャンバから伝達される熱を送達する複数の熱パイプを含む、項目２６に記載のシステム。
（項目５２）
前記蒸発チャンバが排水管をさらに備え、前記排水管が前記チャンバの中央にまたは中央周囲にある、項目５１に記載のシステム。
（項目５３）
前記加熱チャンバが廃熱源から熱を伝達する電熱素子、ガスもしくはオイルバーナーまたは熱パイプをさらに備え、該加熱チャンバが前記蒸発チャンバの底部に隣接している、項目２６に記載のシステム。
（項目５４）
前記デミスタが前記蒸発チャンバの上面近くに位置決めされている、項目２６に記載のシステム。
（項目５５）
前記蒸発チャンバからの蒸気が圧力下で前記デミスタに進入する、項目２６に記載のシステム。
（項目５６）
前記蒸発チャンバがバッフルガードおよび金属溝によって、凝縮した液滴が前記デミスタに進入するのを防止する、項目２６に記載のシステム。
（項目５７）
前記デミスタの制御パラメータが清浄蒸気出口の陥凹位置、該デミスタにわたっての圧力差、蒸気入口の流れに対する抵抗および蒸気出口の流れに対する抵抗から成る群より選択される少なくとも１つのパラメータを含む、項目５４に記載のシステム。
（項目５８）
前記凝縮器の生成物を冷却するための熱パイプをさらに備える、項目２６に記載のシステム。
（項目５９）
生成水が前記生成物出口を通じて前記生成物凝縮器から出る、項目２６に記載のシステム。
（項目６０）
廃水が前記廃棄物出口を通じて前記システムから出る、項目２６に記載のシステム。
（項目６１）
少なくとも１つの汚染物質を第１の濃度で含む入口水源を提供するステップ；
該入口水のｐＨを調整して不溶性水酸化物の沈殿を引き起こし、入来水から沈殿物を分離するステップ；
炭酸イオン源を添加してｐＨを調整して不溶性カーボネートの沈殿を引き起こし、該入来水から該沈殿物を分離するステップ；
スケール除去された前処理水を、該入口水の温度を９０℃超に上昇させることができる予熱チャンバに通過させるステップ；
脱ガス装置内で反対方向のガス流に対して該入口水を逆流させることにより、該入口水から本質的にすべての有機物、揮発物およびガスを除去するステップ；
蒸気の形成を可能にする条件下で、１分から９０分の間のまたはそれより長い平均滞留時間にわたって、水を蒸発チャンバ内に維持するステップ；
蒸気を該蒸発チャンバからデミスタに排出するステップ；
該デミスタ内で清浄蒸気を汚染物質含有廃棄物から分離するステップ；
該清浄蒸気を凝縮して、該少なくとも１つの汚染物質を、該第１の濃度よりも低い第２の濃度で含む浄水を得るステップ；
凝縮器チャンバからの熱を、回収される熱の量が凝縮熱の少なくとも５０％、６０％、７０％、８０％、９０％またはそれより上であるように回収して、上沸騰または予熱チャンバ中に伝達するステップ；
エネルギーを再使用する間に、清浄な水生成を最大化するために、蒸発、凝縮および蒸気除去動作を複数回反復するステップ；
を含む、水を浄化および脱塩する方法。
（項目６２）
前記少なくとも１つの汚染物質が表３に挙げたような微生物、放射性核種、塩、有機物および消毒副生成物から成る群より選択され、
前記第２の濃度が表３に示す濃度より大きくなく、そして
前記第１の濃度が該第２の濃度の少なくとも約１０倍である、項目６１に記載の方法。
（項目６３）
ボイラ、凝縮器およびプレヒータのスタック配置が前記沸騰および凝縮器チャンバを分離する穿孔板を備えた金属シェル内に包囲されている、項目６１に記載の方法。
（項目６４）
前記穿孔板により熱パイプ、前記脱ガス装置、デミスタ、塩水オーバーフロー管および廃棄物蒸気管の通過が可能となる、項目６１に記載の方法。
（項目６５）
前記ボイラ、プレヒータおよび熱パイプが非腐食性材料、たとえばチタン合金またはポリマー被覆金属から構築されている、項目６１に記載の方法。
Claims (20)
- 汚染水試料から、微生物学的汚染物質、放射性汚染物質、金属、塩、揮発性有機物および不揮発性有機物から成る群より選択される複数の汚染物質種を除去して、その間に熱パイプによって蒸留エネルギーを１回または複数回、伝達または回収することが可能である浄水システム。
- 請求項１に記載の浄水システムにある体積の水を供することを含む方法であって、該システムは、スケール形成化合物を永続的に除去する前処理部をさらに備え、
水溶液からのスケール形成化合物の除去が、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、および同様の水酸化物から成る群より選択される少なくとも１つのイオンを該溶液に、第１のスケール形成の沈殿を引き起こすのに十分な第１の化学量論的量で添加すること；
該溶液のｐＨを１０．５から１１．０の間のアルカリ性ｐＨに調整して、これにより該第１のスケール形成化合物を沈殿させること；
該第１のスケール形成化合物を該溶液から除去すること；
炭酸イオン、重炭酸イオン、および可溶化ＣＯ ２ から成る群より選択される別のイオン、またはカルシウム、マグネシウム、バリウム、カドミウム、コバルト、鉄、鉛、マンガン、ニッケル、ストロンチウムおよび亜鉛から成る群より選択される二価カチオンである別のイオンを該溶液に、第２の化学量論的量で添加して、その間にｐＨをアルカリ性ｐＨに調整して他のスケール形成化合物の沈殿を引き起こすこと；および
他のスケール形成化合物を該溶液から除去すること；
を含む、水を浄化する方法。 - 前記第１の化学量論的量が、前記第１のスケール形成化合物において、前記二価カチオンをアルミニウムおよびネオジムから成る群より選択される三価カチオンで置換するのに十分であり、第２のイオンを添加することが、ＣＯ ２ ガスもしくは大気中のＣＯ ２ によって前記溶液をスパージングすること、あるいは前記溶液に炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムおよび重炭酸アンモニウムから成る群より選択される可溶性炭酸イオンまたは可溶性重炭酸イオンを添加することを含む、請求項２に記載の方法。
- 前記第２の沈殿が９．８から１０．０の間のｐＨにて行われ、前記第２のスケール形成化合物が不溶性カーボネート化合物を含み、スケール形成化合物を除去することが、濾過、沈降および遠心分離のうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の方法。
- 加えて、少なくとも１つのイオンを添加する前に汚染物質を前記溶液から除去することを含み、該汚染物質が固体粒子および炭化水素液滴から成る群より選択され、該水溶液が水道水、汚染水溶液、海水および炭化水素で汚染された塩性塩水から成る群より選択される、請求項２に記載の方法。
- 炭酸イオンの存在下でＣＯ２隔離化合物を形成できる少なくとも１つのイオンを含有する水溶液を提供すること；
アルカリ性ｐＨで炭酸イオンを該溶液に、該ＣＯ２隔離化合物の沈殿を引き起こすのに十分な化学量論的量もしくは過剰量で添加すること；
該溶液のｐＨをアルカリ性ｐＨに調整して、これにより該ＣＯ２隔離化合物を沈殿させること；および
該溶液から該ＣＯ２隔離化合物または反応の生成物を除去すること；
を含む、大気中のＣＯ ２ を隔離する方法であって、
炭酸イオンを添加することが大気中のＣＯ２を該溶液に添加すること；
を含み、該大気中のＣＯ２が該ＣＯ２隔離化合物中に隔離される、
方法。 - 前記アルカリ性ｐＨがおよそ９．２または９．２より上のｐＨであり、前記ＣＯ ２ 隔離化合物がＣａＣＯ ３ 、ＢａＣＯ ３ 、ＳｒＣＯ ３ 、ＭｇＣＯ ３ および同様のカーボネートから成る群より選択され、前記ＣＯ ２ 隔離化合物を除去することが、濾過、沈降および遠心分離のうちの少なくとも１つを含む、請求項６に記載の方法。
- 水溶液からスケール形成化合物を除去する装置であって：
該水溶液用の入口；
ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２および同様の水酸化物から成る群より選択される、ｐＨ調整のための苛性溶液源；
該入口および該苛性溶液と流体連通した第１のタンク；
該第１のタンクと流体連通したフィルタであって、該第１のタンク内の該溶液から第１のスケール形成化合物を分離するのに適したフィルタ；
ＣＯ２ガス源；
該苛性溶液源と流体連通することができるｐＨ上昇剤源；
該ｐＨ上昇剤源、該ＣＯ２ガス源および該第１のタンクと流体連通している第２のタンク；ならびに
該第２のタンクと流体連通したフィルタであって、該第２のタンクの該溶液から第２のスケール形成化合物を分離するのに適したフィルタ；
を備える装置。 - 前記浄水システムが入口、１個以上のボイラもしくは蒸発チャンバ、熱パイプ、１個以上の生成物凝縮器、廃棄物出口、１個以上の生成物出口、加熱チャンバおよび制御システムを備え、
凝縮熱が回収されて追加の蒸発または予熱のために再使用される、請求項１に記載のシステム。 - 生成される水の体積が投入水の体積の約２０％から約９９％の間であり、少なくとも約２か月、１年、５年またはそれより長い使用期間を通じてクリーニングを必要としない、請求項１に記載のシステム。
- 前記入口を通る水流を調節するための、弁および開口部から成る群より選択される入口装置であって、該入口装置は、ボイラ内もしくは蒸発チャンバ内の温度センサ、ボイラ内もしくは蒸発チャンバ内のレベルセンサ、ボイラ内もしくは蒸発チャンバ内の圧力センサ、凝縮器タンク内のレベルセンサ、凝縮器タンク内の温度センサ、凝縮器タンク内の圧力センサ、および溢れ検出器のうちの少なくとも１つからのフィードバックに基づいて前記入口を制御する制御システムによって制御される入口装置、
水圧を約０ｋＰａから７００ｋＰａ（０から１００ｐｓｉ）の間に維持する圧力調整器を備えるフローコントローラ、ならびに
手動制御手段、溢れ制御手段、凝縮器タンク容量制御手段、ボイラもしくは蒸発チャンバ容量制御手段、およびボイラもしくは蒸発チャンバ容量制御手段から成る群より選択される遮断制御手段、
をさらに備える請求項９に記載のシステム。 - プレヒータ、脱ガス装置、および１個以上のデミスタをさらに備える、請求項９に記載のシステム。
- 前記予熱チャンバを出る水が９０℃より高い温度を有し、前記脱ガス装置は向流設計方向にあって第１の端と第２の端とを有し、
該予熱チャンバからの該加熱水が該脱ガス装置の該第１の端付近に進入して、該加熱水が該脱ガス装置の該第２の端付近から排出し、前記ボイラもしくは蒸発チャンバからの蒸気、または他の脱ガス媒体が該脱ガス装置の該第２の端付近に進入して、該脱ガス装置廃棄物流は、該脱ガス装置の該第１の端付近から出、そして、
該脱ガス装置は、水および蒸気、または他の脱ガス媒体の混合を容易にするのに適したマトリクスであって、実質的に球状粒子、非球状粒子、あるいは充填材料および気相と液相との間の良好な接触のために用いられるトポグラフィのいずれかを備えるマトリクスを備える、
請求項１２に記載のシステム。 - 前記マトリクスが前記脱ガス装置内に均一に充填されるように選択されたサイズを有する粒子を備え、該粒子が前記脱ガス装置内にサイズ勾配により配置され、そして該脱ガス装置を出た水が有機物および揮発性ガスを実質的に含まない、請求項１３に記載のシステム。
- 前記加熱チャンバが廃熱源から熱を伝達する電熱素子、ガスもしくはオイルバーナーまたは熱パイプをさらに備え、該熱がボイラまたは蒸発チャンバに伝達される、請求項９に記載のシステム。
- 前記デミスタが前記ボイラまたは蒸発チャンバの出口近くに位置決めされており、該ボイラまたは蒸発チャンバからの蒸気が該デミスタに入り、そして、該デミスタがバッフルガードまたは金属溝によって、凝縮した液滴が前記凝縮器内に進入するのを防止する、請求項１２に記載のシステム。
- 前記デミスタが、清浄蒸気出口の陥凹位置、該デミスタにわたっての圧力差、蒸気入口の流れに対する抵抗および蒸気出口の流れに対する抵抗から成る群より選択される少なくとも１つのパラメータによって制御される、請求項１２に記載のシステム。
- 少なくとも１つの汚染物質を第１の濃度で含み、かつ、少なくとも１つの汚染物質を第２の濃度で含む入口水源を提供するステップ；
該入口水のｐＨを調整して不溶性水酸化物の沈殿を引き起こし、入来水から沈殿物を分離するステップ；
脱ガス装置内で反対方向のガス流に対して該入口水を逆流させることにより、該入口水から本質的にすべての有機物、揮発物およびガスをストリッピングするステップ；
蒸気の形成を可能にする条件下で、１分から９０分の間のまたはそれより長い平均滞留時間にわたって、水をボイラまたは蒸発チャンバ内に維持するステップ；
蒸気を該ボイラまたは蒸発チャンバからデミスタに排出するステップ；
該デミスタ内で清浄蒸気を汚染物質含有廃棄物から分離するステップ；
該清浄蒸気を凝縮して、浄水を得るステップ；
凝縮器チャンバからの熱を、回収される熱の量が凝縮熱の少なくとも５０％、６０％、７０％、８０％、９０％またはそれより上であるように回収して、熱パイプによってボイラもしくは蒸発チャンバまたは予熱チャンバ中に伝達するステップ；ならびに
エネルギーを再使用する間に、清浄な水生成を最大化するために、蒸発、凝縮および蒸気除去動作を複数回反復するステップ；
を含む、水を浄化する方法。 - 前記ボイラ、プレヒータおよび熱パイプが非腐食性材料、たとえばチタン合金またはポリマー被覆金属から構築されている、請求項１８に記載の方法。
- 水溶液を提供すること；
請求項２に記載の方法を行うこと；
前記第１のスケール形成化合物を回収すること；および
前記第２のスケール形成化合物を回収すること；
を含み、該第１および第２のスケール形成化合物が表４に挙げた化合物の群より選択される、スケール形成化合物を得る方法。
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