[0001]移動式浄水システムは、様々な用途に対して望ましいものである。そのシステムは、飲料水を必要とする人々のグループ、例えば、現場の軍隊にとって特に望ましい。典型的には、そのシステムは、車両又はトレーラに取り付けられ、必要な場所に輸送され、飲料水を提供するよう運転される。
[0002]しかし、改良型の浄水システムが必要とされている。本発明は、先行技術の欠点の少なくともいくつかの改善を可能とする。本発明のこれら及び他の利点は、以下に記載される説明から明らかになるであろう。
[0027]本発明の一実施形態は、第1のバンクと、第2のバンクとを備える水濾過システムを提供するものであり、(A)第1のバンクは、(a)複数の水平に配置された水濾過アセンブリであって、第1のバンクにおける各水濾過アセンブリが、供給入口、濾液出口、及び排水出口を含むフィルタハウジングを有するフィルタモジュールを備え、フィルタハウジングが、供給入口と濾液出口との間の濾液流路、及び供給入口と排水出口との間の排水流路、並びに濾液流路全体にわたる多孔質フィルタを画定し、濾液流路が、多孔質フィルタの上流及び下流表面を貫通し、排水流路が、多孔質フィルタの表面を貫通しない、水濾過アセンブリと、(b)第1のバンク供給入口及び複数の水濾過アセンブリ入口ポートを備える第1のバンク供給マニホールドであって、各水濾過アセンブリ入口ポートが、それぞれのフィルタモジュール供給入口と流体連通している、第1のバンク供給マニホールドと、(c)第1のバンク濾液出口ポート及び複数の水濾過アセンブリ出口ポートを備える第1のバンク濾液マニホールドであって、各水濾過アセンブリ出口ポートが、それぞれのフィルタモジュール濾液出口と流体連通しており、第1のバンク濾液出口ポートが、第1の定流量継手と流体連通している、第1のバンク濾液マニホールドと、(d)第1のバンク排水出口ポート及び複数の水濾過アセンブリ排水出口ポートを備える第1のバンク排水マニホールドであって、各水濾過アセンブリ排水出口ポートが、それぞれのフィルタモジュール排水出口と流体連通しており、第1のバンク排水出口ポートが、第2の定流量継手と流体連通している、第1のバンク排水マニホールドとを備え、(B)第2のバンクは、(e)複数の水平に配置された水濾過アセンブリであって、第2のバンクにおける各水濾過アセンブリが、供給入口、濾液出口、及び排水出口を含むフィルタハウジングを有するフィルタモジュールを備え、フィルタハウジングが、供給入口と濾液出口との間の濾液流路、及び供給入口と排水出口との間の排水流路、並びに濾液流路全体にわたる多孔質フィルタを画定し、濾液流路が、多孔質フィルタの上流及び下流表面を貫通し、排水流路が、多孔質フィルタの表面を貫通しない、通過水濾過アセンブリと、(f)第2のバンク供給入口及び複数の水濾過アセンブリ入口ポートを備える第2のバンク供給マニホールドであって、各水濾過アセンブリ入口ポートが、それぞれのフィルタモジュール供給入口と流体連通している、第2のバンク供給マニホールドと、(g)第2のバンク濾液出口ポート及び複数の水濾過アセンブリ出口ポートを備える第2のバンク濾液マニホールドであって、各水濾過アセンブリ出口ポートが、それぞれのフィルタモジュール濾液出口と流体連通しており、第2のバンク濾液出口ポートが、第1の定流量継手と流体連通している、第2のバンク濾液マニホールドと、(h)第2のバンク排水出口ポート及び複数の水濾過アセンブリ排水出口ポートを備える第2のバンク排水マニホールドであって、各水濾過アセンブリ排水出口ポートが、それぞれのフィルタモジュール排水出口と流体連通しており、第2のバンク排水出口ポートが、第3の定流量継手と流体連通している、第2のバンク排水マニホールドとを備える。
[0028]一実施形態では、第1のバンク濾液マニホールドと第2のバンクマニホールドとが互いに接合され、ワンピース型のマニホールドを構成する。
[0029]いくつかの実施形態では、水濾過システムは、第1及び第2のバンクが取り付けられたフレームをさらに備える。代替の実施形態では、各バンクは、別個独立のフレームに取り付けることができ、又はバンクは、フレームの有無にかかわらず一緒に取り付けることができる。さらに別の実施形態では、少なくとも1つのバンクは、ベース(例えば、ジョイントモジュラーインターモーダルコンテナ(JMIC)パレットのベース)に取り付けることができる。
[0030]一実施形態では、システムは、人が支持するのに十分なほど軽量である。
[0031]第1及び第2のバンクは、上側バンク及び下側バンクとなるように垂直に配置することができ、又は右側バンク及び左側バンクとなるように水平に配置することができる。
[0032]好ましくは、一方のバンクは、順方向濾過を可能とする「オンライン」であり、原水は、一定の順方向洗浄液となり、他方のバンクは、「オフライン」であり、オフラインバンクは、オンラインバンクからの濾液を使用した一定の逆方向洗浄液によって再生される。
[0033]好ましい実施形態では、オフラインバンクの供給入口は、キャップされ又は閉鎖され、システムは、第1の定流量継手を備える共通濾液継手を備え、共通濾液継手は、オンラインバンク(例えば、第1のバンク)濾液ポート及び第1のバンク濾液マニホールドからの濾液の流れが逆流として第2のバンク濾液マニホールド、第2のバンクモジュール濾液出口を介して水濾過アセンブリの他方のバンク(例えば、第2のバンク)を通り、多孔質フィルタの表面、第2のバンク排水ポートを通って、第2のバンク排水マニホールドを通り、かつ共通出口を通って流れることを可能にし、以前のオフラインバンクが現在オンラインバンクになっているとき、オンラインバンク(例えば、第2のバンク)濾液ポート及び第2のバンク濾液マニホールドからの濾液の流れが逆流として第1のバンク濾液マニホールド、第1のバンクモジュール濾液出口を経て第1のバンク水濾過アセンブリの他方のバンク(現在オフラインの第1のバンク)を通り、多孔質フィルタの表面、第1のバンク排水ポートを通って、第1のバンク排水マニホールドを通り、かつ共通出口を通って流れることを可能にするように配置構成される。
[0034]別の実施形態では、水を濾過するための方法が提供され、原水をシステムに流すステップと、一方のバンクから濾液を取得するステップと、濾液の一部を逆流として他方のバンクに流通させるステップと、飲料用に処理される濾液の別の部分を取得するステップとを含む。
[0035]例えば、水を濾過するための方法の一実施形態では、本方法は、原水を水濾過システムに、及び第1のバンク(例えば、上側バンク又は右側バンク)の水濾過アセンブリに流入させるステップと、濾液を取得するステップと、濾液の一部を逆流として第2のバンク(例えば、下側バンク又は左側バンク)の水濾過アセンブリに流通させるステップと、飲料用に処理される濾液の別の部分を取得するステップとを含む。典型的には、飲料用に処理される濾液の部分は、貯蔵容器に送られる。本方法の実施形態はまた、原水を第2のバンクの水濾過アセンブリに流入させるステップと、濾液を取得するステップと、濾液の一部を逆流として第1のバンクの水濾過アセンブリに流通させるステップと、例えば、飲料用に処理される濾液の別の部分を取得するステップとを含むことができ、飲料用に処理される部分が、貯蔵容器に送られる。
[0036]バンクを通る交互の流れは、必要に応じて繰り返すことができる。
[0037]本発明の一実施形態によれば、上側バンクと、下側バンクとを備える水濾過システムが提供され、(A)上側バンクは、(a)複数の水平に配置された水濾過アセンブリであって、上側バンクにおける各水濾過アセンブリが、供給入口、濾液出口、及び排水出口を含むフィルタハウジングを有するフィルタモジュールを備え、フィルタハウジングが、供給入口と濾液出口との間の濾液流路、及び供給入口と排水出口との間の排水流路、並びに濾液流路全体にわたる多孔質フィルタを画定し、濾液流路が、多孔質フィルタの上流及び下流表面を貫通し、排水流路が、多孔質フィルタの表面を貫通しない、水濾過アセンブリと、(b)上側バンク供給入口及び複数の水濾過アセンブリ入口ポートを備える上側バンク供給マニホールドであって、各水濾過アセンブリ入口ポートが、それぞれのフィルタモジュール供給入口と流体連通している、上側バンク供給マニホールドと、(c)上側バンク濾液出口ポート及び複数の水濾過アセンブリ出口ポートを備える上側バンク濾液マニホールドであって、各水濾過アセンブリ出口ポートが、それぞれのフィルタモジュール濾液出口と流体連通しており、上側バンク濾液出口ポートが、第1の定流量継手と流体連通している、上側バンク濾液マニホールドと、(d)上側バンク排水出口ポート及び複数の水濾過アセンブリ排水出口ポートを備える上側バンク排水マニホールドであって、各水濾過アセンブリ排水出口ポートが、それぞれのフィルタモジュール排水出口と流体連通しており、上側バンク排水出口ポートが、第2の定流量継手と流体連通している、上側バンク排水マニホールドとを備え、(B)下側バンクは、(e)複数の水平に配置された水濾過アセンブリであって、下側バンクにおける各水濾過アセンブリが、供給入口、濾液出口、及び排水出口を含むフィルタハウジングを有するフィルタモジュールを備え、フィルタハウジングが、供給入口と濾液出口との間の濾液流路、及び供給入口と排水出口との間の排水流路、並びに濾液流路全体にわたる多孔質フィルタを画定し、濾液流路が、多孔質フィルタの上流及び下流表面を貫通し、排水流路が、多孔質フィルタの表面を貫通しない、水濾過アセンブリと、(f)下側バンク供給入口及び複数の水濾過アセンブリ入口ポートを備える下側バンク供給マニホールドであって、各水濾過アセンブリ入口ポートが、それぞれのフィルタモジュール供給入口と流体連通している、下側バンク供給マニホールドと、(g)下側バンク濾液出口ポート及び複数の水濾過アセンブリ出口ポートを備える下側バンク濾液マニホールドであって、各水濾過アセンブリ出口ポートが、それぞれのフィルタモジュール濾液出口と流体連通しており、下側バンク濾液出口ポートが、第1の定流量継手と流体連通している、下側バンク濾液マニホールドと、(h)下側バンク排水出口ポート及び複数の水濾過アセンブリ排水出口ポートを備える下側バンク排水マニホールドであって、各水濾過アセンブリ排水出口ポートが、それぞれのフィルタモジュール排水出口と流体連通しており、下側バンク排水出口ポートが、第3の定流量継手と流体連通している、下側バンク排水マニホールドとを備える。
[0038]本発明の別の実施形態によれば、上側バンクと、下側バンクとを備える水濾過システムが提供され、(A)右側バンクは、(a)複数の水平に配置された水濾過アセンブリであって、右側バンクにおける各水濾過アセンブリが、供給入口、濾液出口、及び排水出口を含むフィルタハウジングを有するフィルタモジュールを備え、フィルタハウジングが、供給入口と濾液出口との間の濾液流路、及び供給入口と排水出口との間の排水流路、並びに濾液流路全体にわたる多孔質フィルタを画定し、濾液流路が、多孔質フィルタの上流及び下流表面を貫通し、排水流路が、多孔質フィルタの表面を貫通しない、水濾過アセンブリと、(b)右側バンク供給入口及び複数の水濾過アセンブリ入口ポートを備える右側バンク供給マニホールドであって、各水濾過アセンブリ入口ポートが、それぞれのフィルタモジュール供給入口と流体連通している、右側バンク供給マニホールドと、(c)右側バンク濾液出口ポート及び複数の水濾過アセンブリ出口ポートを備える右側バンク濾液マニホールドであって、各水濾過アセンブリ出口ポートが、それぞれのフィルタモジュール濾液出口と流体連通しており、右側バンク濾液出口ポートが、第1の定流量継手と流体連通している、右側バンク濾液マニホールドと、(d)右側バンク排水出口ポート及び複数の水濾過アセンブリ排水出口ポートを備える右側バンク排水マニホールドであって、各水濾過アセンブリ排水出口ポートが、それぞれのフィルタモジュール排水出口と流体連通しており、右側バンク排水出口ポートが、第2の定流量継手と流体連通している、右側バンク排水マニホールドとを備え、(B)左側バンクは、(e)複数の水平に配置された水濾過アセンブリであって、左側バンクにおける各水濾過アセンブリが、供給入口、濾液出口、及び排水出口を含むフィルタハウジングを備えるフィルタモジュールを備え、フィルタハウジングが、供給入口と濾液出口との間の濾液流路、及び供給入口と排水出口との間の排水流路、並びに濾液流路全体にわたる多孔質フィルタを画定し、濾液流路が、多孔質フィルタの上流及び下流表面を貫通し、排水流路が、多孔質フィルタの表面を貫通しない、水濾過アセンブリと、(f)左側バンク供給入口及び複数の水濾過アセンブリ入口ポートを備える左側バンク供給マニホールドであって、各水濾過アセンブリ入口ポートが、それぞれのフィルタモジュール供給入口と流体連通している、下側バンク供給マニホールドと、(g)左側バンク濾液出口ポート及び複数の水濾過アセンブリ出口ポートを備える左側バンク濾液マニホールドであって、各水濾過アセンブリ出口ポートが、それぞれのフィルタモジュール濾液出口と流体連通しており、左側バンク濾液出口ポートが、第1の定流量継手と流体連通している、左側バンク濾液マニホールドと、(h)左側バンク排水出口ポート及び複数の水濾過アセンブリ排水出口ポートを備える左側バンク排水マニホールドであって、各水濾過アセンブリ排水出口ポートが、それぞれのフィルタモジュール排水出口と流体連通しており、左側バンク排水出口ポートが、第3の定流量継手と流体連通している、左側バンク排水マニホールドとを備える。
[0039]いくつかの実施形態では、水濾過システムは、上側/右側バンク及び下側/左側バンクが取り付けられたフレームをさらに備える。代替の実施形態では、各バンクは、別個独立のフレームに取り付けることができ、又はバンクは、フレームの有無にかかわらず一緒に取り付けることができる。さらに別の実施形態では、少なくとも1つのバンクは、ベース(例えば、ジョイントモジュラーインターモーダルコンテナ(JMIC)パレットのベース)に取り付けることができる。
[0040]好ましい実施形態では、オフラインバンクの供給入口が、キャップされ又は閉鎖され、システムが、第1の定流量継手を備える共通濾液継手を備え、共通濾液継手が、オンラインバンク(例えば、上側バンク又は右側バンク)濾液ポート及び上側バンク又は右側バンク濾液マニホールドからの濾液の流れが逆流として下側バンク又は左側バンクマニホールド、下側バンク又は左側バンクモジュール濾液出口を経て水濾過アセンブリの他方のバンク(例えば、下側バンク又は左側バンク)を通って、多孔質フィルタの表面、下側バンク又は左側バンク排水ポートを通り、下側バンク又は左側バンク排水マニホールドを通って、かつ共通出口を通って流れることを可能にし、以前のオフラインバンクが現在オンラインバンクになっているとき、現在のオンラインバンク(例えば、現在下側バンク又は左側バンク)濾液ポート及び下側バンク又は左側バンク濾液マニホールドからの濾液の流れが逆流として上側バンク又は右側バンク濾液マニホールド、上側バンク又は右側バンクモジュール濾液出口を経て上側バンク又は右側バンク水濾過アセンブリの他方のバンク(現在オフラインの上側バンク又は右側バンク)を通り、多孔質フィルタの表面、上側バンク又は右側バンク排水ポートを通って、上側バンク又は右側バンク排水マニホールドを通り、かつ共通出口を通って流れることを可能にするように配置構成される。
[0041]別の実施形態では、水を濾過するための方法が提供され、原水をシステムに流入させるステップと、一方のバンクから濾液を取得するステップと、濾液の一部を逆流として他方のバンクに流通させるステップと、飲料用に処理される濾液の別の部分を取得するステップとを含む。
[0042]好適には、(手動又は自動で操作される機械式弁の代わりに)定流量継手を使用することは、オペレータの入力なしで統合された同時供給及び逆流を可能にすることができ、オペレータの入力なしで所望の膜フラックスを得るための正確な流量制御を提供することができることである。システムは、化学洗浄の間に長時間稼働しているとき、エアスクラブなしで運転することができる(空気圧システムが必要である)。加えて、濁度の高い水源(比濁計濁度単位(NTU))から膜に蓄積した沈泥が防止される。システム自体は、電気構成要素又は電力を必要とせず、様々なポンプと互換性があり得、ポンプは、システムの実施形態と一体化する必要はない。
[0043]定流量継手を選択することによって、所望の流量比を達成することができる。
[0044]次に、本発明の構成要素の各々を以下により詳細に説明するが、同様の構成要素は、同様の参照番号を有する。
[0045]以下でより詳細に説明するように、単に理解を容易にするために、「第1のバンク」への言及は、「上側バンク」及び「右側バンク」、又は「上側/右側バンク」という用語と互換的に使用することができ、「第2のバンク」への言及は、「下側バンク」及び「左側バンク」、又は「下側/左側バンク」という用語と互角的に使用することができる。
[0046]図1及び図2はそれぞれ、水濾過アセンブリ1000の上側バンク及び水濾過アセンブリ2000の下側バンクと、上側バンク供給マニホールド111及び下側バンク供給マニホールド211と、上側バンク濾液マニホールド122及び下側バンク濾液マニホールド222と、上側バンク排水マニホールド133及び下側バンク排水マニホールド233とを備える水濾過システム1の一実施形態の前方からの等角図及び後方からの等角図を示す。
[0047]水濾過アセンブリの上側バンク及び下側バンクは、それぞれ、モジュール100、200を備え(本発明の実施形態は2つ以上のモジュールを備え、図1及び図2に示されるアセンブリは各々4つのモジュールを備え、図10及び図11に示されるアセンブリは各々2つのモジュールを備えるが、任意の数のモジュールを使用することができる)、それぞれのモジュールは各々、供給入口11、21と、濾液出口12、22と、排水出口13、23とを有するハウジング115、215を備え(図6A〜図6Cに示す)、各フィルタハウジングは、供給入口と濾液出口との間の濾液流路、及び供給入口と排水出口との間の排水流路を画定し、濾液流路全体にわたって多孔質フィルタ100A、200A(図6Bに示す)を有する(排水流路は、多孔質フィルタの表面を貫通しない)。以下でより詳細に説明するように、逆洗中、オフラインバンクの供給入口は、キャップされ又は閉鎖され、水濾過アセンブリの一方のバンクからの濾液は、水濾過アセンブリの他方の(オフライン)バンクを逆方向に通過する(すなわち、オンラインバンクの濾液出口からオフラインバンクの濾液出口に、オフラインバンクの多孔質フィルタを通過し、かつオフラインバンクの排水出口を通過する)。
[0048]本発明の実施形態に従って、様々なフィルタ及びフィルタ要素を使用することができる。フィルタ100A及び200Aは、中空の多孔質繊維の束(縮尺通りには示されていない)として図6Bに示されているが、他の構成、例えば、多孔質の平らなシートを備えることができる。フィルタが中空の多孔質繊維を含むそれらの実施形態では、濾液流路は、「内側から外側」(繊維膜の内側表面から外側表面を通過する)又はより好ましくは、「外側から内側」(繊維膜の外側表面から内側表面を通過する)とすることができる。
[0049]上側バンク供給マニホールド111及び下側バンク供給マニホールド211はそれぞれ、未処理供給入口101、201、並びにそれぞれのモジュール供給入口11、21との流体連通を可能とするポートを有し、上側バンク濾液マニホールド122及び下側バンク濾液マニホールド222はそれぞれ、対応のモジュール濾液出口12、22との流体連通を可能とするポートを有し、上側バンク排水マニホールド133及び下側バンク排水マニホールド233はそれぞれ、対応のモジュール排水出口13、23との流体連通を可能とするポートを有する。排水マニホールドから流出する排水は、以下に説明するように、排水導管134、234に沿って流通する。
[0050]図3、図4及び図5(それぞれ、上面図、側面図及び正面図を示す)に詳細に示すように、図示のシステム1はまた、上側バンク濾液導管123(以下により詳細に説明するように、上側バンク逆流導管423も備える)と、下側バンク濾液導管223(以下により詳細に説明するように、下側バンク逆流導管523も備える)とを備え、これらの導管は、第1の定流量継手375(図7は、継手に配置され得る一般化された定流量弁を示す)を備える共通濾液継手390及び共通濾液出口302で接合される。
[0051]図示のシステムはまた、共通排水継手690と連通している第2の定流量継手175(図7)と連通する上側バンク排水導管134と、共通排水継手690と連通している第3の定流量継手275(図7)と連通する下側バンク排水導管234とを備え、共通排水継手690は共通排水出口301をさらに備える。
[0052]上記のように、システム1の図示の実施形態は、上側バンク濾液導管123(上側バンク逆流導管423も備える)と、下側バンク濾液導管223(下側バンク逆流導管523を備える)とを備える。
[0053]図1及び図2に示される実施形態では、バンクは、エンドピース、クロスピース、及び支柱を備えるフレーム700に取り付けられている。様々なフレーム構成が、本発明の実施形態による使用に適している。
[0054]また、上記のように、単に理解を容易にするために、「第1のバンク」への言及は、「上側バンク」及び「右側バンク」、又は「上側/右側バンク」という用語と互換的に使用することができ、「第2のバンク」への言及は、「下側バンク」及び「左側バンク」、又は「下側/左側バンク」という用語と互換的に使用することができる。
[0055]図10及び図11はそれぞれ、水濾過システムの別の実施形態の前方からの等角図及び後方からの等角図を示し、図1及び図2に示すような水濾過アセンブリの垂直に配置された(すなわち、上側及び下側)バンクを有する代わりに、図10及び図11に示される水濾過システム1’の実施形態は、水濾過アセンブリの水平に配置された(すなわち、右側及び左側)バンクを有する。参照を容易にするために、システムの各実施形態に共通する構成要素は同じ参照番号を有し、例えば、水濾過アセンブリの上側バンクと水濾過アセンブリの右側バンクの両方は、参照番号1000を有し、水濾過アセンブリの下側バンクと水濾過アセンブリの左側バンクの両方は、参照番号2000を有する。
[0056]この図示の実施形態では、システム1’は、フレーム700に取り付けられた各水濾過アセンブリに2つのモジュールを有し、したがって重量を軽減し、人が運ぶのに適したものとなっている。
[0057]図10及び図11に示されるシステムの実施形態は、右側バンク濾液マニホールド122及び左側バンク濾液マニホールド222を含むが、図1及び図2に示す実施形態とは対照的に、図10及び図11では、右側バンク濾液マニホールド122及び左側バンク濾液マニホールド222は、共通マニホールド322を提供するために一緒に接合されている。
[0058]加えて、図12に示す図示の実施形態では、システム1’は、上側バンク濾液導管123(上側バンク逆流導管423も備える)及び下側バンク濾液導管223(下側バンク逆流導管523も備える)を含むシステム1の実施形態(例えば、図3に示す)とは対照的に、第1の定流量継手375を備える濾液継手391に接合される単一の濾液導管/逆流導管323を含み、導管は、第1の定流量継手375を備える共通濾液継手390で接合される。
[0059]各実施形態で同じではない他の構成要素(例えば、フレーム、ベース、パレット)は、異なる参照番号を有し、別々に説明する。
[0060]参照のために図8A、図8B、図9A及び図9Bを使用すると、一方のバンク(例えば、水濾過アセンブリの上側バンク又は右側バンク)が順方向濾過で「オンライン」であり、原水が一定の順方向洗浄液を提供し、他方のバンク(例えば、水濾過アセンブリの下側バンク又は左側バンク)が「オフライン」であり、下側/左側バンクは、上側/右側バンクからの濾液を使用した一定の逆方向洗浄液によって再生される。例えば、オンラインバンクによって受け取られた原水の約3分の2が濾液としてモジュールを通過することができ、約3分の1が各モジュールの長さを下って進んで下向きの排水ポートから排出され、供給洗浄液を提供する。供給洗浄液は、ハウジングの底に蓄積し得る沈殿物を運び去り、したがって膜の汚れを防止する。オンラインバンクからの濾液の約半分は製品水として収集され(飲料用に塩素を注入する必要がある)、残りの約半分は一定の逆方向洗浄液を提供するためにオフラインバンクに迂回される。特定の状況及び/又は用途に応じて、水の量(原水、濾液、供給洗浄液及び逆方向洗浄液)を変更することができる。
[0061]したがって、追加の参照のために図3を使用すると、水濾過アセンブリ1000の上側バンク/右側バンクがオンラインであるとき(及び水濾過アセンブリ2000の下側バンク/左側バンクがオフラインであるとき)、下側バンク/左側バンク未処理供給入口201は閉鎖され、上側バンク/右側バンク未処理供給入口101は開放され、未処理(原)水は、供給入口101から上側バンク供給マニホールド111を通って、入口11を経てそれぞれのモジュール100を通って流れ、流体流路に沿ってフィルタ100Aの多孔質メディアを通って、かつ濾液出口12及び上側バンク濾液マニホールド122(濾液)を通って流れ、又は別の流体流路に沿って(フィルタメディアを通らず)排水出口13を通って、かつ上側バンク/右側バンク排水マニホールド133を通って流れ(モジュールの供給洗浄液を提供する)、その後、排水は、上側バンク排水導管134に沿って第2の定流量継手175及び共通排水継手690を通って、かつ共通排水出口301を通過して原水に至る。
[0062]加えて、上側/右側バンク濾液マニホールド122から流れる濾液は、上側/右側バンク濾液導管123を通過して共通濾液継手390に至る。濾液の一部は、共通濾液継手390、第1の定流量継手375及び共通濾液出口302を通過して貯蔵容器に至り、濾液の別の部分は、下側/左側バンク逆流導管523に沿って迂回される(すなわち、下側/左側バンク濾液導管223では、流体は、反対方向を通って逆流となる)。したがって、下側/左側バンク逆流導管523に沿って迂回される流体は、下側/左側バンク濾液マニホールド222、下側/左側バンク出口22を介して下側/左側バンク水濾過アセンブリを逆方向に、フィルタ200Aの多孔質フィルタメディア、及び下側/左側バンク排水マニホールド233、下側バンク/左側バンク排水導管234、第3の定流量継手275、共通排水継手690(「供給洗浄液」水と組み合わせる)を通って、かつ共通排水出口301を通って流れて原水に至る(下側/左側バンク濾液マニホールド222、下側/左側バンク出口22、フィルタ200Aの多孔質フィルタメディア、及び下側/左側バンク排水マニホールド233は図3には示されていない。図1及び図2参照)。
[0063]代替の実施形態では、参照のために図12を使用すると、水濾過アセンブリ1000の上側バンク/右側バンクは、オンラインであり、下側バンク/左側バンク未処理供給入口201は閉鎖され、上側バンク/右側バンク未処理供給入口101は開放され、未処理(原)水は、供給入口101から上側バンク供給マニホールド111を通って、入口11を経てそれぞれのモジュール100を通って流れ、流体流路に沿ってフィルタ100Aの多孔質メディアを通って、かつ濾液出口12及び上側バンク/右側バンク濾液マニホールド122(濾液)を通って流れ、又は別の流体流路に沿って(フィルタメディアを通らず)排水出口13を通って、かつ上側バンク/右側バンク排水マニホールド133を通って流れ(モジュールの供給洗浄液を提供する)、その後、排水は、上側バンク/右側バンク排水導管134に沿って第2の定流量継手175及び共通排水継手690を通って、かつ共通排水出口301を通過して原水に至る。
[0064]上側/右側バンク濾液マニホールド122から流れ出る濾液は、下側バンク/左側バンク濾液マニホールド222を通過し、濾液導管323を通って濾液継手391に至る。濾液の一部は、濾液継手391、第1の定流量継手375及び共通濾液出口302を通過して貯蔵容器に至り、濾液の別の部分は、下側バンク/左側バンク濾液マニホールド222、下側/左側バンク出口22に沿って、フィルタ200Aの多孔質フィルタメディア、及び下側バンク/左側バンク排水マニホールド233を通って、下側バンク/左側バンク排水導管234、第3の定流量継手275、共通排水継手690(「供給洗浄液」水と組み合わせる)を通って、かつ共通排水出口301を通って迂回されて原水に至る(下側/左側バンク出口22、及びフィルタ200Aの多孔質フィルタメディアは図12には示されていない。図10及び図11参照)。
[0065]参照のために図1〜図3を使用すると、水濾過アセンブリ2000の下側/左側バンクがオンラインであるとき(及び水濾過アセンブリ1000の上側バンク/右側バンクがオフラインであるとき)同様の手順が生じ、モジュール200の供給洗浄液及び上側/右側バンクモジュール100の逆方向洗浄液が提供される。具体的には、下側/左側バンク濾液マニホールド222から流れる濾液は、下側/左側バンク濾液導管223を通過して共通濾液継手390に至る。濾液の一部は、共通濾液継手390、第1の定流量継手375及び共通濾液出口302を通過して貯蔵容器に至り、濾液の別の部分は、上側/右側バンク逆流導管423に沿って迂回される(すなわち、上側/右側バンク濾液導管123では、流体は、反対方向を通って逆流となる)。したがって、上側/右側バンク逆流導管423に沿って迂回される流体は、上側/右側バンク濾液マニホールド122、上側/右側バンク出口12を介して上側/右側バンク水濾過アセンブリを逆方向に、フィルタ100Aの多孔質フィルタメディア、及び上側/右側バンク排水マニホールド133、上側バンク/右側バンク排水導管134、第2の定流量継手175、共通排水継手690(「供給洗浄液」水と組み合わせる)を通って、かつ共通排水出口301を通って流れて原水に至る。
[0066]代替の実施形態では、参照のために図10〜図12を使用すると、水濾過アセンブリ2000の下側/左側バンクがオンラインであるとき(及び水濾過アセンブリ1000の上側バンク/右側バンクがオフラインであるとき)同様の手順が生じ、モジュール200の供給洗浄液及び上側/右側バンクモジュール100の逆方向洗浄液が提供される。具体的には、下側/左側バンク濾液マニホールド222から流れる濾液は、上側バンク/右側バンク濾液マニホールド122を通過し、濾液導管323を通って濾液継手391に至る。濾液の一部は、濾液継手391、第1の定流量継手375及び共通濾液出口302を通過して貯蔵容器に至り、濾液の別の部分は、上側バンク/右側バンク濾液マニホールド122、上側バンク/右側バンク出口12に沿って、フィルタ100Aの多孔質フィルタメディア、及び上側バンク/右側バンク排水マニホールド133を通って、上側バンク/右側バンク排水導管134、第2の定流量継手175、共通排水継手690(「供給洗浄液」水と組み合わせる)を通って、かつ共通排水出口301を通って迂回されて原水に至る。
[0067]フィルタ及びフィルタ要素は、任意の適切な細孔構造、例えば、細孔径(例えば、例として米国特許第4,340,479号明細書に記載されているバブルポイントにより若しくはKLにより明らかである、若しくは毛管凝縮流動ポロメトリーにより明らかである)、平均流量細孔(MFP)径(例えば、ポロメータ、例えば、ポールベアポロメータ(Porvair Porometer)(Porvair plc、ノーフォーク、英国)若しくは商標ポロラクス(POROLUX)(Porometer.com、ベルギー)で入手可能なポロメータを使用して特徴付ける場合)、細孔等級、細孔直径(例えば、例として米国特許第4,925,572号明細書に記載されている修正OSU F2試験を使用して特徴付ける場合)、又は除去等級メディアを有することができる。本発明の一実施形態によれば、多孔質フィルタは、例えば、ナノ多孔質膜、例えば、1nm〜100nmの直径の細孔を有する膜、又は1μm〜10μmの直径の細孔を有する微多孔質膜である。
[0068]モジュールハウジング及びマニホールドは、任意の適切な剛性不浸透性材料から製作することができる。例えば、ハウジングは、ポリマーから製作することができるが、より典型的には、ステンレス鋼などの金属から製作される。
[0069]通常、フレーム、ベース、及びパレットは、ステンレス鋼などの金属から製作される。
[0070]様々なフレーム、ベース、及びパレットが、本発明の実施形態による使用に適している。
[0071]一実施形態では、参照のために図15〜図19を使用すると、ベース800は、例えば、MIL STD 3028に適合する、ジョイントモジュラーインターモーダルコンテナ(JMIC)、又はJMICパレットの一部である。JMICは、例えば、Garrett Container Systems,Inc.(アクシデント、メリーランド州)から入手可能である。図17〜図19に示される実施形態は、JMIC側壁801A、801B、801C、及び801Dを示し、図19はまた、JMIC蓋802、及びJMIC容器900を示す。
[0072]様々な導管、継手、及び定流量弁(複数オリフィス、より好ましくは、単一オリフィスの弁を含む)が、本発明の実施形態での使用に適している。好ましくは、排水ラインの定流量弁は同じ流量を有するが、濾液定流量弁と排水濾液流量弁の1つとを組み合わせた流量が膜のオンラインバンクの最大の所望のフラックス流量を超えない限り、濾液ラインの流量をわずかに高くすることができる。
[0073]システムの実施形態は、少なくとも1つのベント(ガス入口及び/又はガス出口を含む)のような追加の要素を含んでもよい。追加的又は代替的に、システムは、例えば、少なくとも1つの追加の導管、コネクタ、及び/又は継手を含んでもよい。
[0074]以下の実施例は本発明をさらに説明するものであるが、もちろん、その範囲を限定するものと解釈すべきではない。
[0075]この実施例は、水濾過システムの一実施形態を使用した水の濾過を示している。
[0076]水濾過システムは、図1〜図7に略示されるように、上側及び下側バンクを備えて配置され、各バンクは、並列に接続された、MICROZA UNC640A 0.1ミクロン膜を含む4つのモジュールを有する。
[0077]排水ラインと濾液ラインの定流量継手は、Constant Flow Valve 2インチ シングルオリフィス BSP PVC 73LPM 部品番号50FFPP73(Maric Flow Control、マギル、南オーストラリア州)である。
[0078]モジュールハウジング及びマニホールドはステンレス鋼であり、フレームはクロム−モリブデン合金鋼である。
[0079]システムは、オーストラリア国防軍の800kgトレーラに搭載されている。
[0080]システムは、ディーゼル駆動ポンプを使用して、図8A、図8B、図9A、及び図9Bに概略的に示されるように運転される。
[0081]原水は、上側供給マニホールド又は下側供給マニホールドを介して一度に一方のバンク(オンラインバンク)に供給され、他方のバンクでは一定の逆方向洗浄液になる(オフラインバンク)。
[0082]オンラインバンクは、12m3/hの割合で原水を受け取り、そのうち3分の2(8m3/h)が濾液として4つのモジュールの各々を流れ、3分の1(4m3/h)が各モジュールの長さを下って進み、下向きの排水ポートから排出される(供給洗浄液)。高流量の供給洗浄液は、ハウジングの底に蓄積した沈殿物を運び去るように作用し、MF膜の汚れを防止する。
[0083]オンラインバンクからの濾液(4m3/h)の半分は、製品水として収集され(飲料用に手動で塩素を注入する必要がある)、残りの半分(4m3/h)は一定の逆方向洗浄液としてオフラインバンクに迂回される。流量比は、定流量継手を使用することで達成される。
[0084]システムは、淡水源から1日あたり100,000リットル(l/d)を生成する。
[0085]この実施例は、水濾過システムの別の実施形態を使用した水の濾過を示している。
[0086]水濾過システムは、図10〜図12に略示されるように、右側及び左側バンクを備えて配置され、各バンクは、並列に接続された、MICROZA UNC640A 0.1ミクロン膜を含む2つのモジュールを有する。
[0087]排水ラインと濾液ラインの定流量継手は、Constant Flow Valve 2インチ シングルオリフィス BSP PVC 73LPM 部品番号50FFPP73(Maric Flow Control、マギル、南オーストラリア州)である。
[0088]モジュールハウジング及びマニホールドはステンレス鋼であり、フレームはクロム−モリブデン合金鋼である。
[0089]システムは、オーストラリア国防軍の800kgトレーラに搭載されている。
[0090]システムは、ディーゼル駆動ポンプを使用して、図8A、図8B、図9A、及び図9Bに概略的に示されるように運転される。
[0091]原水は、右側供給マニホールド又は左側供給マニホールドを介して一度に一方のバンク(オンラインバンク)に供給され、他方のバンクでは一定の逆方向洗浄液になる(オフラインバンク)。
[0092]オンラインバンクは、6m3/hの割合で原水を受け取り、そのうち3分の2(4m3/h)が濾液として2つのモジュールの各々を通過し、3分の1(4m3/h)が各モジュールの長さを下って進み、下向きの排水ポートから排出される(供給洗浄液)。高流量の供給洗浄液は、ハウジングの底に蓄積した沈殿物を運び去るように作用し、MF膜の汚れを防止する。
[0093]オンラインバンクからの濾液(2m3/h)の半分は、製品水として収集され(飲料用に手動で塩素を注入する必要がある)、残りの半分(2m3/h)は一定の逆方向洗浄液としてオフラインバンクに迂回される。流量比は、定流量継手を使用することで達成される。
[0094]本明細書で引用される出版物、特許出願、及び特許を含むすべての参考文献は、各参考文献が個別にかつ具体的に参照により組み込まれることが示され、その全体が本明細書に記載されるのと同じ程度に参照に、参照により本明細書に組み込まれる。
[0095]本発明を説明する文脈における(特に、以下の特許請求の範囲の文脈における)用語「a」及び「an」並びに「the」並びに「少なくとも1つ」並びに同様の指示語の使用は、本明細書中に別段の指示がない又は文脈に明らかに矛盾しない限り、単数形と複数形の両方を包含すると解釈されるべきである。1つ又は複数の項目のリストに続いて用語「少なくとも1つ」の使用(例えば、「A及びBの少なくとも1つ」)は、本明細書に別段の指示がない又は文脈に明らかに矛盾しない限り、列挙した項目から選択される1つの項目(A又はB)又は列挙した項目の2つ以上の任意の組合せ(A及びB)を意味すると解釈されるべきである。「備える(comprising)」、「有する(having)」、「含む(including)」及び「含有する(containing)」という用語は、別段の注記がない限りオープンエンド用語(すなわち、「含むが限定されない」を意味する)として解釈されるべきである。本明細書中における値の範囲の記述は、本明細書中に別段の指示がない限り、範囲内にあるそれぞれ別々の値に個別に言及する簡便な方法として役立つことを意図しているだけであり、それぞれ別々の値は、それらの値が本明細書中に個別に記述されているかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載したすべての方法は、本明細書に別段の指示がない又は文脈に明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実施することができる。本明細書に示した任意の及びすべての例、又は例示的な言葉(例えば、「など」)の使用は、本発明をより明らかにすることを意図しているだけであり、別段の主張がない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。本明細書中の言葉は、本発明の実施に不可欠な任意の非請求要素を示すと解釈すべきではない。
[0096]本発明を行うための、本発明者らに既知である最良の形態を含む本発明の好ましい実施形態が本明細書に記載される。これらの好ましい実施形態の変形は、前述の記載を読むことにより当業者に明らかになることができる。本発明者らは、当業者が必要に応じてそのような変形を用いることを予期しており、本発明者らは、本発明が本明細書に具体的に記載したのとは別の方法で実施されることを意図する。したがって、本発明は、準拠法により許容されているように、本明細書に添付した特許請求の範囲に列挙された主題のすべての修正及び等価物を含む。さらに、そのすべての可能な変形における前述した要素の任意の組合せは、本明細書に別段の指示がない又は文脈に明らかに矛盾しない限り、本発明に包含される。