JP6216716B2 - 工業的浄水および脱塩 - Google Patents
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Description
本出願は、2011年9月9日に出願された米国仮特許出願第61/532,766号に対する優先権を主張し、この出願の全開示は本明細書において参照として援用される。
浄水技術は、現代の生活に欠かせない態様に急速になってきている。なぜなら、従来の水資源が益々乏しくなってきており、飲料水用の地方自治体の分配システムが経時的に劣化し、水使用量の増大により井戸および貯水池が使い果たされ、それにより、塩水汚染が引き起こされるからである。加えて、たとえば集約農業、ガソリン添加剤、および重有毒金属を含む水源のさらなる汚染が多様な活動から生じている。これらの問題は、次第に増える好ましくないレベルの細菌、バクテリア、塩、MTBE、クロレート、パークロレート、ヒ素、水銀、および水システムにおいて飲料水を消毒するために使用される化学物質さえもたらしている。
本発明は、改善された脱塩および浄水システムのための多様な工業的実施形態について記載する。システムは、スケール形成を防止する前処理部と、入口、プレヒータ、脱気装置、複数の蒸発チャンバおよびデミスタ、生成物凝縮器、廃棄物出口、生成物出口、熱伝達および回収用の複数の熱パイプより成る脱塩部と、制御システムを含む。制御システムによって、ユーザ介入および清掃を最小限に抑えた浄水システムの連続動作が可能となる。システムは汚染水試料から、微生物学的汚染物質、放射性汚染物質、金属、塩、揮発性有機物および不揮発性有機物を含む複数の汚染物質種を除去することができる。システムの実施形態において、および入来水流の塩分に応じて、生成される水の体積は、投入水の体積の約20%から95%超の範囲に及ぶことがある。システムは、沸騰チャンバ、凝縮器および小型で可搬型のプレヒータの垂直スタック配置を備えている。システムは、1日に付き1,000から50,000,000ガロンの範囲の水生成が可能である。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
前処理部および脱塩部を備える浄水および脱塩システムであって、
該前処理がスケール形成化合物を永続的に除去し、その間に貴重な副生成物およびCO 2 隔離を生じ、そして
該脱塩部がユーザ介入またはクリーニングを必要とせずに浄化および脱塩の連続動作を可能にし、そして
該システムが汚染水試料から、微生物学的汚染物質、放射性汚染物質、金属、塩、揮発性有機物および不揮発性有機物から成る群より選択される複数の汚染物質種を除去して、その間に蒸留エネルギーを複数回、回収することが可能であり、そして
該システムのエネルギー源が、電気、地熱エネルギー、太陽エネルギー、または油、炭化水素もしくは天然ガスの燃焼、または廃熱から成る群より選択される、
システム。
(項目2)
水溶液からのスケール形成化合物の除去が、
少なくとも1つのイオンを該溶液に、アルカリ性pHにて第1のスケール形成化合物の沈殿を引き起こすのに十分な化学量論的量で添加すること;
該溶液のpHをアルカリ性pHに調整して、これにより該第1のスケール形成化合物を沈殿させること;
該第1のスケール形成化合物を該溶液から除去すること;
別のイオンを該溶液に添加して、その間にpHをアルカリ性pHに調整して他のスケール形成化合物の沈殿を引き起こすこと;および
他のスケール形成化合物を該溶液から除去すること;
を含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記第1のイオンが水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、および同様の水酸化物から成る群より選択される、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記pHが10.5から11.0の間に調整される、項目2に記載の方法。
(項目5)
前記第2のイオンが炭酸イオンまたは重炭酸イオンである、項目2に記載の方法。
(項目6)
前記第2のイオンが二価カチオンであり、Ca 2+ イオンまたはMg 2+ イオンである、項目2に記載の方法。
(項目7)
前記化学量論的量が、前記第1のスケール形成化合物において、前記二価カチオンをバリウム、カドミウム、コバルト、鉄、鉛、マンガン、ニッケル、ストロンチウムおよび亜鉛から成る群より選択される二価カチオンで置換するのに十分である、項目6に記載の方法。
(項目8)
前記化学量論的量が、前記第1のスケール形成化合物において、前記二価カチオンをアルミニウムおよびネオジムから成る群より選択される三価カチオンで置換するのに十分である、項目6に記載の方法。
(項目9)
第2のイオンを添加することが、CO 2 ガスによって前記溶液をスパージングすることを含む、項目5に記載の方法。
(項目10)
前記CO 2 が大気中のCO 2 である、項目9に記載の方法。
(項目11)
第2のイオンを添加することが前記溶液に重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムおよび重炭酸アンモニウムから成る群より選択される可溶性重炭酸イオンを添加することを含む、項目5に記載の方法。
(項目12)
前記第2の沈殿が9.8から10.0の間のpHにて行われる、項目2に記載の方法。
(項目13)
前記第1のスケール形成化合物を除去することが、濾過、沈降および遠心分離から成る群より選択される少なくとも1つのステップを含む、項目2に記載の方法。
(項目14)
前記第2のスケール形成化合物が不溶性カーボネート化合物を含む、項目2に記載の方法。
(項目15)
前記第2のスケール形成化合物を除去することが、濾過、沈降および遠心分離から成る群より選択される少なくとも1つのステップを含む、項目2に記載の方法。
(項目16)
加えて、少なくとも1つのイオンを添加する前に汚染物質を前記溶液から除去することを含む、項目2に記載の方法。
(項目17)
前記汚染物質が固体粒子および炭化水素液滴から成る群より選択される、項目16に記載の方法。
(項目18)
前記水溶液が水道水、汚染水溶液、海水および炭化水素で汚染された塩性塩水から成る群より選択される、項目16に記載の方法。
(項目19)
水溶液を提供すること;
項目2に記載の方法を行うこと;
前記第1のスケール形成化合物を回収すること;および
前記第2のスケール形成化合物を回収すること;
を含む、スケール形成化合物を得る方法。
(項目20)
前記第1および第2のスケール形成化合物が表4に挙げた化合物の群より選択される、項目19に記載の方法。
(項目21)
炭酸イオンの存在下でCO 2 隔離化合物を形成できる少なくとも1つのイオンを含有する水溶液を提供すること;
炭酸イオンを該溶液に、アルカリ性pHにて該CO 2 隔離化合物の沈殿を引き起こすのに十分な化学量論的量で添加すること;
該溶液のpHをアルカリ性pHに調整して、これにより該CO 2 隔離化合物を沈殿させること;および
該溶液から該CO 2 隔離化合物を除去すること;
炭酸イオンを添加することが大気中のCO 2 を該溶液に添加すること;
を含む、大気中のCO 2 を隔離する方法であって、
該大気中のCO 2 が該CO 2 隔離化合物中に隔離される、
方法。
(項目22)
前記アルカリ性pHがおよそ9.2または9.2より上のpHである、項目21に記載の方法。
(項目23)
前記CO 2 隔離化合物がCaCO 3 、BaCO 3 、SrCO 3 、MgCO 3 および同様のカーボネートから成る群より選択される、項目21に記載の方法。
(項目24)
前記CO 2 隔離化合物を除去することが、濾過、沈降および遠心分離から成る群より選択される少なくとも1つのステップを含む、項目21に記載の方法。
(項目25)
水溶液からスケール形成化合物を除去する装置であって:
該水溶液用の入口;
NaOH、KOH、Ca(OH) 2 および同様の水酸化物から成る群より選択される、pH調整のための苛性溶液源;
該入口および該苛性溶液と流体連通した第1のタンク;
該第1のタンクと流体連通したフィルタであって、該第1のタンク内の該溶液から第1のスケール形成化合物を分離するのに適したフィルタ;
CO 2 ガス源;
該苛性溶液源と流体連通することができるpH上昇剤源;
該pH上昇剤源、該CO 2 ガス源および該第1のタンクと流体連通している第2のタンク;ならびに
該第2のタンクと流体連通したフィルタであって、該第2のタンクの該溶液から第2のスケール形成化合物を分離するのに適したフィルタ;
を備える装置。
(項目26)
前記脱塩システムが入口、プレヒータ、脱ガス装置、複数の蒸発チャンバ、デミスタ、熱パイプおよび生成物凝縮器、廃棄物出口、多数の生成物出口、加熱チャンバおよび制御システムを備え、
前記汚染水が表1に示すレベルよりも最大で25、50、100または1,000倍高い前記汚染物質種のレベルを有する場合、該システムで浄化された水が表1に示すレベルより低いすべての汚染物質種のレベルを有するように、凝縮熱が回収されて追加の蒸発のために再使用される、
項目1に記載のシステム。
(項目27)
生成される水の体積が投入水の体積の約20%から約99%の間である、項目26に記載のシステム。
(項目28)
前記システムが少なくとも約2か月、1年、5年またはそれより長い使用期間を通じてクリーニングを必要としない、項目26に記載のシステム。
(項目29)
前記入口を通る水流を調節するための入口スイッチをさらに備える、項目26に記載のシステム。
(項目30)
前記スイッチがソレノイド、弁および開口部から成る群より選択される機構を備える、項目29に記載のシステム。
(項目31)
前記入口スイッチが制御システムによって制御される、項目29に記載のシステム。
(項目32)
遮断制御手段をさらに備える、項目1に記載のシステム。
(項目33)
前記遮断制御手段が、手動制御手段、溢れ制御手段、凝縮器タンク容量制御手段および蒸発チャンバ容量制御手段から成る群より選択される、項目32に記載のシステム。
(項目34)
前記制御システムが、ボイラ内の温度センサ、凝縮器タンクフロートおよび溢れ検出器から成る群より選択される少なくとも1つの検出方法からのフィードバックに基づいて前記入口を制御する、項目32に記載のシステム。
(項目35)
前記制御システムが前記前処理および脱塩システムからのフィードバックに基づいて前記スイッチを制御する、項目31に記載のシステム。
(項目36)
フローコントローラをさらに備える、項目1に記載のシステム。
(項目37)
前記フローコントローラが圧力調整器を備える、項目36に記載のシステム。
(項目38)
前記圧力調整器が水圧を約0kPaから250kPa(0から36psi)の間に維持する、項目37に記載のシステム。
(項目39)
前記予熱チャンバを出る水が少なくとも約96℃の温度を有する、項目26に記載のシステム。
(項目40)
前記脱ガス装置が実質的に垂直向きであり、上端および下端を有する、項目26に記載のシステム。
(項目41)
前記予熱チャンバからの加熱水が前記脱ガス装置の前記上端付近に進入する、項目40に記載のシステム。
(項目42)
前記加熱水が前記脱ガス装置の前記下端付近から出る、項目40に記載のシステム。
(項目43)
前記蒸発チャンバからの蒸気が前記脱ガス装置の前記下端付近に進入する、項目26に記載のシステム。
(項目44)
前記蒸気が前記脱ガス装置の前記上端付近から出る、項目43に記載のシステム。
(項目45)
前記脱ガス装置が水および蒸気の混合を容易にするのに適したマトリクスを備える、項目40に記載のシステム。
(項目46)
前記マトリクスが実質的に球状粒子を備える、項目45に記載のシステム。
(項目47)
前記マトリクスが非球状粒子を備える、項目45に記載のシステム。
(項目48)
前記マトリクスが前記脱ガス装置内に均一に充填されるように選択されたサイズを有する粒子を備える、項目45に記載のシステム。
(項目49)
前記マトリクスが異なるサイズの粒子を備え、前記粒子が前記脱ガス装置内にサイズ勾配により配置される、項目45に記載のシステム。
(項目50)
前記脱ガス装置を出た水が有機物および揮発性ガスを実質的に含まない、項目42に記載のシステム。
(項目51)
前記蒸発チャンバが低い凝縮器チャンバから伝達される熱を送達する複数の熱パイプを含む、項目26に記載のシステム。
(項目52)
前記蒸発チャンバが排水管をさらに備え、前記排水管が前記チャンバの中央にまたは中央周囲にある、項目51に記載のシステム。
(項目53)
前記加熱チャンバが廃熱源から熱を伝達する電熱素子、ガスもしくはオイルバーナーまたは熱パイプをさらに備え、該加熱チャンバが前記蒸発チャンバの底部に隣接している、項目26に記載のシステム。
(項目54)
前記デミスタが前記蒸発チャンバの上面近くに位置決めされている、項目26に記載のシステム。
(項目55)
前記蒸発チャンバからの蒸気が圧力下で前記デミスタに進入する、項目26に記載のシステム。
(項目56)
前記蒸発チャンバがバッフルガードおよび金属溝によって、凝縮した液滴が前記デミスタに進入するのを防止する、項目26に記載のシステム。
(項目57)
前記デミスタの制御パラメータが清浄蒸気出口の陥凹位置、該デミスタにわたっての圧力差、蒸気入口の流れに対する抵抗および蒸気出口の流れに対する抵抗から成る群より選択される少なくとも1つのパラメータを含む、項目54に記載のシステム。
(項目58)
前記凝縮器の生成物を冷却するための熱パイプをさらに備える、項目26に記載のシステム。
(項目59)
生成水が前記生成物出口を通じて前記生成物凝縮器から出る、項目26に記載のシステム。
(項目60)
廃水が前記廃棄物出口を通じて前記システムから出る、項目26に記載のシステム。
(項目61)
少なくとも1つの汚染物質を第1の濃度で含む入口水源を提供するステップ;
該入口水のpHを調整して不溶性水酸化物の沈殿を引き起こし、入来水から沈殿物を分離するステップ;
炭酸イオン源を添加してpHを調整して不溶性カーボネートの沈殿を引き起こし、該入来水から該沈殿物を分離するステップ;
スケール除去された前処理水を、該入口水の温度を90℃超に上昇させることができる予熱チャンバに通過させるステップ;
脱ガス装置内で反対方向のガス流に対して該入口水を逆流させることにより、該入口水から本質的にすべての有機物、揮発物およびガスを除去するステップ;
蒸気の形成を可能にする条件下で、1分から90分の間のまたはそれより長い平均滞留時間にわたって、水を蒸発チャンバ内に維持するステップ;
蒸気を該蒸発チャンバからデミスタに排出するステップ;
該デミスタ内で清浄蒸気を汚染物質含有廃棄物から分離するステップ;
該清浄蒸気を凝縮して、該少なくとも1つの汚染物質を、該第1の濃度よりも低い第2の濃度で含む浄水を得るステップ;
凝縮器チャンバからの熱を、回収される熱の量が凝縮熱の少なくとも50%、60%、70%、80%、90%またはそれより上であるように回収して、上沸騰または予熱チャンバ中に伝達するステップ;
エネルギーを再使用する間に、清浄な水生成を最大化するために、蒸発、凝縮および蒸気除去動作を複数回反復するステップ;
を含む、水を浄化および脱塩する方法。
(項目62)
前記少なくとも1つの汚染物質が表3に挙げたような微生物、放射性核種、塩、有機物および消毒副生成物から成る群より選択され、
前記第2の濃度が表3に示す濃度より大きくなく、そして
前記第1の濃度が該第2の濃度の少なくとも約10倍である、項目61に記載の方法。
(項目63)
ボイラ、凝縮器およびプレヒータのスタック配置が前記沸騰および凝縮器チャンバを分離する穿孔板を備えた金属シェル内に包囲されている、項目61に記載の方法。
(項目64)
前記穿孔板により熱パイプ、前記脱ガス装置、デミスタ、塩水オーバーフロー管および廃棄物蒸気管の通過が可能となる、項目61に記載の方法。
(項目65)
前記ボイラ、プレヒータおよび熱パイプが非腐食性材料、たとえばチタン合金またはポリマー被覆金属から構築されている、項目61に記載の方法。
本発明の実施形態は、いくつかの場合では例示的な形で、または1つ以上の図を参照して、本明細書で開示される。しかし、特定の実施形態のこのような開示のいずれも例示に過ぎず、発明の全範囲を示すものではない。
2 MFL=100万ファイバー/リットル
3 pCi/l=ピコキュリー/リットル
4 検出可能な生物汚染物質が実質的にない。
前処理システムの目的は、スケール形成化合物が、続いての処理において、特に脱塩の間にスケールを形成することによって干渉しないレベルまで、スケール形成化合物を低減することである。水の硬度は、通常、水中に存在するカルシウムイオン(Ca++)、マグネシウムイオン(Mg++)および他の2価イオンの量として定義され、通常、これらのイオン、または炭酸カルシウム(CaCO3)としてのその等価物の百万分率(ppm)で表現される。水が大気からの二酸化炭素を溶解し、そのような二酸化炭素が、炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムの両方を形成するように結合する炭酸イオンを提供するので、スケールが発生する;加熱に際して、炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムの溶解度は、著しく低下して、それらはスケールとして沈殿する。実際は、スケールは、溶液から沈殿するいずれの化学化合物を含む。このため、リン酸鉄および硫酸カルシウム(石膏)もスケールを生成する。表4に、水への低い溶解度を示し、このためスケールを形成し得るいくつかの化学化合物を挙げる。この状況において、低い溶解度は、ここで、溶解度積によって、すなわち、特定の化学物質のカチオンおよびアニオンのイオン濃度の積によって定義され、溶解度は通常は、1リットル当たりのモル(mol/L)で表現される。
好ましい実施形態、たとえば図2に示す実施形態において、浄水および脱塩システムは、ボイラ(92および96)および凝縮器(90、94および98)の垂直スタック配置より成り、これにより熱源がスタックの底部に提供され、プレヒータ(74)がスタックの最上部に提供され、入来水から揮発性有機化合物を除去するための脱ガス装置(80)がシステムの最上部に提供され、各沸騰チャンバから汚染されたミスト粒子を除去するための複数のデミスタ(図示せず)が提供され、各凝縮器から熱を回収して、このような熱を上沸騰チャンバに伝達するための複数の熱パイプ(78)が提供され、水汚染物質を除去および排出するための水流出口(100)が提供される。垂直スタック配置の多様な代替的構成、たとえばボイラ、凝縮器およびプレヒータなどの側方配置が当業者にとって可能である。
海水のおよその化学組成は、下の表6に示され、外洋によく見られるが、地理および/または気候に応じて海水組成に顕著な変動がある。
肥料処理施設から廃棄物流として得た水性廃棄流入組成物を、スケール形成が非常に望ましくない、別個の浄水装置における生成物の最終的な脱塩に対する前処理として、スケール形成化合物を除去するために上記の様式で処理した。処理装置のスループットは、1日当たり6ガロン(GPD)であり、この装置を、2000m3/日(528,401.6GPD)を必要とする工業用の状況を試験するためのパイロット装置として使用した。関連する元素およびイオンに関する廃棄流入物の組成を下の表7に示す。
本開示の処理プロセスを、プロセスが油抽出動作から生成された水またはガスフラッキング動作からの廃水としてこのような投入溶液を取り扱う能力を試験するために、高レベルのTDSおよび高度の水硬度に調整された海水に適用した。水に本開示のプロセスを使用して前処理を行ってから、米国特許出願第7,678,235号に記載されている装置などの水脱塩装置で精製した。以下でより詳細に論じるように、本開示の前処理プロセスに供した海水は、浄水装置で供給水として使用される場合に、スケール形成を示さなかった。
50ガロンの外洋水を先に記載した手順に従って最初に前処理して、50−200GPDのスループット用に設計されたパイロット脱塩装置に供給した。生成水は10ppm未満のTDSを有し、スケール形成の兆候はいずれのボイラでも検出されなかった。
146,000ppmを超えるTDSおよび著しいアルカリ度を含有する50ガロンの合成生成水を先に記載した手順に従って最初に前処理して、50−200GPDのスループット用に設計されたパイロット脱塩装置に供給した。生成水は40ppm未満のTDSを有し、スケール形成の兆候はいずれのボイラでも検出されなかった。
3,870ppmを超えるTDSを含有する50ガロンの汽水を先に記載した手順に従って最初に前処理して、50−200GPDのスループット用に設計されたパイロット脱塩装置に供給した。生成水は10ppm未満のTDSを有し、スケール形成の兆候はいずれのボイラでも検出されなかった。
Claims (13)
- 汚染水試料が脱塩装置に供給される前に、スケールの形成を抑制し、かつ/または、該汚染水試料中のスケール形成化合物を低減する前処理部を備える浄水システムであって、
該脱塩装置は、熱伝達および回収のための一連の槽アセンブリを備え、
各槽アセンブリは、凝縮器と、密閉された熱パイプを有するセパレータ板と、ボイラとを備える単一の段を形成し、該単一の段は、他のいずれの段とも共有されない上部および底部によって包含され、
該一連の槽アセンブリは、熱投入槽および第1のボイラを備える第1の段と、第1の凝縮器、熱パイプを有する第1のセパレータ板、および第2のボイラを備える第2の段とを少なくとも備え、該第1のセパレータ板は、該第1の凝縮器と該第2のボイラとの間にあり、該密閉された熱パイプは、該第1の凝縮器内から該第2のボイラ内に該第1のセパレータ板を通って延びており、
該システムは、該汚染水試料が該第1のボイラに進入し、蒸気を生成するように沸騰させられるときに蒸留が行われるように構成され、該蒸気は、該第1の凝縮器に進入し、該密閉された熱パイプにおいて凝縮されることにより、凝縮された蒸気を生成し、該熱パイプは、該凝縮された蒸気から凝縮熱を回収し、該第2のボイラ内の汚染水に該凝縮熱を伝達し、該凝縮された蒸気は、生成水として収集され、
該システムは、該熱パイプによって蒸留エネルギーを、一回または複数回、伝達または回復しながら、該汚染水試料から、微生物学的汚染物質、放射性汚染物質、金属、塩、揮発性有機物および不揮発性有機物から成る群より選択される複数の汚染物質種を該蒸留により除去する、浄水システム。 - 前記汚染水試料を請求項1に記載の脱塩装置に供する前に、前記前処理部によって、スケールの形成を抑制し、かつ/または、該汚染水試料中のスケール形成化合物を低減する浄水方法であって、
該汚染水試料からのスケール形成化合物の除去が、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および水酸化カルシウムから成る群より選択される少なくとも1つのイオンを該汚染水試料に、第1のスケール形成化合物の沈殿を引き起こすのに十分な第1の化学量論的量で添加するステップと、
該第1のスケール形成化合物を該汚染水試料から除去するステップと、
該汚染水試料のpHを10.5から11.0の間のpHに調整するステップと、
第2のスケール形成化合物の沈殿を引き起こすために十分な第2の化学量論的量で、該第1のスケール形成化合物が除去された該汚染水試料に炭酸イオン、重炭酸イオン、またはCO2を添加し、さらに、pHをアルカリ性に調整することによって、該第2のスケール形成化合物を沈殿させるステップと、
該第2のスケール形成化合物を該汚染水試料から除去するステップと
を含み、該第2のスケール形成化合物を沈殿させるステップ中に、該第1のスケール形成化合物が除去された該汚染水試料が過剰な炭酸イオンまたは重炭酸イオンを含む場合、カルシウム、マグネシウム、バリウム、カドミウム、コバルト、鉄、鉛、マンガン、ニッケル、ストロンチウムおよび亜鉛から成る群より選択される二価カチオンが該汚染水試料に添加される、方法。 - アルミニウムおよびネオジムから成る群より選択される三価カチオンが、前記二価カチオンで置換され、前記第2のスケール形成化合物を沈殿させるステップは、CO2ガスもしくは大気中のCO2によって前記汚染水試料をスパージングすること、あるいは前記汚染水試料に炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムおよび重炭酸アンモニウムから成る群より選択される可溶性炭酸イオンまたは可溶性重炭酸イオンを添加することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記浄水システムが入口、廃棄物出口、1個以上の生成物出口、および制御システムを備え、
前記凝縮熱が回収されて追加の蒸発または予熱のために再使用され、汚染水は、該入口から、前記第1のボイラへ、前記第2のボイラへ、そして、該廃棄物出口へ流動し、または、汚染水は、該第2のボイラから、該第1のボイラへ、該廃棄物出口へ流動し、または、汚染水は、該第1のボイラおよび該第2のボイラへ、該該廃棄物出口へ流動し、前記蒸気は、該第1のボイラから、該第1の凝縮器へ、該1個以上の生成物出口へ流動する、請求項1に記載のシステム。 - 前記脱塩装置によって生成される水の体積が該脱塩装置に投入された前記汚染水試料の体積の20%から99%の間であり、2か月以上の使用期間を通じてクリーニングが必要とされない、請求項1に記載のシステム。
- 前記汚染水試料の流れを調節するための、弁および開口部から成る群より選択される入口装置であって、該入口装置は、ボイラ内の温度センサ、ボイラ内のレベルセンサ、ボイラ内の圧力センサ、凝縮器タンク内のレベルセンサ、凝縮器タンク内の温度センサ、凝縮器タンク内の圧力センサ、および溢れ検出器のうちの少なくとも1つからのフィードバックに基づいて前記入口を制御する制御システムによって制御される、入口装置と、
該汚染水試料の流れの水圧を0kPaから700kPa(0から100psi)の間に維持する圧力調整器を備えるフローコントローラと、
手動制御手段、溢れ制御手段、凝縮器タンク容量制御手段、およびボイラ容量制御手段から成る群より選択される遮断制御手段と
をさらに備える、請求項1に記載のシステム。 - プレヒータタンク、脱ガス装置、および1個以上のデミスタをさらに備え、前記汚染水は、該プレヒータタンクから、該脱ガス装置へ、前記第1のボイラへ、前記第2のボイラへ、前記廃棄物出口へ流動し、または、汚染水は、該プレヒータタンクから、該脱ガス装置へ、該第2のボイラへ、該第1のボイラへ、該廃棄物出口へ流動し、または、汚染水は、該プレヒータタンクから、該脱ガス装置へ、該第1のボイラおよび該第2のボイラへ、該廃棄物出口へ流動し、前記蒸気は、該第1のボイラから、該1個以上のデミスタへ、前記第1の生成物凝縮器へ、前記1個以上の生成物出口へ流動する、請求項4に記載のシステム。
- 前記プレヒータタンクによって予熱された90℃より高い温度を有する予熱水が、前記脱ガス装置の一端に進入し、該脱ガス装置の第2の端から排出され、該脱ガス装置の該第2の端に進入するガスが、該予熱水の流れとは逆方向に流動し、該脱ガス装置の該一端から排出され、該脱ガス装置は、該脱ガス装置内に充填されたマトリクスを備え、該マトリクスは、該予熱水と該ガスとの混合を容易にするのに適した球状粒子または非球状粒子を含む、請求項7に記載のシステム。
- 前記マトリクスが前記脱ガス装置内に均一に充填されるように選択されたサイズを有する粒子を備え、該粒子が前記脱ガス装置内にサイズ勾配により配置され、そして該脱ガス装置を出た水が有機物および揮発性ガスを実質的に含まない、請求項8に記載のシステム。
- 前記熱投入槽が前記システムのエネルギー源から前記エネルギーを回収し前記第1および/または第2のボイラ内の前記汚染水試料に該エネルギーを伝達する熱パイプを備える、請求項4に記載のシステム。
- 前記デミスタが前記第1および/または第2のボイラの蒸気の出口近くに位置決めされており、該蒸気が該デミスタに進入し、該デミスタが、凝縮した液滴が前記第1の凝縮器内に進入するのを防止する、請求項7に記載のシステム。
- 前記デミスタの性能が、該デミスタにわたっての圧力差、蒸気入口の流れに対する抵抗および蒸気出口の流れに対する抵抗から成る群より選択される少なくとも1つのパラメータによって測定される、請求項7に記載のシステム。
- 請求項1に記載の前処理部によって処理されるべき汚染水試料を提供することと、
請求項2に記載の方法を行うことと、
前記第1のスケール形成化合物を回収することと、
前記第2のスケール形成化合物を回収することと
を含み、該第1および第2のスケール形成化合物が表4に挙げた化合物の群より選択される、スケール形成化合物を得る方法。
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