JP5017279B2 - 半透性特性を有する膜に対してメンテナンスを実行する方法及びシステム - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、添付の請求項1及び11のプリアンブルに示されるように、浸透膜発電(Pressure retarded osmosis、以下PROという)に基づいて通常動作するための半透性質を有する膜に対してメンテナンスを実行する方法及びシステムであって、膜は高圧の第1の側及び低圧の第2の側を有し、上記膜は、通常PRO動作時に、第1の側で、第1の濃度の溶解物質を有する第1の種類の水の高圧供給を受け、上記第2の側で、第2のより低濃度の溶解物質を有する第2の種類の水の低圧供給を受けるように構成される。
【背景技術】
【0002】
このような膜、並びに浸透膜発電の使用を通して電力を提供する方法及びシステムは、ノルウェー特許第314575号に開示されている。開示されている膜は、非多孔性材料の薄膜、いわゆる拡散スキンと、多孔性膜とを有する。上記特許への参照は、その開示を本明細書に包含することを暗に意味する。
【0003】
従来技術による技法の通常のPRO動作中、すなわち、このような装置が電力を提供すべきとき、膜の第1の側は、海水の高圧供給を受けるように構成され、それに対応して、膜の第2の側は、真水の低圧供給を受けるように構成される。
【0004】
浸透膜発電の発電所は、後方で稼働している逆浸透脱塩プラントと同等である。しかし、PROプラントは、電力を消費するのではなく真水から発電することが可能になる。濾過された真水は、膜の低圧側から膜に入り、真水の高い割合、例えば70〜90%が、膜に亘る浸透により、膜の高圧側の加圧された海水中に移り、膜は、好ましくは、高圧側に向けられた拡散スキンを有し得る。浸透プロセスは高圧水の流量を増大させ、このような発電所における主要なエネルギー変換である。これには、高水分フラックス及び高い塩貯留性を有する膜が必要である。典型的な膜の性能は、膜の表面積1平方m当たり少なくとも4Wであるべきであるが、より高い性能が考えられ得る。塩水は、海または別の塩水源からポンプで汲み上げられ、濾過されてから加圧され、膜に供給される。潜在的な考慮事項は、特殊なケースでは、塩を異なる物質(複数可)を含有する溶質で置換することであり得る。膜を含むモジュールでは、海水が膜を通して来る真水で薄められ、海水の供給量は、通常、真水のおよそ2倍である。
【0005】
上記ノルウェー特許に開示されているように、結果として生じる、膜モジュールからの汽水は2つの流れに分けられ、1/3の汽水がタービンに進んで発電し、およそ2/3が圧力交換機を介して流出口に戻り、それにより、圧力交換機が海水供給の加圧に貢献する。適宜、海水厚保は11〜15バールの範囲内であり、これは水力発電所での水頭100〜150mと等価であり、1秒間に供給される真水1立方m当たり1MWの範囲内の発電を暗に意味する。
【0006】
機械的濾過の使用を通して、供給される海水及び真水の何らかの前処理を行わなければならない。しかし、機械的濾過は大半の場合で有効であり得るが、それでもやはり、濾過されず、低圧側から膜内に入る粒子及び微生物が存在する。何らかのメンテナンスを実行して膜を清浄にしない限り、時間の経過に伴って膜の性能、ひいては発電所の性能が低下することになる。
【0007】
メンテナンスを実行する一方法は、膜を取り外して清掃し、その後、それ以降の動作のために膜を再設置するか、又は他方の膜が清掃されているときに交換用の膜を設置することである。しかし、発電所は可能な限り、ダウンタイム又は発電量低減を最小にした状態で、中でも特に、取り外し、清掃、及び再設置を行うメンテナンススタッフを最小にした状態で電力を連続して提供すべきである。また、多数の膜を清掃のために物理的に取り外すことも非常に時間がかかり、多数の膜モジュール流入出遮断弁が必要になることも理解されるであろう。しかし、このような物理的な取り外し及び再設置を通して1度にメンテナンス/清掃を受けるモジュールの数が少数の場合、これは、毎日、0.25〜1%のモジュールが取り外されて再設置され、メンテナンスに1日を要する場合、プラントの発電量が0.25〜1%低減することになることを暗に意味し得る。清掃等のより頻繁な対策を現場で行う必要があり、これには、このような対策の頻度に応じて1モジュール当たり数秒又は数分を越える時間がかかるべきではない。本発明は、通常、効率的で単純に行うことができるこのようなより頻繁な対策の提供を対象とする。モジュールの主要なメンテナンス又は洗浄/清掃を、例えば、6〜24ヶ月毎よりも頻繁に行う必要性をなくすべきであることが理解されるであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
したがって、本発明の目的は、時間がかかり、技術的に複雑で高価なメンテナンスを回避し、それに代えて、このようなメンテナンスを実行し、必要なスタッフ数、時間が最小であり、膜の取り外し/再設置がない非常に効率的な方法及びシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の文脈の中で、例えば、膜の高圧側でのスキンの使用は、一般用語「半透性材料」として適宜最良に定義される。
【0010】
大半の発電所が、通常、特定の時点で必要量よりも多くの電力出力を提供していることを鑑みて、例えば5〜10%の一時的な電力損失はあまり重要ではなく、これが、膜に連続して、又は膜をグループとして清掃作業を実行することによってこのようなプラントで必要な複数の膜(又は膜モジュール)にメンテナンス、すなわち清掃を受けさせることができることを暗に意味することが理解されるであろう。
【0011】
本発明によれば、方法は、第2の種類の水のプラグ/エンティティを膜の第1の側に導入して、水の溶解物質濃度を変更することにより、膜の通常動作を一時的に中断すること、高圧の第1の種類の水を上記第1の側で第2の種類の水のプラグ/エンティティに適用することにより、膜の第1の側から第2の側に第2の種類の水で逆洗機能を生み出すこと、とを含む。
【0012】
方法のさらなる実施形態が、添付の従属請求項2乃至10から、また同様に添付の図面図を参照して詳細な開示から明らかになるであろう。
【0013】
本発明によれば、システムは、膜の低圧側への流入口と膜の高圧側への流入口との間に接続される時間制御可能な第1の弁又はポンプを備え、第1の弁又はポンプは、第2の種類の水のプラグ/エンティティを膜の第1の側に選択的に送り、それにより、水の溶解物質の濃度を変更させ、それにより、第2の種類の水のプラグ/エンティティに高圧の第1の種類の水を適用することにより、第2の種類の水を使用して上記第1の側で加圧された膜の第1の側から第2の側に逆洗機能を生み出すように動作可能である。
【0014】
これは、PRO圧力支援逆洗機能が、第2の種類の水の使用により、PROプロセスによりすでに存在する高圧の第1の種類の水により第1の側において加圧されて膜の第1の側から第2の側に提供され、第1の種類の水の液圧流線内の膜モジュールの上流又は下流から供給できることを暗に意味する。換言すれば、膜の第1の側にすでに存在する利用可能な圧力が使用される。したがって、特に逆線動作のために液圧は生み出されない。
【0015】
システムのさらなる実施形態が、添付の従属請求項12乃至21から、また同様に添付の図面図を参照して詳細な開示から明らかになるであろう。
【0016】
逆洗システムに関連して、請求項22に記載のように、塩素溶液である消毒剤を使用するオプションがあるが、他の薬剤を使用することも可能である。
【0017】
これより、代替を示すが、本発明の制限的な実施形態ではない同封される図面図を参照して、本発明をさらに説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
本発明の以下の説明において、また添付図面を参照して、以下の略語を各種水流に使用する。
SW=第1の種類の水、例えば、海水
FW=第2の種類の水
FB=第2の種類の水の流出、例えば、真水の流出
BW=汽水
PRO=減圧力浸透
DA=消毒剤
SW側=第1の側
FW側=第2の側
【0019】
図1aは、加圧されたSW流入口11及びFW流入口12を有する、ノルウェー特許第314575号に開示されている従来技術によるPRO発電所を概略的に示す。通常、従来技術によるSW圧力は、膜モジュールへの流入口で12バール近くであり、FW圧力は0.5バール未満であり、これは、この例では、BW圧力が膜モジュールへの入口でSW圧力よりも0.5バール低くなることを暗に意味する。しかし、これらの圧力数値は、単に体表的な例であり、さらに説明する本発明の範囲に対する制限として決してみなされるべきではない。1つ又は複数の膜13’が、膜モジュール又は膜リグ13に存在する。PRO発電所の実際の実施形態では、複数のこのようなモジュール又はリグが使用されることが理解されるであろう。PROプロセスにより、モジュールの高圧側の流出口14は、BWを12バール未満の何らかの圧力、例えば、0.5バール未満低い圧力で送り、導入部にも述べられている代表的な例では、BWのおよそ2/3が、SW流入口11に圧力印加を提供する圧力交換機16を介してBW流出口15に渡される。残りの1/3のBWは、タービン17を通過してBW流出口18に渡る。低圧流入口19を通る膜モジュールからのFBは、通常、本例では、0.5バール未満を有し、FW圧力よりもいくらか低い圧力を有する。
【0020】
図1bは図1aの実施形態の変形を示す。図1bは、図11に関連してさらに図示し説明するように、表面下又は海面下PRO発電所を示す。発電所を海面下にすることにより、圧力交換機16を設置する必要性がなくなるため、図1aに示す圧力交換機16がもはや存在しないことに留意する。表面下または海面下発電所では、高圧を有するFWが、上流の膜リグ13のFW側に配置されるタービン17’を介して、それから直接、膜リグ13のFW側に向けられる。
【0021】
以下の図面図では、タービン17は逆洗動作の一環をなさないため、タービン17を簡略化のために示さない。しかし、タービン17が存在するものとみなされたい。たった1つの膜モジュールを示すが、2つ以上のモジュール又はリグが存在してもよいことが理解されるであろう。単一の圧力交換機が1つのモジュールに対して動作し得るが、好ましくは、いくつかのモジュールが各圧力交換機に接続される。これは、好ましくはいくつかのモジュールがPRO圧力逆洗を同時に受けることを意味する。
【0022】
図2aは本発明の基本概念を示す。FWのプラグ21がSWフロー中に投入されており、FWが膜を通って膜の低圧側(すなわち、膜モジュールの低圧側)に移動すると、浸透プロセスが止まる。したがって、FWは、膜の低圧側の圧力よりも高い圧力を有する高圧SWにより押されて、一般の膜濾過での逆洗のように膜を通過することになる。仮に海水又はSWが、矢印22で示すように膜の通常低圧側に存在した場合には、逆フラックスが増大し得るが、SWは膜構造中にまず拡散または浸透する必要があることが理解されるであろう。
【0023】
以下に説明するすべての代替は、1つ又は2つの効果を利用して逆洗を実現する。
【0024】
膜モジュール13の一部又は全長にFWを注入し、それにより、浸透駆動力を局部的に除去する。SWライン内の圧力は、PROプロセスは発電所の他のモジュール/リグで続けられるため、PRO発電所内で維持される。この圧力は、膜に水分フラックスを強制的にPROと比較して逆方向に通し、それにより、図2aに示すように、局部的に膜が逆洗される。逆のフラックスは、水を膜のSW側に供給するのではなく、膜のSW側から排水する。したがって、逆洗されたモジュール/リグからの汽水量は、一時的に低下する。
【0025】
FWがSW側に注入された場所においてSWが膜のFW側に注入される場合、水を膜のSW側からFW側に駆動する浸透力がある。結果として(浸透)フラックスが、SW管内のPRO圧力によって発生する逆方向フラックスに加えて発生し、それにより、合計逆洗水分フラックスが増大する。塩分が膜中に拡散しなければならないため、浸透力は作用するのにいくらかの時間を要する。この拡散は、PRO中にモジュールを通過するフロー時間とおよそ同じ時間である1分程度を要する。
【0026】
図面を参照して考察する例示的な実施形態は、決して、本発明の概念を網羅するものとしてみなされるべきではなく、単に、本発明をどのように実施することができるかを説明するために含まれているものである。
【0027】
PROプロセスにおいて、4〜30バールの通常圧力がSW供給口11に存在することができ、1バール未満、適正には0.5バール未満の圧力がFW供給口12に存在することができる。適正には、より高い圧力はより制限された範囲8〜16バールであり、行われた実験では圧力は0〜20バールであったが、通常は12バールである。BW及びFBの流出口14、19での圧力は、適正には、SW及びFWの各流入口11、12よりも0.5バール低い。これらの圧力レベルは、PRO動作においてやはり維持されるモジュール/リグによって維持することができる。PROプラント内の局部逆洗は、最小の弁、ポンプ、及び電力損失で実現されるべきであり、以下の開示から、本発明が非常に効率的且つ単純な逆洗動作を提供することが理解されるであろう。
【0028】
逆洗を1度にモジュール全体で行うか、それともその長さの一部のみに対して行うかは、モジュールの実際の構造並びに/又は発電所の構造及び稼働に基づいて判断する必要がある。同様に、稼働状況及び発電所の構造により、逆洗を少数のモジュールで同時に実行すべきか、1度にたった1つのモジュール/リグで実行すべきか、それとも多数のモジュール/リグに対して同時に実行すべきかが決まる。
【0029】
図2bはPROを示し、矢印23は浸透水分フラックスを示し、Csは膜13’に相対するモジュール13内の塩分濃度を示し、13’’は拡散スキンを示し、13’’’は多孔性構造を示す。使用される構造の材料に応じて、多孔性構造が階層であるか、それとも他の構成であるかは、本発明の原理の理解に関して本文脈において重要ではない。
【0030】
図2cは逆洗を示し、参照番号24が、発電所内のPROによって発生する液圧により発生する逆洗フラックスを示す。
【0031】
図2dは強化逆洗を示し、参照番号25が、発電所内のPROによって発生する液圧により発生する逆洗フラックス、及びそれに加えて局部浸透を示す。
【0032】
これより、より詳細な例を図3〜図9を参照して説明する。
【0033】
図3は本発明の最も単純なものである。参照番号31は、所与の時間間隔で所与の量のFWを膜のSW側に「注入」する内蔵逆止弁(例えば、ピストンポンプのような)を有する高圧液体ポンプを示す。液圧は、PRO動作によりSW供給ライン11によりこの側で維持される。ポンプ31へのエネルギーは、タービンから回収される(効率損失を差し引いて)。
【0034】
したがって、図3の実施形態では、ポンプ31により、FWのプラグがモジュール13’の膜の第1の側すなわちFW側に投入されて、SW内の溶解物質(実際は塩分)の濃度を変え、それにより、PRO圧力逆洗機能が、高圧のSWを上記第1の側で使用してFWの上記プラグを加圧することにより、FWを使用して膜の第1の側(SW側)から第2の側(FW側)に生み出される。この基本原理は図4〜図9の実施形態に対しても有効である。
【0035】
図4は、浸透強化PRO圧力逆洗の原理を示す。ポンプ41は図3のポンプ31と同じ機能を有する。しかし、ポンプ41が動作すると同時に、弁44が動作して、SWをモジュール13内の膜13’のFW側に注入し、これは、図2dに示すように、浸透駆動力及びフラックスをPRO圧力逆洗に加えることによって逆洗機能を強化する。
【0036】
図5は、低圧真水注入を利用するPRO圧力逆洗を示す。
【0037】
この実施形態では、弁54及び弁55がSW及びBWをそれぞれ遮断する。続けて弁56を開けることで、モジュール13’のSW側の圧力が開放され、FWが開かれた弁51を通って膜13’のこの側(SW側)に流れる。弁51及び56が続けて閉じられ、弁54及び55が開かれると、逆洗機能が生み出される。点線で示すように、オプションとして、SW供給管からFW供給口までのさらなる弁57によりSWを膜のFW側に導いて、浸透フラックスを追加することができる。しかし、この後者のオプションは必要な弁の数、プラントの複雑性、及びコストを追加させる。
【0038】
図6aは、ポンプ61を使用してFWのプラグを膜13’のSW側に提供するPRO圧力交換による逆洗を示す。
【0039】
ポンプ61は、適正には、SW供給ライン11内の圧力交換機16の上流での圧力に打ち勝ち、それにより、交換機16に供給される液体内のSWをFWのプラグで置き換え、それにより、FWを膜13’のSW側に注入するのに十分なポンプ力を有する低圧ポンプである。この動作は、低圧型ポンプ61のみが必要であり、発電所内の電力損失がより小さいことを除き、図3の実施形態に極めて類似する。
【0040】
図7は、図6aのポンプ61に代えて一対の弁71及び74からの助けを用いるPRO圧力交換による逆洗を示す。
【0041】
弁74は、圧力交換機16へのSW供給を遮断し、FWが、弁71の開放により圧力交換機16に導かれる。その他の点で、原理は図6の原理と同様である。続けて、FWのプラグがSW側に導入された後、弁71が閉じ、弁74が開く。
【0042】
図6bは、図6aの実施形態の表面下変形であり、逆洗機能に関して図6aの実施形態と同様の動作を有する。しかし、図1b及び図11に関連して考察したように、タービン17’が膜13’の上流のFW側に配置されることに留意する。
【0043】
図6bは、ポンプ61を使用して、FWのプラグを膜13のSW側に提供して、既存のPRO圧力も提供する。ポンプ61は、適正には、膜の上流のSW供給ライン11内の圧力に打ち勝ち、それにより、膜13’の高圧側に供給される液体内でSWをFWのプラグで置き換え、それにより、FWを膜13’のSW側に注入するのに十分なポンプ力を有する低圧ポンプである。したがって、この動作は図6aの実施形態に極めて類似するが、実際に圧力交換機16を不必要にする表面下設備があるという相違があり、また、低圧型ポンプ61のみが必要であり、発電所内の電力損失がより小さいことを除いて図3の実施形態とも同様である。
【0044】
図8及び図9の実施形態は両方とも、浸透強化PRO圧力逆洗に関連する。
【0045】
図8において、実施形態は、FWのプラグを膜13’のSW側に注入することに関して動作するポンプである。したがって、膜のSW側へのFWの注入が、図6に示したポンプ61の種類のような低圧ポンプ81によって実現する。ポンプ81が動作すると、弁84が動作してSWを膜13’のFW側に導き、これは、図2dに開示するように、浸透駆動力及びフラックスをPRO圧力逆洗に加えることによって逆洗機能を強化する。
【0046】
図9の実施形態では、図8のポンプ81が2つの弁91及び94で置き換えられている。したがって、膜13’のSW側へのFWの注入は、図7の実施形態と同様にして実現される。弁94が閉じ、弁91が開いて、FWのプラグを圧力交換機の流入口に導入され、続けて膜13’のSW側に導入される。同時に、弁95がSWを膜13’のSW側のFW側に導き、図8の実施形態と同様に、浸透駆動力及びフラックスをPRO圧力逆洗に追加する。続けて、FWのプラグがSW側に導入された後、弁91及び95が閉じ、弁94が開く。
【0047】
したがって、膜のSW側に注入されたFWのプラグにとって、FWプラグを膜のSW側からFW側に強制的に押すために、続けて高圧のSWがそこにある必要があることが理解されるであろう。
【0048】
図3〜図9において、FWのプラグが膜のSW側に注入される際に消毒剤DAをFWのプラグに注入するように動作する弁32、42、52、62、72、82、及び92をそれぞれ示した。
【0049】
図3〜図9において、多量のFWを膜13’のSW側に注入する前の所定の時間に消毒剤DAが低圧側、すなわちFW側から膜13’に入るように、DAをFW中に注入するように動作する弁33、43、53、63、73、83、及び93もそれぞれ示した。この消毒動作の利点は、DAが膜13’内に移動し、拡散スキン13’’により止められ、FWが膜13’のSW側からFW側に移動して逆洗が開始される際、膜13’に存在するバクテリア及び他の望ましくない微生物がDAと共に流れ出ることである。
【0050】
膜13’のSW側、すなわち拡散スキンのSW側に提供されるDAは、単に、膜表面上のバクテリア及び他の望ましくない微生物を処理するだけである。したがって、DAは、必要と見なされるように、膜13’の両側又は片側のみに適用することができる。適正には、上記DAは塩素溶液であるが、他の薬剤を使用してもよい。
【0051】
図10は、メンテナンスプログラムに従って自動的に動作可能であり、又は操作者(図示せず)が手動制御できるようにするオーバーライド手段102を有することができる制御/処理ユニット101を示す。ディスプレイ103が適宜設けられて、操作者が、発電所内で逆洗動作の進行を監視できるようにする。ユニット101は、必要に応じてポンプ及び弁の動作を制御する、すなわち必要に応じてポンプの開始及び停止並びに弁の開閉を制御する手段を有する。ユニット101は、適したソフトウェア及び/又はファームウェアによって統制されるマイクロプロセッサ又はPC構造を適宜有することができる。
【0052】
図11は、常時可動する表面下PRO発電所を示す。FW供給111が、FW供給源113、例えば川からタービン112(図1b及び図6bのタービン17’と同様)に提供される。モジュールリグ114(膜リグ13と同様)が、FW側でタービン112からの流出口に接続され、モジュールリグ114からのFWブリードFB115がSW槽、例えば海に向けられる。SW供給117は、膜リグ114の高圧側に入り、BWとして膜リグ114を出て、ライン118を介して再び槽116に供給される。
【0053】
たった1つのモジュールリグ114が図11及び他の図面図にも示されるが、通常、複数の、さらにはかなり多数の膜モジュール13;114がPRO発電所の動作に関わることが理解されるであろう。
【0054】
さらに、図5、図6a、図7、図8、及び図9に関連して開示した逆洗動作の原理が、逆洗動作を表面設備ではなく表面下設備に対して行うべきことを暗に示す、タービンが代わりに膜リグのFW上流側に配置される場合にも等しく良好に当てはまることが理解されるであろう。
【0055】
【図面の簡単な説明】
【図1a】ノルウェー特許第314575号の従来技術によるPRO発電所の構造を示す。
【図1b】表面下又は海面下のPRO発電所の形態の別の従来技術による構造を示す。
【図2a】PROベースの発電所での膜逆線に関連するいくつかの基本的な考慮事項を示す。
【図2b】PRO、逆洗、及び強化逆洗それぞれの場合の水分フラックス及び塩分濃度プロファイルのむしろ概略的な図である。
【図2c】PRO、逆洗、及び強化逆洗それぞれの場合の水分フラックス及び塩分濃度プロファイルのむしろ概略的な図である。
【図2d】PRO、逆洗、及び強化逆洗それぞれの場合の水分フラックス及び塩分濃度プロファイルのむしろ概略的な図である。
【図3】表面PRO発電所設備に適用されるPRO圧力逆洗実施形態を示す。
【図4】浸透強化PRO圧力逆洗実施形態を示す。
【図5】圧力低減真水注入を使用したPRO圧力逆洗を示す。
【図6a】ポンプ補助を使用する、交換PROを利用した逆洗実施形態を示す。
【図6b】図1bに示し、また図11にも示される表面下PRO発電所設備に適用されるPRO圧力逆洗実施形態を示し、
【図7】弁動作を使用する、交換PROを利用した逆洗実施形態を示す。
【図8】ポンプ補助を有する浸透強化PRO圧力逆洗実施形態を示す。
【図9】弁動作を使用する浸透強化PRO圧力逆洗実施形態を示す。
【図10】図3〜図9の各図面に示すポンプ及び弁の動作の遠隔制御を示すための簡略ブロック図である。
【図11】図1bに概略的に示す連続表面化PRO発電所の実際の実施形態を示す。
【0056】
【符号の説明】
11SW流入口
12FW流入口
13モジュール
13’、114膜
13’’拡散スキン
13’’’多孔性構造
15BW流出口
16圧力交換機
17、17’、112タービン
18BW流出口
19低圧流入口
21FWのプラグ
24逆洗フラックス
25逆洗フラックス及び局部浸透
31、41、61、81ポンプ
32、33、42、43、44、52、53、62、63、71、72、73、74、82、83、51、54、55、56、57、91、92、93、94、95弁
101制御/処理ユニット
102オーバーライド手段
103ディスプレイ
111FW供給
113FW供給源
115FWブリードFB
116槽
117SW供給
118ライン
Claims (21)
- 浸透膜発電(Pressure retarded osmosis、以下PROという)に基づいて通常動作のための半透性特性を有する膜(13’)に対してメンテナンスを実行する方法であって、前記膜(13’)は第1の側及び第2の側を有し、前記膜は、通常のPRO動作時に、該膜の前記第1の側で、第1の濃度の溶解物質を有する第1の種類の水の第1の高圧での供給を受け、前記第2の側で、第2のより低い濃度の溶解物質を有する第2の種類の水の第2の低圧での供給を受けるように構成され、該方法は、
前記膜(13’)の前記第1の側で前記第2の種類の水(FW)容積(volume)を導入して、そこの水の溶解物質濃度を変更することにより、前記膜の前記通常動作を一時的に中断すること、
前記第2の種類の水(FW)容積(volume)に前記第1の側で前記第1の高圧をかけることにより、前記膜(13’)の前記第1の側から前記第2の側に逆洗機能を生み出すこと、
とを含む方法。 - a)前記膜の前記第1の側からの流出口を前記膜の前記第2の側からの流出口にのみ接続することにより前記第2の種類の水容積(volume)を前記第1の側に供給する前に、前記第1の種類の水の前記第1の側への供給を一時的に遮断するステップと、
b)前記膜の前記第1の側への前記第2の種類の水の供給を遮断し、前記流出口間の接続を遮断するステップと、
c)前記第1の種類の水を、ステップa)において前記第1の側に供給される前記第2の種類の水容積(volume)の上流に適用するステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第2の種類の水容積(volume)は、前記第1の種類の水の供給が一時的に遮断されたときに前記第1の側に適用され、これに続き、前記膜の前記第1の側への前記第2の種類の水容積(volume)は遮断され、前記第1の種類の水の供給が復元される、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の種類の水容積(volume)が、前記第1の種類の水の流れの中で前記第1の側に一時的に提供される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の側への前記第2の種類の水の供給は、前記高圧の前記第1の種類の水の圧力を超える圧力を有し、前記供給はより高い圧力を提供するポンプからの作用により支援される、請求項1又は4に記載の方法。
- 前記膜の前記第2の側で、前記第1の種類の水の流れを前記第2の種類の水の流れの中に導入することであって、それにより、強化逆洗機能を生み出す、導入することをさらに含む、請求項1、3、4、又は5に記載の方法。
- 前記第2の側に送られる前記第1の種類の水の流れは、前記第2の低圧以上であるが、前記第1の高圧未満の送出圧力を有する、請求項6に記載の方法。
- 前記通常PRO動作を中断するために、前記第2の種類の水容積(volume)が前記膜の前記第1の側に導入される前の所定の時間に消毒剤が前記膜の前記第2の側から前記膜に入るように、前記膜の通常PRO動作中に、前記消毒剤を前記第2の種類の水の中に注入することをさらに含む、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の方法。
- 消毒剤を、第2の種類の水容積(volume)が前記膜の前記第1の側に送られる際に前記第2の種類の水容積(volume)の中に注入することをさらに含む、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記溶解物質の濃度は塩分に関し、前記第1の種類の水は海水であり、前記第2の種類の水は真水である、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の方法。
- 浸透膜発電(PRO)に基づいて通常動作のための半透性特性を有する膜に対してメンテナンスを実行するシステムであって、前記膜は第1の側及び第2の側を有し、前記膜は、通常のPRO動作時に、該膜の前記第1の側で、第1の濃度の溶解物質を有する第1の種類の水の第1の高圧での供給を受け、前記第2の側で、第2のより低い濃度の溶解物質を有する第2の種類の水の第2の低圧での供給を受けるように構成され、通常のPRO動作中に、前記第2の側から前記第1の側へ膜を通じて水が流れ、メンテナンスを実行し、それにより、前記通常動作を一時的に中断する該システムは、
−前記膜(13’)の前記第2の側への流入口(12)と前記膜(13’)の前記第1の側への流入口(11)との間に接続される時間制御可能な第1の弁又はポンプ(31、41、51、61、71、81、91)を備え、該第1の弁又はポンプは、第2の種類の水(FW)容積(volume)(21)を前記膜の前記第1の側に選択的に送出して、そこの水の溶解物質の濃度を変更し、それにより、前記第2の種類の水(FW)容積(volume)に適用される高圧の前記第1の種類の水(SW)により前記第1の側において加圧された前記膜の前記第1の側から前記第2の側への前記第2の種類の水(FW)で逆洗機能を生み出すように動作可能である、システム。 - 第2の制御可能な弁(54)において、前記第1の弁又はポンプ(51)の流出口の上流で前記第1の種類の水(SW)の前記供給流入口(11)において前記第一の側に接続され、前記第3の制御可能な弁(55)が、前記第1の側からの前記流出口(14)に接続され、第4の制御可能な弁(56)が、前記第3の弁(55)の上流で前記第1の側からの前記流出口(14)に接続された流入口及び前記第2の側からの端の開いた流出口(19)に接続された流出口を有する、請求項11に記載のシステム。
- 第1の動作状態において、前記第2及び第3の弁(54、55)を閉じさせ、前記第1及び第4の弁(51、56)を開かせ、第2の状態において、前記第1及び第4の弁(51、56)を閉じさせ、前記第2及び第3の弁(54、55)を開け、それにより、前記逆洗機能を実行させる手段が設けられて構成される、請求項12に記載のシステム。
- 前記第1の弁(71、91)は、前記膜(13’)の前記第1の側への流入口に直接、又は圧力交換機(16)の流入口を介して接続され、第2の制御可能な弁(74、94)が、直接、又は圧力交換機(16)を介して前記膜(13’)の前記第1の側への前記流入口の上流で接続され、前記第1の弁(71、91)は、前記第2の弁(74、94)と前記膜(13’)との間の場所又は前記第2の弁(74、94)と前記圧力交換機(16)への前記流入口との間の場所で前記第1の種類の水の送出管に接続されるシステムであって、前記圧力交換機(16)は、汽水流出口(15)への汽水と前記第1の側への流入口への前記第1の水との圧力を交換することにより前記第1の側への流入口において圧力をかける機能を有する、請求項11に記載のシステム。
- 前記ポンプ(31、41、61、81)は、前記第2の種類の水(FW)容積(volume)を前記第1の側の前記第1の種類の水(SW)の流れの中に一時的に送出するように構成される、請求項11に記載のシステム。
- 前記ポンプ(31、41、61、81)からの動作により支援される前記第1の側への前記第2の種類の水(FW)の供給は、前記第1の種類の水の前記高圧を越える水供給出力圧力を有する、請求項11、又は15に記載のシステム。
- 前記膜(13’)の前記第1の側への流入口と前記第2の側への流入口との間に接続され、前記膜の前記第2の側で第1の種類の水(SW)容積(volume)の流れを前記第2の種類の水(FW)の流れの中に導入して、強化逆洗機能を生み出すように制御可能な第3の制御可能な弁(44、84、95)をさらに備える、請求項11、14、15、又は16に記載のシステム。
- 前記第3の制御可能な弁(44、84、95)により前記第2の側に送られる前記第1の種類の水(SW)容積(volume)は、前記低圧以上であるが、前記高圧未満の送出圧力を有する、請求項17に記載のシステム。
- 前記第2の種類の水(FW)容積(volume)を前記膜の前記第1の側に導入して、前記通常動作を中断し、前記逆洗機能を開始する前に、前記膜の通常PRO動作中の所定の時間にわたり、消毒剤(DA)を前記膜(13’)の前記低圧側の上流で前記第2の種類の水(FW)の中に制御可能に注入して、前記消毒剤を前記膜(13’)の中に前記低圧側から入れるように構成される消毒剤注入手段(33、43、53、63、73、83、93)をさらに備える、請求項11乃至18のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第2の種類の水(FW)容積(volume)が前記第1の側に送出されて、前記逆洗機能が開始される際、消毒剤(DA)を前記第2の種類の水(FW)容積(volume)に制御可能に注入するように構成される消毒剤注入手段(32、42、52、62、72、82、92)をさらに備える、請求項11乃至19のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記溶解物質の濃度は塩分に関し、前記第1の種類の水は海水であり、前記第2の種類の水は真水である、請求項11乃至20のいずれか1項に記載のシステム。
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