JP2017518865A - 総溶存固体を流体から除去するための装置、システムおよび方法 - Google Patents

総溶存固体を流体から除去するための装置、システムおよび方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017518865A
JP2017518865A JP2016561643A JP2016561643A JP2017518865A JP 2017518865 A JP2017518865 A JP 2017518865A JP 2016561643 A JP2016561643 A JP 2016561643A JP 2016561643 A JP2016561643 A JP 2016561643A JP 2017518865 A JP2017518865 A JP 2017518865A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
contaminants
polarity
contaminated
net charge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016561643A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6673849B2 (ja
Inventor
パウエル，アンソニー，エル
バターズ，ブライアン，イー
Original Assignee
ピュリフィクス イーエス インコーポレイテッド
ピュリフィクス イーエス インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ピュリフィクス イーエス インコーポレイテッド, ピュリフィクス イーエス インコーポレイテッド filed Critical ピュリフィクス イーエス インコーポレイテッド
Publication of JP2017518865A publication Critical patent/JP2017518865A/ja
Priority to JP2020038012A priority Critical patent/JP6895040B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6673849B2 publication Critical patent/JP6673849B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/0215—Silicon carbide; Silicon nitride; Silicon oxycarbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • 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
    • B01D2311/04—Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
    • 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
    • B01D2311/2603—Application of an electric field, different from the potential difference across the membrane
    • 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
    • B01D2311/2642—Aggregation, sedimentation, flocculation, precipitation or coagulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/26—Electrical properties
    • 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
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06—Tubular membrane modules
    • B01D63/066—Tubular membrane modules with a porous block having membrane coated passages
    • 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
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • 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
    • C02F1/442—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
    • 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
    • C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • 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
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C02F2001/422—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using anionic exchangers
    • 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
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C02F2001/425—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using cation exchangers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
    • C04B2111/00801—Membranes; Diaphragms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

本開示は、いくつかの態様によれば、固体（例えば、粒子など）および電荷を帯びた粒子（例えば、溶解された塩など）を除去するように構成されたセラミック要素を有する流体（例えば、水など）精製のためのシステム、装置、および方法に関する。例えば、本開示は、いくつかの態様において、（ａ）第１のフィルタ端部、第２のフィルタ端部、少なくとも１つのフィルタ側部、およびフィルタの長さに及び少なくとも１つの内部チャネルを有する、細長いセラミック膜フィルタ、（ｂ）反対の極性のイオンを可逆的に結合するように構成された、（例えば、本質的にまたは電流を流す際などに）第１の正味の極性を有する第１の基体を含む第１のイオン除去ユニット、および（ｃ）反対の極性のイオンを可逆的に結合するように構成された、（例えば、本質的にまたは電流を流す際などに）第２の正味の極性を有する第２の基体を含む第２のイオン除去ユニット、を含むクロスフロー流体セラミック要素に関し、ここで、第１のおよび第２の極性は、互いに反対である。

Description

本開示の分野
本開示は、いくつかの態様において、セラミック膜により流体（例えば、水など）を浄化するためのシステム、装置および方法に関する。
本開示の背景
生命のほとんど全ての形態は生存するのに水を必要とするため、浄化システムにおける水質の改善は、典型に顕著な興味の対象である。結果として、汚染された流体から汚染物質を除去するための処理システムおよび手法が、過去において開発されてきた。アプローチには、水中の種々の微生物（microorganism）、酵素および微生物のための栄養素を適用することによる水処理が含まれる。他のアプローチは、供給物（supplies）を浄化するために、汚染された流体中に例えば塩素などの化学物質を投入することを伴う。しかしながら、これらの添加剤は、それらが解決するものより多くの問題を創出し得る。いくつかのアプローチは、ろ過の方策（strategy）を使用することにより追加の化学物質または微生物の使用を回避する。かかるシステムは、失敗してきたかまたはそれらの可能性を実現することができていないかのいずれかであり、それにより課題が残っている。
要約
したがって、改善された流体精製についての必要性が生じてきた。例えば、流体精製に要求されるステップの数を減らし、および／またはユニットを操作する構成要素の数を減らす、流体精製システム、装置、および方法についての必要性が存在する。本開示は、いくつかの態様において、２つまたはそれ以上の細長いセラミック要素を含む精製ユニットに関し、ここで、少なくとも１つの細長いセラミック膜要素は、それらのサイズに基づいて汚染物質（例えば、粒子など）を分離、除外、および／または除去するように構成され、少なくとも１つの細長いセラミック膜要素は、それらの電荷（例えば、電荷全体、正味電荷など）に基づいて汚染物質（例えば、極性、イオン化された、およびイオン化可能な汚染物質など）を分離、除外、および／または除去するように構成される。
本開示は、いくつかの態様において、流体精製システムに関する。例えば、流体精製システムは、（ａ）サイズに基づいて汚染物質を分離、除外、および／または除去して、第１の部分的に精製された浸透物（permeate）を生成するように構成された第１の操作ユニット；（ｂ）第１のユニットから第１の浸透物を受容し、第１の浸透物から第１の極性を有する電荷を帯びた汚染物質を分離、除外、および／または除去して、第２の部分的に精製された浸透物を生成するように構成された第２の操作ユニット；および／または（ｃ）任意に、第２のユニットから第２の浸透物を受容し、第２の浸透物から第１の極性と反対の極性を有する電荷を帯びた汚染物質を分離、除外、および／または除去して、産生（output）流体を生成ための第３の操作ユニット、を含んでもよい。いくつかの態様において、各操作ユニットは、少なくとも１つのセラミック要素を含んでもよい。各セラミック要素は、約１００％までのシリコンカーバイドを含んでもよい。いくつかの態様によれば、第２および第３の操作ユニットは、少なくとも１つのセラミック要素をそれぞれ含み、これらのセラミック要素のそれぞれは、少なくとも１種のドーパント（例えば、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせなど）を含む基体（substrate）を有する。いくつかの態様において、流体精製システムは、本願において記載されるもの以外のあらゆる他の操作要素を除外してもよい。
いくつかの態様によれば、本開示は、１種または２種以上の汚染物質を汚染された媒体から分離、除外、および／または除去する（「除去する」）ための方法に関する。方法は、例えば、（ａ）固体汚染物質の少なくとも１つの種（species）および溶解された塩の汚染物質の少なくとも１つの種を含む、汚染された媒体フィード（feed）を提供すること、（ｂ）溶解された汚染物質を粒子に凝集させること（aggregate）、（ｃ）粒子を除去して第１の部分的に精製された媒体を生成すること、（ｄ）第１の部分的に精製された媒体を、第１の極性とは反対の第２の極性を有する反対の電荷を帯びた塩のイオンが第１の基体に結合することを可能にする条件下で第１の極性の正味電荷を有する第１の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、および／または（ｅ）任意に、第１の部分的に精製された媒体を、第１の極性を有する反対の電荷を帯びた塩のイオンが第２の基体に結合することを可能にする条件下で第２の極性の正味電荷を有する第２の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、などを含んでもよく、ここで、第１のおよび／または第２の部分的に精製された媒体は、汚染された媒体フィードより低い固体汚染物質の少なくとも１つの種の濃度およびより低い溶解された塩の汚染物質の少なくとも１つの種の濃度を有する。いくつかの態様において、溶解された汚染物質を粒子に凝集させることは、汚染物質を酸化、還元、沈殿、および／または凝固させる（coagulate）ことをさらに含む。溶解された汚染物質を粒子に凝集させることは、いくつかの態様において、汚染された媒体を、凝固剤、塩基、空気、溶存酸素（dissolved oxygen）、および／または他の化学物質と接触させて、金属酸化、還元、化学的沈殿、化学的凝固、またはそれらの組み合わせを許容することおよび／または促進することを含んでもよい。
本開示は、いくつかの態様において、１種または２種以上の汚染物質を、懸濁されたまたは溶解された汚染物質および溶解された塩の汚染物質を含む汚染された媒体から分離、除外、および／または除去する（「除去する」）ための方法に関する。方法は、例えば、（ａ）サイズに基づいて汚染された媒体をろ過し、懸濁されたまたは溶解された汚染物質を除去して第１の部分的に精製された媒体を形成すること、（ｂ）第１の部分的に精製された媒体を、第１の極性とは反対の第２の極性を有する汚染物質の塩のイオンが第１の基体に結合することを可能にする条件下で第１の極性の正味電荷を有する第１の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、および／または（ｃ）第１の部分的に精製された媒体を、第１の極性を有する汚染物質の塩のイオンが第２の基体に結合することを可能にする条件下で第２の極性の正味電荷を有する第２の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、などを含んでもよく、ここで、第２の部分的に精製された媒体は、汚染された媒体フィードより低い濃度の固体汚染物質およびより低い濃度の溶解された塩の汚染物質を有する。いくつかの態様において、第１の基体および／または第２の基体は、独立して、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせなど）を含んでもよい。いくつかの態様において、溶解された塩の汚染物質の少なくとも一部（例えば、流体中のいくらかの汚染物質粒子または分子など）は、第１の基体および／または第２の基体へ吸収して（absorb to）もよい。方法は、第１の基体の正味電荷を反対にして第２の極性を有し、第１の基体に結合する汚染物質の塩のイオンを脱着させること、および／または第２の基体の正味電荷を反対にして第１の極性を有し、第２の基体に結合する汚染物質の塩のイオンを脱着させること、をさらに含んでもよい。
いくつかの態様において、本開示は、流体精製モジュールに関する。流体精製モジュールは、例えば、（ａ）汚染媒体チャンバ（contaminated media chamber）；（ｂ）浸透チャンバ；および（ｃ）汚染媒体チャンバおよび浸透チャンバ間の少なくとも１つのセラミック要素、などを含んでもよい。各セラミック要素は、（ｉ）汚染媒体チャンバに面する第１の表面および浸透チャンバに面する第２の表面を有する多孔質セラミック基体、（ｉｉ）基体にわたって伸びる（extending through）少なくとも１つのチャネルであって、各チャネルは、汚染媒体チャンバと流体連通しているチャネル、および（ｉｉｉ）汚染媒体チャンバおよび基体間に位置された膜であって、前記膜は、切り捨てられる（cut off）サイズより下の粒子の通過を可能にし、より大きな粒子の通過を妨げるように構成された膜、を含んでもよく、ここで、セラミック基体は、流れる電流の非存在下の正味電荷（ｘ）または電流を流した際の正味電荷（ｙ）を有するように構成される。いくつかの態様において、各セラミック基体は、約１００％までのシリコンカーバイドを含んでもよい。いくつかの態様によれば、各セラミック基体は、少なくとも１種のドーパント（例えば、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせなど）を含んでもよい。いくつかの態様において、セラミック要素は、正の正味電荷または負の正味電荷を有してもよい。
本開示は、いくつかの態様によれば、汚染物質除去システムに関する。例えば、汚染物質除去システムは、（ａ）汚染された媒体入口；（ｂ）汚染された媒体入口と流体連通している高固体接触リアクタ；（ｃ）クロスフロー精製モジュール、および（ｄ）デッドエンド（dead−end）精製モジュール、を含んでもよい。いくつかの態様において、クロスフロー精製モジュールを、（ｉ）切り捨てられるサイズより下の粒子の通過を可能にし、より大きな粒子の通過を妨げ、（ｉｉ）第１の極性の正味電荷を有する粒子の通過を妨げ、（ｉｉｉ）正味電荷を有しない粒子、第２の極性の正味電荷を有する粒子、またはそれらの組み合わせの通過を可能にする、ように構成されてもよい。デッドエンド精製モジュールは、いくつかの態様によれば、（ｉ）第２の極性の正味電荷を有する粒子の通過を妨げるように構成されてもよい。いくつかの態様によれば、第１の極性は、正であってもよい。
いくつかの態様において、汚染物質除去システムは、（ａ）汚染された媒体ソース；および（ｂ）一連のセラミック要素、を含んでもよい。セラミック要素は、（１）（ｉ）汚染された媒体ソースと流体連通して、（ｉｉ）第１の基体および基体の少なくとも一部を覆う第１の膜を含み、（ｉｉｉ）サイズに基づいて粒子を除去して第１の浸透物を生成するように構成された、第１のセラミック要素；（２）（ｉ）第２の基体および任意に第２の基体の少なくとも一部を覆う第２の膜を含み、（ｉｉ）第１のセラミック要素と流体連通して第１の浸透物を受容し、（ｉｉｉ）第１の正味電荷を有する汚染物質を除去して第２の浸透物を生成するように構成された、第２のセラミック要素；および（３）任意に、（ｉ）第３の基体および任意に第３の基体の少なくとも一部を覆う第３の膜を含み、（ｉｉ）第２のセラミック要素と流体連通して第２の浸透物を受容し、（ｉｉｉ）第２の正味電荷を有する汚染物質を除去して第３の浸透物を生成するように構成された、第３のセラミック要素、を含んでもよい。汚染物質除去システムのいくつかの態様において、第１の正味電荷は、正の電荷であってもよい。第２の要素は、例えば、第１の正味電荷と反対の極性などを有する電荷を帯びた材料を含んでもよい。第２の要素は、例えば、電流を流す際などに、第１の正味電荷と反対の極性を獲得する、電荷を帯びた材料を含んでもよい。第３の第２の（third second）要素は、例えば、第２の正味電荷と反対の極性などを有する電荷を帯びた材料を含んでもよい。第３の要素は、例えば、電流を流す際などに、第２の正味電荷と反対の極性を獲得する、電荷を帯びた材料を含んでもよい。いくつかの態様において、任意の第２の膜は存在せず、任意の第３の膜は存在せず、第１の要素は、クロスフロー操作を支持するようにさらに構成され、第２の要素は、デッドエンド操作を支持するようにさらに構成され、および／または第３の要素は、デッドエンド操作を支持するようにさらに構成される。いくつかの汚染物質除去システムにおいて、第１の基体は、１００％（ｗ／ｗ）までのシリコンカーバイドを含んでもよく、第２の基体は、シリコンカーバイドおよびドーパント（例えば、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせなど）を含んでもよく、および／または第３の基体は、シリコンカーバイドおよびドーパント（例えば、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせなど）を含んでもよい。
本開示は、いくつかの態様において、流体精製システムに関する。流体精製システムは、例えば、（ａ）第１のセラミック要素を含む第１の精製モジュールであって、前記第１のセラミック要素は、第１の基体および基体の少なくとも一部を覆う第１の膜を含み、（ｉ）汚染物質粒子および汚染物質イオンを含む、汚染された媒体フィードを受容し、（ｉｉ）サイズに基づいて汚染された媒体粒子から除去し、（ｉｉｉ）第１の部分的に精製された浸透物を生成する、ように構成された、第１の精製モジュール、（ｂ）第２のセラミック要素を含む第２の精製モジュールであって、前記第２のセラミック要素は、第２の基体を含み、（ｉ）第１の要素から部分的に精製された浸透物を受容し、（ｉｉ）第１の部分的に精製された浸透物から第１の正味電荷を有する汚染物質を除去し、（ｉｉｉ）第２の部分的に精製された浸透物を生成する、ように構成された、第２の精製モジュール；および（ｃ）第３のセラミック要素を含む第３の精製モジュールであって、前記第３のセラミック要素は、第３の基体を含み、（ｉ）第２の要素から第２の部分的に精製された浸透物を受容し、（ｉｉ）第２の部分的に精製された浸透物から第２の正味電荷を有する汚染物質を除去し、（ｉｉｉ）汚染された媒体フィードより低い濃度の粒子およびより低い濃度のイオンを含む産生流体を生成する、ように構成された、第３の精製モジュール、などを含んでもよく、ここで、第１の正味電荷は、第２の正味電荷と反対の極性を有する。いくつかの態様において、第２の基体および／または第３の基体は、ドーパント（例えば、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせなど）を含んでもよい。
いくつかの態様によれば、本開示は、汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法に関する。方法は、例えば、懸濁されたもしくは溶解された汚染物質および極性汚染物質などを含む媒体または流体に対して操作するように構成されてもよく、その少なくとも一部は、第１の極性および／または第２の極性（例えば、第１の極性を有する部分および第２の極性を有する部分、または各粒子または分子が第１のおよび第２の両方の極性を有する両性イオン部分など）を有する。方法は、例えば、（ａ）サイズに基づいて汚染された媒体をろ過し、懸濁されたまたは溶解された汚染物質を除去して、第１の部分的に精製された媒体を生成すること；（ｂ）第１の部分的に精製された媒体を、第１の極性とは反対の第２の極性を有する、あらゆる溶解された極性汚染物質が第１の基体に結合することを可能にする条件下で第１の極性の正味電荷を有してもよい第１の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること；（ｃ）第１の部分的に精製された媒体および／または第２の部分的に精製された媒体を、第１の極性を有する、溶解された極性汚染物質が第２の基体に結合することを可能にする条件下で第２の極性の正味電荷を有してもよい第２の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、などを含んでもよい。いくつかの態様において、第２の部分的に精製された媒体は、汚染された媒体フィードより低い濃度の１種または２種以上の固体汚染物質およびより低い濃度の１種または２種以上の溶解された極性汚染物質を有してもよい。
いくつかの態様において、第１の基体および／または第２の基体はそれぞれ（例えば、独立して）、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせなどを含んでもよい。いくつかの態様において、溶解された極性汚染物質の少なくとも一部は、第１の基体に吸収して（absorb to）もよい。方法は、第１の基体の正味電荷を変更して（例えば、反対にするなどして）、第２の極性を有するあらゆる吸収された極性汚染物質を脱着することをさらに含んでもよい。溶解された極性汚染物質の少なくとも一部は、第２の基体に吸収して（absorb to）もよい。方法は、第２の基体の正味電荷を変更して（例えば、反対にするなどして）、第１の極性を有するあらゆる吸収された極性汚染物質を脱着することをさらに含んでもよい。いくつかの態様において、溶解された極性汚染物質は、金属、イオン、塩、有機化合物、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。
図面の簡単な説明
本開示のいくつかの態様は、本開示および添付の図面を一部参照することにより理解され得、ここで：
図１は、本開示の特定の例の態様による精製システムの概略図を例示し； 図２は、本開示の特定の例の態様による精製システムの概略図を例示し； 図３は、本開示の特定の例の態様による精製モジュールの透視図を例示し； 図４は、本開示の特定の例の態様による、係合されたセラミック要素を有する浸透チャンバの透視図を例示し； 図５Ａは、本開示の特定の例の態様によるセラミック要素の透視図を例示し； 図５Ｂは、要素の長手軸に一般的に平行な断面を有する、図５Ａに示されるセラミック要素の断面図を例示し； 図５Ｃは、要素の長手軸に一般的に垂直な断面を有する、図５Ａに示されるセラミック要素の断面図を例示し； 図６は、要素の長手軸に一般的に垂直な断面を有する、本開示の特定の例の態様によるセラミック要素の断面図を例示し； 図７は、要素の長手軸に一般的に垂直な断面を有する、本開示の特定の例の態様によるセラミック要素の断面図を例示する。
以下の表１には、本願で使用される参照符号が含まれる。千および百の桁（thousands and hundreds digits）は、物品（item）が現れる図面に対応する一方で、十および一の桁（tens and ones digits）は、示される特定の物品に対応する。同様の構造は、整合する（matching）十および一の桁を共有する。
Figure 2017518865
詳細な説明
本開示は、いくつかの態様において、流体精製（例えば、化学物質を含まない精製など）のためのシステム、装置、および方法に関する。いくつかの態様において、本開示は、流体精製（例えば、水など）のためのシステム、装置、および方法に関する。例えば、流体精製のためのシステムは、汚染された媒体ストリーム、精製モジュール、浸透物ストリーム、およびそれらの組み合わせを含んでもよい。システムは、任意に、濃縮物ストリーム、１つまたは２つ以上のポンプ、１つまたは２つ以上のバルブ、１つまたは２つ以上の圧縮ガスソース、１つまたは２つ以上の貯蔵タンク、およびそれらの組み合わせを含んでもよい。濃縮物は、例えば、浸透物として失われた体積などにより、対応する汚染された媒体フィードより高い濃度の１種または２種以上の汚染物質を有し得る。いくつかの態様において、浸透物は、最終生成物として回収され得るか、さらなる精製手段に供され得る。濃縮物は、最終廃棄物（final waste product）として回収され得るか、さらなる精製手段に供され得る。追加の精製手段には、例えば、酸化、紫外線照射、光触媒作用、ろ過、およびそれらの組み合わせなどが含まれ得る。例えば、濃縮物は、同一のフィルタまたは異なるフィルタを使用して２回ろ過されてもよい。同一のフィルタによりリサイクルされる濃縮物は、未加工の（native）汚染された媒体と組み合わせても、または組み合わせなくてもよい。
本開示のシステムおよび方法は、種々の汚染された媒体の流体精製に好適であり得る。いくつかの態様において、汚染された媒体は、懸濁されたまたは溶解された汚染物質および極性汚染物質を含んでもよい。極性汚染物質は、正の極性および／または電荷を有する部分、および／または負の極性および／または電荷を有する部分（例えば、第１の極性を有する部分および第２の極性を有する部分、または各粒子または分子が第１のおよび第２の両方の極性を有する両性イオン部分など）を有してもよい。いくつかの態様において、汚染された媒体は、正の電荷を有するいくらかの汚染物質および負の電荷を有する汚染物質を含んでもよい。汚染された媒体は、正味の極性および／または電荷を有してもよく、または正味の負の極性および／または電荷を有してもよい。例えば、正の電荷を有する汚染物質および負の電荷を有する汚染物質の両方を含む汚染された媒体は、正味の正の電荷を有してもよい。別の例として、正の電荷を有する汚染物質および負の電荷を有する汚染物質の両方を含む汚染された媒体は、正味の負の電荷を有してもよい。電荷を有する基体（例えば、セラミック膜など）を含むシステム、装置および／または方法は、流体からの極性のおよび／または電荷を帯びた汚染物質の除去を促進してもよい。どちらか一方の（alternate）電荷を有することができる基体を含むシステム、装置および／または方法はまた、吸収されて電荷を帯びたおよび／または極性汚染物質の除去を促進して、基体のろ過容量を回復してもよい。いくつかの態様において、例えば、精製される対象の流体の含有物が、一方または他方の極性または電荷の汚染物質を一貫して示すなどの場合には、システム、装置および／または方法は、基体が正または負の電荷のいずれかを有するように調整されて、それにより、そうでない場合の存在しない汚染物質の除去に費やされる無駄な時間およびリソースを回避してもよい。いくつかの態様において、基体から吸収された汚染物質を脱着する場合には、脱着された汚染物質を含む廃水を、例えば、かかる廃水を別の回収タンクへ迂回させること、またはかかる廃水をシステムへリサイクルして、システムを通して再び通過させるフィーダー（feeder）流体と混合することなどにより、精製された流体と分離して回収してもよい。
いくつかの態様によれば、システムおよび方法は、逆浸透と比較して、低い（例えば、極めて低いなど）圧力降下により、電荷を帯びた粒子（例えば、塩など）の吸着（adsorption）を支持してもよい。いくつかの態様において、システムおよび方法は、サイズろ過および電荷吸着の両方を提供し得る、単一のセラミック要素を含んでもよい。逆浸透とは異なり、いくつかの態様によれば、セラミック膜を、強力な化学物質によりクリーニングしてもよく、および／または２５年より多い使用可能寿命を有してもよい。電荷を帯びた粒子を含む濃縮物（例えば、ブライン（brine）など）は、例えば存在するＴＤＳ除去技術などより濃縮されてもよい。いくつかの態様において、システムおよび方法（例えば、クロスフロー操作など）は、逆浸透膜より少ない（例えば、実質的に少ないなど）汚れ（fouling）を有するものであってもよい。いくつかの態様において、操作コストは、他の脱塩技術（例えば、逆浸透および／または反転型電気透析など）より低い（例えば、実質的により低いなど）ものであってもよい。精製基体の高い表面積（例えば、極めて高い表面積など）により、基体脱着が所望されるかまたは要求される前に、電荷除去のための高容量が提供されてもよい。他のタイプのセラミック基体は、増加したまたは減少した電気伝導性を有してもよく、より大きな電荷を提供することにより、より効率的であってもよい。
精製モジュール
本開示は、いくつかの態様において、精製モジュールに関する。例えば、精製モジュールは、（ａ）汚染された媒体およびエンドプレートを入れるための入口を有する汚染媒体チャンバであって、前記エンドプレートは、複数の円錐台状（frustoconical）開口部を含む汚染媒体チャンバ；（ｂ）円筒状本体および各端部にエンドプレートを有する浸透チャンバであって、前記浸透チャンバエンドプレートは複数の円錐台状開口部（例えば、汚染媒体チャンバエンドプレート中の円錐台状開口部に対応するものなど）を含む、浸透チャンバ、および／または（ｃ）汚染媒体チャンバおよび浸透チャンバの両方と流体連通しているセラミック要素、を含んでもよい。精製モジュールは、いくつかの態様によれば、汚染媒体チャンバ、セラミック要素（例えば、膜など）、浸透チャンバ、および／またはそれらの組み合わせを含んでもよい。例えば、汚染媒体チャンバは、内部キャビティ（cavity）、キャビティへ汚染された媒体が入るための入口、およびセラミック要素インターフェースを有してもよい。浸透チャンバは、セラミック要素インターフェース、内部浸透キャビティ、および内部浸透キャビティと流体連通している浸透出口を含んでもよい。
セラミック要素は、汚染媒体チャンバおよび／または浸透チャンバと流体連通していてもよい。いくつかの態様によれば、汚染媒体チャンバ（例えば、汚染媒体チャンバキャビティなど）は、セラミック要素を介して浸透チャンバ（例えば、浸透チャンバキャビティなど）と流体連通していてもよい。いくつかの態様によれば、セラミック要素は、汚染媒体チャンバインターフェースおよび／または浸透チャンバインターフェースに係合してもよい。いくつかの態様において、ガスケットが含まれて、セラミック要素によるものを除く、汚染媒体チャンバから浸透チャンバへの流体フローを制限するかまたは妨げる、流体密封（fluid−tight）（例えば、液体密封（liquid−tight）など）シール（例えば、三重シールなど）を形成してもよい。例えば、ガスケットは、汚染媒体チャンバおよび浸透チャンバ間で、汚染媒体チャンバおよび周囲間で、周囲および浸透チャンバ間で、汚染媒体チャンバおよびセラミック要素の浸透チャンバに面した表面間で、汚染媒体チャンバインターフェースおよび浸透チャンバインターフェース間で、汚染媒体チャンバエンドプレートおよび浸透チャンバエンドプレート間で、および／または汚染媒体チャンバエンドプレートの（例えば、各）円錐台状開口部および浸透チャンバエンドプレートの（例えば、各）円錐台状開口部間で、シールを形成してもよい。
汚染媒体チャンバ
汚染媒体チャンバは、いくつかの態様において、いくつかの態様によれば、入口およびセラミック要素インターフェースを含んでもよい。汚染媒体チャンバは、内部キャビティを含んでもよい。内部キャビティは、あらゆる所望のサイズおよび／またはあらゆる所望の形状を有してもよい。例えば、キャビティは、丸みを帯びたおよび／または一般的なドーム形状を有してもよい。汚染媒体チャンバは、外部境界線および／または外周（outer perimeter and／or circumference）を有してもよい。いくつかの態様において、外部境界線および／または外周は、汚染媒体チャンバフランジとして構成され、および／または汚染媒体チャンバフランジを画定してもよい。汚染媒体チャンバフランジは、浸透チャンバ（例えば、類似のまたは噛み合う（mated）フランジを含む浸透チャンバなど）に係合するように構成されてもよい。いくつかの態様において、汚染媒体チャンバフランジは、ガスケット、Ｏリング、または他のシールのためのチャネルを含んでもよい。汚染媒体チャンバチャネルは、いくつかの態様において、フランジの一方の面上に、および／または外部境界線および／または外周に平行に位置されてもよい。
いくつかの態様によれば、汚染媒体チャンバは、１つまたは２つ以上の入口および／または１つまたは２つ以上の出口を有してもよい。例えば、汚染媒体チャンバは、１つまたは２つ以上の出口を含むセラミック要素インターフェースを有してもよい。各出口は、例えば、実質的な流体密封シールなどにより、セラミック要素に係合するように構成されてもよい。いくつかの態様において、出口は、あらゆる所望の形状（例えば、円筒状、円錐状、円錐台状など）を有してもよい。全ての汚染媒体チャンバ出口は、インターフェースにおよび／または汚染媒体チャンバチャネルの内側に位置されてもよい。
濃縮チャンバは、汚染媒体チャンバに対応する構造を有してもよく、各セラミック要素から流れ出す濃縮物を受容するように構成されてもよい。例えば、濃縮チャンバは、キャビティ、出口、および／または少なくとも１つの開口部（例えば、少なくとも１つの円錐台状開口部など）を含むセラミック要素インターフェースを有してもよい。
汚染媒体チャンバおよび／または濃縮チャンバは、あらゆる所望の寸法を有してもよい。いくつかの態様によれば、汚染媒体チャンバおよび／または濃縮チャンバは、約１０ｃｍ〜約１５０ｃｍ、約２０ｃｍ〜約１００ｃｍ、約１５ｃｍ〜約７５ｃｍ、および／またはそれらの組み合わせの長さを有してもよい。チャンバの長手軸に垂直にとられた（taken）セクションが、直径約２ｃｍ〜約３０ｃｍの、直径約２ｃｍ〜約２０ｃｍの、直径約５ｃｍ〜約２０ｃｍの、直径約５ｃｍ〜約１５ｃｍの、直径約１０ｃｍ〜約４５ｃｍの、および／またはそれらの組み合わせの最も長い寸法（例えば、斜方向（diagonal）または直径など）を有してもよい。汚染媒体チャンバおよび濃縮チャンバの形状および／または寸法は、同一または異なっていてもよい。
浸透チャンバ
本開示は、いくつかの態様において、セラミック要素インターフェース、内部浸透キャビティ、および内部浸透キャビティと流体連通している浸透物出口を含む浸透チャンバに関する。浸透チャンバは、あらゆる所望の形状を有してもよい。いくつかの態様において、浸透チャンバは、中心長手軸を画定する一般的な円筒形状およびその長さに及ぶキャビティを有してもよい。例えば、中心浸透チャンバ軸に垂直な全てのセクションまで、一般的な環形状を有してもよい。浸透チャンバは、いくつかの態様によれば、中空で、一般的な円筒形状の、第１の端部および第２の端部を有してもよい。各端部は、セラミック要素インターフェースを受容するサイズになった、および／または形状になった開口部を画定してもよい。
浸透チャンバは、あらゆる所望の寸法を有してもよい。いくつかの態様によれば、浸透チャンバは、約１０ｃｍ〜約５ｍの長さ、約５０ｃｍ〜約５ｍの長さ、約１ｍ〜約３ｍの長さ、および／またはそれらの組み合わせであってもよい。長手軸に垂直にとられたセクションが、直径約２ｃｍ〜約３０ｃｍの、直径約２ｃｍ〜約２０ｃｍの、直径約５ｃｍ〜約２０ｃｍの、直径約５ｃｍ〜約１５ｃｍの、直径約１０ｃｍ〜約４５ｃｍの、および／またはそれらの組み合わせの最も長い寸法（例えば、斜方向または直径など）を有してもよい。
セラミック要素
汚染媒体チャンバおよび浸透チャンバ間の流体連通を、セラミック要素により媒介してもよい。例えば、少なくともいくらかの流体は、入口を通って汚染媒体チャンバキャビティ中に、汚染媒体チャンバキャビティを通ってセラミック要素中に、セラミック要素を通って浸透キャビティ中に、および／または浸透キャビティを通って浸透出口から流れてもよい。セラミック要素は、いくつかの態様によれば、フィルタおよび少なくとも１つのシールガスケットを含んでもよい。シールガスケットは、フィルタを通る通路（バイパス）への、汚染媒体チャンバおよび浸透チャンバ間の流体の動きを制限するように構成されてもよい。例えば、セラミック要素は、部分的に、実質的に完全に、または完全に流体バイパスを妨げるシールを含んでもよい。
セラミック要素は、あらゆる所望の方式で操作するように構成されてもよい。例えば、セラミック要素は、デッドエンドまたはクロスフロー操作のために構成されてもよい。細長い要素は、いくつかの態様において、長手軸により内部チャネルを画定してもよい。クロスフロー精製モジュールは、要素の長手軸が汚染媒体フローの方向に一般的に平行であり、浸透フローが長手軸から一般的に放射状に外側に向かうように構成された細長いチャネルを含むセラミック要素を含んでもよい。
いくつかの態様において、要素は、少なくとも１つの内部チャネルを有する細長い本体を画定する壁部を有してもよい。要素は、いくつかの態様において、汚染された媒体に面した表面および浸透物に面した表面を含んでもよい。例えば、要素は、少なくとも１つの内部表面（例えば、汚染された媒体に面した表面など）、少なくとも１つの内部チャネル、および外部表面（例えば、浸透チャンバに面した表面など）を有する細長い本体を画定してもよい。汚染された流体は、一方の端部で少なくとも１つの内部チャネルに進入し、要素の長さを流れてもよい。チャネルに沿って移動しながら、いくらかの流体は要素壁部を横切り、浸透物を生成してもよい。いくらかの流体（例えば、排出物（reject）ストリームなど）は、内部チャネルの長手軸にわたって通過し、末端部から出てもよい。
セラミック膜
セラミック要素（要素、とも称される）は、いくつかの態様によれば、あらゆる所望のサイズ、形状または組成のフィルタを含んでもよい。例えば、セラミック要素は、一般的なチューブ状フィルタ（例えば、セラミックフィルタなど）を含んでもよい。セラミック要素は、あらゆる所望のフィルタまたはフィルタ材料を含んでもよい。例えば、セラミック要素は、１種または２種以上の有機ポリマーおよび／または１種または２種以上のセラミック材料を有するフィルタを含んでもよい。フィルタ（例えば、セラミック膜など）の例には、マイクロろ過フィルタ、限外ろ過フィルタ、ナノろ過フィルタ、抗菌フィルタ、保守不要フィルタ、およびそれらの組み合わせが含まれてもよい。フィルタは、抗菌剤を含んでもよい。例えば、セラミックフィルタは、銀（例えば、含浸された、非溶脱性銀など）を含んでもよい。いくつかの態様において、セラミック要素は、（例えば、要素がイオンを吸着するなどの場合には）フィルタを除外してもよい。
いくつかの態様において、セラミックフィルタは、耐久性（例えば、有機ポリマーフィルタより耐久性を有するなど）であってもよい。例えば、セラミックフィルタは、機械的損傷、溶媒、および／または細菌（microbe）に対して耐性を有してもよい。性能および／または耐性の例の測定基準は、１種または２種以上の汚染物質、伝導性、使用可能寿命、および／またはそれらの組み合わせに提供されるろ過の程度であってもよい。所望の性能および／または耐性を、別の膜への相対として、または閾値もしくはターゲット値に対して、課題の存在または非存在と比較して、画分（例えば、パーセンテージなど）として表してもよい。
いくつかの態様において、セラミック膜は、セラミック要素およびフィルタ層を含んでもよい。例えば、セラミック膜は、より小さな孔を有するろ過層（例えば、膜など）およびより大きな孔を有する下のベースまたは基体を含んでもよい。セラミック膜は、チャネルの内部のみのろ過層およびエンド面（end face）をシールするエポキシコーティングを含んでもよい。いくつかの態様によれば、ろ過層は、代わりに、内部表面、エンド面、および／または外部表面を覆ってもよい。例えば、ろ過層は、要素の汚染された媒体に面した表面を画定し、前記表面に同一に広がり、および／または前記表面を覆ってもよい。セラミックろ過層は、内部表面に沿って並び（line）（例えば、チャネルなど）、要素の面の周りをくるみ、（各端部で）要素の外側へ向かって一部が伸びていてもよい。ベースは、浸透物に面した表面を画定し、前記表面に同一に広がり、および／または前記表面を覆ってもよい。
細長いセラミック要素は、あらゆる所望の規則的または不規則な幾何学形状を有する断面（例えば、中心長手軸に垂直なセクションなど）を有してもよい。例えば、要素の断面は、一般的な円状の、一般的な楕円状の、一般的な多角形状（例えば、六角形状など）の、および／またはそれらの組み合わせから選択される形状を有してもよい。細長い要素は、要素の長さに沿って中心軸に一般的に平行な、１つまたは２つ以上のチャネルを有する中心軸を有してもよい。
セラミック要素は、あらゆる所望の寸法を有してもよい。いくつかの態様によれば、細長い要素は、長さ約１０ｃｍ〜約５ｍの、長さ約５０ｃｍ〜約５ｍの、長さ約１ｍ〜約３ｍの、および／またはそれらの組み合わせであってもよい。長手軸に垂直にとられたセクション（例えば、「直径」など）が、直径約２ｃｍ〜約３０ｃｍの、直径約２ｃｍ〜約２０ｃｍの、直径約５ｃｍ〜約２０ｃｍの、直径約５ｃｍ〜約１５ｃｍの、直径約１０ｃｍ〜約４５ｃｍの、および／またはそれらの組み合わせであってもよい。要素は、１つまたは２つ以上の長手方向のチャネルを含んでもよい。例えば、要素は、各行に４〜７チャネルを有する、７つの行に配列された約３７個のチャネルを有してもよい。要素は、各行に３〜５チャネルを有する、５つの行に配列された約１９個のチャネルを有してもよい。各チャネルは、独立して、あらゆる所望の形状および／または寸法を有してもよい。いくつかの態様において、チャネルは、約１ｍｍ〜約１５ｃｍの、約２ｍｍ〜約１０ｃｍの、約５ｍｍ〜約５ｃｍの、約１ｃｍ〜約５ｃｍの、および／またはそれらの組み合わせの半径を有する、一般的な円形状を有してもよい。
要素チャネルおよび孔は、いくつかの態様によれば、サイズ、幾何学的形態（geometry）、および／または機能に基づいて区別されてもよい。例えば、孔は、チャネルより１または２以上の小さなオーダーの大きさであってもよく（例えば、２〜１０のオーダーでより小さいなど）、不規則な（例えば、回旋状（convoluted）など）フロー経路を画定してもよく、および／または閾値サイズより下の分子のみを許容してもよい。チャネルは、孔より１または２以上の大きなオーダーの大きさであってもよく、規則的なフロー経路を画定してもよく、および／または全てのもしくは実質的に全ての汚染された媒体（例えば、流体、懸濁された粒子、および溶解された材料など）を許容してもよい。
セラミック要素は、いくつかの態様によれば、フィルタおよび基体を含んでもよい。膜フィルタが基体に適用されて、その各チャネルに沿って並んでもよい。各チャネル中に流れ込む流体の一部は、背圧の影響下で膜を通過して通る。図５Ｃに示すとおり、汚染物質はチャネルの内部に残留し、クリーニングされた流体は膜を通って流れ、次いで基体を通る。いくつかの態様において、セラミック要素の大部分は、基体材料を含んでもよい。
セラミック要素（例えば、基体など）は、約１００％（ｗ／ｗ）までのシリコンカーバイドを含んでもよい。シリコンカーバイド（ＳｉＣ）は、半導体材料であり、これは、絶縁体および金属間の電気伝導性をランク付けする（rank）電気伝導性を有することを意味する。半導体は、その電気コンダクタンスをドーパントの添加により変化させる。ＳｉＣについては、電気伝導性を増加させるドーパントは、例えば、ホウ素、アルミニウムおよび窒素などを含んでもよい。
セラミック要素は、いくつかの態様において、存在する固体（例えば、溶解された固体、懸濁された固体など）のサイズに関して選択的に流体をフィルタするように構成されてもよい。例えば、セラミック要素は、それらのサイズに基づいて汚染物質（例えば、粒子など）を分離、除外、および／または除去するサイズになった孔を有する膜を含んでもよい。いくつかの態様によれば、セラミック要素は、それらの電荷に関して、汚染物質を分離、除外、および／または除去するように構成されてもよい。例えば、セラミック要素は、流体（例えば、汚染された媒体、前の精製ステップにおいて生成した浸透物など）中の電荷を帯びた汚染物質の数を減らすように構成されてもよい。セラミック要素は、さらに１つの（one more）極性および／または電荷を帯びた構成要素を含んでもよい。セラミック要素は、いくつかの態様において、電流を流した際に電荷を帯び得る、１種または２種以上の構成要素を含んでもよい。いくつかの態様によれば、電荷を帯びた汚染物質を、流体が要素を連続して通る際に、反対の電荷を帯びた基体材料への吸着により、分離、除外、および／または除去してもよい。
セラミック要素は、流体中の極性（例えば、電荷を帯びたなど）汚染物質（例えば、汚染された媒体など）が、セラミック要素内で反対の電荷を帯びた構成要素に付着するように構成されて操作されてもよい。これらの汚染物質およびセラミック要素間での付着は、少なくともいくらかの電荷を帯びた粒子の浸透物中への通過を妨げるのに十分に強いものであってもよい。例えば、膜表面で正味の負の電荷を注入するのに十分な電流および／または電圧を、セラミック要素に印加してもよい。かかる電荷を帯びた要素を通過して通る汚染された媒体中の正の極性および／または電荷（例えば、カチオン、両性イオンなど）を有する汚染物質は、それらが浸透物中に連続して流れ込まない、十分な親和力（avidity）を有する要素に吸着してもよい。代替的に、例えば、膜表面で正味の正の電荷を注入するのに十分な電流を、セラミック要素に流してもよい。かかる電荷を帯びた要素を通過して通る汚染された媒体中の負の極性および／または電荷（例えば、アニオン、両性イオンなど）を有する汚染物質は、それらが浸透物中に流れ込まない、十分な親和力を有する要素に吸着してもよい。反対の極性を有する２つまたは３つ以上のセラミック要素を、一連で配列して、正の極性を与えられておよび／または正の電荷を帯びた種、ならびに負の極性を与えられておよび／または負の電荷を帯びた種の両方の低減された濃度を有する浸透物を形成してもよい。例えば、第１の電荷を帯びたセラミック要素からの浸透物を、第２の電荷を帯びた（例えば、反対の電荷を帯びたなど）セラミック要素と流体的に（fluidically）連結してもよい。所望の時刻（例えば、規則的なまたは不規則な間隔など）で、基体に印加された電流および／または電圧を反対にして、あらゆる吸着された極性および／または電荷を帯びた種を脱着させてもよい。１つより多い、電荷を帯びた基体が一連で配列される場合には、交互の電荷を調和させて下流の基体に所望されずに結合するものから脱着された材料を最小化してもよい。
セラミック要素は、いくつかの態様において、高い表面積（例えば、極めて高い表面積など）を有してもよい。電荷を帯びた汚染物質を吸収するためのセラミック要素の容量は、表面積と相関してもよい。例えば、高い表面積により、セラミック要素が、有意の質量のイオンを吸着することが可能となってもよい。電荷に基づいて選択的に汚染物質を除去するように構成された要素の表面積は、経時的に、吸着されたイオンで飽和されるようになってもよい。流れる電流の極性を反対にして、マトリクスから吸着されたイオンを効率的に分離（例えば、脱着など）してもよい。脱着から得られた流体を回収してもよく、従来のＴＤＳ除去技術に対するもの（フローの１％未満）よりずっと大きな濃度を有するブラインを生成してもよい。反対の極性の脱着ステップからのブラインを混合することにより、濃縮された塩の溶液を提供してもよい。
いくつかの態様において、汚染された流体が曝露された、電荷を帯びたセラミック要素の順序は、正であり、次が負であり、または負であり、次が正であってもよい。例えば、１つの要素は、自身に適用された正の電荷を有して、負の電荷を帯びるイオン（例えば、塩化物など）を吸着してもよい。一連の次の要素またはモジュールは、正の電荷を帯びるイオン（例えば、ナトリウムなど）を吸着するために自身に適用された負の電荷を有してもよい。各極性が繰り返される回数は、その場合に（if at all）、汚染された媒体中に存在するかまたは潜在的に存在する、電荷を帯びた汚染物質（例えば、種類、濃度、ｐＨ、ｐＩ、またはそれらの組み合わせなど）により変化してもよい。セラミック要素中の電荷を帯びた汚染物質の濃度、および／または流れる電流の強さは、所望または必要に応じて変化させて、汚染された媒体中に存在するかまたは潜在的に存在する、電荷を帯びた汚染物質の十分な結合を達成してもよい。電荷を帯びた基体に結合し得る汚染物質は、塩のイオン、塩基のカチオン、酸のアニオン、アンモニア、硝酸塩、亜硝酸塩、有機物、およびそれらの組み合わせを含んでもよい。溶解された極性汚染物質は、金属、イオン、塩、有機化合物、およびそれらの組み合わせを含んでもよい。いくつかの態様によれば、一連の連続する正および負の電荷を帯びた要素／モジュールの各セットは、イオン除去のための単一の段階を含む。追加の段階を加えて、全ての総溶存固体（ＴＤＳ）までの除去を可能にしてもよい。
いくつかの態様において、吸着（例えば、種および／または容量など）は、要素上に存在する電荷の極性および／または振幅（amplitude）による影響を受けてもよい。要素上の電荷は、ドーパントの固有の電荷および／またはあらゆる所望の他の手段により生じてもよい。例えば、極性を、磁気的に誘起してもよく、または電流を流すことにより生じさせてもよい。吸着（例えば、種および／または容量など）を、いくつかの態様によれば、電荷全体、正味電荷、電荷の比に対する質量、および／または、基体および／または汚染物質の表面積比への電荷により生じさせてもよい。吸着（例えば、種および／または容量など）は、流体が要素の浸透側に到達するために通過する基体の距離による影響を受けてもよい。例えば、狭い直径のチャネルを有する要素の吸着容量は、より広いチャネルを有する要素より大きいものであってもよい（例えば、２つの要素が、同一のまたは実質的に同一の外部寸法およびチャネルの数を有することを想定してなど）。一方がより少ないチャネルを有し、他方がより多いチャネルを有する場合には同一の直径のチャネルを有する要素の吸着容量は、異なるものであり得、前者はより高い吸着容量を有する。いくつかの態様によれば、同一の極性の他の種と比較して、１種（例えば、選択的吸着など）または２種以上（例えば、準選択的（semi−selective）吸着など）の種の要素へ優先的な吸着を達成するために、１つまたは２つ以上のパラメータを変化させてもよい。選択的および／または準選択的吸着を行うように構成された精製モジュールを併せて、結合されたイオンの脱着の際に、１種または２種以上の所望の塩を生成してもよい。例えば、ナトリウムイオンを選択的に結合させるように構成され、操作された精製モジュールからの脱着ストリームを、塩化物イオンを選択的に結合させるように構成され、操作された精製モジュールからの脱着ストリームと併せて、溶解された塩化ナトリウムを含む溶液を生成してもよい。
正味電荷により操作するように構成されたセラミック要素は、任意に、サイズに基づいて粒子の除去のための膜を除外しても、または含んでもよい。要素チャネルは、あらゆる所望のサイズまたは配列を有してもよい。例えば、要素中の全てのチャネルは、同一のサイズを有してもよく、行および列の規則的なパターンに配列されてもよい。いくつかの態様において、各チャネルは、同一の要素中の他のチャネルと独立した直径を有してもよい。チャネルは、いくつかの態様において、不規則な配列を有してもよい。フィルタに沿って並ぶチャネルは、操作の際に、要素にわたる潜在的圧力の降下を管理する目的で、サイズが決められて配列されてもよい。ろ過層のないチャネルは、所望の吸着容量を達成する目的で、サイズが決められて配列されてもよい。
セラミック膜システム
いくつかの態様において、システムは、（ａ）サイズに基づいて粒子を除去するように構成されたフィルタを有する第１のセラミック要素、（ｂ）任意にフィルタを除く、第１の要素から浸透物を受容し、負の電荷を帯びた汚染物質を除去するように操作および／または構成された、第２のセラミック要素、および（ｃ）任意にフィルタを除く、第２の要素から浸透物を受容し、正の電荷を帯びた汚染物質を除去するように操作および／または構成された、第３のセラミック要素、を含んでもよい。各セラミック要素は、クロスフローまたはデッドエンド精製を行うように操作されてもよい。例えば、第１の要素は、クロスフローろ過を行うように構成および／または操作されてもよく、続く要素は、デッドエンド精製を行うように構成および／または操作されてもよい。
いくつかの態様において、システムは、２つ以下の操作ユニットを含んでもよく、ここで、第１の操作ユニットは、サイズに基づいて汚染物質を除去して、第１の極性を有する、電荷を帯びた汚染物質を除去するように構成された少なくとも１つのセラミック膜を含み、ここで、第２の操作ユニットは、第１のユニットから流体（例えば、浸透物など）を受容して、第１の極性と反対の極性を有する、電荷を帯びた汚染物質を除去するように構成されている。システムは、いくつかの態様において、３つ以下の操作ユニットを含んでもよい。例えば、システムは、サイズに基づいて汚染物質を除去するように構成された第１の操作ユニット、第１のユニットから流体（例えば、浸透物など）を受容して、第１の極性を有する、電荷を帯びた汚染物質を除去するように構成された第２の操作ユニット、および第２のユニットから流体（例えば、浸透物など）を受容して、第１の極性と反対の極性を有する、電荷を帯びた汚染物質を除去するための第３の操作ユニット、を含んでもよい。システムが他の構成要素（例えば、特にポンプ、バルブ、モニタ、コントローラ、タンクおよびパイプなど）を含んでもよい一方で、あらゆるさらなる操作ユニット（例えば、ホスト流体から汚染物質を分離、除外、および／または除去するユニットなど）を除外してもよい。
使用方法
本開示は、いくつかの態様によれば、精製システムおよび／または装置を使用するための方法に関する。例えば、精製および／またはろ過方法は、（ａ）汚染物質固体、溶解された塩のアニオン、および溶解された塩のカチオンを含む媒体を提供すること、（ｂ）汚染物質固体を粒子に凝集させること、（ｃ）粒子を除去して第１の部分的に精製された媒体を生成すること、（ｄ）第１の部分的に精製された媒体を、第１の極性とは反対の第２の極性を有する反対の電荷を帯びた塩のイオンが第１の基体に結合することを可能にする条件下で第１の極性の正味電荷を有する第１の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、および／または（ｅ）第１の部分的に精製された媒体を、第１の極性を有する反対の電荷を帯びた塩のイオンが第２の基体に結合することを可能にする条件下で第２の極性の正味電荷を有する第２の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、を含んでもよい。溶解された汚染物質を粒子に凝集させることは、いくつかの態様によれば、例えば、高固体接触リアクタ中などで、汚染物質を酸化、還元、沈殿、および／または凝固させることを含んでもよい。溶解された汚染物質を凝集させることは、汚染された媒体を、凝固剤、塩基、空気（例えば、通気ユニットなどにより）、溶存酸素（例えば、溶存酸素ユニットなどにより）、および／または他の化学物質と接触させて、金属酸化、還元、化学的沈殿、化学的凝固、またはそれらの組み合わせを許容することおよび／または促進することを含んでもよい。いくつかの態様において、例えば１つの極性の電荷を帯びた種（例えば、アンモニアなど）のみが除去されなければならない場合には、最終ステップであるステップ（ｅ）を省略してもよい。
いくつかの態様において、本開示は、精製システムおよび／または装置の使用のための方法に関する。例えば、精製および／またはろ過方法は、（ａ）懸濁されたまたは溶解された汚染物質、および溶解された塩を含む媒体を提供すること、（ｂ）サイズに基づいて媒体をろ過して、懸濁されたまたは溶解された汚染物質を除去して、第１の部分的に精製された媒体を生成すること、（ｃ）第１の部分的に精製された媒体を、第１の極性とは反対の第２の極性を有する反対の電荷を帯びた塩のイオンが第１の基体に結合することを可能にする条件下で第１の極性の正味電荷を有する第１の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、および／または（ｄ）任意に、第１の部分的に精製された媒体を、第１の極性を有する反対の電荷を帯びた塩のイオンが第２の基体に結合することを可能にする条件下で第２の極性の正味電荷を有する第２の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、を含んでもよい。
いくつかの態様によれば、本開示は、精製システムおよび／または装置の使用のための方法に関する。例えば、精製および／またはろ過方法は、汚染された流体をフィルタ（例えば、セラミックろ過膜など）に接触させることを含んでもよい。いくつかの態様によれば、汚染された流体をフィルタ（例えば、セラミックろ過膜など）に接触させることには、浸透物（例えば、フィルタの孔を通って通過する流体など）および濃縮物（例えば、フィルタの孔を通って通過しない流体など）を生成することが含まれてもよい。
いくつかの態様において、精製システム、装置、および／または方法は、いくつかの態様によれば、連続的に、実質的に連続的に（例えば、連続的だが短い保守作業があるなど）、準連続的に（例えば、１日つき２４時間未満など）、周期的に（例えば、規則的なおよび／または不規則な間隔など）、要求に応じて、またはそれらの組み合わせで操作されるように構成されてもよい。いくつかの態様において、精製システム、装置、および／または方法を操作して、対象の流体のマイクロろ過、限外ろ過、および／またはナノろ過を提供してもよい。
いくつかの態様によれば、より少ない回数の周期的試験（例えば、ＱＡ／ＱＣ試験など）でまたは周期的試験（例えば、ＱＡ／ＱＣ試験など）なしでろ過を行ってもよい（例えば、ろ過モジュールを操作してもよいなど）。例えば、存在する水ろ過システムは、毎日試験されて、膜完全性（integrity）およびリーク（leak）なしのろ過を評価および／または保証する必要があり得る。いくつかの態様によるセラミック要素の配置により、頻繁に試験する必要なしに、少なくとも同レベルの確実性を単独で提供してもよい。
方法は、いくつかの態様において、あらゆる所望のスループット（例えば、汚染された媒体取り込み（intake）、浸透産生物、濃縮産生物、および／またはそれらの組み合わせなど）により流体精製システムを操作することを含んでもよい。例えば、方法は、膜要素の数を変化させること、および／または使用されるモジュールの数を変化させることにより、所望のプロセシング体積を達成するのに大規模に実現可能（scalable）であってもよい。
いくつかの態様において、流体精製および／またはろ過方法は、サイズに基づいて少なくともいくらかの粒子（例えば、溶解された固体など）を除去すること、および／または電荷に基づいて少なくともいくらかの汚染物質（例えば、溶解された塩など）を除去することを含んでもよい。例えば、方法は、汚染された媒体を、膜を含むセラミック要素と接触させて第１の浸透物を生成すること、任意に、第１の浸透物を、第１の極性の正味電荷を含むセラミック要素と接触させて第２の浸透物を生成すること、および任意に、第２の浸透物を、第２の極性の正味電荷を含むセラミック要素と接触させて第３の浸透物を生成すること、を含んでもよい。いくつかの態様において、第１の極性は、第２の極性と反対であってもよい。第１のおよび／または第２の極性は、流れる電流、１種または２種以上の化学的に電荷を帯びた基（chemical charge group）、またはそれらの組み合わせにより生じてもよい。第１のセラミック要素は、サイズに基づいて粒子を選択的に除去するように構成されてもよい。任意の第２のおよび第３のセラミック要素は、独立して、電荷に基づいて汚染物質を選択的に除去するように構成されてもよい。
いくつかの態様において、流体が要素を通って通過する際に、負のイオンはＳｉＣ基体上に吸着する。浸透物は、次いで負の電荷を有する第２の要素／モジュールへ移送されてカチオンを除去してもよい。サイズに基づいくろ過（例えば、限外ろ過など）を提供する第１の要素により、膜の層は、後続の要素またはモジュールのいずれにおいて要求されなくてもよい。膜の省略により、圧力降下を大幅に減少し得る。
第１のものの後の後続の要素／モジュールは、デッドエンドモードで操作されてもよい。クロスフローが、ろ過用途のために所望および／または必要とされ得；例えば、せん断が提供されて汚れを減少させ得るなどである。いったんろ過が（例えば、第１の要素／モジュールなどで）行われると、クロスフローは必要とされなくてもよい。デッドエンドモードの後続の要素を操作することは、ポンプのエネルギー要件を減少させ得る。いくつかの態様において、（膜の汚れを減少または排除するための）動的衝撃を、存在する場合には膜に適用してもよい。例えば、最初のろ過要素中の固体、ならびに第２のおよび第３の要素中の粒子（例えば、溶解された塩など）を減少／除去するように構成されたシステム中で、動的衝撃を第１の要素に適用してもよい。いくつかの態様において、マルチ要素システム中の全ての要素に動的衝撃を適用することにより、相乗効果を提供してもよい。
いくつかの態様において、濃縮タンクは、金属酸化、凝固、硬度除去（hardness removal）、および／またはそれらの組み合わせのための反応容器として構成されてもよい。この機能性を、膜の濃縮側に位置させてもよい。
具体例の態様
精製システムの具体例の態様を、図１に例示する。精製システム１００は、高固体接触リアクタ１１０、高固体接触リアクタ１１０と流体連通している任意ポンプ１１２、高固体接触リアクタ１１０および／またはポンプ１１２と流体連通しているアニオン除去ユニット１７０、およびアニオン除去ユニット１７０と流体連通しているカチオン除去ユニット１８０を含み、ここで、ポンプ１１２は、高固体接触リアクタ１１０からアニオン除去ユニット１７０へ流体を輸送するように構成されている。高固体接触リアクタ１１０は、硬度を減少させるように、および／または汚染物質を除去するように構成されてもよい。例えば、高固体接触リアクタ１１０は、汚染された媒体を、（ａ）溶存酸素（例えば、サブミクロンサイズの泡など）および／または（ｂ）１種または２種以上の他の材料もしくは沈殿剤と接触させる（またはそれらの間での接触を可能にする）ように構成されてもよい。
アニオン除去ユニット１７０は、示されるとおりクロスフロー要素（例えば、ナノフィルタなど）またはデッドエンド要素として構成されてもよい。アニオン除去ユニット１７０はまた、（例えば、本質的にまたは電流を流す際などに）正味の正の電荷を有する１種または２種以上の材料を含んで、アニオン（例えば、正味の負の電荷を有する分子および／または粒子など）の除去のための正の電荷１７１を生成してもよい。アニオン除去ユニット１７０は、高固体接触リアクタ１１０からの固体１１９を有する媒体を受容して、排出物ストリーム１７８および浸透物ストリーム１７９を生成してもよい。排出物ストリーム１７８は、流体１１９より高濃度の固体および／またはより低濃度のアニオンを有してもよい。浸透物ストリーム１７９は、流体１１９より低濃度のアニオンを有してもよい。
カチオン除去ユニット１８０は、デッドエンド要素として構成されてもよく、（例えば、本質的にまたは電流を流す際などに）正味の負の電荷を有する１種または２種以上の材料を含んで、カチオン（例えば、正味の正の電荷を有する分子および／または粒子など）の除去のための負の電荷１８１を生成してもよい。カチオン除去ユニット１８０は、アニオン除去ユニット１７０からの浸透物１７９を受容して、少なくとも部分的に精製された媒体ストリーム１８９を生成してもよい。ストリーム１８９は、流体１７９より低濃度のカチオンを有してもよい。
操作において、汚染された媒体１０１は、固体が（例えば、沈殿などにより）生成される高固体接触リアクタ１１０へ入る。固体１１９を有する媒体は、ポンプによりアニオン除去ユニット１７０へ搬送され、ここで、切り捨てられるサイズ／分子量より上の固体が（正味電荷と独立して）ろ過（例えば、膜によるものなど）により除去され、正の電荷１７１への吸着によりアニオンが除去される。媒体１１９は、高固体接触リアクタに戻される排出物ストリーム１７８および浸透物１７９に分離される。浸透物１７９は、カチオン除去ユニット１８０へ入り、ここで、カチオンは、負の電荷１８１への吸着により除去されて少なくとも部分的に精製された媒体ストリーム１８９を生成する。
精製システムの具体例の態様を、図２に例示する。精製システム２００は、精製モジュール２２０、精製モジュール２２０と流体連通しているアニオン除去ユニット２７０、およびアニオン除去ユニット２７０と流体連通しているカチオン除去ユニット２８０を含む。精製モジュール２２０は、粒子サイズに基づいて汚染物質を除去して、少なくとも部分的に精製された浸透物である浸透物２６９を生成するように構成されてもよい。精製モジュール２２０は、汚染された媒体２０１を受容して、排出物ストリーム２６８および浸透物２６９を生成してもよい。排出物ストリーム２６８は、媒体２０１より高濃度の固体を有してもよい。浸透物２６９は、媒体２０１より低濃度の固体を有してもよい。例えば、浸透物２６９は、固体を含まないものまたは実質的に固体を含まないものであってもよい。
アニオン除去ユニット２７０は、示されるとおりデッドエンド要素またはクロスフロー要素として構成されてもよい。アニオン除去ユニット２７０はまた、（例えば、本質的にまたは電流を流す際などに）正味の正の電荷を有する１種または２種以上の材料を含んで、アニオン（例えば、正味の負の電荷を有する分子および／または粒子など）の除去のための正の電荷２７１を生成してもよい。アニオン除去ユニット２７０は、精製モジュール２２０からの浸透物２６９を受容して、浸透物ストリーム２７９を生成してもよい。浸透物２７９は、媒体２６９より低濃度のアニオンを有してもよい。例えば、浸透物２７９は、アニオンを含まないものまたは実質的にアニオンを含まないものであってもよい。
カチオン除去ユニット２８０は、示されるとおりデッドエンド要素またはクロスフロー要素として構成されてもよく、（例えば、本質的にまたは電流を流す際などに）正味の負の電荷を有する１種または２種以上の材料を含んで、カチオン（例えば、正味の正の電荷を有する分子および／または粒子など）の除去のための負の電荷２８１を生成してもよい。カチオン除去ユニット２８０は、アニオン除去ユニット２７０からの浸透物２７９を受容して、少なくとも部分的に精製された媒体ストリーム２８９を生成してもよい。ストリーム２８９は、流体２７９より低濃度のカチオンを有してもよい。例えば、浸透物２８９は、カチオンを含まないものまたは実質的にカチオンを含まないものであってもよい。
示されるとおり、精製モジュール２２０、アニオン除去ユニット２７０、およびカチオン除去ユニット２８０は、互いに分離されていてもよい。例えば、精製モジュール２２０、アニオン除去ユニット２７０、およびカチオン除去ユニット２８０は、相互に連結されたパイプにより、互いに流体連通しているものであってもよい。第１のおよび第２の極性を与えられたまたは極性を与えられ得る材料を、互いに反対の極性を有するように選択してもよい。いくつかの態様において、システムは、所望により１つまたは２つ以上のバルブ、ポンプ、および／またはコントローラ（例えば、温度、圧力、流速など）を含んでもよい。
操作において、汚染された媒体２０１は、精製モジュール２２０へ入り、ここで、切り捨てられるサイズ／分子量より上の固体（例えば、沈殿物など）が（正味電荷と独立して）ろ過（例えば、膜によるものなど）により除去される。得られた浸透物２６９は、精製モジュール２２０を出て、アニオン交換（exchange）ユニット２７０へ入る。アニオンは、正の電荷２７１への吸着により除去される。得られた浸透物２７９は、アニオン除去ユニットを出て、カチオン除去ユニット２８０へ入り、ここで、カチオンは、負の電荷２８１への吸着により除去される。
精製モジュールの具体例の態様を、図３に例示する。精製モジュール３２０は、汚染媒体チャンバ３２２、浸透チャンバ３３０、および濃縮チャンバ３６０を含む。示されるとおり、汚染媒体チャンバ３２２および浸透チャンバ３３０は、複数のボルトおよびナットにより互いに固定されている。濃縮チャンバ３６０は、浸透チャンバ３３０の末端部に同様に固定されている。汚染媒体チャンバ３２２は、入口３２４、汚染媒体チャンバ本体３２６、およびフランジ３２８を含む。示されるとおり、浸透チャンバ３３０は、フランジ３３１、浸透チャンバ本体３３２、および出口３３３を含む。
操作において、流体密封シールにより、入口３２４を通って本体３２６により画定されるキャビティ中へ、および浸透チャンバ中に位置されたクロスフローフィルタ中を通って移動する汚染された媒体がもたらされる。フィルタに浸透する流体は、浸透出口３３３を通って通過する。フィルタに浸透しない流体は、濃縮チャンバ３６０へ入る。
取り付けられたフィルタアセンブリを有する浸透チャンバの具体例の態様を、図４に例示する。示されるとおり、複数のろ過アセンブリ４４０が、浸透チャンバ４３０のエンドプレート中の開口部において挿入される。各セラミック要素アセンブリは、各端部において、ガスケット４４１を有する細長いセラミック要素を含む。セラミック要素アセンブリ４４０は、浸透チャンバ４３０のエンドプレート中の開口部に位置されており、それにより、ガスケット４４１は、浸透チャンバ４３０の各端部で流体密封シールを形成する。
セラミック膜の具体例の態様を、図５Ａ〜５Ｃに例示する。セラミック要素５５０は、チャネル５５１、ろ過層５５２、基体５５３、面５５４、および側面５５５を含む。示されるとおり、セラミック要素５５０は、一般的に円状チャネル５５１を有する、一般的に六角形の断面を有する。チャネル５５１は、その長さに沿ってセラミック要素５５０を通って伸びている。ろ過層５５２は、基体５５３にわたって位置され、外部ろ過層５５２ａ、面ろ過層５５２ｂ、および内部ろ過層５５２ｃを含む。外部ろ過層５５２ａは、面５５４から側部５５５の一部に沿って伸びている。各チャネル５５１の内部表面は、内部ろ過層５５２ｃにより完全に覆われている。面ろ過層５５２ｂは、面５５４を覆い、外部ろ過層５５２ａおよび内部ろ過層５５２ｃとつながっている。ろ過層５５１は、両方の面の周りをくるんでいてもよく、フィルタの各端部で側面を部分的に覆っていてもよい。図５Ｃは、セラミック要素の断面図を例示する。汚染された流体はチャネル５５１へ流れ、浸透物（矢印）は、汚染された媒体フロー経路に一般的に垂直なろ過層５５２ｃを通って通過する。
セラミック膜の具体例の態様を、図６に例示する。セラミック要素６５０は、チャネル６５１、基体６５３、面６５４、および側部６５５を含む。セラミック要素６５０は、ろ過層を含まない。示されるとおり、セラミック要素６５０は、一般的に円状チャネル６５１を有する、一般的に六角形の断面を有する。チャネル６５１は、その長さに沿ってセラミック要素５５０を通って伸びている。図６は要素６５０の断面図を例示し、断面は、要素の長手軸に一般的に垂直である。チャネル６５１は、例示するとおり、流体が要素の浸透側へ到達する前に通って通過する基体６５３のより大きな距離を与える、比較的小さな（例えば、チャネル５５１より小さいなど）直径を有してもよい。図７は要素７５０の断面図を例示し、断面は、要素の長手軸に一般的に垂直である。チャネル７５１は、例示するとおり、流体が要素の浸透側へ到達する前に通って通過する基体７５３のより大きな距離を可能にする、少ない数（例えば、チャネル５５１より少ないなど）であってもよい。
本開示の利益を有する当業者により理解されるであろうとおり、流体ろ過のための他の均等のまたは代替の組成物、デバイス、方法、およびシステムは、本願に含まれる開示から逸脱することなく想到されることができる。したがって、示されて記載されるとおり、本開示を実行する方式は、例示のみとして解釈されるべきである。
当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく、形状、サイズ、数、および／または部品の配置について種々の変更をしてもよい。例えば、入口、開口部、フィルタ、ガスケット、バルブ、ポンプ、センサ、および／または出口の位置および数を変更してもよい。いくつかの態様において、フィルタ、シールガスケット、および／またはろ過アセンブリは、交換可能であってもよい。交換可能性は、汚染物質のサイズおよび／または種類が、（例えば、使用されるフィルタの孔サイズおよび／または種類を変化させるかまたは選択することなどにより）カスタムで調節される（custom adjusted）ことを可能にしてもよい。さらに、デバイスおよび／またはシステムのサイズは、スケールアップ（例えば、ハイスループットの商業的または公の（municipal）流体ろ過用途に使用されるなど）またはスケールダウン（例えば、より低いスループットの家庭または研究用途に使用されるなど）されて、実施者の必要性および／または所望に合わせてもよい。各開示された方法および方法ステップを、いくつかの態様によれば、あらゆる他の開示された方法または方法ステップと関連して、またはあらゆる順番で行ってもよい。動詞「してもよい、し得る（may）」が現れるところでは、任意および／または許可条件が示唆されることが意図されるが、その使用は、特に述べない限り、いかなる操作可能性の欠如も示唆することを意図しない。当業者は、本開示の組成物、デバイス、および／またはシステムを調製し、使用する方法における種々の変更をしてもよい。例えば、（例えば、衛生、伝染性、安全性、毒性、生物測定学（biometric）、および他の考察などに関して）組成物、デバイス、および／またはシステムを動物および／またはヒトに適切なものとして、調製および／または使用してもよい。記載されない要素、組成物、デバイス、システム、方法、および方法ステップは、所望または必要に応じて含まれてもよく、または除外されてもよい。
また、範囲が提供された場合には、開示された終点は、特定の態様により所望および／または要求されるとおりの正確なものおよび／またはおよそのものとして扱われてもよい。終点がおよそのものである場合には、柔軟性の程度は、範囲の大きさのオーダーに比例して変化してもよい。例えば、一方では、約５〜約５０の範囲の意味における範囲の終点である約５０は、５２．５または５５ではない５０．５を含んでもよく、他方では、約０．５〜約５０の範囲の意味における範囲の終点である約５０は、６０または７５ではない５５を含んでもよい。さらに、いくつかの態様において、範囲の終点を混合して合わせることが所望され得る。また、いくつかの態様において、（例えば、１つまたは２つ以上の例、表、および／または図面などにおいて）開示される各数値は、範囲（例えば、描かれた（depicted）値＋／−約１０％、描かれた値＋／−約５０％、描かれた値＋／−約１００％など）および／または範囲の終点の基礎を形成してもよい。前者については、例、表、および／または図面において描かれた値である５０は、例えば、約４５〜約５５、約２５〜約１００、および／または約０〜約１００などの範囲の基礎を形成してもよい。開示されるパーセンテージは、特に述べる場合を除いて重量パーセンテージである。
流体ろ過のためのデバイスおよび／またはシステムの全てまたは一部を、使い捨て可能に、実用的に、交換可能に、および／または置き換え可能に構成して、配列してもよい。自明の変化および変更に沿ったこれらの均等物および／または代替物は、本開示の範囲内に含まれることが意図される。したがって、上記の開示は、添付の特許請求の範囲により例示されるとおり、本開示の範囲を、限定するものではなく例示するものであることが意図される。
発明の名称、要約、背景、および見出しは、規則に準拠しておよび／または読み手の便宜のために提供される。それらは、従来技術の特許請求の範囲および内容についての容認ならびに開示された全ての態様に適用可能な制限を含まない。

Claims (43)

  1. 以下：
    （ａ）サイズに基づいて汚染物質を分離、除外、および／または除去して、第１の部分的に精製された浸透物を生成するように構成された第１の操作ユニット；
    （ｂ）前記第１のユニットから前記第１の浸透物を受容し、前記第１の浸透物から第１の極性を有する電荷を帯びた汚染物質を分離、除外、および／または除去して、第２の部分的に精製された浸透物を生成するように構成された第２の操作ユニット；および
    （ｃ）前記第２のユニットから前記第２の浸透物を受容し、前記第２の浸透物から前記第１の極性と反対の極性を有する電荷を帯びた汚染物質を分離、除外、および／または除去して、産生流体を生成するための第３の操作ユニット、
    を含む、
    流体精製システム。
  2. 各操作ユニットが、少なくとも１つのセラミック要素を含む、請求項１に記載の流体精製システム。
  3. 各操作ユニットが、約１００％までのシリコンカーバイドを含む、少なくとも１つのセラミック要素を含む、請求項１に記載の流体精製システム。
  4. 前記第２のおよび第３の操作ユニットが、少なくとも１つのセラミック要素をそれぞれ含み、これらのセラミック要素のそれぞれが、少なくとも１種のドーパントを含む基体を有する、請求項１に記載の流体精製システム。
  5. 前記第２のおよび第３の操作ユニットが、少なくとも１つのセラミック要素をそれぞれ含み、各セラミック要素が、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせを含む基体を有する、請求項１に記載の流体精製システム。
  6. システムが、あらゆる他の操作ユニットを除外している、請求項１に記載の流体精製システム。
  7. 汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法であって、前記方法は、以下：
    （ａ）固体汚染物質の少なくとも１つの種および溶解された塩の汚染物質の少なくとも１つの種を含む、汚染された媒体フィードを提供すること、
    （ｂ）前記溶解された汚染物質を粒子に凝集させること、
    （ｃ）前記粒子を除去して第１の部分的に精製された媒体を生成すること、
    （ｄ）前記第１の部分的に精製された媒体を、第１の極性とは反対の第２の極性を有する反対の電荷を帯びた塩のイオンが第１の基体に結合することを可能にする条件下で前記第１の極性の正味電荷を有する前記第１の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、および／または
    （ｅ）前記第１の部分的に精製された媒体を、前記第１の極性を有する反対の電荷を帯びた塩のイオンが第２の基体に結合することを可能にする条件下で前記第２の極性の正味電荷を有する前記第２の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、
    を含み、
    ここで、前記第２の部分的に精製された媒体は、前記汚染された媒体フィードより低い固体汚染物質の前記少なくとも１つの種の濃度およびより低い溶解された塩の汚染物質の前記少なくとも１つの種の濃度を有する、
    方法。
  8. 前記溶解された汚染物質を粒子に凝集させることが、前記汚染物質を、酸化させること、還元させること、沈殿させること、および／または凝固させることをさらに含む、請求項７に記載の汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法。
  9. 前記溶解された汚染物質を粒子に凝集させることが、汚染された媒体を、凝固剤、塩基、空気、溶存酸素、および／または他の化学物質と接触させて、金属酸化、還元、化学的沈殿、化学的凝固、またはそれらの組み合わせを許容することおよび／または促進することをさらに含む、請求項７に記載の汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法。
  10. 汚染物質を、懸濁されたまたは溶解された汚染物質および溶解された塩の汚染物質を含む汚染された媒体から除去するための方法であって、前記方法は、以下：
    （ａ）サイズに基づいて前記汚染された媒体をろ過し、前記懸濁されたまたは溶解された汚染物質を除去して第１の部分的に精製された媒体を形成すること、
    （ｂ）前記第１の部分的に精製された媒体を、第１の極性とは反対の第２の極性を有する汚染物質の塩のイオンが第１の基体に結合することを可能にする条件下で前記第１の極性の正味電荷を有する前記第１の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、および／または
    （ｃ）前記第１の部分的に精製された媒体を、前記第１の極性を有する汚染物質の塩のイオンが第２の基体に結合することを可能にする条件下で前記第２の極性の正味電荷を有する前記第２の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、
    を含み、
    ここで、前記第２の部分的に精製された媒体は、前記汚染された媒体フィードより低い濃度の前記固体汚染物質およびより低い濃度の前記溶解された塩の汚染物質を有する、
    方法。
  11. 前記第１の基体が、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１０に記載の汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法。
  12. 前記第２の基体が、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１０に記載の汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法。
  13. 前記溶解された塩の汚染物質の少なくとも一部が、前記第１の基体へ吸収し、前記第１の基体の前記正味電荷を反対にして、第２の極性を有する前記吸収された塩の汚染物質の塩のイオンを脱着させることをさらに含む、請求項１０に記載の汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法。
  14. 前記溶解された塩の汚染物質の少なくとも一部が、前記第２の基体へ吸収し、前記第２の基体の前記正味電荷を反対にして、第１の極性を有する前記吸収された塩の汚染物質の塩のイオンを脱着させることをさらに含む、請求項１０に記載の汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法。
  15. 以下：
    （ａ）汚染媒体チャンバ；
    （ｂ）浸透チャンバ；および
    （ｃ）前記汚染媒体チャンバおよび前記浸透チャンバ間の少なくとも１つのセラミック要素であって、各セラミック要素は、以下：
    （ｉ）前記汚染媒体チャンバに面する第１の表面および前記浸透チャンバに面する第２の表面を有する多孔質セラミック基体、
    （ｉｉ）前記基体にわたって伸びる少なくとも１つのチャネルであって、各チャネルは、前記汚染媒体チャンバと流体連通しているチャネル、および
    （ｉｉｉ）前記汚染媒体チャンバおよび前記基体間に位置された膜であって、前記膜は、切り捨てられるサイズより下の粒子の通過を可能にし、より大きな粒子の通過を妨げるように構成された膜、
    を含む、セラミック要素、
    を含み、
    ここで、前記セラミック基体は、流れる電流の非存在下の正味電荷（ｘ）または電流を流した際の正味電荷（ｙ）を有するように構成される、
    流体精製モジュール。
  16. 各セラミック基体が、約１００％までのシリコンカーバイドを含む、請求項１５に記載の粒子除去モジュール。
  17. 各セラミック基体が、少なくとも１種のドーパントを含む、請求項１５に記載の粒子除去モジュール。
  18. 各セラミック基体が、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１５に記載の粒子除去モジュール。
  19. 前記正味電荷が、正味の正の電荷である、請求項１５に記載の粒子除去モジュール。
  20. 前記正味電荷が、正味の負の電荷である、請求項１５に記載の粒子除去モジュール。
  21. 以下：
    （ａ）汚染された媒体入口；
    （ｂ）前記汚染された媒体入口と流体連通している高固体接触リアクタ；
    （ｃ）クロスフロー精製モジュールであって、以下：
    （ｉ）切り捨てられるサイズより下の粒子の通過を可能にし、より大きな粒子の通過を妨げ、
    （ｉｉ）第１の極性の正味電荷を有する粒子の通過を妨げ、
    （ｉｉｉ）正味電荷を有しない粒子、第２の極性の正味電荷を有する粒子、またはそれらの組み合わせの通過を可能にする、
    ように構成された、クロスフロー精製モジュール；および
    （ｄ）デッドエンド精製モジュールであって、以下：
    （ｉ）前記第２の極性の正味電荷を有する粒子の通過を妨げる、
    ように構成された、デッドエンド精製モジュール、
    を含む、
    汚染物質除去システム。
  22. 前記第１の極性が、正である、請求項２１に記載の汚染物質除去システム。
  23. 以下：
    （ａ）汚染された媒体ソース；および
    （ｂ）一連のセラミック要素であって、前記一連のセラミック要素は、以下：
    （１）前記汚染された媒体ソースと流体連通して、
    第１の基体および前記基体の少なくとも一部を覆う第１の膜を含み、
    サイズに基づいて粒子を除去して第１の浸透物を生成するように構成された、
    第１のセラミック要素；
    （２）第２の基体および任意に前記第２の基体の少なくとも一部を覆う第２の膜を含み、
    前記第１のセラミック要素と流体連通して前記第１の浸透物を受容し、
    第１の正味電荷を有する汚染物質を除去して第２の浸透物を生成するように構成された、
    第２のセラミック要素；および
    （３）任意に、第３の基体および任意に前記第３の基体の少なくとも一部を覆う第３の膜を含み、
    前記第２のセラミック要素と流体連通して前記第２の浸透物を受容し、
    第２の正味電荷を有する汚染物質を除去して第３の浸透物を生成するように構成された、
    第３のセラミック要素、
    を含む、一連のセラミック要素、
    を含む、
    汚染物質除去システム。
  24. 前記第１の正味電荷が、正の電荷である、請求項２３に記載の汚染物質除去システム。
  25. 前記第２の要素が、前記第１の正味電荷と反対の極性を有する電荷を帯びた材料を含む、請求項２３に記載の汚染物質除去システム。
  26. 前記第２の要素が、電流を流す際に、前記第１の正味電荷と反対の極性を獲得することができる材料を含む、請求項２３に記載の汚染物質除去システム。
  27. 前記第３の要素が、前記第２の正味電荷と反対の極性を有する電荷を帯びた材料を含む、請求項２３に記載の汚染物質除去システム。
  28. 前記第３の要素が、電流を流す際に、前記第２の正味電荷と反対の極性を獲得することができる材料を含む、請求項２３に記載の汚染物質除去システム。
  29. 請求項２３に記載の汚染物質除去システムであって、ここで、前記任意の第２の膜が存在せず、ここで、前記任意の第３の膜が存在せず、およびここで前記第１の要素が、クロスフロー操作を支持するようにさらに構成され、前記第２の要素が、デッドエンド操作を支持するようにさらに構成され、前記第３の要素が、デッドエンド操作を支持するようにさらに構成され、またはそれらの組み合わせである、汚染物質除去システム。
  30. 前記第１の基体が、１００％（ｗ／ｗ）までのシリコンカーバイドを含む、請求項２３に記載の汚染物質除去システム。
  31. 前記第２の基体が、シリコンカーバイドおよびドーパントを含む、請求項２３に記載の汚染物質除去システム。
  32. 前記ドーパントが、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、請求項３１に記載の汚染物質除去システム。
  33. 前記第３の基体が、シリコンカーバイドおよびドーパントを含む、請求項２３に記載の汚染物質除去システム。
  34. 前記ドーパントが、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、請求項３３に記載の汚染物質除去システム。
  35. 以下：
    （ａ）第１のセラミック要素を含む第１の精製モジュールであって、前記第１のセラミック要素は、第１の基体および前記基体の少なくとも一部を覆う第１の膜を含み、以下：
    （ｉ）汚染物質粒子および汚染物質イオンを含む、汚染された媒体フィードを受容し、
    （ｉｉ）サイズに基づいて前記汚染された媒体粒子から除去し、
    （ｉｉｉ）第１の部分的に精製された浸透物を生成する、
    ように構成された、第１の精製モジュール；
    （ｂ）第２のセラミック要素を含む第２の精製モジュールであって、前記第２のセラミック要素は、第２の基体を含み、以下：
    （ｉ）前記第１の要素から前記部分的に精製された浸透物を受容し、
    （ｉｉ）前記第１の部分的に精製された浸透物から第１の正味電荷を有する汚染物質を除去し、
    （ｉｉｉ）第２の部分的に精製された浸透物を生成する、
    ように構成された、第２の精製モジュール；および
    （ｃ）第３のセラミック要素を含む第３の精製モジュールであって、前記第３のセラミック要素は、第３の基体を含み、以下：
    （ｉ）前記第２の要素から前記第２の部分的に精製された浸透物を受容し、
    （ｉｉ）前記第２の部分的に精製された浸透物から第２の正味電荷を有する汚染物質を除去し、
    （ｉｉｉ）前記汚染された媒体フィードより低い濃度の粒子およびより低い濃度のイオンを含む産生流体を生成する、
    ように構成された、第３の精製モジュール、
    を含み、
    ここで、前記第１の正味電荷は、前記第２の正味電荷と反対の極性を有する、
    流体精製システム。
  36. 前記第２の基体が、ドーパントを含む、請求項３５に記載の流体精製システム。
  37. 前記第２の基体が、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、請求項３５に記載の流体精製システム。
  38. 懸濁されたまたは溶解された汚染物質および第１の極性および／または第２の極性を有する極性汚染物質を含む、汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法であって、前記方法は、以下：
    （ａ）サイズに基づいて前記汚染された媒体をろ過し、前記懸濁されたまたは溶解された汚染物質を除去して、第１の部分的に精製された媒体を生成すること、
    （ｂ）前記第１の部分的に精製された媒体を、第１の極性とは反対の第２の極性を有する前記溶解された極性汚染物質が第１の基体に結合することを可能にする条件下で前記第１の極性の正味電荷を有する前記第１の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、および／または
    （ｃ）前記第１の部分的に精製された媒体を、前記第１の極性を有する前記溶解された極性汚染物質が第２の基体に結合することを可能にする条件下で前記第２の極性の正味電荷を有する前記第２の基体と接触させて、第２の部分的に精製された媒体を形成すること、
    を含み、
    ここで、前記第２の部分的に精製された媒体は、前記汚染された媒体フィードより低い濃度の前記固体汚染物質およびより低い濃度の前記溶解された極性汚染物質を有する、
    方法。
  39. 前記第１の基体が、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、請求項３８に記載の汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法。
  40. 前記第２の基体が、ホウ素、アルミニウム、窒素、またはそれらの組み合わせを含む、請求項３８に記載の汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法。
  41. 請求項３８に記載の汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法であって、前記溶解された極性汚染物質の少なくとも一部が、前記第１の基体へ吸収し、前記第１の基体の前記正味電荷を反対にして、第２の極性を有する前記吸収された極性汚染物質を脱着させることをさらに含む、方法。
  42. 請求項３８に記載の汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法であって、前記溶解された極性汚染物質の少なくとも一部が、前記第２の基体へ吸収し、前記第２の基体の前記正味電荷を反対にして、第１の極性を有する前記吸収された極性汚染物質を脱着させることをさらに含む、方法。
  43. 前記溶解された極性汚染物質が、金属、イオン、塩、有機化合物、またはそれらの組み合わせを含む、請求項３８に記載の汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法。
JP2016561643A 2014-04-08 2015-04-08 流体精製システム、汚染物質除去システムおよび汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法 Active JP6673849B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020038012A JP6895040B2 (ja) 2014-04-08 2020-03-05 総溶存固体を流体から除去するための装置、システムおよび方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461976702P 2014-04-08 2014-04-08
US61/976,702 2014-04-08
PCT/IB2015/001421 WO2015170188A2 (en) 2014-04-08 2015-04-08 Apparatus, systems, and methods for removing total dissolved solids from a fluid

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020038012A Division JP6895040B2 (ja) 2014-04-08 2020-03-05 総溶存固体を流体から除去するための装置、システムおよび方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017518865A true JP2017518865A (ja) 2017-07-13
JP6673849B2 JP6673849B2 (ja) 2020-03-25

Family

ID=54209152

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016561643A Active JP6673849B2 (ja) 2014-04-08 2015-04-08 流体精製システム、汚染物質除去システムおよび汚染された媒体から汚染物質を除去するための方法
JP2020038012A Active JP6895040B2 (ja) 2014-04-08 2020-03-05 総溶存固体を流体から除去するための装置、システムおよび方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020038012A Active JP6895040B2 (ja) 2014-04-08 2020-03-05 総溶存固体を流体から除去するための装置、システムおよび方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10315935B2 (ja)
EP (1) EP3148671B1 (ja)
JP (2) JP6673849B2 (ja)
AU (1) AU2015257406B2 (ja)
BR (1) BR112016023514A2 (ja)
CA (1) CA2944973C (ja)
WO (1) WO2015170188A2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019503841A (ja) * 2015-11-20 2019-02-14 １９３４６１２ オンタリオ インク．１９３４６１２ Ｏｎｔａｒｉｏ Ｉｎｃ． 炭化シリコン・メンブレンを用いた流体の清浄化装置、システム、および方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024116102A1 (en) * 2022-12-01 2024-06-06 Ajay Dubey Water purification device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06238141A (ja) * 1993-02-18 1994-08-30 Toto Ltd 濾過膜
JPH0985068A (ja) * 1994-12-22 1997-03-31 Nitto Denko Corp 高透過性複合逆浸透膜とその製造方法及び逆浸透処理方法
JP2001026482A (ja) * 1999-07-14 2001-01-30 Bridgestone Corp 電極材、及び、それを用いた電解イオン水製造装置
JP2003508192A (ja) * 1999-08-27 2003-03-04 コーニング インコーポレイテッド 活性炭電極を用いた水からのイオン除去
JP2005511282A (ja) * 2001-12-12 2005-04-28 ポール・コーポレーション クロスフロー濾過処理のためのフィルターエレメント及びフィルター装置
JP2005519835A (ja) * 2002-03-13 2005-07-07 セラメム コーポレーション 反応結合されたアルミナ・フィルタおよび膜支持体

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3210733B2 (ja) 1992-05-11 2001-09-17 日東電工株式会社 多段式逆浸透システム及びこれを用いた超純水の製造方法
US5614099A (en) * 1994-12-22 1997-03-25 Nitto Denko Corporation Highly permeable composite reverse osmosis membrane, method of producing the same, and method of using the same
KR0154384B1 (ko) 1995-07-03 1998-10-15 박원훈 중공사 막을 사용하는 수처리 장치
JP4844445B2 (ja) * 2007-03-27 2011-12-28 栗田工業株式会社 凝集処理方法
CN201713403U (zh) * 2010-05-14 2011-01-19 水经(上海)生物科技有限公司 一种自助饮用水设备

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06238141A (ja) * 1993-02-18 1994-08-30 Toto Ltd 濾過膜
JPH0985068A (ja) * 1994-12-22 1997-03-31 Nitto Denko Corp 高透過性複合逆浸透膜とその製造方法及び逆浸透処理方法
JP2001026482A (ja) * 1999-07-14 2001-01-30 Bridgestone Corp 電極材、及び、それを用いた電解イオン水製造装置
JP2003508192A (ja) * 1999-08-27 2003-03-04 コーニング インコーポレイテッド 活性炭電極を用いた水からのイオン除去
JP2005511282A (ja) * 2001-12-12 2005-04-28 ポール・コーポレーション クロスフロー濾過処理のためのフィルターエレメント及びフィルター装置
JP2005519835A (ja) * 2002-03-13 2005-07-07 セラメム コーポレーション 反応結合されたアルミナ・フィルタおよび膜支持体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019503841A (ja) * 2015-11-20 2019-02-14 １９３４６１２ オンタリオ インク．１９３４６１２ Ｏｎｔａｒｉｏ Ｉｎｃ． 炭化シリコン・メンブレンを用いた流体の清浄化装置、システム、および方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR112016023514A2 (pt) 2017-08-15
AU2015257406A1 (en) 2016-10-27
CA2944973C (en) 2023-11-28
EP3148671A2 (en) 2017-04-05
AU2015257406B2 (en) 2019-12-12
US20150284271A1 (en) 2015-10-08
EP3148671B1 (en) 2020-07-22
EP3148671A4 (en) 2018-03-14
WO2015170188A2 (en) 2015-11-12
JP6895040B2 (ja) 2021-06-30
JP6673849B2 (ja) 2020-03-25
CA2944973A1 (en) 2015-11-12
WO2015170188A3 (en) 2016-04-07
JP2020108889A (ja) 2020-07-16
US10315935B2 (en) 2019-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11697097B2 (en) Apparatus, systems, and methods for purifying a fluid with a silicon carbide membrane
US7820024B2 (en) Electrically-driven separation apparatus
US9422176B2 (en) Systems and techniques for electrodialysis
US20160023925A1 (en) Polarized electrodialysis
JP2004517709A (ja) 電気透析膜及びガスケット積層システム
KR20120035531A (ko) 축전식 탈염전극을 이용한 초순수 제조장치
CN104649447B (zh) 一种海水淡化及水质净化的处理系统
JP6895040B2 (ja) 総溶存固体を流体から除去するための装置、システムおよび方法
TW201326054A (zh) 脫鹽系統及方法
JP2014159015A (ja) 逆浸透膜装置の運転方法、及び逆浸透膜装置
CN105321589A (zh) 一种采用全膜法处理放射性废水的方法
EP3439770B1 (en) Fouling resistant membrane spacers
KR101656569B1 (ko) 에너지 생산 장치
CN209974491U (zh) 一种纯化水制备系统
Abdallah et al. Design of low energy integrated membranes units for production of highly purified water
CN202156966U (zh) 诊断试剂生产专用水处理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170412

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180406

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190328

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20190405

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190409

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20190405

AA92 Notification that decision to refuse application was cancelled

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971092

Effective date: 20190611

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190618

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190918

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200305

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6673849

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250