JP6775667B2 - 水からペル及びポリフルオロアルキル物質(pfas)を除去し濃縮するための持続可能なシステム及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は、§119、120、363、365、並びに37C.F.R.§1.55及び§1.78に基づき2017年4月3日に出願された米国特許出願第15/477,350号の利益及び優先権を主張し、当該出願及び本出願はまた、35U.S.C.§§119、120、363、365、並びに37C.F.R.§1.55及び§1.78に基づき2016年4月13日に出願された米国仮出願第62/321,929号の利益及び優先権を主張し、米国特許出願第15/477,350号及び米国仮出願第62/321,929号はそれぞれ、この参照により本明細書に組み込まれる。
102 アニオン交換容器
104 アニオン交換樹脂
108 PFASで汚染された水の流れ
108 ライン
110 ライン
112 最適化された再生剤溶液
114 再生剤溶液補給タンク
116 処理済み水の流れ
122 ライン
124 分離・回収サブシステム
126 回収再生剤溶液
128 ライン
130 蒸発サブシステム
132 回収溶媒
134 ライン
136 濃縮PFASと塩又は塩基と水の溶液
138 ライン
140 凝縮器
140 溶媒精製サブシステム
142 蒸留サブシステム
144 膜分離サブシステム
144 精製済み回収溶媒
150 高充填回収サブシステム
152 濃縮された塩又は塩基と水の溶液
156 サンプルタップ
158 サンプルタップ
160 容器
170 使用済み再生剤溶液
170 容器
Claims (25)
- 水からペル及びポリフルオロアルキル物質(PFAS)を除去し濃縮するためのシステムであって、
水からPFASを除去するように構成されたアニオン交換樹脂を含むアニオン交換容器;
PFASがアニオン交換容器中のアニオン交換樹脂に結合し、それにより水から除去されるようにPFASで汚染された水の流れを導入するように構成された、アニオン交換容器に連結されたライン;
溶媒、水並びに塩及び/又は塩基を含む再生剤溶液をアニオン交換容器に導入してアニオン交換容器中のアニオン交換樹脂からPFASを除去することによりアニオン交換樹脂を再生し、除去されたPFASと再生剤溶液を含む使用済み再生剤溶液を生成するように構成された、アニオン交換容器に連結された再生剤溶液ライン;
使用済み再生剤溶液を受け入れ、除去されたPFASを分離し濃縮して、
使用済み再生剤溶液中の溶媒の濃度よりも大きい溶媒の濃度を有する回収溶媒と、
除去されたPFAS、塩及び/又は塩基、並びに水を含み、使用済み再生剤溶液中の除去されたPFASの濃度よりも大きい除去されたPFASの濃度を有し、使用済み再生剤溶液中の塩及び/又は塩基の濃度よりも大きい塩及び/又は塩基の濃度を有する溶液
を生産するように構成された分離・回収サブシステム;及び
除去されたPFAS、塩及び/又は塩基、並びに水を含む溶液を受け入れ、追加的なアニオン交換容器中の追加的なアニオン交換樹脂に除去されたPFASを吸着することにより溶液から除去されたPFASを分離し、超濃縮PFAS廃棄物を創出するように構成された高充填回収サブシステム
を含む、システム。 - PFASが、脱着とアニオン交換を含む二重機構によりアニオン交換容器中のアニオン交換樹脂から除去される、請求項1に記載のシステム。
- 脱着が、アニオン交換容器中のアニオン交換樹脂の骨格からPFASの吸着された疎水性尾部を溶媒で置き換えるように構成された濃度の溶媒を有する再生剤溶液を供給する工程、及びPFASの親水性頭部を無機アニオンで置き換えるように構成された濃度の塩及び/又は塩基を供給する工程を含む、請求項2に記載のシステム。
- 溶媒がアルコールを含む、請求項1に記載のシステム。
- アニオン交換容器中のアニオン交換樹脂が、マクロ多孔性の強塩基アニオン交換樹脂を含む、請求項1に記載のシステム。
- 分離・回収サブシステムが、蒸発サブシステム、蒸留サブシステム、及び/又は膜分離サブシステムのうちの1つ又は複数を含む、請求項1に記載のシステム。
- 分離・回収サブシステムが、蒸発サブシステム及び/又は蒸留サブシステムのうちの1つ又は複数を含み、回収溶媒を凝縮させるように構成された、蒸発サブシステム及び/又は蒸留サブシステムに連結された凝縮器を更に含む、請求項6に記載のシステム。
- 分離・回収サブシステムにラインによって連結され、分離・回収サブシステムから残留PFASを除去し、精製済み回収溶媒を供給するように構成された溶媒精製サブシステムを更に含む、請求項1に記載のシステム。
- 溶媒精製サブシステムが、容器に収容されたアニオン性交換樹脂を含む、請求項8に記載のシステム。
- 高充填回収サブシステムが、塩及び/又は塩基と水の溶液を創出するように構成され、高充填回収サブシステムによって創出された溶液中の塩及び/又は塩基の濃度が、高充填回収サブシステムによって受け入れられた除去されたPFAS、塩及び/又は塩基並びに水を含む溶液中の塩及び/又は塩基の濃度よりも大きい、請求項1に記載のシステム。
- アニオン交換容器に高充填回収サブシステムを連結し、高充填回収サブシステムによって生産された塩及び/又は塩基と水の溶液が、高充填回収サブシステムからアニオン交換容器に移動することができるように構成されたラインをさらに含む、請求項10に記載のシステム。
- 水からペル及びポリフルオロアルキル物質(PFAS)を除去し濃縮するための方法であって、
PFASがアニオン交換樹脂に結合し、それにより水から除去されるようにPFASで汚染された水を、アニオン交換樹脂を含むアニオン交換容器に導入する工程;
溶媒、水並びに塩及び/又は塩基を含む再生剤溶液をアニオン交換容器に導入してアニオン交換樹脂からPFASを除去することによりアニオン交換樹脂を再生し、除去されたPFASと再生剤溶液を含む使用済み再生剤溶液を生成する工程であって、
除去されたPFASを分離し濃縮して、
使用済み再生剤溶液中の溶媒の濃度よりも大きい溶媒の濃度を有する回収溶媒と、
除去されたPFAS、塩及び/又は塩基、並びに水を含み、使用済み再生剤溶液中の除去されたPFASの濃度よりも大きい除去されたPFASの濃度を有し、使用済み再生剤溶液中の塩及び/又は塩基の濃度よりも大きい塩及び/又は塩基の濃度を有する溶液
を生産する工程;及び
除去されたPFAS、塩及び/又は塩基、並びに水を含む溶液を、追加的なアニオン交換容器中の追加的なアニオン交換樹脂に除去されたPFASを吸着する高充填回収方法に供し、超濃縮PFAS廃棄物を創出する工程を含む、方法。 - PFASが、脱着とアニオン交換を含む二重機構によりアニオン交換容器中のアニオン交換樹脂から除去される、請求項12に記載の方法。
- 脱着が、アニオン交換容器中のアニオン交換樹脂の骨格上のPFASの疎水性尾部を溶媒で置き換えるように構成された濃度の溶媒を供給する工程、及びPFASの親水性頭部をアニオンで置き換えるように構成された濃度のアニオンを供給する工程を含む、請求項13に記載の方法。
- 溶媒がアルコールを含む、請求項12に記載の方法。
- アニオン交換容器中のアニオン交換樹脂が、マクロ多孔性の強塩基アニオン交換樹脂を含む、請求項12に記載の方法。
- 分離・回収方法が、再生剤溶液の回収を最大化し、濃縮された脱着PFASの体積を最小化するように構成されている、請求項12に記載の方法。
- 分離・回収方法が、蒸発、蒸留、及び/又は膜分離のうちの1つ又は複数を含む、請求項12に記載の方法。
- 分離・回収方法が、蒸発及び/又は蒸留のうちの1つ又は複数を含み、蒸発及び/又は蒸留が、使用済み再生剤溶液を凝縮する工程を含む、請求項18に記載の方法。
- 分離・回収方法が、残留PFASを除去し、精製済み回収溶媒を供給する工程を含む、請求項19に記載の方法。
- 除去されたPFAS、塩及び/又は塩基、並びに水を含む溶液を、高充填回収方法に供する工程が、除去されたPFAS、塩及び/又は塩基、並びに水を含む溶液中の塩及び/又は塩基の濃度よりも大きい塩及び/又は塩基の濃度を有する塩及び/又は塩基並びに水の溶液を更に創出する、請求項12に記載の方法。
- PFASが、少なくとも1種のペルフルオロアルキル物質を含む、請求項12に記載の方法。
- PFASが、少なくとも1種のポリフルオロアルキル物質を含む、請求項12に記載の方法。
- PFASが、少なくとも1種のペルフルオロアルキル物質と少なくとも1種のポリフルオロアルキル物質とを含む、請求項12に記載の方法。
- PFASが、ペルフルオロオクタン酸(PFOA)である、請求項12に記載の方法。
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