JP6109619B2 - Space water treatment system - Google Patents
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Description
本発明は、宇宙空間において、汚水を処理する宇宙用水処理システムに関する。 The present invention relates to a space water treatment system for treating sewage in outer space.
宇宙ステーション等の宇宙空間で人間が活動する領域では、水資源が限られている。そのため、排出される排水や作業員から排出される尿等の排泄物に含まれる水を再利用することが提案されている。宇宙ステーションでは、排水を加熱して蒸留し、さらに高温触媒酸化で処理することで、再利用できる水を精製している。 Water resources are limited in areas where humans are active in outer space such as space stations. For this reason, it has been proposed to reuse water contained in excreta such as discharged waste water and urine discharged from workers. The space station purifies water that can be reused by heating and distilling wastewater and then treating it with high-temperature catalytic oxidation.
また、水を処理するシステムとしては、逆浸透膜や活性炭吸着により水を処理するシステム(特許文献1参考)や、膜蒸留モジュールと逆浸透膜モジュールとを用いて、排水を処理するシステムがある。 Moreover, as a system which processes water, there exists a system which processes water by reverse osmosis membrane and activated carbon adsorption (refer patent document 1), and a system which processes wastewater using a membrane distillation module and a reverse osmosis membrane module. .
ここで、排水を加熱して蒸留し、さらに高温触媒酸化で処理するシステムは、加熱プロセスで水を処理するため、処理に係るエネルギが多くなる。また、排水を加熱して蒸留するプロセスでは、気液分離が必要となるが、宇宙空間(無重力空間)のため、遠心分離機等が必要となり、装置が大型化してしまう。また、特許文献1及び2に記載の装置は、地上で用いられる装置であるため、宇宙空間での利用は困難である。
Here, since the system which heats and distills wastewater and further processes by high temperature catalytic oxidation processes water by a heating process, the energy concerning a process increases. In the process of heating and distilling wastewater, gas-liquid separation is required. However, because of the outer space (gravity-free space), a centrifuge or the like is required, which increases the size of the apparatus. Moreover, since the apparatuses described in
本発明は、前記問題に鑑み、宇宙空間で利用することができ、かつ、効率よく水を処理することができる宇宙用水処理システムを提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a space water treatment system that can be used in outer space and can treat water efficiently.
上述した課題を解決するための本発明は、宇宙空間で水を処理する宇宙用水処理システムであって、容量可変の高濃度排水タンクを有し、高濃度排水を前記高濃度排水タンクに貯留する高濃度排水貯留ユニットと、前記高濃度排水貯留ユニットから供給された前記高濃度排水を貯留する容量可変の第1バッファタンク、膜蒸留モジュール、容量可変の第2バッファタンク、前記第1バッファタンクと前記膜蒸留モジュールとの間で前記高濃度排水を加熱しつつ循環させる第1循環ライン、前記膜蒸留モジュールと前記第2バッファタンクとの間で第1処理水を冷却しつつ循環させる第2循環ライン及び前記第2循環ラインから排出される濃縮水を貯留する第1濃縮水タンクを有し、前記膜蒸留モジュールによって加熱された前記高濃度排水に含まれる水成分を前記第2循環ラインに透過させることで前記高濃度排水から抽出した第1処理水を第2循環ラインに供給し、第2循環ラインの第1処理水を前記第2バッファタンクに貯留する膜蒸留ユニットと、容量可変の低濃度排水タンクを有し、低濃度排水を前記低濃度排水タンクに貯留する低濃度排水貯留ユニットと、前記低濃度排水貯留ユニットから供給された前記低濃度排水を貯留する容量可変の第3バッファタンク、逆浸透膜モジュール、前記第3バッファタンクと前記逆浸透膜モジュールとの間で前記低濃度排水を加圧しつつ循環させる第3循環ライン、容量可変の第4バッファタンク及び前記第3循環ラインから排出される濃縮水を貯留する第2濃縮水タンクを備え、前記逆浸透膜モジュールが、前記第3循環ラインで加圧されつつ循環される前記低濃度排水を逆浸透膜に接触させ、前記逆浸透膜を通過した第2処理水を前記第4バッファタンクに貯留する逆浸透膜ユニットと、前記第1処理水及び前記第2処理水のうち少なくとも一方が供給され、供給された処理水を触媒酸化法で処理する触媒酸化ユニットと、を有する。 The present invention for solving the above-mentioned problems is a space water treatment system for treating water in outer space, having a variable concentration high concentration drainage tank, and storing high concentration drainage in the high concentration drainage tank. A high-concentration wastewater storage unit, a variable-capacity first buffer tank that stores the high-concentration wastewater supplied from the high-concentration wastewater storage unit, a membrane distillation module, a variable-capacity second buffer tank, and the first buffer tank; A first circulation line that heats and circulates the high-concentration waste water between the membrane distillation module and a second circulation that circulates the first treated water while cooling between the membrane distillation module and the second buffer tank. A first concentrated water tank for storing concentrated water discharged from the line and the second circulation line, and the high concentration waste water heated by the membrane distillation module. The first treated water extracted from the high-concentration waste water is supplied to the second circulation line by allowing the water component to be permeated through the second circulation line, and the first treated water in the second circulation line is supplied to the second buffer tank. A low-concentration drainage storage unit that stores a low-concentration wastewater in the low-concentration drainage tank, and a low-concentration drainage storage unit that stores the low-concentration wastewater in the low-concentration drainage tank. Third buffer tank with variable capacity for storing concentration drainage, reverse osmosis membrane module, third circulation line for circulating the low concentration drainage while pressurizing between the third buffer tank and reverse osmosis membrane module, variable capacity The fourth buffer tank and the second concentrated water tank for storing the concentrated water discharged from the third circulation line, and the reverse osmosis membrane module is added in the third circulation line. The low-concentration waste water that is circulated while being in contact with a reverse osmosis membrane, a reverse osmosis membrane unit that stores the second treated water that has passed through the reverse osmosis membrane in the fourth buffer tank, the first treated water, and the And at least one of the second treated water, and a catalytic oxidation unit for treating the supplied treated water by a catalytic oxidation method.
また、前記膜蒸留ユニットは、前記第1処理水を前記触媒酸化ユニットに供給し、前記逆浸透膜ユニットは、前記第2処理水を前記触媒酸化ユニットに供給することが好ましい。 The membrane distillation unit preferably supplies the first treated water to the catalytic oxidation unit, and the reverse osmosis membrane unit supplies the second treated water to the catalytic oxidation unit.
また、前記膜蒸留ユニットは、前記第1処理水を前記逆浸透膜ユニットの前記第3バッファタンクに供給し、前記逆浸透膜ユニットは、前記第2処理水を前記触媒酸化ユニットに供給することが好ましい。 The membrane distillation unit supplies the first treated water to the third buffer tank of the reverse osmosis membrane unit, and the reverse osmosis membrane unit supplies the second treated water to the catalytic oxidation unit. Is preferred.
また、前記膜蒸留ユニットは、前記第1処理水を前記触媒酸化ユニットに供給し、前記逆浸透膜ユニットは、前記第2処理水を前記膜蒸留ユニットの前記第1バッファタンクに供給する機構を備えることが好ましい。 The membrane distillation unit supplies the first treated water to the catalytic oxidation unit, and the reverse osmosis membrane unit has a mechanism for supplying the second treated water to the first buffer tank of the membrane distillation unit. It is preferable to provide.
また、前記逆浸透膜ユニットは、前記第2濃縮水タンクに貯留した濃縮水を前記高濃度排水タンクに供給する機構を備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said reverse osmosis membrane unit is equipped with the mechanism which supplies the concentrated water stored in the said 2nd concentrated water tank to the said high concentration drainage tank.
また、前記触媒酸化ユニットは、水から酸素を発生させる酸素発生装置を備え、前記膜蒸留ユニットは、前記第1濃縮水タンクに貯留した濃縮水を前記酸素発生装置に供給する機構を備えることが好ましい。 In addition, the catalytic oxidation unit includes an oxygen generator that generates oxygen from water, and the membrane distillation unit includes a mechanism that supplies concentrated water stored in the first concentrated water tank to the oxygen generator. preferable.
また、前記逆浸透膜ユニットは、前記第2濃縮水タンクに貯留した濃縮水を前記酸素発生装置に供給する機構を備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said reverse osmosis membrane unit is equipped with the mechanism which supplies the concentrated water stored in the said 2nd concentrated water tank to the said oxygen generator.
また、前記触媒酸化ユニットは、水から酸素を発生させる酸素発生装置を備え、前記逆浸透膜ユニットは、前記第2濃縮水タンクに貯留した濃縮水を前記酸素発生装置に供給する機構を備えることが好ましい。 The catalytic oxidation unit includes an oxygen generator that generates oxygen from water, and the reverse osmosis membrane unit includes a mechanism that supplies the concentrated water stored in the second concentrated water tank to the oxygen generator. Is preferred.
また、前記触媒酸化ユニットで処理された第3処理水が供給され、前記第3処理水から不純物を除去する浄化ユニットをさらに有することが好ましい。 Moreover, it is preferable to further have a purification unit that is supplied with the third treated water treated with the catalytic oxidation unit and removes impurities from the third treated water.
上述した課題を解決するための本発明は、宇宙空間で水を処理する宇宙用水処理システムであって、容量可変の高濃度排水タンクを有し、高濃度排水を前記高濃度排水タンクに貯留する高濃度排水貯留ユニットと、前記高濃度排水貯留ユニットから供給された前記高濃度排水を貯留する容量可変の第1バッファタンク、膜蒸留モジュール、容量可変の第2バッファタンク、前記第1バッファタンクと前記膜蒸留モジュールとの間で前記高濃度排水を加熱しつつ循環させる第1循環ライン、前記膜蒸留モジュールと前記第2バッファタンクとの間で第1処理水を冷却しつつ循環させる第2循環ライン及び前記第2循環ラインから排出される濃縮水を貯留する第1濃縮水タンクを有し、前記膜蒸留モジュールによって加熱された前記高濃度排水に含まれる水成分を前記第2循環ラインに透過させることで前記高濃度排水から抽出した第1処理水を第2循環ラインに供給し、第2循環ラインの第1処理水を前記第2バッファタンクに貯留する膜蒸留ユニットと、容量可変の低濃度排水タンクを有し、低濃度排水を前記低濃度排水タンクに貯留する低濃度排水貯留ユニットと、前記低濃度排水貯留ユニットから供給された前記低濃度排水を貯留する容量可変の第3バッファタンク、逆浸透膜モジュール、前記第3バッファタンクと前記逆浸透膜モジュールとの間で前記低濃度排水を加圧しつつ循環させる第3循環ライン、容量可変の第4バッファタンク及び前記第3循環ラインから排出される濃縮水を貯留する第2濃縮水タンクを備え、前記逆浸透膜モジュールが、前記第3循環ラインで加圧されつつ循環される前記低濃度排水を逆浸透膜に接触させ、前記逆浸透膜を通過した第2処理水を前記第4バッファタンクに貯留する逆浸透膜ユニットと、を有する。 The present invention for solving the above-mentioned problems is a space water treatment system for treating water in outer space, having a variable concentration high concentration drainage tank, and storing high concentration drainage in the high concentration drainage tank. A high-concentration wastewater storage unit, a variable-capacity first buffer tank that stores the high-concentration wastewater supplied from the high-concentration wastewater storage unit, a membrane distillation module, a variable-capacity second buffer tank, and the first buffer tank; A first circulation line that heats and circulates the high-concentration waste water between the membrane distillation module and a second circulation that circulates the first treated water while cooling between the membrane distillation module and the second buffer tank. A first concentrated water tank for storing concentrated water discharged from the line and the second circulation line, and the high concentration waste water heated by the membrane distillation module. The first treated water extracted from the high-concentration waste water is supplied to the second circulation line by allowing the water component to be permeated through the second circulation line, and the first treated water in the second circulation line is supplied to the second buffer tank. A low-concentration drainage storage unit that stores a low-concentration wastewater in the low-concentration drainage tank, and a low-concentration drainage storage unit that stores the low-concentration wastewater in the low-concentration drainage tank. Third buffer tank with variable capacity for storing concentration drainage, reverse osmosis membrane module, third circulation line for circulating the low concentration drainage while pressurizing between the third buffer tank and reverse osmosis membrane module, variable capacity The fourth buffer tank and the second concentrated water tank for storing the concentrated water discharged from the third circulation line, and the reverse osmosis membrane module is added in the third circulation line. Wherein is circulated while being in contact with the reverse osmosis membrane of low concentration waste water, having a reverse osmosis membrane unit for storing the second treated water having passed through the reverse osmosis membrane to said fourth buffer tank.
本発明によれば、宇宙空間で利用することができ、かつ、効率よく水を処理することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can utilize in outer space and can process water efficiently.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態の宇宙用水処理システムの概略構成を示す模式図である。図1に示すように、宇宙用水処理システム10は、宇宙ステーション等の宇宙空間で人間が生活する施設に設置されている。ここで、宇宙用水処理システム10は、無重力の環境で利用する装置であるが、火星、月等、地球上よりも小さい重力の環境でも利用することができる。宇宙用水処理システムは、設置している施設で排出される空調ドレン等の低濃度排水と、尿等の人体排出水を含む高濃度排水とを処理するシステムである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the space water treatment system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the space
宇宙用水処理システム10は、高濃度排水を貯留する高濃度排水貯留ユニット11と、高濃度排水を処理する膜蒸留ユニット12と、低濃度排水を貯留する低濃度排水貯留ユニット13と、低濃度排水を処理する逆浸透膜ユニット14と、膜蒸留ユニット12及び逆浸透膜ユニット14で精製された処理水をさらに処理する触媒酸化ユニット16と、各部の動作を制御する制御装置17と、を有する。
The space
高濃度排水貯留ユニット11は、高濃度排水供給ラインL1と、高濃度排水タンク20と、ポンプP1と、バルブV1と、を有する。高濃度排水供給ラインL1は、高濃度排水タンク20と膜蒸留ユニット12のバッファタンク22とを接続する配管である。高濃度排水供給ラインL1は、経路中にポンプP1と、バルブV1とが配置されている。
The high concentration
高濃度排水タンク20は、供給された高濃度排水を貯留するタンクである。高濃度排水タンク20は、蛇腹構造または伸縮性のある素材で構成された構造等の容積が可変な容器である。高濃度排水タンク20は、貯留している高濃度排水の量に応じて容量が増減する。これにより、高濃度排水タンク20は、内部に空気が混入していない状態または内部の空気が増減しない状態で貯留する高濃度排水の量を増減させることができる。
The high
ポンプP1は、高濃度排水供給ラインL1に配置されている。ポンプP1は、高濃度排水タンク20から膜蒸留ユニット12に向けて高濃度排水を送液する。ポンプP1としては、プランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、ギアポンプ、ベーンポンプ、ネジポンプ等の容積型ポンプを用いることができる。バルブV1は、高濃度排水供給ラインL1に配置されている。バルブV1は、開閉を切り換えることで、高濃度排水供給ラインL1を高濃度排水が流れるか否かを調整し、開度を調整することで、高濃度排水供給ラインL1の流路抵抗を調整し、高濃度排水の流量を調整する。なお、以下で説明するバルブも同様の機能を備えており、設置されているラインを閉塞し流体が流れないようにする状態と、開放し流体が流れる状態を切り換える機能と、開度を調整することで、ラインの流路抵抗を調整し、流体の流量を調整する機能を備える。なお、設置されている位置によっては、開閉のみを切り換える開閉弁を用いることもできる。以下では、ポンプ及びバルブは、異なる機能を備えるもの以外は基本的に配置のみ説明する。
The pump P1 is disposed in the high concentration drainage supply line L1. The pump P1 sends high-concentration wastewater from the high-
高濃度排水貯留ユニット11は、高濃度排水タンク20で高濃度排水を貯留する。また、高濃度排水貯留ユニット11は、バルブV1を開きポンプP1を駆動することで高濃度排水供給ラインL1を介して高濃度排水タンク20に貯留した高濃度排水を膜蒸留ユニット12のバッファタンク22に供給する。
The high concentration
膜蒸留ユニット12は、高濃度排水を処理し処理水(第1処理水)を精製するユニットであり、循環ライン(第1循環ライン)L2と、廃液ラインL3と、循環ライン(第2循環ライン)L4と、排出ラインL5と、バッファタンク22と、ヒータ24と、膜蒸留モジュール26と、バッファタンク28と、チラー(温度調整部)30と、濃縮水タンク32と、ポンプP2,P3、P4と、バルブV2,V3,V4,V5,V6,V7,V8と、を有する。
The
循環ラインL2は、バッファタンク22と膜蒸留モジュール26とに接続され、バッファタンク22と膜蒸留モジュール26との間で高濃度排水を循環させる配管である。また、循環ラインL2は、経路中にヒータ24と、ポンプP2と、バルブV2と、バルブV3とが配置されている。具体的には、循環ラインL2は、高濃度排水の流れ方向において、バッファタンク22、ポンプP2、ヒータ24、バルブV2、膜蒸留モジュール26、バルブV3、バッファタンク22の順で接続されたループ状の配管である。
The circulation line L <b> 2 is a pipe that is connected to the
廃液ラインL3は、循環ラインL2のヒータ24とバルブV2との間と濃縮水タンク32とを接続している配管である。廃液ラインL3は、経路中にバルブV4が設けられている。廃液ラインL3は、バルブV4が開となると、循環ラインL2を流れる高濃度排水(後述する濃縮水)を濃縮水タンク32に排出する。
The waste liquid line L3 is a pipe connecting the
循環ラインL4は、膜蒸留モジュール26とバッファタンク28とに接続され、膜蒸留モジュール26とバッファタンク28との間で処理水(第1処理水)を循環させる配管である。また、循環ラインL4は、経路中にチラー30と、ポンプP3と、バルブV5と、バルブV6と、が配置されている。具体的には、循環ラインL4は、処理水の流れ方向において、膜蒸留モジュール26、バルブV5、バッファタンク28、バルブV6、ポンプP3、チラー30、膜蒸留モジュール26の順で接続されたループ状の配管である。
The circulation line L4 is a pipe that is connected to the
排出ラインL5は、バッファタンク28と、触媒酸化ユニット16の貯留タンク50とを接続している配管である。排出ラインL5は、経路中に、バルブV7と、ポンプP4と、バルブV8と、がバッファタンク28から貯留タンク50に向けてこの順で配置されている。排出ラインL5は、バルブV7,V8を開とし、ポンプP4を駆動させることで、バッファタンク28に貯留された処理水を貯留タンク50に排出(供給)する。
The discharge line L5 is a pipe connecting the
バッファタンク22は、高濃度排水貯留ユニット11から供給された高濃度排水を一時的に貯留するタンクである。バッファタンク22は、高濃度排水タンク20等と同様に容積が可変の容器であり、内部に空気が混入していない状態または内部の空気が増減しない状態で貯留する高濃度排水の量を増減させることができる。
The
ヒータ24は、循環ラインL2を循環する高濃度排水を加熱する。ヒータ24としては、種々の機構を用いることができるが電気ヒータを用いることが好ましい。これにより、太陽光で発電した電力で加熱を行うことができる。
The
膜蒸留モジュール26は、膜蒸留法で高濃度排水を処理し処理水(第1処理水)を精製する装置である。膜蒸留モジュール26は、ヒータ24によって加熱された状態で循環ラインL2を流れる高濃度排水と、循環ラインL4を流れる処理水とが供給される。膜蒸留モジュール26は、水蒸気を通すが水を通さない膜、例えば多孔質疎水性膜を介して、循環ラインL2で循環される高濃度排水が流れる領域と循環ラインL4で循環される処理水とが隣接している。これにより、膜蒸留モジュール26は、加熱された高濃度排水に含まれる水蒸気(気体の水)成分を、膜を通過して循環ラインL4から供給される処理水に移動させることができる。また、循環ラインL4から供給される処理水に移動した水蒸気は、処理水により冷却され水となる。膜蒸留モジュール26は、このように、循環ラインL2を流れる高濃度排水から水成分のみを循環ラインL4に移動させることで、高濃度排水から処理水を抽出する。処理水は、高濃度排水から不純物がろ過された水となる。
The
バッファタンク28は、循環ラインL4から供給された処理水を一時的に貯留するタンクである。バッファタンク28は、高濃度排水タンク20等と同様に容積が可変の容器であり、内部に空気が混入していない状態または内部の空気が増減しない状態で貯留する処理水の量を増減させることができる。
The
チラー(温度調整部)30は、循環ラインL4を流れる処理水の温度を調整する。チラー30は、基本的には、処理水を冷却する冷却機構である。チラー30は、膜蒸留モジュール26で循環ラインL2から循環ラインL4に移動した処理水の熱や、膜蒸留モジュール26の通過時に処理水が受け取った熱を除去することで、循環ラインL4を循環する処理水の温度を一定の範囲に維持し、膜蒸留モジュール26の性能を維持する。
The chiller (temperature adjustment unit) 30 adjusts the temperature of the treated water flowing through the circulation line L4. The
濃縮水タンク32は、循環ラインL2から供給された濃縮水を一時的に貯留するタンクである。濃縮水タンク32は、高濃度排水タンク20等と同様に容積が可変の容器であり、内部に空気が混入していない状態または内部の空気が増減しない状態で貯留する濃縮水の量を増減させることができる。
The
膜蒸留ユニット12は、以上のように、循環ラインL2で加熱した高濃度排水を循環させつつ、循環ラインL4で温度が制御された処理水を循環させることで、膜蒸留モジュール26によって、高濃度排水から処理水を抽出することができる。これにより、膜蒸留ユニット12は、処理を実行すると、循環ラインL2を循環する高濃度排水の量が徐々に低減し、循環ラインL4を循環する処理水が徐々に増加する。膜蒸留ユニット12は、経路内の水分の量に応じてバッファタンク22、28の容量が変動する。また、膜蒸留ユニット12は、処理開始時から一定量の処理水が循環ラインL4に貯留されていることが好ましい。これにより、膜蒸留ユニット12は、処理開始時から膜蒸留モジュール26で処理膜を介して、高濃度排水に水を接触させることができ、高濃度排水中の水蒸気を好適に冷却し、処理水とすることができる。膜蒸留ユニット12は、処理水が抽出された高濃度排水を、濃縮水として濃縮水タンク32に排出し、濃縮水タンク32に貯留する。これにより、循環ラインL2内に不純物の濃度が高くなった高濃度排水を循環ラインL2の外に排出することができる。
As described above, the
低濃度排水貯留ユニット13は、低濃度排水供給ラインL6と、低濃度排水タンク40と、ポンプP5と、バルブV9と、を有する。低濃度排水供給ラインL6は、低濃度排水タンク40と逆浸透膜ユニット14のバッファタンク42とを接続する配管である。低濃度排水供給ラインL6は、経路中にポンプP5と、バルブV9とが配置されている。
The low concentration
低濃度排水タンク40は、供給された低濃度排水を貯留するタンクである。低濃度排水タンク40は、高濃度排水タンク20等と同様に容積が可変の容器であり、内部に空気が混入していない状態または内部の空気が増減しない状態で貯留する低濃度排水の量を増減させることができる。
The low
低濃度排水貯留ユニット13は、低濃度排水タンク40で低濃度排水を貯留する。また、低濃度排水貯留ユニット13は、バルブV9を開きポンプP5を駆動することで低濃度排水供給ラインL6を介して低濃度排水タンク40に貯留した低濃度排水を逆浸透膜ユニット14のバッファタンク42に供給する。
The low concentration
逆浸透膜ユニット14は、低濃度排水を処理し処理水(第2処理水)を精製するユニットであり、循環ライン(第3循環ライン)L7と、回収ラインL8と、廃液ラインL9と、排出ラインL10と、バッファタンク42と、逆浸透膜モジュール44と、濃縮水タンク46と、バッファタンク48と、ポンプP6,P7と、バルブV10,V11,V12,V13,V14,V15,V16と、を有する。
The reverse
循環ラインL7は、バッファタンク42と逆浸透膜モジュール44とに接続され、バッファタンク42と逆浸透膜モジュール44との間で低濃度排水を循環させる配管である。また、循環ラインL7は、経路中にポンプP6と、バルブV10と、バルブV11と、バルブV12と、が配置されている。具体的には、循環ラインL7は、低濃度排水の流れ方向において、バッファタンク42、バルブV10、ポンプP6、逆浸透膜モジュール44、バルブV11、バルブV12、バッファタンク42の順で接続されたループ状の配管である。ここで、ポンプP6は、低濃度排水を逆浸透膜モジュール44に向けて加圧して送液する加圧ポンプである。
The circulation line L <b> 7 is a pipe that is connected to the
回収ラインL8は、逆浸透膜モジュール44とバッファタンク48とを接続している配管である。回収ラインL8は、経路中にバルブV14が設けられている。回収ラインL8は、バルブV14が開となると、逆浸透膜モジュール44からバッファタンク48に処理水(第2処理水)を排出する。
The recovery line L8 is a pipe connecting the reverse
廃液ラインL9は、循環ラインL7の逆浸透膜モジュール44とバルブV11との間と濃縮水タンク46とを接続している配管である。廃液ラインL9は、経路中にバルブV13が設けられている。廃液ラインL9は、バルブV13が開となると、循環ラインL9を流れる低濃度排水(後述する濃縮水)を濃縮水タンク46に排出する。
The waste liquid line L9 is a pipe connecting the
排出ラインL10は、バッファタンク48と、触媒酸化ユニット16の貯留タンク50とを接続している配管である。排出ラインL10は、経路中に、バルブV15と、ポンプP7と、バルブV16と、がバッファタンク48から貯留タンク50に向けてこの順で配置されている。排出ラインL10は、バルブV15,V16を開とし、ポンプP7を駆動させることで、バッファタンク48に貯留された処理水を貯留タンク50に排出(供給)する。
The discharge line L10 is a pipe that connects the
バッファタンク42は、低濃度排水貯留ユニット13から供給された低濃度排水を一時的に貯留するタンクである。バッファタンク42は、高濃度排水タンク20等と同様に容積が可変の容器であり、内部に空気が混入していない状態または内部の空気が増減しない状態で貯留する低濃度排水の量を増減させることができる。
The
逆浸透膜モジュール44は、逆浸透膜(RO膜法、Reverse Osmosis Membrane)で低濃度排水を処理し処理水(第2処理水)を精製する装置である。逆浸透膜モジュール44は、逆浸透膜を有し、循環ラインL7を循環しポンプP6によって加圧された低濃度排水が逆浸透膜に向けて浸透圧以上の圧力で供給される。これにより、逆浸透膜モジュール44は、逆浸透膜が低濃度排水のうち水成分を選択的に通過させる。通過した水成分は処理水(第2処理水)として、回収ラインL8に排出される。逆浸透膜モジュール44は、このように、循環ラインL7を流れる低濃度排水から水成分のみを回収ラインL8に移動させることで、低濃度排水から処理水を抽出する。処理水は、低濃度排水から不純物がろ過された水となる。
The reverse
濃縮水タンク46は、循環ラインL7から供給された濃縮水を一時的に貯留するタンクである。濃縮水タンク46は、高濃度排水タンク20等と同様に容積が可変の容器であり、内部に空気が混入していない状態または内部の空気が増減しない状態で貯留する濃縮水の量を増減させることができる。
The
バッファタンク48は、回収ラインL8から供給された処理水を一時的に貯留するタンクである。バッファタンク48は、高濃度排水タンク20等と同様に容積が可変の容器であり、内部に空気が混入していない状態または内部の空気が増減しない状態で貯留する処理水の量を増減させることができる。
The
逆浸透膜ユニット14は、以上のように、循環ラインL7で加圧した低濃度排水を循環させることで、逆浸透膜モジュール44によって、低濃度排水から処理水を抽出することができる。これにより、逆浸透膜ユニット14は、処理を実行すると、循環ラインL7を循環する低濃度排水の量が徐々に低減し、順次回収ラインL8からバッファタンク48に処理水が供給される。逆浸透膜ユニット14は、経路内の水分の量に応じてバッファタンク42の容量が変動する。また、逆浸透膜ユニット14は、供給された処理水の量に応じて、バッファタンク48の容量が変動する。逆浸透膜ユニット14は、処理水が抽出された低濃度排水を、濃縮水として濃縮水タンク46に排出し、濃縮水タンク46に貯留する。これにより、循環ラインL7内に不純物の濃度が高くなった低濃度排水を循環ラインL7の外に排出することができる。
As described above, the reverse
触媒酸化ユニット16は、膜蒸留ユニット12及び逆浸透膜ユニット14で精製された処理水をさらに処理し、より不純物を除去した処理水(第3処理水)を精製する装置であり、循環ライン(第4循環ライン)L11と、排出ラインL12と、貯留タンク50と、触媒酸化モジュール52と、回収タンク54と、ポンプP8と、バルブV17,V18,V19,V20と、を有する。
The
循環ラインL11は、貯留タンク50と、触媒酸化モジュール52とに接続され、貯留タンク50と、触媒酸化モジュール52との間で処理水を循環させる配管である。また、循環ラインL11は、経路中にポンプP8と、バルブV17と、バルブV18と、バルブV19と、が配置されている。具体的には、循環ラインL11は、処理水の流れ方向において、貯留タンク50、バルブV17、ポンプP8、触媒酸化モジュール52、バルブV18、バルブV19、貯留タンク50の順で接続されたループ状の配管である。
The circulation line L <b> 11 is a pipe that is connected to the
排出ラインL12は、循環ラインL11の触媒酸化モジュール52とバルブV18との間と回収タンク54とを接続している配管である。排出ラインL12は、経路中にバルブV20が設けられている。排出ラインL12は、バルブV20が開となると、循環ラインL11を流れる回収タンク54に排出する。
The discharge line L12 is a pipe that connects the
貯留タンク50は、膜蒸留ユニット12及び逆浸透膜ユニット14から供給された処理水を一時的に貯留するタンクである。貯留タンク50は、高濃度排水タンク20等と同様に容積が可変の容器であり、内部に空気が混入していない状態または内部の空気が増減しない状態で貯留する処理水の量を増減させることができる。
The
触媒酸化モジュール52は、触媒酸化法により処理水を処理し、より不純物の少ない処理水(第3処理水)を精製する装置である。触媒酸化モジュール52は、触媒が保持され、かつ、酸素が供給された領域を有し、その領域に循環している処理水を通過させることで、処理水に含まれている不純物を酸化し、気化または沈殿させ、処理水から除去する。触媒酸化モジュール52は、このように、循環ラインL11を流れる処理水からの不純物を酸化させ、除去することで処理水をろ過することができる。
The
回収タンク54は、排出ラインL12から供給された処理水を貯留するタンクである。回収タンク54は、高濃度排水タンク20等と同様に容積が可変の容器であり、内部に空気が混入していない状態または内部の空気が増減しない状態で貯留する処理水の量を増減させることができる。
The
触媒酸化ユニット16は、以上のように、循環ラインL11を循環する処理水中の不純物を触媒酸化モジュール52によって、酸化分解することで、より不純物が除去された処理水を抽出することができる。
As described above, the
制御装置17は、高濃度排水貯留ユニット11と、膜蒸留ユニット12と、低濃度排水貯留ユニット13と、逆浸透膜ユニット14と、触媒酸化ユニット16との動作を制御し、高濃度排水及び低濃度排水から処理水が精製される。宇宙用水処理システム10は、以上のような構成である。
The
次に、図2から図7を用いて、宇宙用水処理システム10の動作を説明する。図2は、宇宙用水処理システムの処理の一例を示すフローチャートである。図3は、膜蒸留プロセスの一例を示すフローチャートである。図4は、逆浸透膜プロセスの一例を示すフローチャートである。図5は、触媒酸化プロセスの一例を示すフローチャートである。図6は、濃縮水廃棄プロセスの一例を示すフローチャートである。図7は、濃縮水廃棄プロセスの一例を示すフローチャートである。なお、図2から図7に示す処理動作は、制御装置17が各部の動作を制御することで実現することができる。
Next, the operation of the space
(全体プロセス)
まず、図2を用いて、宇宙用水処理システムの全体動作について説明する。制御装置17は、ユーザの操作や、設定された時間となり処理を開始することを検出したら(ステップS12)、膜蒸留プロセスを実行するかを判定する(ステップS14)。制御装置17は、膜蒸留プロセスを開始する(ステップS14でYes)と判定した場合、膜蒸留プロセスを開始する(ステップS16)。
(Whole process)
First, the overall operation of the space water treatment system will be described with reference to FIG. When the
制御装置17は、膜蒸留プロセスを開始しない(ステップS14でNo)と判定した場合、または、膜蒸留プロセスを開始した(ステップS16)場合、逆浸透膜プロセスを実行するかを判定する(ステップS18)。制御装置17は、逆浸透膜プロセスを開始する(ステップS18でYes)と判定した場合、逆浸透膜プロセスを開始する(ステップS20)。
When it is determined that the membrane distillation process is not started (No in Step S14), or when the membrane distillation process is started (Step S16), the
制御装置17は、逆浸透膜プロセスを開始しない(ステップS18でNo)と判定した場合、または、逆浸透膜プロセスを開始した(ステップS20)場合、触媒酸化プロセスを実行するかを判定する(ステップS22)。制御装置17は、触媒酸化プロセスを開始する(ステップS22でYes)と判定した場合、触媒酸化プロセスを開始する(ステップS24)。
When it is determined that the reverse osmosis membrane process is not started (No in Step S18), or when the reverse osmosis membrane process is started (Step S20), the
制御装置17は、触媒酸化プロセスを開始しない(ステップS22でNo)と判定した場合、または、触媒酸化プロセスを開始した(ステップS24)場合、濃縮水廃棄プロセスを実行するかを判定する(ステップS26)。制御装置17は、濃縮水廃棄プロセスを開始する(ステップS26でYes)と判定した場合、濃縮水廃棄プロセスを開始する(ステップS28)。
When it is determined that the catalytic oxidation process is not started (No in Step S22), or when the catalytic oxidation process is started (Step S24), the
制御装置17は、濃縮水廃棄プロセスを開始しない(ステップS26でNo)と判定した場合、または、濃縮水廃棄プロセスを開始した(ステップS28)場合、処理終了かを判定する(ステップS30)。制御装置17は、処理終了ではない(ステップS30でNo)と判定した場合、ステップS14に戻り、上記処理を再び実行する。制御装置17は、処理終了である(ステップS30でYes)と判定した場合、本処理を終了する。
When it is determined that the concentrated water discarding process is not started (No in step S26) or when the concentrated water discarding process is started (step S28), the
制御装置17は、図2に示す処理を実行することで、各プロセスを実行することができる。また、各プロセスは並列で実行することができる。また、各プロセスを実行するか否かは、処理対象は処理対象の排水、処理水の量等で判定すればよい。次に、各プロセスについて説明する。
The
(膜蒸留プロセス)
まず、図3を用いて、膜蒸留プロセスについて説明する。制御装置17は、まず、バルブV1からV7を閉じた状態とし(ステップS30)、高濃度排水タンク20に高濃度排水を貯留し(ステップS32)、処理を開始するかを判定する(ステップS34)。なお、制御装置17は、処理を開始する基準としては種々の基準を用いることができる。例えば、高濃度排水タンク20に高濃度排水が貯留されているかや、貯留されている量が閾値を超えているかで処理を開始するかを判定すればよい。
(Membrane distillation process)
First, the membrane distillation process will be described with reference to FIG. First, the
制御装置17は、処理開始ではない(ステップS34でNo)と判定した場合、ステップS30に戻り、上記処理を再び実行する。制御装置17は、処理開始である(ステップS34でYes)と判定した場合、バルブV1を開とし、ポンプP1を駆動し(ステップS36)、高濃度排水タンク20からバッファタンク22への高濃度排水の送液を開始する。制御装置17は、高濃度排水の送液を開始したらバッファタンク22への送液が終了したかを判定する(ステップS38)。制御装置17は、バッファタンク22への送液が終了していない(ステップS38でNo)と判定した場合、ステップS38の処理を再び実行する。つまり制御装置17は、バッファタンク22への送液が終了するまで、ステップS38の処理を繰り返す。
If it is determined that the process is not started (No in step S34), the
制御装置17は、バッファタンク22への送液が終了した(ステップS38でYes)と判定した場合、バルブV1を閉とし、ポンプP1を停止し、バルブV2,V3,V5,V6を開とし(ステップS40)、ポンプP2,P3とヒータ24とチラー30とを駆動させる(ステップS42)。これにより、加熱された高濃度排水が循環ラインL2を流通し、温度管理された処理水が循環ラインL4を流通する状態となり、膜蒸留モジュール26での高濃度排水の処理が開始され、処理水が精製される。
When the
制御装置17は、高濃度排水の処理を開始したら、バッファタンク28への送液を終了するかを判定する(ステップS44)。例えば、制御装置17は、高濃度排水を処理し、バッファタンク28に一定の処理水が貯留された状態となった場合、バッファタンク28への送液を終了すると判定する。
When the high concentration drainage process is started, the
制御装置17は、バッファタンク28への送液を終了しない(ステップS44でNo)と判定した場合、ステップS44の処理を再び実行する。制御装置17は、バッファタンク28への送液が終了するまで、ステップS44の処理を繰り返す。制御装置17は、バッファタンク28への送液を終了する(ステップS44でYes)と判定した場合、ポンプP2,P3とヒータ24とチラー30とを停止し(ステップS46)、バルブV2,V3,V5,V6を閉とし(ステップS48)、本処理を終了する。制御装置17は、図3に示す処理を実行することで、高濃度排水から処理水を精製することができる。
When it is determined that the liquid feeding to the
(逆浸透膜プロセス)
次に、図4を用いて、逆浸透膜プロセスについて説明する。制御装置17は、バルブV9からV15を閉じた状態とし(ステップS50)、低濃度排水タンク40に低濃度排水を貯留し(ステップS52)、処理を開始するかを判定する(ステップS54)。なお、制御装置17は、処理を開始する基準としては種々の基準を用いることができる。例えば、低濃度排水タンク40に低濃度排水が貯留されているかや、貯留されている量が閾値を超えているかで処理を開始するかを判定すればよい。
(Reverse osmosis membrane process)
Next, the reverse osmosis membrane process will be described with reference to FIG. The
制御装置17は、処理開始ではない(ステップS54でNo)と判定した場合、ステップS50に戻り、上記処理を再び実行する。制御装置17は、処理開始である(ステップS54でYes)と判定した場合、バルブV9を開とし、ポンプP5を駆動し(ステップS56)、低濃度排水タンク40からバッファタンク42への低濃度排水の送液を開始する。制御装置17は、低濃度排水の送液を開始したらバッファタンク42への送液が終了したかを判定する(ステップS58)。制御装置17は、バッファタンク42への送液が終了していない(ステップS58でNo)と判定した場合、ステップS58の処理を再び実行する。つまり制御装置17は、バッファタンク42への送液が終了するまで、ステップS58の処理を繰り返す。
If it is determined that the process is not started (No in step S54), the
制御装置17は、バッファタンク42への送液が終了した(ステップS58でYes)と判定した場合、バルブV9を閉とし、ポンプP5を停止し、バルブV10,V11,V12,V14を開とし(ステップS60)、ポンプP6を駆動しバルブV11の開度を調整する(ステップS62)。これにより、加圧された低濃度排水が循環ラインL7を流通し、逆浸透膜モジュール44での低濃度排水の処理が開始され、処理水が精製される。なお、制御装置17は、ポンプP6の送液量と、バルブV11の開度を制御することで、循環する低濃度排水の圧力を調整することができる。例えばバルブV11の開度を小さくすることで、逆浸透膜モジュール44に送られる低濃度排水の圧力を高くすることができる。また、逆浸透膜モジュール44を通過した処理水は、回収ラインL8を通過しバッファタンク48に供給される。このとき、処理水は、逆浸透膜モジュール44から押し出される圧力でバッファタンク48に向かって移動する。
When the
制御装置17は、低濃度排水の処理を開始したら、バッファタンク48への送液を終了するかを判定する(ステップS64)。例えば、制御装置17は、低濃度排水を処理し、バッファタンク48に一定の処理水が貯留された状態となった場合、バッファタンク48への送液を終了すると判定する。
When the low concentration drainage process is started, the
制御装置17は、バッファタンク48への送液を終了しない(ステップS64でNo)と判定した場合、ステップS64の処理を再び実行する。つまり、制御装置17は、バッファタンク48への送液が終了するまで、ステップS64の処理を繰り返す。制御装置17は、バッファタンク48への送液を終了する(ステップS64でYes)と判定した場合、ポンプP6を停止し(ステップS66)、バルブV10,V11,V12,V14を閉とし(ステップS68)、本処理を終了する。制御装置17は、図4に示す処理を実行することで、低濃度排水から処理水を精製することができる。
When it is determined that the liquid feeding to the
(触媒酸化プロセス)
次に、図5を用いて、触媒酸化プロセスについて説明する。制御装置17は、バルブV7,V8,V15からV20を閉じた状態とし(ステップS70)、処理を開始するかを判定する(ステップS72)。なお、制御装置17は、処理を開始する基準としては種々の基準を用いることができる。例えば、バッファタンク28、48に処理水が貯留されているかや、貯留されている量が閾値を超えているかで処理を開始するかを判定すればよい。
(Catalytic oxidation process)
Next, the catalytic oxidation process will be described with reference to FIG. The
制御装置17は、処理開始ではない(ステップS72でNo)と判定した場合、ステップS70に戻り、上記処理を再び実行する。制御装置17は、処理開始である(ステップS72でYes)と判定した場合、バルブV7,V8を開とし、ポンプP4を駆動し(ステップS74)、バッファタンク28から貯留タンク50への処理水(第1処理水)の送液を開始する。制御装置17は、処理水の送液を開始したら貯留タンク50への送液が終了したかを判定する(ステップS76)。制御装置17は、貯留タンク50への送液が終了していない(ステップS76でNo)と判定した場合、ステップS76の処理を再び実行する。つまり制御装置17は、貯留タンクへの送液が終了するまで、ステップS76の処理を繰り返す。
When it is determined that the process is not started (No in step S72), the
制御装置17は、貯留タンク50への送液が終了した(ステップS76でYes)と判定した場合、バルブV7、V8を閉とし、ポンプP4を停止し(ステップS78)、バルブV15,V16を開とし、ポンプP7を駆動し(ステップS80)、バッファタンク42から貯留タンク50への処理水(第2処理水)の送液を開始する。制御装置17は、処理水の送液を開始したら貯留タンク50への送液が終了したかを判定する(ステップS82)。制御装置17は、貯留タンク50への送液が終了していない(ステップS82でNo)と判定した場合、ステップS82の処理を再び実行する。つまり制御装置17は、貯留タンクへの送液が終了するまで、ステップS82の処理を繰り返す。
When the
制御装置17は、貯留タンク50への送液が終了した(ステップS82でYes)と判定した場合、バルブV15,V16を閉とし、ポンプP7を停止し(ステップS84)、
バルブV17からV19を開とし(ステップS86)、ポンプP8を駆動し、触媒酸化モジュール52を駆動する(ステップS88)。これにより、貯留タンク50の処理水が循環ラインL11を循環し、触媒酸化モジュール52での処理水の処理が開始される。
When it is determined that the liquid feeding to the
The valves V17 to V19 are opened (step S86), the pump P8 is driven, and the
制御装置17は、処理水の処理を開始したら、処理終了かを判定する(ステップS90)。例えば、制御装置17は、一定時間処理を行った場合や、処理水内の不純物が一定濃度以下となった場合、処理終了と判定する。
When starting the treatment of the treated water, the
制御装置17は、処理終了ではない(ステップS90でNo)と判定した場合、ステップS90の処理を再び実行する。つまり、制御装置17は、処理終了となるまで、ステップS90の処理を繰り返す。制御装置17は、処理終了する(ステップS90でYes)と判定した場合、バルブV18,V19を閉とし、バルブV20を開とし(ステップS92)、回収タンク54への送液を終了するかを判定する(ステップS94)。例えば、制御装置17は、回収タンク54に一定の処理水が貯留された状態となった場合、回収タンク54への送液を終了すると判定する。
When it is determined that the process is not finished (No in step S90), the
制御装置17は、回収タンク54への送液を終了しない(ステップS94でNo)と判定した場合、ステップS94の処理を再び実行する。つまり、制御装置17は、回収タンク54への送液が終了するまで、ステップS94の処理を繰り返す。制御装置17は、回収タンク54への送液を終了する(ステップS94でYes)と判定した場合、ポンプP8を停止し(ステップS96)、バルブV17,V20を閉とし(ステップS98)、本処理を終了する。制御装置17は、図5に示す処理を実行することで処理水から不純物をさらに除去した処理水を精製することができる。
When it is determined that the liquid feeding to the
(濃縮水廃棄プロセス)
次に、図6及び図7を用いて、濃縮水廃棄プロセスについて説明する。濃縮水廃棄プロセスは、膜蒸留ユニット12で実行する処理と、逆浸透膜ユニット14で実行する処理がある。
(Concentrated water disposal process)
Next, the concentrated water disposal process will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The concentrated water disposal process includes a process executed by the
まず、図6を用いて、膜蒸留ユニット12で実行する処理について説明する。制御装置17は、バルブV1からV6を閉じた状態とし(ステップS110)、処理を開始するかを判定する(ステップS112)。なお、制御装置17は、処理を開始する基準としては種々の基準を用いることができる。例えば、循環ラインL2を循環している高濃度排水の濃度が閾値を超えているかや、高濃度排水の処理を終了したか等で処理を開始するかを判定すればよい。
First, the process performed in the
制御装置17は、処理開始ではない(ステップS112でNo)と判定した場合、ステップS110に戻り、上記処理を再び実行する。制御装置17は、処理開始である(ステップS112でYes)と判定した場合、バルブV4を開とし、ポンプP2を駆動し(ステップS114)、循環ラインL2から濃縮水タンク32への高濃度排水の送液を開始する。このとき高濃度排水は、膜蒸留ユニット12での処理が行われた後であり、膜蒸留モジュール26により水分が一定以上抽出されているため、不純物の濃度が高くなった濃縮水となっている。制御装置17は、濃縮水の送液を開始したら濃縮水タンク32への送液が終了したかを判定する(ステップS116)。制御装置17は、濃縮水タンク32への送液が終了していない(ステップS116でNo)と判定した場合、ステップS116の処理を再び実行する。つまり制御装置17は、濃縮水タンク32への送液が終了するまで、ステップS116の処理を繰り返す。
If it is determined that the process is not started (No in step S112), the
制御装置17は、濃縮水タンク32への送液が終了した(ステップS116でYes)と判定した場合、バルブV4を閉とし、ポンプP2を停止し(ステップS118)、本処理を終了する。制御装置17は、図6に示す処理を実行することで循環ラインL2から濃縮水を排出することができる。
When it is determined that the liquid feeding to the
次に、図7を用いて、逆浸透膜ユニット14で実行する処理について説明する。制御装置17は、バルブV9からV15を閉じた状態とし(ステップS120)、処理を開始するかを判定する(ステップS122)。なお、制御装置17は、処理を開始する基準としては種々の基準を用いることができる。例えば、循環ラインL7を循環している低濃度排水の濃度が閾値を超えているかや、低濃度排水の処理を終了したか等で処理を開始するかを判定すればよい。
Next, the process performed in the reverse
制御装置17は、処理開始ではない(ステップS122でNo)と判定した場合、ステップS120に戻り、上記処理を再び実行する。制御装置17は、処理開始である(ステップS122でYes)と判定した場合、バルブV10、V11、V13を開とし、ポンプP6を駆動し(ステップS124)、循環ラインL7から濃縮水タンク46への低濃度排水の送液を開始する。このとき低濃度排水は、逆浸透膜ユニット14での処理が行われた後であり、逆浸透膜モジュール44により水分が一定以上抽出されているため、不純物の濃度が高くなった濃縮水となっている。制御装置17は、濃縮水の送液を開始したら濃縮水タンク46への送液が終了したかを判定する(ステップS126)。制御装置17は、濃縮水タンク46への送液が終了していない(ステップS126でNo)と判定した場合、ステップS126の処理を再び実行する。つまり制御装置17は、濃縮水タンク46への送液が終了するまで、ステップS126の処理を繰り返す。
If it is determined that the process is not started (No in step S122), the
制御装置17は、濃縮水タンク46への送液が終了した(ステップS126でYes)と判定した場合、バルブV10、V11、V13を閉とし、ポンプP6を停止し(ステップS128)、本処理を終了する。制御装置17は、図7に示す処理を実行することで循環ラインL7から濃縮水を排出することができる。
When the
宇宙用水処理システム10は、以上のように、高濃度排水を膜蒸留ユニット12で処理し、低濃度排水を逆浸透膜ユニット14で処理し、さらに、精製された処理水を触媒酸化ユニット16で処理することで、不純物が混入した排水を好適に処理することができ、排水から不純物を低減または除去した処理水(第3処理水)を精製することができる。
As described above, the space
本実施形態では、排水を高濃度排水と低濃度排水に分け、高濃度排水を選択的に膜蒸留ユニット12で処理し、低濃度排水を選択的に逆浸透膜ユニット14で処理することで、膜蒸留ユニット12と逆浸透膜ユニット14のそれぞれが処理する量を少なくすることができる。
In this embodiment, the wastewater is divided into high-concentration wastewater and low-concentration wastewater, the high-concentration wastewater is selectively treated with the
宇宙用水処理システム10は、加熱して排水を処理する工程が膜蒸留ユニット12による処理のみであるため、処理に必要なエネルギを少なくすることができる。また宇宙用水処理システム10は、低濃度排水を加熱せずに処理ができるため、装置全体の消費エネルギを低減することができる。
The space
宇宙用水処理システム10は、膜蒸留ユニット12、逆浸透膜ユニット14及び触媒酸化ユニット16によって、液相で処理を行うことができる。膜蒸留ユニット12も液体の状態で流通している高濃度排水の中で気化した水蒸気を液体の処理水に移動させているため、発生した蒸気を捕集する装置等が必要ない。したがって、気液分離が必要なくなるため、無重力の宇宙空間でもコンパクトな装置で好適に処理を行うことができる。具体的には遠心分離機等で擬似的な重力を発生させ、気液分離をする必要がないため、装置を小型化することができる。また宇宙用水処理システム10は、液体を貯留する各タンクを容量可変のタンクとすることで、タンク内に隙間(気相部)が発生しない系統とすることができる。これにより、経路内での気液分離も不要となり、ライン内で液体を好適に流通させることができる。
The space
また、宇宙用水処理システム10は、液体を貯留する各タンクを容量可変のタンクとすることで、気相を生じさせずにタンクをバッファとして利用することができる。これにより、タンクをバッファとして利用しつつ、各プロセスを同時に駆動させることができる。したがって、宇宙用水処理システム10は、排水の連続処理もバッチ処理もいずれの処理も可能となる。
The space
ここで、宇宙用水処理システム10は、膜蒸留ユニット12によって、低濃度排水の処理水と同様の水質まで、高濃度排水の水質を改善することができる。これにより、膜蒸留ユニット12と逆浸透膜ユニット14のそれぞれで処理を行うことで、排水を効率よくかつ各ユニットに係る負荷を適切に調整しつつ、処理を行うことができる。つまり、一部のユニットに負荷が集中することを抑制することができる。宇宙用水処理システム10は、各ユニットでの処理負荷を適切に調整できることで、無駄な処理操作を省略することができ、膜蒸留プロセスの膜および逆浸透膜プロセスの膜への負荷を軽減することができ,膜を長寿命化することができる。膜を長寿命化できることで,膜の交換頻度を低減することができ、資材打ち上げコストの削減ができる。さらに,膜の交換頻度の低減により、作業者の作業時間も節約することができる。
Here, the space
[第2実施形態]
図8は、第2実施形態の宇宙用水処理システムの概略構成を示す模式図である。次に図8を用いて第2実施形態の宇宙用水処理システム10aについて説明する。ここで、宇宙用水処理システム10aのうち、宇宙用水処理システム10と同様の構成となる部分は同一の符号を付して説明を省略する。以下、宇宙用水処理システム10aに特有の点を説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the space water treatment system of the second embodiment. Next, the space
宇宙用水処理システム10aは、膜蒸留ユニット12aの排出ラインL5aが逆浸透膜ユニット14のバッファタンク42に接続されている。これにより、宇宙用水処理システム10aは、膜蒸留ユニット12aで処理された処理水(第1処理水)が逆浸透膜ユニット14に供給される。宇宙用水処理システム10aは、高濃度排水を膜蒸留ユニット12aで処理した後、低濃度排水とともに逆浸透膜ユニット14で処理する。
In the space
宇宙用水処理システム10aは、高濃度排水を膜蒸留ユニット12aで処理した後、低濃度排水とともに逆浸透膜ユニット14で処理することで、高濃度排水をより重点的に処理することができる。これにより、高濃度排水の濃度が高く、膜蒸留ユニット12aで処理した処理水が、逆浸透膜ユニット14で低濃度排水を処理した処理水よりも水質が悪くなる場合でも、排水を好適に処理することができる。また、宇宙用水処理システム10aは、各ユニットの構成が宇宙用水処理システム10と同様であるので、上述した各種効果を得ることができる。
The space
[第3実施形態]
図9は、第3実施形態の宇宙用水処理システムの概略構成を示す模式図である。次に図9を用いて第3実施形態の宇宙用水処理システム10bについて説明する。ここで、宇宙用水処理システム10bのうち、宇宙用水処理システム10と同様の構成となる部分は同一の符号を付して説明を省略する。以下、宇宙用水処理システム10bに特有の点を説明する。
[Third Embodiment]
FIG. 9 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the space water treatment system according to the third embodiment. Next, the space
宇宙用水処理システム10bは、逆浸透膜ユニット14aの濃縮水タンク46に濃縮水供給ラインL13が接続されている。濃縮水供給ラインL13は、濃縮水タンク46と高濃度排水タンク20とを接続している。濃縮水供給ラインL13は、経路中にポンプP9と、バルブV21と、が配置されている。濃縮水供給ラインL13は、バルブV21を開とし、ポンプP9を駆動させることで、濃縮水タンク46に貯留された濃縮水を高濃度排水タンク20に排出(供給)する。宇宙用水処理システム10bは、濃縮水タンク46に貯留された濃縮水を高濃度排水とともに膜蒸留ユニット12で処理する。
In the space
宇宙用水処理システム10bは、濃縮水タンク46に貯留された濃縮水、つまり低濃度排水の濃縮水を膜蒸留ユニット12で処理することで、低濃度排水の濃縮水からさらに水分を抽出することができ、廃棄する濃縮水をより少なくすることができる。これにより、水資源を有効に活用することができる。また、廃棄物の量を低減できることで、スペースの有効活用が可能となる。また、低濃度排水の濃縮水は、基本的に高濃度排水よりも不純物の濃度が低いため、膜蒸留ユニット12への負荷の増加を抑制しつつ、精製する処理水を増加させることができる。また、高濃度排水に、不純物の濃度が低い低濃度排水の濃縮水を混合することで、膜蒸留ユニット12で処理する排水の濃度を希釈することができ、膜蒸留モジュール26の膜への負荷を低減することができ、膜を長寿命化することができる。また、宇宙用水処理システム10bは、各ユニットの構成が宇宙用水処理システム10と同様であるので、上述した各種効果を得ることができる。
The space
[第4実施形態]
図10は、第4実施形態の宇宙用水処理システムの概略構成を示す模式図である。次に図10を用いて第4実施形態の宇宙用水処理システム10cについて説明する。ここで、宇宙用水処理システム10cのうち、宇宙用水処理システム10と同様の構成となる部分は同一の符号を付して説明を省略する。以下、宇宙用水処理システム10cに特有の点を説明する。宇宙用水処理システム10cは、宇宙用水処理システム10aと宇宙用水処理システム10bの構成を合わせたものである。
[Fourth Embodiment]
FIG. 10 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the space water treatment system according to the fourth embodiment. Next, the water treatment system for
宇宙用水処理システム10cは、膜蒸留ユニット12aの排出ラインL5aが逆浸透膜ユニット14aのバッファタンク42に接続されている。これにより、宇宙用水処理システム10cは、膜蒸留ユニット12aで処理された処理水(第1処理水)が逆浸透膜ユニット14に供給される。宇宙用水処理システム10cは、高濃度排水を膜蒸留ユニット12aで処理した後、低濃度排水とともに逆浸透膜ユニット14aで処理する。
In the space
宇宙用水処理システム10cは、逆浸透膜ユニット14aの濃縮水タンク46に濃縮水供給ラインL13が接続されている。濃縮水供給ラインL13は、濃縮水タンク46と高濃度排水タンク20とを接続している。濃縮水供給ラインL13は、経路中にポンプP9と、バルブV21と、が配置されている。濃縮水供給ラインL13は、バルブV21を開とし、ポンプP9を駆動させることで、濃縮水タンク46に貯留された濃縮水を高濃度排水タンク20に排出(供給)する。宇宙用水処理システム10cは、濃縮水タンク46に貯留された濃縮水を高濃度排水とともに膜蒸留ユニット12aで処理する。
In the space
このように、高濃度排水を膜蒸留ユニット12aで処理した後、低濃度排水とともに逆浸透膜ユニット14aで処理する場合も、濃縮水タンク46に貯留された濃縮水を高濃度排水とともに膜蒸留ユニット12aで処理することで、水資源を有効に活用することができ、かつ、処理水を効率よく精製することができる。
As described above, after treating the high-concentration wastewater with the
[第5実施形態]
図11は、第5実施形態の宇宙用水処理システムの概略構成を示す模式図である。次に図11を用いて第5実施形態の宇宙用水処理システム10dについて説明する。ここで、宇宙用水処理システム10dのうち、宇宙用水処理システム10と同様の構成となる部分は同一の符号を付して説明を省略する。以下、宇宙用水処理システム10dに特有の点を説明する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a space water treatment system according to a fifth embodiment. Next, the water treatment system for
宇宙用水処理システム10dは、触媒酸化ユニット16aが酸素発生装置70を備えている。酸素発生装置70は、水を電気分解して、酸素を発生させ、発生させた酸素を触媒酸化モジュール52に供給する。触媒酸化モジュール52は、供給された酸素と触媒を用いて、処理水から不純物を除去する。
In the space
宇宙用水処理システム10dは、膜蒸留ユニット12bの濃縮水タンク32に濃縮水供給ラインL14が接続されている。濃縮水供給ラインL14は、濃縮水タンク32と酸素発生装置70とを接続している。濃縮水供給ラインL14は、経路中にポンプP10と、バルブV22と、が配置されている。濃縮水供給ラインL14は、バルブV22を開とし、ポンプP10を駆動させることで、濃縮水タンク32に貯留された濃縮水を酸素発生装置70に排出(供給)する。宇宙用水処理システム10dは、濃縮水に含まれる水を用いて、酸素発生装置70で酸素を発生させる。
In the space
宇宙用水処理システム10dは、濃縮水タンク32に貯留された濃縮水、つまり高濃度排水の濃縮水を酸素発生装置70の水として用いることで、高濃度排水の濃縮水からさらに水分を抽出することができ、廃棄する濃縮水をより少なくすることができる。これにより、水資源を有効に活用することができる。また、廃棄物の量を低減できることで、スペースの有効活用が可能となる。また、宇宙用水処理システム10dは、各ユニットの構成が宇宙用水処理システム10と同様であるので、上述した各種効果を得ることができる。
The space
[第6実施形態]
図12は、第6実施形態の宇宙用水処理システムの概略構成を示す模式図である。次に図12を用いて第6実施形態の宇宙用水処理システム10eについて説明する。ここで、宇宙用水処理システム10eのうち、宇宙用水処理システム10と同様の構成となる部分は同一の符号を付して説明を省略する。以下、宇宙用水処理システム10eに特有の点を説明する。
[Sixth Embodiment]
FIG. 12 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the space water treatment system according to the sixth embodiment. Next, the space
宇宙用水処理システム10eは、触媒酸化ユニット16aが酸素発生装置70を備えている。酸素発生装置70は、水を電気分解して、酸素を発生させ、発生させた酸素を触媒酸化モジュール52に供給する。触媒酸化モジュール52は、供給された酸素と触媒を用いて、処理水から不純物を除去する。
In the space
宇宙用水処理システム10eは、膜蒸留ユニット12bの濃縮水タンク32に濃縮水供給ラインL14が接続されている。濃縮水供給ラインL14は、濃縮水タンク32と酸素発生装置70とを接続している。濃縮水供給ラインL14は、経路中にポンプP10と、バルブV22と、が配置されている。濃縮水供給ラインL14は、バルブV22を開とし、ポンプP10を駆動させることで、濃縮水タンク32に貯留された濃縮水を酸素発生装置70に排出(供給)する。
In the space
さらに、宇宙用水処理システム10eは、逆浸透膜ユニット14bの濃縮水タンク46に濃縮水供給ラインL15が接続されている。濃縮水供給ラインL15は、濃縮水タンク46と酸素発生装置70とを接続している。濃縮水供給ラインL15は、経路中にポンプP11と、バルブV23と、が配置されている。濃縮水供給ラインL15は、バルブV23を開とし、ポンプP11を駆動させることで、濃縮水タンク46に貯留された濃縮水を酸素発生装置70に排出(供給)する。宇宙用水処理システム10eは、濃縮水タンク32,46から供給された濃縮水に含まれる水を用いて、酸素発生装置70で酸素を発生させる。
Further, in the space
宇宙用水処理システム10eは、濃縮水タンク32に貯留された濃縮水、つまり高濃度排水の濃縮水に加え、濃縮水タンク46に貯留された濃縮水、つまり低濃度排水の濃縮水を酸素発生装置70の水として用いることで、高濃度排水の濃縮水及び低濃度排水の濃縮水からさらに水分を抽出することができ、廃棄する濃縮水をより少なくすることができる。これにより、水資源を有効に活用することができる。また、廃棄物の量を低減できることで、スペースの有効活用が可能となる。また、宇宙用水処理システム10eは、各ユニットの構成が宇宙用水処理システム10と同様であるので、上述した各種効果を得ることができる。また、低濃度排水の濃縮水は、高濃度排水タンク20と酸素発生装置70の両方に供給してもよい。
The space
[第7実施形態]
図13は、第7実施形態の宇宙用水処理システムの概略構成を示す模式図である。次に図13を用いて第7実施形態の宇宙用水処理システム10fについて説明する。ここで、宇宙用水処理システム10fのうち、宇宙用水処理システム10と同様の構成となる部分は同一の符号を付して説明を省略する。以下、宇宙用水処理システム10fに特有の点を説明する。
[Seventh Embodiment]
FIG. 13 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the space water treatment system according to the seventh embodiment. Next, a space
宇宙用水処理システム10fは、膜蒸留ユニット12aの排出ラインL5aが逆浸透膜ユニット14のバッファタンク42に接続されている。これにより、宇宙用水処理システム10fは、膜蒸留ユニット12aで処理された処理水(第1処理水)が逆浸透膜ユニット14に供給される。宇宙用水処理システム10fは、高濃度排水を膜蒸留ユニット12aで処理した後、低濃度排水とともに逆浸透膜ユニット14で処理する。
In the space
宇宙用水処理システム10fは、浄化ユニット80を備えている。浄化ユニット80は、触媒酸化ユニット16で精製された処理水(第3処理水)を処理し、処理水からさらに不純物を取り除いた処理水(第4処理水、最終処理水)を精製する。浄化ユニット80は、浄化モジュール82と、回収タンク84と、回収ラインL16と、ポンプP12と、バルブV24と、を有する。
The space
回収ラインL16は、回収タンク54と回収タンク84とを接続している。回収ラインL16は、経路中に、バルブV24、ポンプP12、浄化モジュール82、が回収タンク54から回収タンク84に向けてこの順で配置されている。回収ラインL16は、バルブV24を開とし、ポンプP12を駆動させることで、回収タンク54に貯留された処理水を回収タンク84に排出(供給)する。
The recovery line L16 connects the
浄化モジュール82は、処理水の含まれる触媒酸化法では処理できない不純物を除去する機構であり、イオン交換樹脂塔と活性炭塔とを含む。浄化モジュール82は、イオン交換樹脂と活性炭とで処理水の含まれる触媒酸化法では処理できない不純物を除去する。
The
宇宙用水処理システム10fは、浄化ユニット80を設けることで、処理水からより多くの不純物を除去することが可能となり、処理水の品質をより向上させることができる。また、宇宙用水処理システム10fは、各ユニットの構成が宇宙用水処理システム10と同様であるので、上述した各種効果を得ることができる。
By providing the
[第8実施形態]
図14は、第8実施形態の宇宙用水処理システムの概略構成を示す模式図である。次に図14を用いて第8実施形態の宇宙用水処理システム10gについて説明する。ここで、宇宙用水処理システム10gのうち、宇宙用水処理システム10と同様の構成となる部分は同一の符号を付して説明を省略する。以下、宇宙用水処理システム10gに特有の点を説明する。
[Eighth Embodiment]
FIG. 14 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the space water treatment system according to the eighth embodiment. Next, a space
宇宙用水処理システム10gは、逆浸透膜ユニット14cの排出ラインL10aが膜蒸留ユニット12のバッファタンク22に接続されている。これにより、宇宙用水処理システム10gは、逆浸透膜ユニット14cで処理された処理水(第2処理水)が膜蒸留ユニット12に供給される。宇宙用水処理システム10gは、低濃度排水を逆浸透膜ユニット14cで処理した後、高濃度排水とともに膜蒸留ユニット12で処理する。
In the space
宇宙用水処理システム10gは、低濃度排水を逆浸透膜ユニット14cで処理した後、高濃度排水とともに膜蒸留ユニット12で処理することで、高濃度排水を希釈して処理することができる。これにより、高濃度排水の濃度が高い場合でも、膜蒸留ユニット12にかかる負荷を低減することができ、膜を長寿命化することができる。また、宇宙用水処理システム10gは、各ユニットの構成が宇宙用水処理システム10と同様であるので、上述した各種効果を得ることができる。なお、宇宙用水処理システム10gは、排出ラインL10aを、バッファタンク22と貯留タンク50の両方に接続し、一部の処理水をバッファタンク22に供給し、残りの処理水を貯留タンク50に供給するようにしてもよい。
The space
[第9実施形態]
図15は、第9実施形態の宇宙用水処理システムの概略構成を示す模式図である。次に図15を用いて第9実施形態の宇宙用水処理システム10hについて説明する。ここで、宇宙用水処理システム10hのうち、宇宙用水処理システム10と同様の構成となる部分は同一の符号を付して説明を省略する。以下、宇宙用水処理システム10hに特有の点を説明する。
[Ninth Embodiment]
FIG. 15 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the space water treatment system according to the ninth embodiment. Next, a space
宇宙用水処理システム10hは、高濃度排水貯留ユニット11と、膜蒸留ユニット12と、低濃度排水貯留ユニット13と、逆浸透膜ユニット14と、回収タンク90と、を有する。つまり、宇宙用水処理システム10hは、触媒酸化ユニット16を備えていない。回収タンク90は、膜蒸留ユニット12と逆浸透膜ユニット14から供給された処理水を貯留するタンクである。回収タンク90は、高濃度排水タンク20等と同様に容積が可変の容器であり、内部に空気が混入していない状態または内部の空気が増減しない状態で貯留する高濃度排水の量を増減させることができる。回収タンク90は、排出ラインL5、L10が接続されている。宇宙用水処理システム10hは、膜蒸留ユニット12と逆浸透膜ユニット14で精製された処理水が回収タンク90に供給され、貯留される。
The space
宇宙用水処理システム10hは、触媒酸化ユニット16を備えない構成とすることで、装置構成をより簡単にすることができ、システムを小型化し、省電力化することができる。また、触媒酸化ユニット16での処理を必要としない用途の処理水として好適に用いることができる。
Since the space
以上、本開示について説明したが、上述した内容により本開示が限定されるものではない。また、上述した本開示の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本開示の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。 As mentioned above, although this indication was demonstrated, this indication is not limited by the content mentioned above. In addition, the constituent elements of the present disclosure described above include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range. Furthermore, the above-described components can be appropriately combined. In addition, various omissions, substitutions, and changes of the components can be made without departing from the scope of the present disclosure.
10,10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10h 宇宙用水処理システム
11 高濃度排水貯留ユニット
12,12a,12b 膜蒸留ユニット
13 低濃度排水貯留ユニット
14,14a,14b 逆浸透膜ユニット
16 触媒酸化ユニット
17 制御装置
20 高濃度排水タンク
22、28、42、48 バッファタンク
24 ヒータ
26 膜蒸留モジュール
30 チラー(温度調整部)
32、46 濃縮水タンク
40 低濃度排水タンク
44 逆浸透膜モジュール
50 貯留タンク
52 触媒酸化モジュール
54、84 回収タンク
70 酸素発生装置
80 浄化ユニット
82 浄化モジュール
L1 高濃度排水供給ライン
L2,L4,L7,L11 循環ライン
L3,L9 廃液ライン
L5,L10,L12 排出ライン
L6 低濃度排水供給ライン
L8,L16 回収ライン
L13,L14,L15 濃縮水供給ライン
P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9,P10,P11,P12 ポンプ
V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8,V9,V10,V11,V12,V13,V14,V15,V16,V17,V18,V19,V20,V21,V22,V23,V24 バルブ
10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h Space
32, 46
V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11, V12, V13, V14, V15, V16, V17, V18, V19, V20, V21, V22, V23, V24 Valve
Claims (7)
容量可変の高濃度排水タンクを有し、高濃度排水を前記高濃度排水タンクに貯留する高濃度排水貯留ユニットと、
前記高濃度排水貯留ユニットから供給された前記高濃度排水を貯留する容量可変の第1バッファタンク、膜蒸留モジュール、容量可変の第2バッファタンク、前記第1バッファタンクと前記膜蒸留モジュールとの間で前記高濃度排水を加熱しつつ循環させる第1循環ライン、前記膜蒸留モジュールと前記第2バッファタンクとの間で第1処理水を冷却しつつ循環させる第2循環ライン及び前記第1循環ラインから排出される濃縮水を貯留する第1濃縮水タンクを有し、前記膜蒸留モジュールによって加熱された前記高濃度排水に含まれる水成分を前記第2循環ラインに透過させることで前記高濃度排水から抽出した第1処理水を第2循環ラインに供給し、第2循環ラインの第1処理水を前記第2バッファタンクに貯留する膜蒸留ユニットと、
容量可変の低濃度排水タンクを有し、低濃度排水を前記低濃度排水タンクに貯留する低濃度排水貯留ユニットと、
前記低濃度排水貯留ユニットから供給された前記低濃度排水を貯留する容量可変の第3バッファタンク、逆浸透膜モジュール、前記第3バッファタンクと前記逆浸透膜モジュールとの間で前記低濃度排水を加圧しつつ循環させる第3循環ライン、容量可変の第4バッファタンク及び前記第3循環ラインから排出される濃縮水を貯留する第2濃縮水タンクを備え、前記逆浸透膜モジュールが、前記第3循環ラインで加圧されつつ循環される前記低濃度排水を逆浸透膜に接触させ、前記逆浸透膜を通過した第2処理水を前記第4バッファタンクに貯留する逆浸透膜ユニットと、
前記第1処理水及び前記第2処理水のうち少なくとも一方が供給され、供給された処理水を触媒酸化法で処理する触媒酸化ユニットと、を有し、
前記膜蒸留ユニットは、前記第1処理水を前記逆浸透膜ユニットの前記第3バッファタンクに供給し、
前記逆浸透膜ユニットは、前記第2処理水を前記触媒酸化ユニットに供給する宇宙用水処理システム。 A space water treatment system for treating water in outer space,
A high concentration drainage storage unit having a variable concentration high concentration drainage tank and storing the high concentration drainage in the high concentration drainage tank;
A variable capacity first buffer tank, a membrane distillation module, a variable capacity second buffer tank, between the first buffer tank and the membrane distillation module for storing the high concentration waste water supplied from the high concentration waste water storage unit. A first circulation line for circulating the high-concentration waste water while heating, a second circulation line for circulating the first treated water while cooling between the membrane distillation module and the second buffer tank, and the first circulation line. The first concentrated water tank for storing the concentrated water discharged from the high-concentration waste water by allowing the water component contained in the high-concentration waste water heated by the membrane distillation module to pass through the second circulation line. A membrane distillation unit that supplies the first treated water extracted from the second circulation line and stores the first treated water of the second circulation line in the second buffer tank;
A low concentration drainage storage unit having a variable concentration low concentration drainage tank and storing the low concentration drainage in the low concentration drainage tank;
The variable-capacity third buffer tank for storing the low-concentration wastewater supplied from the low-concentration wastewater storage unit, the reverse osmosis membrane module, and the low-concentration wastewater between the third buffer tank and the reverse osmosis membrane module. A third circulation line that circulates while pressurizing; a fourth buffer tank having a variable capacity; and a second concentrated water tank that stores the concentrated water discharged from the third circulation line, wherein the reverse osmosis membrane module includes the third circulation line. A reverse osmosis membrane unit for contacting the low-concentration wastewater circulated while being pressurized in a circulation line with a reverse osmosis membrane, and storing the second treated water that has passed through the reverse osmosis membrane in the fourth buffer tank;
Wherein at least one of the first treated water and the second treated water is supplied, the supplied process water possess the catalytic oxidation unit for processing by the catalytic oxidation method, a
The membrane distillation unit supplies the first treated water to the third buffer tank of the reverse osmosis membrane unit,
The reverse osmosis membrane unit is a space water treatment system for supplying the second treated water to the catalytic oxidation unit.
容量可変の高濃度排水タンクを有し、高濃度排水を前記高濃度排水タンクに貯留する高濃度排水貯留ユニットと、
前記高濃度排水貯留ユニットから供給された前記高濃度排水を貯留する容量可変の第1バッファタンク、膜蒸留モジュール、容量可変の第2バッファタンク、前記第1バッファタンクと前記膜蒸留モジュールとの間で前記高濃度排水を加熱しつつ循環させる第1循環ライン、前記膜蒸留モジュールと前記第2バッファタンクとの間で第1処理水を冷却しつつ循環させる第2循環ライン及び前記第1循環ラインから排出される濃縮水を貯留する第1濃縮水タンクを有し、前記膜蒸留モジュールによって加熱された前記高濃度排水に含まれる水成分を前記第2循環ラインに透過させることで前記高濃度排水から抽出した第1処理水を第2循環ラインに供給し、第2循環ラインの第1処理水を前記第2バッファタンクに貯留する膜蒸留ユニットと、
容量可変の低濃度排水タンクを有し、低濃度排水を前記低濃度排水タンクに貯留する低濃度排水貯留ユニットと、
前記低濃度排水貯留ユニットから供給された前記低濃度排水を貯留する容量可変の第3バッファタンク、逆浸透膜モジュール、前記第3バッファタンクと前記逆浸透膜モジュールとの間で前記低濃度排水を加圧しつつ循環させる第3循環ライン、容量可変の第4バッファタンク及び前記第3循環ラインから排出される濃縮水を貯留する第2濃縮水タンクを備え、前記逆浸透膜モジュールが、前記第3循環ラインで加圧されつつ循環される前記低濃度排水を逆浸透膜に接触させ、前記逆浸透膜を通過した第2処理水を前記第4バッファタンクに貯留する逆浸透膜ユニットと、
前記第1処理水及び前記第2処理水のうち少なくとも一方が供給され、供給された処理水を触媒酸化法で処理する触媒酸化ユニットと、を有し、
前記膜蒸留ユニットは、前記第1処理水を前記触媒酸化ユニットに供給し、
前記逆浸透膜ユニットは、前記第2処理水を前記膜蒸留ユニットの前記第1バッファタンクに供給する機構を備える宇宙用水処理システム。 A space water treatment system for treating water in outer space,
A high concentration drainage storage unit having a variable concentration high concentration drainage tank and storing the high concentration drainage in the high concentration drainage tank;
A variable capacity first buffer tank, a membrane distillation module, a variable capacity second buffer tank, between the first buffer tank and the membrane distillation module for storing the high concentration waste water supplied from the high concentration waste water storage unit. A first circulation line for circulating the high-concentration waste water while heating, a second circulation line for circulating the first treated water while cooling between the membrane distillation module and the second buffer tank, and the first circulation line. The first concentrated water tank for storing the concentrated water discharged from the high-concentration waste water by allowing the water component contained in the high-concentration waste water heated by the membrane distillation module to pass through the second circulation line. A membrane distillation unit that supplies the first treated water extracted from the second circulation line and stores the first treated water of the second circulation line in the second buffer tank;
A low concentration drainage storage unit having a variable concentration low concentration drainage tank and storing the low concentration drainage in the low concentration drainage tank;
The variable-capacity third buffer tank for storing the low-concentration wastewater supplied from the low-concentration wastewater storage unit, the reverse osmosis membrane module, and the low-concentration wastewater between the third buffer tank and the reverse osmosis membrane module. A third circulation line that circulates while pressurizing; a fourth buffer tank having a variable capacity; and a second concentrated water tank that stores the concentrated water discharged from the third circulation line, wherein the reverse osmosis membrane module includes the third circulation line. A reverse osmosis membrane unit for contacting the low-concentration wastewater circulated while being pressurized in a circulation line with a reverse osmosis membrane, and storing the second treated water that has passed through the reverse osmosis membrane in the fourth buffer tank;
Wherein at least one of the first treated water and the second treated water is supplied, the supplied process water possess the catalytic oxidation unit for processing by the catalytic oxidation method, a
The membrane distillation unit supplies the first treated water to the catalytic oxidation unit,
The reverse osmosis membrane unit is a space water treatment system comprising a mechanism for supplying the second treated water to the first buffer tank of the membrane distillation unit.
前記膜蒸留ユニットは、前記第1濃縮水タンクに貯留した濃縮水を前記酸素発生装置に供給する機構を備える請求項1から3のいずれか一項に記載の宇宙用水処理システム。 The catalytic oxidation unit includes an oxygen generator that generates oxygen from water,
4. The space water treatment system according to claim 1, wherein the membrane distillation unit includes a mechanism for supplying concentrated water stored in the first concentrated water tank to the oxygen generator. 5.
前記逆浸透膜ユニットは、前記第2濃縮水タンクに貯留した濃縮水を前記酸素発生装置に供給する機構を備える請求項1から3のいずれか一項に記載の宇宙用水処理システム。 The catalytic oxidation unit includes an oxygen generator that generates oxygen from water,
4. The space water treatment system according to claim 1 , wherein the reverse osmosis membrane unit includes a mechanism that supplies the concentrated water stored in the second concentrated water tank to the oxygen generator. 5.
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