KR20100061742A - 해수를 제염하는 저 에너지 시스템 및 방법 - Google Patents

해수를 제염하는 저 에너지 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20100061742A
KR20100061742A KR20107008766A KR20107008766A KR20100061742A KR 20100061742 A KR20100061742 A KR 20100061742A KR 20107008766 A KR20107008766 A KR 20107008766A KR 20107008766 A KR20107008766 A KR 20107008766A KR 20100061742 A KR20100061742 A KR 20100061742A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compartment
seawater
reduction
dissolved solids
selective membrane
Prior art date
Application number
KR20107008766A
Other languages
English (en)
Inventor
개리 씨. 간지
리-시앙 리앙
프레드릭 씨. 윌킨스
Original Assignee
지멘스 워터 테크놀로지스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지멘스 워터 테크놀로지스 코포레이션 filed Critical 지멘스 워터 테크놀로지스 코포레이션
Publication of KR20100061742A publication Critical patent/KR20100061742A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/4604—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods for desalination of seawater or brackish water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/58—Multistep processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • C02F1/4674—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation with halogen or compound of halogens, e.g. chlorine, bromine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4693—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4693—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis
    • C02F1/4695—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis electrodeionisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/06—Specific process operations in the permeate stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/28—Specific concentration chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/30—Specific dilution or de-ionizing chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/46—Apparatus therefor
    • B01D61/48—Apparatus therefor having one or more compartments filled with ion-exchange material, e.g. electrodeionisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C02F2001/422—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using anionic exchangers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/005—Processes using a programmable logic controller [PLC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

본 발명은 저에너지 수처리 시스템 및 방법을 제공하고 있다. 그러한 시스템은 부분적으로 처리된 물 및 염수 부산물을 생성시키는 하나 이상의 전기투석 장치, 연화기 및 하나 이상의 전기탈이온화 장치를 지닌다. 부분적으로 처리된 물 스트림은 연화기에 의해서 연화되어 스케일 형성의 가능성을 감소시키고, 표적 성질을 지니는 물을 생성시키는 전기탈이온화 장치에서의 에너지 소비를 감소시킬 수 있다. 전기탈이온화 장치에 의해서 사용된 에너지의 적어도 일부는 그 격실내로 도입된 염수와 해수 스트림 사이의 농도 차이에 의해서 생성될 수 있다. 염수 스트림은 또한 연화기를 재생시키는데 사용될 수 있다.

Description

해수를 제염하는 저 에너지 시스템 및 방법{LOW ENERGY SYSTEM AND METHOD OF DESALINATING SEAWATER}
본 발명은 해수를 제염하는 시스템 및 방법, 특히, 농도-기반 반쪽-전지 쌍을 지니는 단계식 전기투석 장치 및 전기탈이온화 장치와 관련되어 해수를 제염하는 저 에너지 소비 시스템 및 방법에 관한 것이다.
해수 제염은 열적 과정, 예컨대, 증기 압축 증류, 다단플래쉬 증발 및 그 밖의 증발이 지배적이었다. 대부분의 열적 플랜트는 해수를 탈염시키는데 이용될 수 있는 전력이 풍부한 지역에 위치한다. 전기 투석이 기수(brackish water)를 탈염 또는 제염시키는데 전형적으로 이용되었다. 역삼투 제염 시스템이 현재 더 탁월한데, 그 이유는 그러한 시스템이, 열적 시스템에 비해서, 낮은 전력 요건을 나타내며 낮은 자본 및 작동 및 유지 비용을 나타내기 때문이다. 역삼투 시스템에서 에너지 회수 장치를 사용하면 에너지 소모가 더 감소된다. 그러나, 역삼투 기술은 전형적으로는 약 2.5kWh/m3 이상을 필요로 한다. 열적 과정은 제염에 요구되는 상 변화로 인해서 전력 소비가 여전히 높을 것이다. 폐열이 이용 가능하면, 막 증류와 같은 과정이 1.5kWh/m3 만큼 낮은 전력 요건으로 이용될 수 있다.
발명의 요약
저 전력 소모 조건 및 반쪽-전지 쌍을 생성시키는 전기투석 장치 전위에서 작동되는 전기투석 장치의 현재의 사용은 통상의 역삼투-기반 해수 제염 시스템에 비해서 낮은 에너지 요건을 상대적으로 지니는 제염 시스템을 제공한다.
본 발명의 하나 이상의 특징은 용존 고형물을 지니는 해수원에 유체 소통되게 연결되고 양이온 선택성 막과 제 1 음이온 선택성 막에 의해서 전체적으로 또는 부분적으로 규정된 제 1 감소 격실(first depleting compartment); 제 1 용존 고형물 농도를 지니는 제 1 수성 액체 공급원의 하류에 유체 소통되게 연결되고 양이온 선택성 막을 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통 관계에 있는 제 1 농축 격실; 및 제 1 용존 고형물 농도보다 더 큰 제 2 용존 고형물 농도를 지니는 제 2 수성 액체 공급원의 하류에 유체 소통되게 연결되고 제 2 음이온 선택성 막을 통해서 제 1 농축 격실과 이온 소통 관계에 있는 제 2 감소 격실을 포함하는 전기탈이온화 장치에 관한 것이다.
본 발명의 하나 이상의 특징은 용존 이온 화학종을 지니는 물을 처리하는 장치에 관한 것일 수 있다. 장치는, 일부 구체예에서, 물 공급원에 유체 소통되게 연결되고 제 1 음이온 선택성 막과 제 1 양이온 선택성 막에 의해서 부분적으로 또는 전체적으로 규정되는 제 1 감소 격실; 제 1 용존 고형물 농도를 지니는 제 1 수용액 공급원에 유체 소통되게 연결되고 전형적으로는 제 1 음이온 선택성 막과 제 1 양이온 선택성 막중 하나를 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 제 1 농축 격실; 제 1 용존 고형물 농도보다 더 높은 제 2 용존 고형물 농도를 지니는 제 2 수용액 공급원에 유체 소통되게 연결되고 전형적으로는 제 2 양이온 선택성 막과 제 2 음이온 선택성 막중 하나를 통해서 제 1 농축 격실과 이온 소통관계에 있는 제 2 감소 격실을 포함한다.
본 발명의 하나 이상의 특징은 해수 제염 시스템에 관할 수 있다. 그러한 제염 시스템은 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 제 1 감소 격실 유입구와 및 제 1 감소 격실 출구를 지니는 하나 이상의 제 1 감소 격실, 및 제 1 감소 격실 유입구와 제 1 감소 격실 출구를 지니는 하나 이상의 제 1 농축 격실을 포함하는 하나 이상의 제 1 전기투석 장치; 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 제 2 감소 격실 유입구와 제 2 감소 격실 출구를 지니는 하나 이상의 제 2 감소 격실, 및 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 제 2 농축 격실 유입구와 염수 출구를 지니는 하나 이상의 제 2 농축 격실을 포함하는 하나 이상의 제 2 전기투석 장치; 제 1 감소 격실 출구와 제 2 감소 격실 출구중 하나 이상에 유체 소통되게 연결된 이온 교환기 유입구 및 이온 교환기 출구를 지니는 하나 이상의 이온 교환 유닛; 및 이온 교환기 출구에 유체 소통되게 연결되고 제 1 양이온 선택성 막과 제 1 음이온 선택성 막에 의해서 부분적으로 또는 전체적으로 규정된 제 1 감소 격실, 해수 공급원에 유체 소통되게 연결되고 제 1 양이온 선택성 막을 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 제 1 농축 격실, 및 염수 출구의 하류에 유체 소통되게 연결되고 제 2 음이온 선택성 막을 통해서 제 1 농축 격실과 이온 소통관계에 있는 제 2 감소 격실을 지니는 하나 이상의 전기탈이온화 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 특징은 적어도 부분적으로 해수를 지니거나 해수일 수 있는 물 공급원; 제 1 해수 스트림중의 모노선택성 화학종의 농도를 선택적으로 감소시켜서 제 1 희석 스트림을 생성시키는 수단; 제 2 해수 스트림중의 용존 고형물 농도를 증가시켜서 염수 스트림을 생성시키는 수단; 제 1 희석된 스트림중에서 이가 화학종의 적어도 일부를 일가 화학종으로 교환하며 전형적으로는 제 2 희석된 스트림 출구를 지니는 수단들; 및 전기화학적 분리 장치를 포함하는 제염 시스템에 관한 것일 수 있다. 전기화학적 분리 장치는 전형적으로는 제 2 희석된 스트림 출구에 유체 소통되게 연결된 감소 격실, 및 감소 격실과 이온 소통관계로 농도-유도된 전기적 전위를 제공하는 수단을 지닌다.
본 발명의 하나 이상의 추가의 특징은 용존 고형물을 지니는 물의 공급원에 유체 소통되게 연결되고 양이온 선택성 막과 제 1 음이온 선택성 막에 의해서 부분적으로 또는 전체적으로 규정된 감소 격실, 및 감소 격실과 이온 소통관계로 농축 반쪽-전지 쌍을 포함하는 전기탈이온화 장치에 관할 수 있다. 농축 반쪽-전지 쌍은 전형적으로는 제 1 용존 고형물 농도를 지니는 제 1 수성 액체의 공급원에 유체 소통되게 연결되고 양이온 선택성 막과 제 1 음이온 선택성 막중 하나를 통해서 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 제 1 반쪽-전지 격실, 및 제 1 용존 고형물 농도보다 더 높은 제 2 용존 고형물 농도를 지니는 제 2 수성 액체 공급원의 하류에 유체 소통되게 연결되고 제 2 음이온 선택성 막을 통해서 제 1 반쪽-전지 격실과 이온 소통관계에 있는 제 2 반쪽-전지 격실를 포함한다.
본 발명의 하나 이상의 또 다른 추가의 특징은 제 1 탈염 단계에서 해수중의 일가 화학종의 농도를 감소시켜서 부분적으로 탈염된 물을 생성시키고; 해수중의 총 용존 고형물(total dissolved solid) 농도의 2 배 이상인 총 용존 고형물 농도를 전형적으로 지니는 염수 용액을 해수로부터 생성시키고; 부분적으로 탈염된 물을 전기-구동 분리 장치의 감소 격실내로 도입하고; 전기-구동 분리 장치의 농축 전지 쌍에서 농도-유도된 전기 전위를 생성시키면서 감소 격실중의 부분적으로 탈염된 물로부터 농축 전지 쌍의 격실내로의 용존 화학종의 일부 또는 전부의 수송을 촉진함을 포함하여 해수를 제염하는 방법에 관한 것일 수 있다.
첨부된 도면은 척도로 작도된 것이 아니다. 도면에서, 여러 도면에서 예시되고 있는 각각의 동일하거나 거의 동일한 부품은 유사한 부호로 표시된다. 명확성을 위해서, 모든 부품이 모든 도면에서 표지되지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나 이상의 구체예에 따른 시스템의 개략적인 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 하나 이상의 추가의 구체예에 따른 개략적인 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 하나 이상의 구체예에 따른 해수 제염 시스템의 개략적인 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 하나 이상의 특징에 따라서 하나 이상의 시스템에 이용될 수 있는 전기탈이온화 장치의 일부에 대한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 하나 이상의 특징에 따른 전기탈이온화 장치의 일부에 대한 개략도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 하나 이상의 특징에 따른 무전극 연속 탈이온화장치의 일부에 대한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 하나 이상의 특징에 따른 예측된 에너지 요건을 설명하는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 하나 이상의 특징에 따른 도난-향상 전기탈이온화 (Donnan-enhanced electrodeionization (EDI)) 모듈의 개략도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 하나 이상의 특징에 따른 시스템의 개략도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 하나 이상의 특징에 따라서 이용될 수 있는 전기투석 트레인의 개략도이다.
도 11a 및 도 11b는, 본 발명의 하나 이상의 특징에 따라서 표준 이온 선택성 막(도 11a) 및 모노선택성 막(도 11b)이 구비된 전기투석 장치를 이용하는, 표적 생성물 총 용존 고형물 농도에 비해서 합성 해수("NaCl 용액") 및 해수를 처리하는데 요구되는 에너지를 나타내는 그래프이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 하나 이상의 특징에 따라서, 모노선택성 막을 이용한 전기투석 단계에 비한 해수 처리 동안 양이온(도 12a)과 음이온(도 12b)의 비율을 나타내는 그래프이다.
상세한 설명
본 발명은 처리 시스템으로서, 일부 특징, 구체예, 또는 형태에서, 수처리 시스템일 수 있는 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일부 부분적으로 유리한 특징은 해수 처리 시스템 또는 제염 시스템 및 해수 처리 또는 제염과 연루된 기술에 관한 것이다. 본 발명의 시스템 및 기술은 농도 차이를 이용하여 처리되는 물중의 하나 이상의 이동 가능한 용존 고형물의 수송을 촉진하는 포텐셜 또는 운동 조건을 생성시킴으로써 처리된 물을 유리하게 제공할 수 있다. 본 발명의 추가의 특징은 해수 또는 기수로부터 식수(potable water)를 제공하는 시스템 및 방법에 관할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 특징은, 생산된 물 1m3 당 1.5kWh 미만의 전체 에너지 소비율로 전형적인 해수 공급물로부터 생성될 수 있는, 세계보건기구 가이드라인에 부합하거나 이를 초과하는 식수를 제공할 수 있다. 본 발명의 그 밖의 특징은 농도 차이를 이용하여 이온 분리를 촉진하는 조합된 전기투석 및 연속식 전기탈이온화 시스템 및 장치 및 신규의 연속식 전기탈이온화 형태에 관할 수 있다.
본 발명의 일부 구체예는 전기투석(electrodialysis (ED)) 장치를 이용하여 해수를 약 3,500 내지 약 5500ppm 범위의 총 용존 고형물(TDS) 농도, 또는 염 농도로 제염시킨 다음, 신규한 연속식 탈이온화(continuous electrodeionization (CEDI))에 의해서 약 1,000ppm 염 함량 미만의 TDS 수준으로 이온 교환(IX) 연화, 및 최종 제염시키는 다단계 공정을 포함할 수 있다.
본 발명의 시스템 및 공정은 기존의 기술과 신규 기술의 독특한 조합을 포함하는데, 여기서, 유리한 사용에 의해서 전체 에너지 소비를 감소 또는 최소화시키기 위해서 사용되는 각각의 부품이 현재의 ED와 CEDI의 각각의 한계를 함께 극복하는 상이한 부품과 유닛 가동 사이에 상승효과를 낸다. 예를 들어, ED 장치의 에너지 효율은 전형적으로는 생성물 TDS 수준이, 전형적으로는 농도 극성 및 물 분리 현상으로 인해서 5500ppm 미만으로 감소됨에 따라서 감소되기 때문에, CEDI 장치가 대신 사용되어 그러한 낮은 TDS 수준, 즉 5500ppm 미만을 함유하는 물을 더 높은 효율로 탈염시킬 수 있다. 그러한 이유는 CEDI 장치가 이온교환 수지를 이용하기 때문이다. 스케일링 문제를 처리하기 위해서, 연화기가 비-일가, 스케일-형성 화학종의 농도를 제거 또는 감소시킨다. 예를 들어, 제 2 평행 전기투석 트레인(parallel electrodialysis train)에서의 일가 선택성 막의 사용은 연화 단계를 위한 재생 스트림을 생성시키기 위해서 이용될 수 있으며, 이러한 재생 스트림은 전형적으로는 높은 농도의 일가 화학종을 지녀서, 외부 염 스트림 저장을 위한 어떠한 요구를 제거하지 않는다면 적어도 감소시킨다. 추가의 이점은 개선된 물 회수율을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 추가의 특징은 충분히 낮은 전류 밀도에서 작동되어 농도 극성 및 물 분리가 제한되게 하여 전력 요구를 감소시킬 수 있는 ED 및 CEDI 장치를 포함할 수 있다.
해수 제염 시스템은 바람직하게는, 예를 들어, 용존 화학종, 예컨대, 하나 이상의 용존 고형물 농도를 감소시키는 제 1 처리 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 특정의 특징은 해수를 참조로 기재될 것이다. 그러나, 본 발명은 해수를 처리 또는 제염하는 것으로 제한되지 않으며, 이의 하나 이상의 원리가 제거되는 표적 화학종을 지니는 액체를 처리하기 위해서 이용될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 특징은 용존 고형물을 지니는 물 공급원에 유체 소통되게 연결되고 양이온 선택성 막과 제 1 음이온 선택성 막에 의해서 전체적으로 또는 부분적으로 규정된 제 1 감소 격실; 제 1 용존 고형물 농도를 지니는 제 1 수성 액체 공급원의 하류에 유체 소통되게 연결되고 양이온 선택성 막을 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통 관계에 있는 제 1 농축 격실; 및 제 1 용존 고형물 농도보다 더 높은 제 2 용존 고형물 농도를 지니는 제 2 수성 액체 공급원의 하류에 유체 소통되게 연결되고 제 2 음이온 선택성 막을 통해서 제 1 농축 격실과 이온 소통 관계에 있는 제 2 감소 격실을 포함하는 전기탈이온화 장치에 관할 수 있다.
본 발명의 일부 구체예에서, 제 1 수성 액체는 해수이고, 전형적으로는 약 4중량% 미만, 전형적으로는 약 3.3중량% 내지 3.7중량%의 제 1 용존 고형물 농도를 지니는 해수이며, 일부의 경우에, 제 2 수성 액체는 약 10중량% 이상의 제 2 용존 고형물 농도를 지니는 염수이다. 하나 이상의 추가의 특정의 구체예에서, 제 1 감소 격실은 약 2,500ppm 미만의 용존 고형물 농도를 지니는 물의 공급원에 유체 소통되게 연결되거나, 제 2 용존 고형물 농도 대 제 1 용존 고형물 농도의 비는 약 3 이상이다.
본 발명의 하나 이상의 특징은 용존 이온 화학종을 지니는 물을 처리하는 장치에 관한 것일 수 있다. 장치는, 일부 구체예에서, 물 공급원(source of the water)에 유체 소통되게 연결되고 제 1 음이온 선택성 막과 제 1 양이온 선택성 막에 의해서 부분적으로 또는 전체적으로 규정되는 제 1 감소 격실; 제 1 용존 고형물 농도를 지니는 제 1 수용액 공급원에 유체 소통되게 연결되고 제 1 음이온 선택성 막과 제 1 양이온 선택성 막중 하나를 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 제 1 농축 격실; 및 제 1 용존 고형물 농도보다 더 높은 제 2 용존 고형물 농도를 지니는 제 2 수용액 공급원에 유체 소통되게 연결되고 전형적으로는 제 2 양이온 선택성 막과 제 2 음이온 선택성 막중 하나를 통해서 제 1 농축 격실과 이온 소통관계에 있는 제 2 감소 격실을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 구체예에서, 장치는 추가로 제 2 용존 고형물 농도 미만인 제 3 용존 고형물 농도를 지니는 제 3 수용액의 공급원과 제 1 수용액의 공급원중 하나 이상에 유체 소통되게 연결되고, 제 2 음이온 선택성 막과 제 2 양이온 선택성 막중 하나를 통해서 제 2 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 제 2 농축 격실을 포함할 수 있다. 제 2 농축 격실은, 필수적인 것은 아니지만, 제 1 양이온 선택성 막을 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통관계에 있을 수 있다. 본 발명의 일부 특징에 따른 추가의 형태에서, 장치는, 예를 들어, 제 1 감소 격실과 제 2 감소 격실에 이온 소통되게 연결되는 하나 이상의 염 다리를 포함한다. 본 발명의 또 다른 추가의 구체예에서, 장치는 추가로 제 3 용존 고형물 농도보다 높은 제 4 용존 고형물 농도를 지니는 제 4 수용액의 공급원과 제 2 수용액의 공급원중 하나 이상에 유체 소통되게 연결되고, 전형적으로는 제 3 양이온 선택성 막을 통해서 제 2 농축 격실과 이온 소통관계에 있는 제 3 감소 격실을 포함할 수 있다. 장치는 추가로 제 1 수용액의 공급원, 제 3 수용액의 공급원, 및 제 2 용존 고형물 농도와 제 4 용존 고형물 농도중 어느 것보다 낮은 제 5 용존 고형물 농도를 지니는 제 5 수용액 공급원중 하나 이상에 유체 소통되게 연결되고, 제 3 음이온 선택성 막을 통해서 제 3 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 제 3 농축 격실을 포함할 수 있다. 제 3 농축 격실은 제 1 양이온 선택성 막을 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통관계에 있을 수 있으며, 일부의 경우에, 제 3 농축 격실은 염 다리를 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통관계에 있다. 따라서, 일부 형태에서, 장치는 격실들을 통해서 외부 전기 운동 포텐셜을 제공하는 전극 또는 구조물이 없다.
장치의 다른 형태에서, 제 1 감소 격실과 제 1 농축 격실은 동일한 공급원의 하류에 유체 소통되게 연결되어 있다.
본 발명의 하나 이상의 특징은 해수 제염 시스템에 관한 것일 수 있다. 제염 시스템은 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 제 1 감소 격실 유입구와 제 1 감소 격실 출구를 지니는 하나 이상의 제 1 감소 격실, 및 제 1 감소 격실 유입구와 제 1 감소 격실 출구를 지니는 하나 이상의 제 1 농축 격실을 포함하는 하나 이상의 제 1 전기투석 장치; 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 제 2 감소 격실 유입구와 제 2 감소 격실 출구를 지니는 하나 이상의 제 2 감소 격실, 및 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 제 2 농축 격실 유입구와 염수 출구를 지니는 하나 이상의 제 2 농축 격실을 포함하는 하나 이상의 제 2 전기투석 장치; 제 1 감소 격실 출구와 제 2 감소 격실 출구중 하나 이상에 유체 소통되게 연결된 이온 교환기 유입구 및 이온 교환기 출구를 지니는 하나 이상의 이온 교환 유닛; 및 이온 교환기 출구에 유체 소통되게 연결되고 제 1 양이온 선택성 막과 제 1 음이온 선택성 막에 의해서 부분적으로 또는 전체적으로 규정될 수 있는 제 1 감소 격실, 해수 공급원에 유체 소통되게 연결되고 제 1 양이온 선택성 막을 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 제 1 농축 격실, 및 염수 출구의 하류에 유체 소통되게 연결되고 제 2 음이온 선택성 막을 통해서 제 1 농축 격실과 이온 소통관계에 있는 제 2 감소 격실을 지니는 하나 이상의 전기탈이온화 장치를 포함할 수 있다.
제염 시스템의 하나 이상의 구체에에서, 제 1 농축 격실과 제 2 감소 격실중 하나 이상은 이온교환 수지를 함유하지 않는다.
제염 시스템의 다른 형태에서, 하나 이상의 전기탈이온화 장치는 추가로 제 1 음이온 선택성 막에 의해서 부분적으로 또는 전체적으로 규정되고 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 유입구를 지니는 제 2 농축 격실, 및 제 2 양이온 선택성 막을 통해서 제 2 농축 격실과 이온 소통관계에 있으며 염수 출구, 제 1 농축 격실의 출구, 및 제 2 감소 격실의 출구중 하나 이상에 유체 소통되게 연결된 유입구를 지니는 제 3 감소 격실을 포함한다. 일부의 경우에, 제 1 농축 격실, 제 2 감소 격실, 제 2 농축 격실, 및 제 3 감소 격실중 하나 이상이 이온교환수지를 함유하지 않는다.
해수 제염 시스템은, 일부 유리한 형태에서, 추가로 하나 이상의 염수 저장 탱크를 포함할 수 있으며, 그러한 탱크중 하나 이상은 제 1 농축 격실의 출구와 제 2 감소 격실의 출구중 하나 이상에 유체 소통되게 연결될 수 있다. 염수 저장 탱크중 하나 이상은 각각 출구를 포함할 수 있으며, 그러한 출구중 어느 하나 이상은 하나 이상의 이온 교환 유닛에 배타적으로 또는 제염 시스템의 다른 유닛 작동에 유체 소통되게 연결되거나 연결 가능할 수 있다.
다른 형태에서, 해수 제염 시스템은 추가로 제 1 감소 격실의 하류에 및 이온 교환 유닛의 상류에 유체 소통되게 연결된 제 3 감소 격실을 지니는 제 3 전기투석 장치를 포함할 수 있다. 추가의 형태는 제 2 감소 격실의 하류 및 이온 교환 유닛의 상류에 유체 소통되게 연결된 제 4 감소 격실을 지니는 제 4 전기투석 장치를 포함하는 시스템을 포함할 수 있다.
시스템의 일부 유리한 형태에서, 하나 이상의 제 1 전기투석 장치는 하나 이상의 제 1 감소 격실과 하나 이상의 제 1 감소 격실 사이에 배치된 일가 선택성 막을 포함한다. 추가로, 전기탈이온화 장치의 제 1 감소 격실은 이온교환 매질, 예컨대, 이온교환수지의 혼합된 층을 함유할 수 있다.
본 발명의 추가의 특징은 전처리 물, 바람직하게는 해수 또는 기수와 연루될 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 형태에서, 제염 시스템은 추가로 해수, 또는 기수일 수 있는 처리되는 물의 공급원의 하류에 유체 소통되게 연결될 수 있으며, 바람직하게는 하나 이상의 제 1 전기투석 장치, 하나 이상의 제 2 전기투석 장치 및 하나 이상의 전기탈이온화 장치중 하나 이상의 상류에 유체 소통되게 연결되거나 연결 가능한 하나 이상의 전처리 유닛 작동을 포함할 수 있다. 하나 이상의 전처리 유닛 작동은 여과 시스템, 염소화 시스템 및 탈염소화 시스템으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 서브시스템을 포함할 수 있다. 전처리 유닛 작동은, 시스템의 일부 형태에서, 마이크로필터, 샌드 필터(sand filter) 및 미립자 필터중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부의 경우에, 전처리 시스템은 또한 이가 화학종, 예컨대, 설페이트를 선택적으로 제거하는 압력-구동 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 미국 미시간 미들랜드 소재의 The Dow Chemical Company로부터의 FILMTEC™ 막을 사용하는 나노여과 시스템이 사용되어 적어도 설페이트 화학종의 농도를 감소시킬 수 있으며, 이는 추가로 하나 이상의 하류 유닛 작동, 예컨대, 전기투석 장치, 및 전기탈이온화 장치중 어떠한 장치에 의한 전력 소비를 감소시킨다.
본 발명의 시스템중 하나 이상의 또 다른 형태에서, 하나 이상의 전기탈이온화 장치중 하나 이상은 음이온 화학종 수집기, 양이온 화학종 수집기, 및 애노드성 및 캐소드성 수집기와 이온 소통관계에 있는 염 다리를 포함한다. 이온성 화학종 수집기는 이온 선택성 매체에 의해서 부분적으로 또는 전체적으로 규정된 격실일 수 있다. 유리한 경우, 하나 이상의 전기탈이온화 장치, 하나 이상의 제 1 전기투석 장치 및 하나 이상의 제 2 전기투석 장치중 하나 이상은 용존 클로라이드 화학종을 지니는 수용액의 공급원의 하류에 유체 소통되게 연결되고 염소 출구와 하이포클로라이트(hypochlorite) 출구중 하나를 포함하는 애노드 격실을 포함한다. 추가의 형태는 하나 이상의 전기탈이온화 장치, 하나 이상의 제 1 전기투석 장치, 및 가성 스트림(caustic stream) 출구를 포함한 제 2 전극 격실을 포함하는 하나 이상의 제 2 전기투석 장치중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 특징은 부분적으로 또는 전체적으로 해수를 지닐 수 있거나 해수인 물의 공급원; 제 1 해수 스트림중의 모노선택성 화학종의 농도를 선택적으로 감소시켜서 제 1 희석된 스트림을 생성시키는 수단; 제 2 해수 스트림중의 용존 고형물 농도를 증가시켜서 염수 스트림을 생성시키는 수단; 제 1 희석된 스트림중에서 이가 화학종의 일부 또는 전부를 일가 화학종으로 교환하고, 제 2 희석된 스트림 출구를 지닐 수 있는 수단; 및 전기화학적 분리 장치를 포함하는 제염 시스템을 포함할 수 있다. 전기화학적 분리 장치는 전형적으로 제 2 희석된 스트림 출구에 유체 소통되게 연결된 감소 격실, 및 감소 격실과 이온 소통관계로 농도-유도된 전기적 포텐셜을 제공하는 수단을 지닌다.
제염 시스템의 일부 형태에서, 제 1 해수 스트림중의 용존 고형물 농도를 증가시키는 수단은 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 감소 격실, 및 일가 선택성 막에 의해서 감소 격실로부터 분리된 농축 격실을 지니는 전기투석 장치를 포함한다. 제 2 해수 스트림중에 용존 고형물 농도를 증가시키는 수단은 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 농축 격실, 및 염수 스트림을 제공하는 염수 출구를 지니는 전기투석 장치를 포함할 수 있다. 농도-유도된 전기적 포텐셜을 제공하는 수단은 총 용존 고형물의 제 1 농도를 지니는 제 1 반쪽-전지 공급 스트림의 공급원에 유체 소통되게 연결된 제 1 반쪽-전지 격실, 및 제 1 총 용존 고형물 농도보다 더 높은 제 2 총 용존 고형물 농도를 지니는 제 2 반쪽-전지 공급 스트림의 공급원에 유체 소통되게 연결된 제 2 반쪽-전지 격실을 포함할 수 있다. 제 1 반쪽-전지 격실은 전형적으로는 해수 공급원에 유체 소통되게 연결되어 있고, 제 2 반쪽-전지 격실은 염수 공급원에 유체 소통되게 연결되어 있다.
본 발명의 하나 이상의 추가의 특징은 용존 고형물을 지니는 물의 공급원에 유체 소통되게 연결되고, 양이온 선택성 막과 제 1 음이온 선택성 막에 의해서 부분적으로 또는 전체적으로 규정된 감소 격실; 및 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 하나 이상의 농축 반쪽-전지 쌍을 포함하는 전기탈이온화 장치에 관한 것일 수 있다. 농축 반쪽-전지 쌍은 전형적으로는 제 1 용존 고형물 농도를 지니는 제 1 수성 액체의 공급원에 유체 소통되게 연결되고 양이온 선택성 막과 제 1 음이온 선택성 막중 하나를 통해서 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 제 1 반쪽-전지 격실, 및 제 1 용존 고형물 농도보다 더 높은 제 2 용존 고형물 농도를 지니는 제 2 수성 액체의 공급원의 하류에 유체 소통되게 연결되고 제 2 음이온 선택성 막을 통해서 제 1 반쪽-전지 격실과 이온 소통관계에 있는 제 2 반쪽-전지 격실을 포함한다.
전기탈이온화 장치의 일부 형태에서, 제 1 수성 액체는 해수이다. 제 2 수성 액체는 약 10중량% 이상의 제 2 용존 고형물 농도를 지니는 염수 스트림일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 구체예에서, 제 1 용존 고형물 농도에 대한 제 2 용존 고형물 농도는 약 3 이상인 농도 비율에 있다.
본 발명의 하나 이상의 또 다른 추가의 특징은 제 1 탈염 단계에서 해수중의 일가 화학종의 농도를 감소시켜서 부분적으로 탈염된 물을 생성시키고; 해수중의 총 용존 고형물 농도의 2 배 이상인 총 용존 고형물 농도를 지니는 염수 용액을 해수로부터 생성시키고; 부분적으로 탈염된 물을 전기-구동 분리 장치의 감소 격실내로 도입하고; 전기-구동 분리 장치의 농축 전지 쌍에서 농도-유도된 전기 전위를 생성시키면서 감소 격실중의 부분적으로 탈염된 물로부터 농축 전지 쌍의 격실내로의 용존 화학종의 일부 또는 전부의 수송을 촉진함을 포함하여 해수를 제염하는 방법에 관한 것일 수 있다. 그러한 방법은 추가로 제 1 탈염 단계에서 해수의 일가 화학종의 농도를 감소시키기 전에 나노여과 시스템을 통해 해수의 일부 또는 전부를 통과시킴을 포함할 수 있다.
그러한 방법은 추가로, 일부 방법에서, 부분적으로 탈염된 물중의 용존 비-일가 화학종의 일부 또는 전부를 용존 일가 화학종으로 대체함을 포함할 수 있다. 해수중의 일가 화학종의 농도를 감소시키는 것은 전기투석 장치에서 용존 일가 화학종의 농도를 선택적으로 감소시킴을 포함할 수 있다. 염수 용액을 생성시키는 것은 전기투석 장치의 농축 격실에서 흐르는 제 2 해수 스트림으로의 해수로부터의 용존 화학종의 일부 또는 전부의 수송을 촉진함을 포함할 수 있다. 물을 제염시키는 방법은 추가로 전기분해 장치, 전기투석 장치 및 전기-구동 분리 장치중 하나 이상의 장치의 전극 격실, 전형적으로는 애노드 격실에서 염소 및 하이포클로라이트 화학종중 하나를 전기분해적으로 생성시키고, 전기분해 장치, 전기투석 장치 및 전기-구동 분리 장치중 하나 이상의 장치의 하나 이상의 격실에서 가성 스트림을 전기분해적으로 생성시킴을 포함할 수 있다. 추가로, 제염 방법은 또한 해수중의 일부 또는 전부를 생성된 염소, 생성된 하이포클로라이트 또는 이들 둘로 일부 또는 전부 소독함을 포함할 수 있다.
본 발명의 시스템 및 기술의 일부 특정의 특징, 구체예, 및 형태는 도 1에 예시적으로 설명된 바와 같은 시스템(100)에서 물을 처리함을 포함할 수 있다.
처리 시스템(100)은 처리되는 액체(110)의 공급원에 유체 소통되게 연결되거나 연결 가능할 수 있다. 전형적으로는, 처리되는 액체는 이동성 이온 화학종을 지닌다. 예를 들어, 처리되는 액체는 용존 고형물로서 염을 지니는 물이거나 물을 포함할 수 있다. 본 발명의 특정의 적용에서, 처리되는 액체는 해수일 수 있거나, 해수를 포함할 수 있거나, 필수적으로 해수로 이루어질 수 있다. 다른 경우에, 처리되는 액체는 기수(brackish)일 수 있거나, 기수를 포함하거나, 필수적으로는 기수로 이루어질 수 있다.
처리 시스템(100)은 처리되는 액체(110)의 공급원에 유체 소통되게 연결되는 제 1 처리 단계(120)를 포함할 수 있다. 처리 시스템(100)은 추가로 제 2 단계(130), 및 유리한 경우, 처리된 생성물을 사용지점(190)에 생성시키기 위한 제 3 처리 단계(140)를 포함할 수 있다.
제 1 처리 단계는 처리되는 액체의 하나 이상의 성질 또는 특성을 변화시킨다. 바람직하게는, 제 1 처리 단계(120)는 처리되는 액체중의 하나 이상의 표적 화학종의 일부 또는 전부를 감소시켜서 적어도 부분적으로 처리된 액체를 제공한다. 예를 들어, 제 1 처리 단계(120)는 공급원(110)으로부터 해수중의 용존 화학종의 일부 또는 전부를 제거하여 해수보다 염분 함량이 적은 적어도 부분적으로 처리된 물 또는 물 스트림(121)을 생성시키는 하나 이상의 유닛 작동을 이용할 수 있다. 바람직한 형태는 공급원(110)으로부터 해수보다 5% 이상 더 적은 염분을 지니는 적어도 부분적으로 처리된 물 스트림(121)을 제공할 수 있다. 그 밖의 바람직한 형태는 해수보다 10% 이상 염분이 적은 적어도 부분적으로 처리된 물을 제공할 수 있다. 제 1 처리 단계(120)는 처리되는 액체, 예를 들어, 해수와 적어도 부분적으로 처리된 액체 스트림, 예를 들어, 적어도 부분적으로 처리된 물 사이의 상대적인 농도 또는 염분에서의 표적 변화 또는 차이를 제공하도록 이용되거나 설계될 수 있다. 제 1 처리 단계(120)에 의해서 제공된 농도에서의 표적 차이는, 이로 한정되는 것은 아니지만, 하나 이상의 하류 유닛 작동의 성능중 어떠한 하나 이상의 성능, 하류 유닛 작동중 하나 이상의 작동의 하나 이상의 요건, 및 일부의 경우에, 처리 시스템(100)의 전체 물 수요를 포함한 여러 인자 또는 조건에 적어도 부분적으로 좌우될 수 있다. 예를 들어, 제 1 처리 단계(120)에 의해서 제공된 농도 변화, 예를 들어, 염분 변화는 전기탈이온화 장치, 나노여과 장치 또는 이들 둘 모두에 의한 처리에 도움이 되는 적어도 부분적으로 처리된 물을 제공하도록 해수를 제염시키는데 좌우될 수 있다. 제 1 처리 단계(120)의 설계 방법에 영향을 줄 수 있는 다른 인자는 적어도 부분적으로 경제성 또는 가동상의 문제로 열거될 수 있다. 예를 들어, 제 1 처리 단계(120)는 기존의 설비에서 이용 가능한 전력을 이용하는 적어도 부분적으로 처리된 물을 제공하도록 구성될 수 있다.
추가로, 제 1 처리 단계(120)의 추가의 형태 또는 대안은 처리되는 액체로부터 하나 이상의 표적 또는 소정의 화학종을 선택적으로 제거하는 하나 이상의 유닛 작동을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 처리 단계는 처리되는 액체중의 용존 일가 화학종을 적어도 부분적으로 제거하거나, 그러한 화학종의 농도를 감소시키는 하나 이상의 유닛 작동을 포함 또는 이용할 수 있다. 다른 경우에, 제 1 처리 단계는 처리되는 액체중의 용존 화학종의 농도보다 더 높은 하나 이상의 유형의 용존 화학종의 농도를 지니는 생성물 스트림을 제공하는 하나 이상의 유닛 작동을 포함 또는 이용할 수 있다. 또 다른 경우에, 제 1 처리 단계는, 처리 시스템(100)의 유닛 작동과 연관되지 않은 유닛 작동으로부터의 스트림일 수 있는, 보조 액체 스트림보다 더 높은 용존 고형물의 농도를 지니는 제 2 생성물 스트림(123)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 보조 스트림은 하나 이상의 공급원(도시되지 않음)의 하류 부산물일 수 있다. 그 밖의 경우에, 적어도 부분적으로 처리된 스트림(102)중의 제 1 처리 단계(120)에 의해서 제공된 농도 또는 염분에서의 변화는 처리 시스템(100)의 하나 이상의 하류 유닛 작동에서 이용될 수 있는 제 2 생성물 스트림(123)을 제공하는데 좌우될 수 있다. 또 다른 경우에, 제 1 처리 단계(120)는 약 3.5%의 전형적인 염분을 지니는 해수의 염분보다 더 높은 염분을 지니는 제 2 생성물 스트림(123)을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 제 2 생성물 스트림(123)의 염분은 약 5% 이상이지만, 본 발명의 일부 특정의 구체예는 약 9% 이상의 염분을 지니는 생성물 스트림(123)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 생성물 스트림(123)은 용존 고형물 농도가 약 10%이상이거나 약 99,000ppm 이상인 염수 스트림일 수 있다. 다른 예시적인 구체예에서, 처리 시스템(100)의 하나 이상의 다른 공정 스트림에 대한 제 2 생성물 스트림중의 용존 고형물 농도의 비는 약 3 이상, 바람직하게는 약 5 이상이고, 일부 유리한 경우에, 그러한 비는, 예를 들어, 약 10 이상의 농도 차이 또는 구배를 필요로 할 수 있다.
제 2 단계(130)는 적어도 부분적으로 처리된 생성물 스트림(121)을 추가로 처리하는 하나 이상의 유닛 작동을 지닐 수 있다. 본 발명의 일부 구체예에서, 제 2 단계(130)는 제 1 단계(120)로부터의 적어도 부분적으로 처리된 스트림(121)의 하나 이상을 특성을 조절하여 제 2의 적어도 부분적으로 처리된 생성물 스트림 또는 개질된 액체(131)를 제공하는 하나 이상의 유닛 작동을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제 2 단계(130)는 스트림(121)의 둘 이상의 특성을 변화시켜서 스트림(131)을 생성시킨다.
제 3 처리 단계(140)는 안으로 유입되는 하나 이상의 유입구 스트림의 하나 이상의 성질 또는 특성을 변화시킬 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 특징에 따른 특히 유리한 형태에서, 제 3 처리 단계(140)는 하나 이상의 상류 유닛 작동으로부터의 하나 이상의 스트림을 이용하여 하나 이상의 바람직한 성질 또는 특성으로 사용 지점(190)에 대해서 생성물 스트림을 제공하도록 하나 이상의 상류 유닛 작동으로부터의 또 다른 스트림을 변화시키는 하나 이상의 유닛 작동을 포함할 수 있다. 제 3 처리 단계(140)의 추가의 특정의 형태는 적어도 부분적으로 처리된 스트림(131)의 처리를 촉진하여 생성물 스트림(141)을 생성시키는 포텐셜 차이를 발생시키는 하나 이상의 유닛 작동을 포함할 수 있다. 또 다른 추가의 바람직한 구체예에서, 제 3 처리 단계는 처리 시스템(100)의 하나 이상의 상류 유닛 작동에 이용될 수 있는 또 다른 스트림(142)을 생성시킬 수 있다. 예를 들어, 또 다른 생성물 스트림(142)은 제 2 단계(130)의 하나 이상의 유닛 작동에 의해서 그의 스텝 또는 작동 동안에, 적어도 부분적으로 처리된 스트림(121)의 전환을 적어도 부분적으로 촉진하여 하나 이상의 바람직한 성질 또는 특성을 지닌 생성물 스트림(131)을 제공하는 유입구 스트림으로서 이용되는 부산물 또는 제 2 생성물 스트림일 수 있다. 제 3 처리 단계(140)의 추가의 바람직한 구체예 또는 형태는, 생성물 스트림(141)을 제공하도록 처리를 적어도 부분적으로 촉진하는 처리 시스템(100)의 비관련된 유닛 작동 또는 상류 단계 또는 유닛 작동으로부터의 생성물 스트림의 성질 또는 특성에 비해서, 처리되는 액체의 성질 또는 특성의 차이에 의존하는 유닛 작동을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 3 처리 단계(140)는 스트림(131)중의 하나 이상의 표적 화학종의 농도를 감소시킴을 적어도 부분적으로 촉진하여 하나 이상의 요구된 특성, 예를 들어, 순도를 지니는 생성물 물(141)을 생성시키도록 스트림(122)의 염분에 관하여, 스트림(111)으로서 공급물(110)로부터의 해수의 염분 차이를 이용할 수 있다.
도 2는 본 발명이 하나 이상의 특징에 따른 예시적인 물 처리 시스템(200)을 설명하고 있다. 처리 시스템(200)은 제 1 유닛 작동(220)과 제 2 유닛 작동(222)을 포함하는 제 1 처리 단계를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 바람직하게는, 반드시 그러한 것은 아니지만, 이들의 각각의 유입구를 통해서 처리되는 물의 공급원(110)에 유체 소통되게 연결된다. 처리 시스템(200)은 추가로, 전형적으로는 그의 유입구에서, 제 1 유닛 작동(220)과 제 2 유닛 작동(222)으로부터, 전형적으로는 이의 각각의 출구로부터의 하나 또는 각각의 생성물 스트림을 수용하도록 유체 소통되게 연결된 제 2 단계(230)를 포함한다. 처리 시스템(200)은 추가로 제 2 단계(230)의 출구, 제 1 처리 단계의 하나 이상의 유닛 작동의 출구, 처리되는 물 공급원 및 비관련된 유닛 작동중 하나 이상에 유체 소통되게 연결된 유입구를 지녀서, 예를 들어, 사용 또는 저장 지점(190)에 생성물 물을 제공하는 제 3 처리 단계(240)를 포함할 수 있다.
도 2에 예시적인 구체예에서 예시된 바와 같이, 제 1 유닛 작동(220)은 제 1의 부분적으로 처리된 물 스트림을 제공할 수 있으며, 유닛 작동(222)으로부터의 또 다른 적어도 부분적으로 처리된 물 스트림과 조합되어 부분적으로 처리된 생성물 스트림(221)을 생성시킬 수 있다. 유닛(220)의 출구로부터의 제 1 물 스트림은 유닛(222)으로부터의 제 2 물 스트림의 특성과는 차이가 있는 하나 이상의 특성을 지닐 수 있다. 제 1 유닛 및 제 2 유닛 작동은 바람직하게는 제 2 단계(230)에서의 추가의 개질 또는 처리를 위한 하나 이상의 표적 성질을 지니는 적어도 부분적으로 처리된 물 스트림(221)을 제공하도록 설계된다. 제 2 유닛 작동(222)은 제 2 생성물 스트림(223)을 제공할 수 있으며, 그러한 스트림은 바람직하게는 하나 이상의 특정의 또는 표적 특성을 지닌다. 따라서, 본 발명의 일부 형태는 하나 이상의 특정의 특성을 지닌 적어도 부분적으로 처리된 물 스트림(221)을 총체적으로 제공하면서 스트림(221)의 특성과는 전형적으로 상이한 하나 이상의 특성을 지니는 제 2 생성물 수성 스트림(223)을 제공하는 유닛 작동(220) 및 유닛 작동(222)을 포함한다. 제 1 처리 단계는 수처리 유닛 작동, 장치, 시스템, 예컨대, 이로 한정되는 것은 아니지만, 전기투석 장치 및 전기탈이온화 장치를 이용할 수 있다.
본 발명의 특정의 구체예는 제 2 유닛 작동에 비해서 낮은 전력 소비를 지니도록 작동되는 제 1 유닛 작동을 포함할 수 있다. 제 1 유닛 작동(220)은 해수로부터 약 30% 물 회수율로 약 2,500ppm의 총 용존 고형물을 지니는 적어도 부분적으로 처리된 물 생성물 또는 스트림을 생성하도록 작동될 수 있다. 제 2 유닛 작동(222)은 해수로부터 약 99,000ppm 보다 큰 용존 고형물 농도를 지니는 약 10% 염수 용액을 생성하도록 작동될 수 있다.
또 다른 구체예(도시되지 않음)에서, 제 2 단계(130)은 제 1 유닛 작동(220) 및 제 2 유닛 작동(222)으로부터 스트림을 분리 수용하는 둘 이상의 유닛 작동을 포함할 수 있다. 제 2 단계(230)의 하나 이상의 바람직한 형태는 제 1 처리 단계의 하나 이상의 유닛 작동으로부터의 유입구 스트림(221)의 하나 이상의 성질을 변경시키는 하나 이상의 유닛 작동을 포함할 수 있다. 따라서, 제 2 단계는 하나 이상의 표적 특성을 지닌 제 3 생성물 스트림(231)을 제공할 수 있으며, 이는 제 3 처리 단계(240)에서 추가로 처리될 수 있다.
본 발명의 다른 구체예는 설페이트 화학종의 일부 또는 전부를 클로라이드 화학종으로 교환하여 하나 이상의 하류 유닛 작동의 전력 요건을 추가로 감소시키고, 일부의 경우에, 그러한 하류 유닛 작동에서 스케일 형성 가능성을 추가로 감소시키는 클로라이드-형성 음이온 교환 수지를 포함한 이온 교환 유닛을 포함할 수 있다. 따라서, 교환 유닛은 일가 양이온 화학종, 예컨대, Na+를 선호하여 비-일가 양이온 화학종, 예컨대, Ca2 + 및 Mg2 +의 농도를 적어도 부분적으로 감소시키는 양이온 교환 수지를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 하나 이상의 하류 유닛 작동의 처리 전력 요건을 감소시킬 수 있는 일가 음이온 화학종, 예컨대, Cl-을 선호하여 비-일가 음이온 화학종, 예컨대, SO4 2 -의 농도를 적어도 부분적으로 감소시키는 음이온 교환 수지를 포함한다. 이온 교환 수지 유형중 어떠한 유형의 재생이, 예를 들어, 용존 Na+ 및 및 Cl-를 지니는 폐기물 염수 스트림에 의해서 수행될 수 있다.
제 3 처리 단계(240)는 제 2 생성물 물 또는 수성 스트림(223) 및 또 다른 스트림, 예컨대, 공급원(110)으로부터의 물 스트림(111)을 이용하여 제 3 물 생성물 스트림(231)의 처리를 촉진하고, 처리된 생성물 물을 사용 또는 저장 지점(190)으로 공급하는 하나 이상의 유닛 작동을 포함할 수 있다. 제 3 처리 단계(240)의 추가의 바람직한 형태는 처리 시스템(200)의 하나 이상의 상류 또는 하류 단계에서 사용될 수 있는 부산물 물 또는 수성 스트림(241)을 생성시킴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부산물 물 스트림은 제 2 단계(230)중의 하나 이상의 유닛 작동에서 그 작동 동안 유입물 또는 반응물로서 사용될 수 있다. 제 3 처리 단계는 하나 이상의 유닛 작동, 장치, 또는 시스템, 예컨대, 이로 한정되는 것은 아니지만, 전기투석 및 전기탈이온화 장치를 이용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 하나 이상의 특징에 따른 해수 제염 시스템(300)을 예시하고 있다. 제염 시스템(300)은 전형적으로는 하나 이상의 제 1 전기투석 장치(321A) 및 바람직하게는 하나 이상의 제 2 전기투석 장치(322B)를 지니는 제 1 트레인(train)을 포함한다. 제염 시스템(300)은 추가로 하나 이상의 제 3 전기투석 장치(323A) 및 바람직하게는 하나 이상의 제 2 전기투석 장치(324B)를 지니는 제 2 트레인을 포함한다. 제염 시스템(300)은 또한 상류 전기 투석 장치(321A, 322B, 323A 및 324B)중 하나 이상의 출구와 유체 소통관계에 있는 하나 이상의 이온 교환기 유입구를 지니는 하나 이상의 이온 교환 서브시스템(330)을 포함할 수 있다. 제염 시스템(300)은 또한 이온 교환 서브시스템(330)의 하나 이상의 이온 교환기 출구로부터의 적어도 부분적으로 처리된 물(331)을 추가로 처리할 수 있는 제 3 처리 단계(340)를 포함할 수 있다.
제 1 전기투석 장치(321A)는 해수 공급원(310)에 유체 소통되게 연결된 유입구를 지니는 하나 이상의 감소 격실(321D1)을 지닌다. 제 1 전기투석 장치(321A)는 또한, 바람직하게는 해수 공급원(310)에 유체 소통되게 연결된, 하나 이상의 농축 격실(321C1)을 포함한다. 제 1 트레인의 제 2 전기투석 장치(322B)는 하나 이상의 감소 격실(322D2) 및 하나 이상의 농축 격실(322C2)을 포함한다. 제 1 감소 격실(321D1)의 출구는 하나 이상의 감소 격실(322D2)의 유입구 및 제 2 전기투석 장치(322B)의 하나 이상의 농축 격실(322C2)의 유입구중 하나 이상에 유체 소통되게 연결되어 있다. 일부 특정의 구체예에서, 제 3 전기투석 장치(322B)의 하나 이상의 농축 격실(322C2)의 유입구는 해수 공급원(310)에 유체 소통되게 연결되어 있다. 본 발명의 일부 특징에 따른 바람직한 구체예는 해수를 적어도 부분적으로 처리하여 하나 이상의 표적 특성을 지니는 적어도 부분적으로 처리된 물(321)을 생성시키는 제 1 장치 트레인을 포함한다. 예를 들어, 물을 부분적으로 제염시키는 전기투석 장치의 제 1 트레인은 해수로부터의 용존 고형물 화학종을 바람직하게는 선택적으로 제거하여 해수보다 적은 용존 고형물 농도, 해수의 상응하는 비율보다 비교적 더 높은 비율의 용존 비-일가 고형물 화학종 대 용존 일가 화학종 비율, 및 낮은 농도의 용존 일가 화학종 농도중 어느 하나 이상을 지니는 적어도 부분적으로 처리된 생성물 물 스트림(321)을 생성시킨다. 용존 일가 화학종을 선택적으로 제거하고자 하는 구체예에서, 하나 이상의 일가 선택성 막이 감소 격실을 적어도 부분적으로 규정하도록 및, 바람직하게는, 농축 격실을 적어도 부분적으로 규정하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 전기투석 장치(321A)는 일가 음이온 선택성 막(381)과 일가 양이온 선택성 막(도시되지 않음)에 의해서 적어도 부분적으로 규정된 제 1 감소 격실(321D1), 및 일가 음이온 선택성 막(381)을 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 제 1 농축 격실(321C1), 및 임의로, 일가 양이온 선택성 막을 통해서 제 2 농축 격실(도시되지 않음)을 지닐 수 있다. 제 2 전기투석 장치(322B)는 또한 임의적으로는 감소 격실내로 도입되고 농축 격실내로 축적된 물 스트림으로부터의 하나 이상의 일가 화학종의 선택적 제거 또는 감소를 촉진하는 하나 이상의 일가 선택성 막을 지니도록 구성될 수 있다.
제 1 전기투석 및 제 2 전기투석 장치의 작동 동안, 해수가 농축 스트림으로서 사용되어서, 감소 격실내로 도입된 스트림으로부터의 하나 이상의 제거된 화학종을 수집하는 농축 격실(321C1 및 322C2)내로 공급될 수 있다. 격실(321C1 및 322C2)를 빠져나가며 감소 격실로부터 제거된 화학종을 함유하는 농축 스트림이 폐기물 스트림 또는 거부 스트림으로서 배출되거나 다른 비관련된 공정(R)에서 이용될 수 있다.
하나 이상의 전기투석 장치(323A)는 제염 시스템(300)의 하류 유닛 작동에서 사용 가능한 생성물 스트림을 제공하도록 구성될 수 있다. 특정의 구체예에 따르면, 제 3 전기투석 장치(323A)가 이온 선택성 막(382)를 통해서 감소 격실(323D1)중 하나 이상과 이온 소통관계에 있는 하나 이상의 감소 격실(323D1) 및 하나 이상의 농축 격실(323C1)을 지닐 수 있다. 바람직하게는, 제 3 전기투석 장치(323A)를 통해서 적용된 전류는 하나 이상의 소정의 또는 표적 특성을 지닌 농축 격실(323C1)로부터의 생성물 물 스트림을 제공하기에 충분한 포텐셜을 제공한다. 예를 들어, 전기투석 장치(323A)는 또한 감소 격실(323D1)과 농축 격실(323C1) 사이를 분리하지만 그 사이의 이온 소통을 제공하는 일가 선택성 막으로 구성될 수 있다. 하아 이상의 제 4 전기투석 장치(324B)는 음이온 및 양이온 선택성 막에 의해서 적어도 부분적으로 규정된 하나 이상의 감소 격실(324D2), 및 전형적으로는 감소 격실(324D2)중 하나 이상과 이온 소통관계에 있는, 하나 이상의 농축 격실(324C2)을 포함할 수 있다. 시스템(300)의 작동 동안에, 감소 격실(323D1)로부터의 생성물 물은 공급원(310)으로부터의 해수를 추가로 처리하고 적어도 부분적으로 처리된 물(221)의 생성을 촉진하도록 감소 격실(324B)내로 도입될 수 있다. 예시적으로 설명된 바와 같이, 감소 격실(324D2)로부터의 생성물 물은 감소 격실(322D2)로부터의 생성물 물(321)과 조합되어 추가의 처리를 위한 적어도 부분적으로 처리된 물(221)을 생성시킬 수 있다.
제 1 전기투석 및 제 2 전기투석 장치(321A 및 322B)를 포함하는 제 1 트레인은 약 30%의 전체 물 회수율로 약 2,500ppm의 표적 총 용존 고형물 농도를 지니는 물을 생성시키도록 작동될 수 있다. 제 1 전기투석 및 제 2 전기투석 장치(321A 및 322B)는 일가 음이온 선택성 막과 양이온 선택성 막중 하나 이상을 이용하며, 바람직하게는, 적어도 제 1 전기투석 장치(321A)는 어떠한 스케일링 포텐셜을 감소시키는 일가 음이온 선택성 막과 일가 선택성 양이온 선택성 막을 이용한다.
제 3 전기투석 및 제 4 전기투석 장치(323A 및 324A)를 포함하는 제 2 트레인은 하나 이상의 농축 격실으로부터의 농축물 스트림중에 약 10% 이상의 표적 염분 함량(NaCl)을 지닌 염수 스트림을 생성시키도록 작동될 수 있다. 바람직하게는 제 3 전기투석 장치는 적어도 표적 염분 수준으로 충분한 염수의 양을 생성시키면서 약 70%의 물 회수율로 작동된다. 제 4 전기투석 장치(324B)는, 바람직하게는 약 48%의 회수율로, 약 2,500ppm의 표적 용존 고형물 함량을 지니는 적어도 부분적으로 처리된 물을 생성시키도록 작동될 수 있다. 본 발명의 일부 특정의 형태에서, 제 2 트레인의 전체 회수율은 약 40%일 수 있다.
이온 교환 서브시스템(330)은 적어도 부분적으로 처리된 물(221)의 적어도 일부를 수용하고 그의 하나 이상의 특성을 전환 또는 개질시키도록 구성될 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 특징의 일부 구체예는 처리되는 물의 표적 용존 화학종의 농도를 선택적으로 감소시키면서 비-표적 또는 그 밖의 용존 화학종의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 보유하거나 그 수송을 억제하며, 이어서, 보유된 용존 화학종의 적어도 일부를 표적 용존 화학종으로 치환함을 포함한다. 예를 들어, 물(221)은 해수에 비해서 비교적 높은 농도의 비-일가 용존 화학종, 예컨대, 칼슘 및 마그네슘을 지닐 수 있으며, 비-일가 화학종의 적어도 일부를 일가 화학종, 예컨대, 나트륨으로 교환하도록 처리될 수 있다. 교환 서브시스템(330)의 일부 형태는 이온 교환 매체의 층 또는 연화기(softener)의 둘 이상의 교환 트레인(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 제 1 이온 교환 트레인은 리딩 이온 교환층(leading ion exchange bed)에 이어진 래깅 이온 교환층(lagging ion exchange bed)을 포함할 수 있으며, 이는 바람직하게는 물중의 비-일가 용존 화학종, 예컨대, Ca2 + 및 Mg2 +의 적어도 일부를 일가 용존 화학종, 예컨대, Na+로 치환할 수 있다. 제 2 이온 교환 트레인은 유사하게 일련의 리딩 및 래깅 이온 교환층을 포함할 수 있다. 작동 동안에, 제 1 이온 교환 트레인 및 제 2 이온 교환 트레인중 하나는 적어도 부분적으로 처리된 물(221)의 적어도 일부를 수용하고 더 작은 비-일가 용존 화학종 농도를 지닌 교환 물 스트림을 생성하도록 유체 소통되게 연결된 유입구를 지닐 수 있다. 제 1 이온 교환 트레인이 일가 이온 교환 과정에 대한 비-일가의 결과로서 비-일가 화학종으로 포화되면, 제 2 이온 교환 트레인이 이용될 수 있다. 제 1 트레인은 이어서 일가 용존 화학종이 풍부한 수성 스트림을 도입시켜 이온 교환층의 이온 교환 매체에 결합된 비-일가 화학종의 적어도 일부를 대체함으로써 재생될 수 있다. 이온 교환 유닛은 미국 펜실바이나 필라델피아 소재의 Rohm and Haas로부터의 AMBERLITE™ 및 AMBERJET™ 수지로서 시판되고 있는 것들과 같은 이온 교환 수지의 혼합된 층을 포함할 수 있다.
이온 교환 매체의 재생은 염수 저장 탱크(260)으로부터의 충분한 염분, 예컨대, 10%의 염분을 지닌 염수 용액(261)을 사용함으로써 수행될 수 있다. 이온 교환 서브시스템(330)으로부터의 배출 스트림(332)은 거부 스트림으로서 배출될 수 있다. 이온 교환 매체를 재생시키기에 충분한 염분은 비-일가 화학종을 교환 매트릭스에 결합시키는 것과 연관된 열역학적 저항을 압도하는 수준일 수 있다.
제 3 처리 단계(340)은 하나 이상의 전기탈이온화 장치를 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 구체예에서, 제 3 처리 단계는 도 4에 예시된 바와 같은 통상의 전기탈이온화 장치 및 도 5에 예시된 바와 같은 개조된 전기탈이온화 장치중 하나 이상의 장치를 포함할 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 특징에 따른 또 다른 형태에서, 제 3 처리 단계는 하나 이상의 무전극 연속 탈이온화 장치를 포함할 수 있다.
도 4에 예시된 전기탈이온화 장치는 전형적으로는 하나 이상의 감소 격실(411)과 감소 격실(411)의 하나 이상의 격실에 인접되어 배치된 하나 이상의 농축 격실(412)을 포함한다. 감소 및 농축 격실의 각각은 음이온 선택성 막 AEM 및 양이온 선택성 막 CEM중 어떠한 막에 의해서 적어도 부분적으로 규정된다. 전기투석 장치와는 대조적으로, 전기탈이온화 장치의 격실은 양이온 교환 수지 및 음이온 교환 수지를 함유한다. 가해진 전류에 의한 작동 동안에, 양이온 화학종, 예컨대, Na+는 전형적으로는 장치의 캐소드(-)로 이동하고, 음이온 화학종, 예컨대, Cl-는 전형적으로는 장치(400)의 애노드(+)로 이동한다. 음이온 선택성 막 AEM과 양이온 선택성 막 CEM은 거부 스트림(R)으로서 각각의 농축 격실(412)중에 이동 또는 수송된 용존 화학종 Na+ 및 Cl-를 포집한다. 감소 격실중 하나 이상의 격실내로의 공급물은 전형적으로는 이온 교환 서브시스템(330)으로부터의 연화된 물 스트림(331)이이다. 감소 격실로부터의 생성물 물은 이어서 사용 지점에 저장되거나 전달될 수 있다. 하나 이상의 파워 서플라이(도시되지 않음)는 전형적으로는 표적 용존 화학종의 분리를 촉진하는 전기탈이온화 장치(400)에 전기 에너지 또는 전력을 제공한다. 일부의 경우에, 전기 에너지의 일부가 물을 H+ 및 OH- 화학종으로 해리시키는데 이용된다. 파워 서플라이(power supply)는 요구된 또는 표적 전류 수준, 요구된 또는 표적 전압 또는 포텐셜 수준, 및 전류 극성을 제공하도록 조절될 수 있다.
도 5는 처리 시스템의 제 3 처리 단계에서 이용될 수 있는 개조된 전기탈이온화 장치(500)를 예시적으로 설명하고 있다. 장치(500)는, 전형적으로는 제 1 양이온 선택성 막(521C)과 제 1 음이온 선택성 막(531A)에 의해서 적어도 부분적으로 규정되는 하나 이상의 제 1 감소 격실(511), 하나 이상의 제 1 농축 격실(521), 및 제 2 음이온 선택성 막(532A)에 의해서 적어도 부분적으로 규정될 수 있고 제 1 양이온 선택성 막(521C)의 적어도 일부를 통해서 제 1 감소 격실(511)과 이온 소통관계에 있는 하나 이상의 제 1 농축 격실(541)을 포함한다. 장치(500)는 추가로 제 2 양이온 선택성 막(522C)에 의해서 적어도 부분적으로 규정되며 제 2 음이온 선택성 막(532A)의 일부를 통해서 제 1 농축 격실(541)과 이온 소통관계에 있는 제 2 감소 격실(512)을 포함할 수 있다. 전기탈이온화 장치(500)는 추가로 제 3 양이온 선택성 막(523C)에 의해서 적어도 부분적으로 규정된 제 2 농축 격실(542)을 포함할 수 있다. 제 2 농축 격실(542)은 바람직하게는 제 1 음이온 선택성 막(531A)을 통해서 제 1 감소 격실(511)과 적어도 부분적으로 이온 소통관계에 있다. 전기탈이온화 장치(500)는 추가로, 바람직하게는 제 3 음이온 선택성 막(533A)에 의해서 규정된, 제 3 감소 격실(513)을 포함할 수 있다. 제 3 감소 격실(513)은 바람직하게는 제 3 양이온 선택성 막(523C)을 통해서 제 2 농축 격실(542)과 적어도 부분적으로 이온 소통관계에 있다. 전기탈이온화 장치(500)는 전형적으로는 애노드(anode)를 하우징하는 애노드 격실(562)와 캐소드(cathode)를 하우징하는 캐소드 격실(564)을 지닌다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 전기탈이온화 장치(500)는 양이온 교환 매체 및 음이온 효관 매체, 예컨대, 양이온 교환 수지 CX 및 음이온 교환 수지 AX를 함유하며 제 1 양이온 선택성 막(521C)과 제 1 음이온 선택성 막에 의해서 적어도 부분적으로 규정된 제 1 감소 격실(511)을 포함한다. 일부의 경우에, 단지 제 1 감소 격실, 또는 전기투석 장치 및 이온 교환 유닛의 삼소 격실중 어느 격실의 하류에서 수용하거나 유체 소통되게 연결된 격실이 전기활성 매체, 예컨대, 이온교환 수지를 포함하고, 다를 격실은 이온 교환 매체가 없다. 예를 들어, 전기탈이온화 장치(500)의 일부 형태에서, 하나 이상의 제 1 감소 격실(511)의 각각은 이온 교환 수지의 혼합된 층을 포함하고 하나 이상의 제 1 농축 격실(541), 하나 이상의 제 2 농축 격실(512), 하나 이상의 제 2 농축 격실(542), 및 하나 이상의 제 3 감소 격실(513)의 각각은 이온 교환 매체를 함유하지 않는다.
작동시에, 파워 서플라이(도시되지 않음)로부터의 전력은 전기장을 위한 전기 에너지를 제공하고, 그러한 전기장은 전형적으로는 애노드와 캐소드를 통해서 전기탈이온화 장치(500)을 가로질러 발생된다. 예를 들어, 제 2 단계 이온 교환 유닛(330)의 출구로부터 처리되는 물은 감소 격실(511)에 그 유입구를 통해서 유입된다. 처리되는 물은 전기탈이온화 장치(500)내의 전기장의 영향하에 이동할 수 있는 용존 화학종을 지닌다. 전형적으로는, 수성 스트림(331)은 유닛 작동(330)에서의 이온 교환 과정으로 인해서 용존 비-일가 화학종에 비해서 더 높은 양의 표적 용존 일가 화학종, Na+ 및 Cl-를 함유한다. 따라서, 일가 화학종의 수송을 촉진시키는 것과 관련된 에너지의 양이 비-일가 화학종의 수송을 촉진시키는데 있어서의 에너지의 관련된 양보다 비교적 더 적을 수 있기 때문에, 제 2 단계(330)를 위한 추가의 자본 및 작동 비용이, 제거되지 않는다면, 감소될 수 있다. 일가 화학종은 전형적으로는 대응하는 끌기 전극(attracting electrode)으로 이동하고, 추가로 음이온 또는 양이온 선택성 막을 통해서 제 1 농축 격실 및 제 2 농축 격실중 하나로 이동한다. 예를 들어, 양이온 Na+ 화학종은 캐소드의 방향으로 유도되고, 전형적으로는 양이온 선택성 막(521C)을 통해서 통과할 수 있는 반면, 음이온 Cl- 화학종은 애노드를 향해서 유인되고, 전형적으로는 음이온 선택성 막(531A)을 통해서 통과할 수 있다. 감소 격실(331)의 출구로부터의 생성물 스트림은 전형적으로는 감소된 농도의 표적 용존 고형물 화학종을 지닐 것이다.
본 발명의 일부 형태에서, 제 1 용존 고형물 농도를 지니는 스트림이 농축 스트림으로서 이용되어 이동하는 표적 용존 고형물 화학종을 수집할 수 있다. 예를 들어, 약 3.5%의 염분을 지니는 해수 스트림(111)이 제 1 농축 격실(541)내로 도입되는 농축 스트림으로서 사용될 수 있다. 따라서, 제 1 농축 격실(541)을 빠져나오는 스트림은 전형적으로는 이동하는 야이온 또는 음이온 화학종에 풍부할 것이다. 이러한 스트림은 폐기물 또는 거부 스트림(R)로서 배출될 수 있다. 또한 작동 동안에, 또 다른 공급물 스트림은 전형적으로는 제 2 감소 격실(512)와 제 3 감소 격실(513)내로 도입된다.
전기탈이온화 장치(500)는 추가로 제 1 농축 전지 쌍(531) 및 임의로 제 2 농축 전지 쌍(532)을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 바람직하게는 제 1 감소 격실(511)과 이온 소통관계에 있다. 제 1 농축 전지 쌍(531)은 제 1 용존 고형물 농도를 지니는 제 1 수성 액체의 공급원에 유체 소통되게 연결되고 제 1 양이온 선택성 막(521C)을 통해서 감소 격실(511)과 이온 소통관계에 있는 제 1 반쪽-전지 격실(541) 및 제 2 반쪽-전지 격실(512)을 포함할 수 있다. 제 2 반쪽-전지 격실은 전형적으로는 음이온 선택성 막(532A)을 통해서 제 1 반쪽-전지 격실(541)과 이온 소통관계에 있다. 임의의 제 2 농축 전지 쌍(532)은 제 3 반쪽-전지 격실(542)과 제 4 반쪽-전지 격실(513)을 포함할 수 있다. 제 3 반쪽-전지 격실은 전형적으로는 음이온 선택성 막(531A)을 통해서 감소 격실(511)과 이온 소통관계에 있다. 제 4 반쪽-전지 격실(513)은 전형적으로는 양이온 선택성 막(523C)을 통해서 제 3 반쪽-전지 격실(542)과 이온 소통관계에 있다.
본 발명의 추가로 유리한 특징은 용존 구성물의 농도를 변화시키면서 조성적으로 유사한 각각의 공급물 스트림을 제공함으로써 인접한 전지들 사이의 농도 차이를 확립시킴을 포함할 수 있다. 농도 차이는 하기 넌스트 방정식(Nernst equation)에 의해서 적어도 부분적으로 정량화될 수 있는 포텐셜, 예를 들어, 기전 포텐셜 E(V로)을 생성시킨다:
Figure pct00001
상기 식에서, conc1은 제 2 반쪽 전지(512)내로 도입된 스트림(223)중의 용존 고형물의 농도이고, conc2는 제 1 반쪽-전지(541)내로 도입된 스트림(111)중의 용존 고형물의 농도이고, R은 기체 상수, 8.314J/(K-mol)이고, T는 온도, 전형적으로는 298K이고, n은 전지 반응에서 전달된 전자의 수이고, 해수 및 염수의 경우 n=1이고, F는 패러데이 상수, 96,498 coulomb/mol이다.
따라서, 본 발명의 일부 특징에 따른 일부 바람직한 형태는 제 1 감소 격실내로 도입된 해수 스트림(111)의 용존 농도보다 더 높은 용존 고형물 농도를 지니는 염수 스트림(223)을 이용함을 포함할 수 있다. 약 8% 이상, 바람직하게는 약 10% 이상, 더욱 바람직하게는 약 12% 이상의 염분, 또는 약 80,000ppm 이상, 바람직하게는 약 99,400ppm 이상, 더욱 바람직하게는 약 120,000ppm 이상의 용존 고형물 농도를 전형적으로 지니는 염수 스트림이 제 2 반쪽-전지 격실(512)과 바람직하게는 또한 제 4 반쪽-전지 격실(513)에 도입되는 공급물 스트림(223)으로서 사용될 수 있다. 제 2 및 제 4 반쪽-전지 격실(512 및 513)을 빠져나오는 스트림들(341)의 각각은 해수에 비해서 높은 염수 함량을 여전히 지닐 수 있으며, 염수 저장 탱크(260)에 저장되도록 유도될 수 있다. 제 1 반쪽-전지 격실(541) 및 임의로 또한 제 3 반쪽-전지 격실(542)내로 도입된 공급물 스트림(111)은 해수이거나, 약 3.5%의 염분 또는 약 36,000ppm 미만의 용존 고형물 농도를 지니는 수성 스트림일 수 있다. 상기 주지된 예시적인 조건은 농축 전지 쌍당 약 0.026 볼트를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은 해수의 처리 또는 제염을 촉진하는 전기 포텐셜을 이유하게 생성시킬 수 있다. 이하 실시예 1은 농축 전지 쌍 중에서 제 1 스트림과 제 2 스트림을 이용하는 예시적인 조건을 기반으로 하는 예상된 생성 포텐셜을 제공하고 있으며, 여기서, 제 2 스트림은 제 1 스트림의 용존 고형물의 농도보다 높은 용존 고형물 농도를 지닌다.
일부의 경우에, 제 3 처리 단계의 하나 이상의 장치는 충분한 수의 농축 전지 쌍을 포함하여 생성물 스트림(331)을 요구된 수준으로 제염시키는데 요구되는 모든 전기 포텐셜을 실질적으로 제공한다. 그러한 형태에서, 장치는, 장치의 반쪽-전지 격실을 이온적으로 연결하는, 전형적으로는 전해질, 예컨대, 염화칼륨 또는 염화나트륨을 지니는 염 다리(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 염 다리의 제 1 단부는 제 2 반쪽-전지 격실(512)을 감소 격실(511)과 제 4 반쪽-전지 격실(513)중 어느 격실과 이온적으로 연결시킬 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 일부 특징에 따라서, 도난(Donnan) 포텐셜 보조된 또는 도난-향상된 EDI 장치인 것으로 특성화될 수 있는 무전극 연속 탈이온화 장치(600 및 610)를 설명하고 있다. 장치(600)는 하나 이상의 감소 격실(611)을 하우징하는 원형 실린더 쉘(circular cylindrical shell: 601)을 포함할 수 있으며, 그러한 격실 각각은 그 내부로 도입된 처리되는 액체(331)를 지닌다. 장치는 추가로 내부로 도입된 제 1 공급물 스트림(111)을 지니는 하나 이상의 제 1 농축 격실(621) 및 내부로 도입된 제 2 공급물 스트림(223)을 지니는 하나 이상의 제 2 감소 격실(612)을 포함할 수 있다. 장치(600)는 전형적으로는 추가로 내부로 도입된 제 3 공급물 스트림(112)을 지닌 하나 이상의 제 2 농축 격실(622)을 포함한다. 제 1 감소 격실(611)은 음이온 선택성 막(641A)과 양이온 선택성 막(651C)에 의해서 규정될 수 있다. 제 1 농축 격실(621)은 음이온 선택성 막, 예컨대, 막(641A) 및 제 2 양이온 선택성 막(652C)에 의해서 규정될 수 있다. 예시적으로 설명된 바와 같이, 제 1 감소 격실은 막(641A)을 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통관계에 있다. 제 2 감소 격실(612)은 양이온 선택성 막과 제 2 음이온 선택성 막(642A)에 의해서 규정될 수 있다. 바람직하게는, 제 2 감소 격실(612)은 양이온 선택성 막(652C)을 통해서 제 1 농축 격실(621)과 이온 소통관계에 있다. 제 2 농축 격실(622)은 음이온 선택성 막과 양이온 선택성 막에 의해서 규정될 수 있다. 바람직하게는, 제 2 농축 격실은 제 2 음이온 선택성 막(642A)을 통해서 제 2 감소 격실(612)과 이온 소통관계에 있다. 추가의 바람직한 형태는 염 다리 및 제 1 양이온 선택성 막(651C)중 하나를 통해서 제 1 감소 격실(611)과 이온 소통관계에 있는 제 2 농축 격실을 지님을 포함할 수 있다. 막(661)은 격실을 위한 구조적 지지뿐만 아니라 이온 및 전기 절연을 제공할 수 있다.
제 2 공급물 스트림(223)은 전형적으로는 제 1 공급물 스트림(111)중의 용존 고형물의 농도보다 더 높은, 바람직하게는 제 3 공급물 스트림(112)중의 용존 고형물의 농도보다 더 높은 용존 고형물 농도를 지닌다. 제 1 공급물 스트림과 제 3 공급물 스트림의 각각의 용존 고형물의 농도는 처리되는 액체(331)중의 용존 고형물 농도와 동일하거나 그 보다 낮을 수 있다. 상기 설명된 바와 같이, 쌍을 이룬 반쪽-전지(612와 621, 및 612와 622) 사이의 농도 차이는, 예시된 바와 같이, 감소 격실(611)로부터의 Na+ 및 Cl- 화학종의 수송을 촉진하여 생성물 스트림을 생성시키는 포텐셜을 발생시킬 수 있다.
무전극 장치(600)와 유사하게, 도 6b에 예시된 장치(610)는 공급물 스트림(113) 및 공급물 스트림(114)을 각각 지니는 감소 격실(613) 및 농축 격실(623)을 포함하는 제 2 전지 쌍을 포함한다. 공급물 스트림(113)은, 예를 들어, 전기투석 장치(323A)로부터의 염수일 수 있고, 공급물 스트림(114)은 공급원(310)으로부터의 해수일 수 있다. 해수 및 염수 스트림을 이용하는 감소 및 농축 격실들의 다수의 쌍이 유리하게는, 예를 들어, 약 2,500ppm의 용존 고형물 농도를 지니는 적어도 부분적으로 처리된 물의 처리를 구동시키기에 충분한 포텐셜을 발생시켜서, 예를 들어, 약 500ppm의 표적 용존 고형물 농도를 지니는 생성물 물을 생성시킨다.
그 밖의 형태는, 염수 스트림(223)에 비해서 더 큰 농도 차이를 제공할 수 있는, 적어도 부분적으로 처리된 물(331)을 적어도 부분적으로 포함하는 공급물 스트림(111 및 114)중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
추가의 주지할 만한 차이는 격실을 통한 역류 방향의 일부 스트림을 포함한다. 예시된 바와 같이, 제 2 스트림(111)은 제 1 감소 격실(611)내로 도입된 스트림의 방향에 대해서, 또는 일부의 경우에, 제 2 감소 격실내로 도입된 제 3 스트림(223)에 대해서 제 1 농축 격실(621)내로 역류 도입될 수 있다. 제 2 및 제 3 스트림 사이의 농도 차이는 용존 화학종, 예컨대, Na+ 및 Cl-의 이동과 연관된 반쪽-전지 반응에 의해서 구동된 포텐셜을 발생시킬 수 있다.
장치(600 및 610)중의 막들중 어느 막은 일가 음이온 선택성 또는 일가 양이온 선택성일 수 있다.
본 발명의 일부 형태에서, 전기분해 장치(도시되지 않음)가 소독 화학종, 예컨대, 염소, 클로라이트, 하이포클로라이트(hypochlorite) 및 하이포브로마이트(hypobromite)를 포함하는 수용액을 생성시키는데 사용될 수 있다. 다른 형태에서, 전기탈이온화 장치중 적어도 하나 및 전기투석 장치중 하나 이상이 사용되어 산성 용액, 염기성 용액 및 소독 용액중 어느 한 용액을 생성시킬 수 있다. 예를 들어, 비교적 순수한 물 스트림이 애노드 격실(+)내로 도입되어 H+ 화학종을 수집하고 응집시켜서 pH 7 미만의 산성 출구 스트림을 생성시킬 수 있다. 클로라이드 함유 용액이 공급물 스트림중에서 캐소드 격실내로 도입되어 소독 화학종, 예컨대, 염소 및 하이포클로라이트 화학종의 생성을 촉진할 수 있다. 가스성 수소 부산물이 통기되거나 달리 배출될 수 있다.
본 발명의 어떠한 다양한 서브시스템, 단계, 트레인, 및 유닛 작동이 하나 이상의 제어기를 이용하여 그 작동을 촉진하거나, 모니터링하거나 조절할 수 있다. 바람직하게는 제어기(도시되지 않음)가 본 발명의 시스템의 부품들의 각각을 모니터링하고, 일부의 경우에, 제어한다.
제어기는 하나 이상의 컴퓨터 시스템을 이용함으로써 실행될 수 있다. 컴퓨터 시스템은, 예를 들어, 일반용 컴퓨터, 예컨대, Intel PENTIUM®-타입 프로세서, Motorola PowerPC® 프로세서, Sun UltraSPARC® 프로세서, Hewlett-Packard PA-RISC® 프로세서, 또는 어떠한 그 밖의 유형의 프로세서 또는 이들의 조합일 수 있다. 대안적으로는, 컴퓨터 시스템은 분석 시스템을 위해서 특별 프로그램화된 특수 하드웨어, 예를 들어, 애플리케이션-특이적 집적 회로 ASIC 또는 제어기를 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템은 하나 이상의 메모리 장치에 전형적으로 연결된 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있으며, 이러한 장치는, 예를 들어, 디스크 드라이브 메모리, 플래쉬 메모리 장치, RAM 메모리 장치 또는 데이터를 저장하기 위한 그 밖의 장치를 포함할 수 있다. 메모리 장치는 전형적으로는 처리 시스템 및/또는 컴퓨터 시스템의 작동 동안 프로그램 및 데이터를 저장하기 위해서 사용된다. 예를 들어, 메모리 장치는 시간에 따른 파라메터, 및 작동 데이터에 관한 시간적 데이터를 저장하기 위해서 사용될 수 있다. 본 발명의 구체예를 실행하는 프로그래밍 코드를 포함하는 소프트웨어는 컴퓨터 판독 및/또는 작성 가능한 비휘발성 기록 매체상에 저장되고, 이어서 전형적으로 메모리 장치내로 복사되며, 이어서 프로세서에 의해서 수행될 수 있다. 그러한 프로그래밍 코드는 어떠한 다수의 프로그래밍 언어, 예를 들어, Java, Visual Basic, C, C#, 또는 C++, Fortran, Pascal, Eiffel, Basic, COBAL 또는 이들의 어떠한 다양한 조합으로 작성될 수 있다.
컴퓨터의 부품은 별도의 이산 장치상에 있는 부품들 사이에서 동일한 장치 및/또는 네트워크내에 통합시키는 부품들 사이에 하나 이상의 버스(buss)일 수 있는 상호연결 메카니즘에 의해서 커플링될 수 있다. 상호연결 메카니즘은 전형적으로는 그 부품들 사이에 통신, 예를 들어, 데이터, 명령들이 교환되게 할 수 있다.
컴퓨터 시스템은 또한 하나 이상의 입력 장치, 예를 들어, 키보드, 마우스, 트랙볼(trackball), 마이크로폰, 터치 스크린, 밸브, 포지션 인디케이터(position indicator), 유체 센서, 온도 센서, 전도성 센서, pH 센서, 및 조성 분석기, 및 하나 이상의 출력 장치, 예를 들어, 인쇄 장치, 디스플레이 스크린, 또는 스피커, 액추에이터(actuator), 파워 서플라이 및 밸브를 포함할 수 있다. 또한 컴퓨터 시스템은 시스템의 부품들 중 하나 이상에 의해서 형성될 수 있는 네트워크에 추가로 또는 그에 대안적으로 통신 네트워크에 컴퓨터 시스템을 연결할 수 있는 하나 이상의 인터페이스(interface)(도시되지 않음)를 함유할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 구체예에 따르면, 하나 이상의 입력 장치는 처리 시스템의 하나 이상의 파라메터를 측정하는 센서를 포함할 수 있다. 대안적으로 센서, 계량 밸브 및/또는 펌프, 또는 이들 부품의 모두가 컴퓨터 시스템에 작동 가능하게 결합되는 통신 네트워크에 연결될 수 있다. 예를 들어, 센서는 컴퓨터 시스템에 직접 연결되는 입력 장치로서 구성될 수 있고, 계량 밸브 및/또는 펌프는 컴퓨터 시스템에 연결되는 출력 장치로서 구성될 수 있고, 상기 부품중 어느 하나 이상은 통신 네트워크 전체에 걸친 컴퓨터 시스템과 통신하도록 또 다른 컴퓨터 시스템 또는 부품에 결합될 수 있다. 그러한 형태는 하나의 센서가 다른 센서로부터 상당한 거리에 위치하게 하거나, 어떠한 센서가 어떠한 서브시스템 및/또는 제어기로부터 상당한 거리에 위치되게 하면서 그들 사이에 여전히 데이터를 제공하게 한다.
제어기는 하나 이상의 컴퓨터 저장 매체, 예컨대, 판독 가능 및/또는 기록 가능한 비휘발성 기록 매체를 포함할 수 있고, 여기서, 그러한 매체에, 프로그램이 하나 이상의 프로세서에 의해서 수행되게 하는 신호가 저장될 수 있다. 매체는, 예를 들어, 디스크 플래쉬 메모리일 수 있다. 전형적인 작동에서, 하나 이상의 프로세서가 데이터, 예컨대, 본 발명의 하나 이상의 구체예를 실행시키는 코드가 저장 매체로부터 메모리 구조내로 판독되게 할 수 있고, 그러한 메모리 구조는 매체에서 하는 것보다 더 신속한 정보에 대한 접근이 하나 이상의 프로세서에 의해서 가능하게 한다. 메모리 구조는 전형적으로는 휘발성 랜덤 악세스 메모리, 예컨대, 다이나믹 랜덤 악세스 메모리 DRAM 또는 정적 메모리 SRAM 또는 프로세서에 및 프로세서로부터 정보 전달을 촉진하는 그 밖의 적합한 장치일 수 있다.
본 발명의 여러 특징이 실시될 수 있는 한 가지 유형의 컴퓨터 시스템으로 예를 들어서 컴퓨터 시스템이 설명되고 있지만, 본 발명은 소프트웨어에서 실행되거나 예시적으로 나타낸 바와 같은 컴퓨터 시스템상에서 실행되는 것으로 제한되지 않음을 인지해야 한다. 사실, 그렇게 실행되기 보다는, 일반용 컴퓨터 시스템, 제어기, 또는 이들의 부품 또는 서브섹션이 전용 시스템으로서 또는 전용 프로그램 가능한 논리 제어기 PLC로서, 또는 보급된 제어 시스템에서 대안적으로 실행될 수 있다. 추가로, 본 발명의 하나 이상의 특성 또는 특징은 소프트웨어, 하드웨어 또는 펌웨어(firmware), 또는 이들의 어떠한 조합으로 실행될 수 있다. 예를 들어, 제어기에 의해서 수행 가능한 알고리즘의 하나 이상의 세그먼트가 별도의 컴퓨터에서 수행되고, 이어서, 하나 이상의 네트워크를 통해서 통신될 수 있다.
실시예
본 발명이 이러한 및 그 밖의 구체예의 기능 및 이점이 하기 실시예로부터 더 잘 이해될 수 있으며, 이러한 실시예는 본 발명의 완전한 범위를 예시하지는 ㅁ못하지만 본 발명의 하나 이상의 시스템 및 기술의 이익 및/또는 이점을 예시하고 있다.
실시예 1
본 실시예에서는, 본 발명의 장치의 일부 형태에서 농축 전지 쌍을 이용함으로써 생성될 수 있는 예상된 포텐셜이 제공된다. 하기 표 1은 실온에서 넌스트 방정식에 따라 반쪽-전지 격실내로 도입된 스트림의 농도를 기초로 한 계산된 포텐셜을 제공한다.
하기 표는 공급물 스트림의 농도 비가 바람직하게는 생성되는 포텐셜을 증가시키도록 가능한 한 큼을 나타내고 있다. 예를 들어, 농도 비율은 약 2 이상, 바람직하게는 약 3 이상, 더욱 바람직하게는 약 5 이상, 더욱더 바람직하게는 약 10 이상일 수 있다.
표 1
Figure pct00002
하기 목록은 전형적인 해수의 이온 농도이다. 해수중의 우세한 양이온 화학종은 Na+, K+, Ca+2 및 Mg+2이며, 우세한 음이온 화학종은 Cl- 및 SO4 2 -이다. 바이카보네이트 및 카보네이트 각각의 농도는 물의 pH에 좌우될 것이다.
Figure pct00003
실시예 2
본 실시예는 본 발명의 일부 특징에 따라서 사용될 수 있는 예시적인 전기투석 트레인을 제공한다.
도 10a는 제 1 처리 단계의 제 1 트레인(220)에서 사용될 수 있는 전기투석 장치의 트레인을 예시적으로 설명하고 있다. 트레인(220)은 각각 최적의 전압 및 전류 밀도에서 작동하여 에너지 사용을 최소로 하는 다수의 단계를 포함할 수 있다. 설명되고 있는 바와 같이, 트레인(220)은 4 단계의 전기투석 장치를 지니고 있다. 첫 번째 트레인에서, 감소 격실은 직렬로 연결될 수 있으며 희석 스트림이 연속되고, 한 단계로부터의 생성물이 하류 감소 격실에 대한 공급물로서 작용한다. 신선한 해수는 각 단계의 관련된 농축 격실의 각각에 공급물로서 사용되어 각 단계에서의 희석 및 농축 격실 사이의 어떠한 농도 차이를 최소가 되게 한다. 각 단계는 또한 동시에 작동하는 다수의 ED 모듈을 지닐 수 있다.
제 2 트레인(222)이 또한 직렬로 연결된 감소 격실을 지니는 다단계의 전기투석 장치를 포함할 수 있다. 각각의 감소 격실이 또한 그로부터의 염수 스트림에서 응집 NaCl 농도를 약 10%의 염 함량으로 증가시키도록 직렬로 연결될 수 있다. 도 10b에서 설명된 바와 같이, 제 2 트레인(222)은 4 개의 전기투석 단계를 지닐 수 있으며, 그러한 단계 각각은 바람직하게는 일가 선택성 막을 이용한다.
제 3 트레인(도시되지 않음)이 또한 다수의 전기투석 단계를 포함하여 물 스트림의 용존 고형물 농도를 약 3,500ppm 내지 약 5,500ppm의 범위로 감소시킴을 촉진할 수 있다.
실시예 3
본 실시예는 해수를 약 8,000m3/hr의 속도로 제염시키기 위해서 도 4에 개략적으로 예시된 장치로 도 3에 실질적으로 나타낸 바와 같은 본 발명의 기술을 이용하는 시스템의 예상된 성능을 기재하고 있다.
전기투석(ED) 장치의 두 트레인은 연화기와 전기탈이온화(EDI) 장치에 의한 유한 요소 계산(finite element calculation)으로 시뮬레이션되었다. 몇몇의 단계가 유한 요소 시뮬레이션(finite element simulation)에 사용되었으며; 단계 1 내지 5는 10% 이상의 NaCl을 지닌 염수 스트림을 생성시키도록 설계되었고; 최종 2 단계는 연화기 및 전기탈이온화 장치에 의한 생성물 스트림의 용존 고형물 농도를 감소시키도록 설계되었다. 이하 표 2 및 표 3A 내지 3C는 자극 파라메터 및 계산된 결과를 열거하고 있다. 표 4는 ED/EDI 시스템에 대한 예상된 에너지 요건을 요약하고 있다.
도 7은 다양한 표적 특성의 생성물 물을 생성시키기 위해서 해수를 제염하는데 요구되는 예상 에너지를 그래프로 설명하고 있다.
유입 해수는 시판중인 전처리 장치를 이용한 10 마이크론 예비여과(도시되지 않음)로 전처리되기 전에 약 35,700ppm의 총 용존 고형물(TDS)를 지니는 것으로 가정되었다. 광범위 전처리, 예컨대, 역삼투 시스템과 전형적으로 연관되는 전처리는 본 발명의 ED/CEDI 공정을 필요로 하지 않는데, 그 이유는 물이 그들 공정에서 막을 통해서 강제되지 않기 때문임이 주지될 것이다.
공급물 물은 ED 트레인 1내로 분할되고, ED 트레인 2 및 ED 트레인 2로부터의 농축 스트림(염수)가 CEDI 트레인에 공급하도록 구성된다.
ED 트레인 1은 각각의 단계를 위한 전력 사용을 최적화시키도록 두 단계를 통해서 통과된다. 트레인 1은 약 30% 회수율로 2,500ppm의 TDS 품질 생성물을 생성시킨다. 표준 전기투석 모듈이 이러한 트레인에서 사용되는 것으로 예상된다. 이러한 트레인의 단계 1에서의 일가 선택성 이온 교환 막의 사용은 농축 격실에서의 스케일링의 잠재성을 최소화시킬 것이다.
ED 트레인 2, 단계 1은 농축 스트림중에 10% NaCl(염수)를 생성시키도록 설계된다. 염수는 연화기 하류를 재생시키도록 및 CEDI 모듈에서의 농축 스트림중 하나로서 사용될 것이다. 이러한 전기투석 단계는 일가 선택성 이온 교환 막을 이용하여 농축 격실중에 10% NaCl 용액을 생성시킬 수 있다. ED 트레인 2중의 단계 1은 약 70% 회수율로 작동하여 염수 용액을 생성시킬 수 있다. ED 단계 2는 48%의 예상 회수율을 지닌다. ED 트레인 2의 전체 회수율은 약 40%이다.
적어도 부분적으로 처리된 생성물 물은 두 트레인으로부터의 칼슘, 마그네슘 이온을 높은 함량으로 함유하면서 약 2,500ppm의 TDS를 지닌다. 적어도 부분적으로 처리된 물 스트림은 칼슘 및 마그네슘 이온을 나트륨 이온으로 교환하는 연화기 또는 이온 교환 유닛에서 연화될 수 있다. 하류 CEDI 트레인에 대한 연화기로부터의 연화된 공급물은 표적 식수 품질로의 제염 동안에 스케일을 형성하는 경향을 지니지 않아야 한다. 연화기는 ED 트레인 2, 단계 1에 의해서 공급된 10% 염수 용액에 의해서 주기적으로 재생된다.
전기탈이온화 장치는 염수 스트림(10% NaCl)으로부터 거부 스트림내로의 Na+ 및 Cl-의 수송을 제공한다. 희석 스트림으로부터 거부 스트림으로의 짝-이온의 수송은 전기적중성을 유지해야 한다. 스트림을 가로지른 순수한 열역학적 전압은 감소되는데, 그 이유는 DC 전압의 적어도 일부가 반쪽-전지 쌍에 의해서 생성되기 때문이다. 예시되지는 않았지만, EDI 거부 스트림중 어느 스트림은 ED 장치에 대한 공급물로 재생될 수 있다.
염수 격실로부터의 유출물은 연화기 재생물로서 사용을 위해서 저장 탱크로 배출될 수 있다.
시뮬레이션 파라메터(TDS 농도 및 유속)의 일부는 하기 파라메터를 포함한다(도 2 및 도 3을 참조):
·유입구
해수 유입구: 35,700ppm
25,277m3/hr
· 제 1 처리 단계
제 1 ED 트레인(220), 제 1 ED 장치(321A 및 제 2 ED 장치 (322B)
감소 격실(321D1)에 대한 유입구 해수: 3,100 m3/hr
농축 격실(321C1)에 대한 유입구 해수: 5,167m3/hr
농축 격실(321C1)으로부터의 거부: 49,929 ppm
감소 격실(322D2)에 대한 유입구: 10,000 ppm
3,10O m3/hr
농축 격실(322C2)에 대한 유입구 해수: 2,067 m3/hr
격실(322C2)에 대한 거부: 49,929 ppm
격실(322D2)로부터의 생성물 물(321): 2,500 ppm
ED 트레인(222)로부터의 염수: 99,500 ppm
제 2 ED 트레인(222), 제 3 ED 장치(323A) 및 제 4 ED 장치(324B)
감소 격실(323D1)에 대한 유입구 해수: 4,900 m3/hr
농축 격실(323C1)에 대한 유입구 해수: 2, 100 m3/hr
격실(323C1)로부터의 출구 염수: 99,467ppm(10% 염분)
감소 격실(324D2)에 대한 유입구: 10,000 ppm
농축 격실(324C2)에 대한 유입구 해수: 5,277 m3/hr
격실(324C2)로부터의 거부: 42,664 ppm
격실(324D2)로부터의 출구: 2,500 ppm
· 제 2 단계
연화기(330)에 대한 유입구: 2,500 ppm
· 제 3 처리 단계
전기탈이온화 장치(340)
감소 격실(511)에 대한 유입구: 8,000 m3/hr
제 1 농축 격실(541)에 대한 유입구 해수: 2,667 m3/hr
격실(512)(염수)에 대한 유입구: 2,100 m3/hr(10% 염분)
격실(512)로부터의 출구 염수: 91,848 ppm
· 생성물
격실(511)로부터의 출구: 500 ppm
표 2
Figure pct00004
표 3A
Figure pct00005
표 3B
Figure pct00006
표 3C
Figure pct00007
표 4
Figure pct00008
실시예 4
본 실시예는 본 발명의 하나 이상의 특징에 따른 도난-향상된 EDI 장치를 기재하고 있다. 도 8은 모듈내에서 "반복 유닛"으로서 확인된 4 개의 전지를 지닌 도난-향상된 EDI 공정의 개략도이다. 가해진 전기장의 부재하에, 염수 스트림(B1)중의 음이온은 염수와 농축 스트림 사이의 농도 차이에 기인하여 분리 음이온 교환 막을 가로질러 우측상의 농축 스트림(C1B)으로 전달된다. 전기적중성을 유지시키기 위해서, 전하 기준으로 동량의 양이온 화학종이 전형적으로는 희석 스트림(D1)으로부터 농축 스트림(C1B)내로 양이온 선택성 막(CM)을 가로질러 이동할 것이다. 유사하게, 양이온 화학종이 전형적으로는 염수 스트림(B1)으로부터 농축 스트림(C1A)내로 또 다른 양이온 선택성 막(CM)을 가로질러 이동한다. 전기적중성을 유지시키기 위해서, 음이온 화학종이 전형적으로는 희석 스트림(D2)로부터 농축 스트림(C1A)내로 음이온 선액성 막(AM)을 가로질러 이동한다. 사실, 농도 차이로 인한 염수 스트림으로부터 인접 농축 스트림으로의 이온의 전달은 희석 스트림으로부터 농축 스트림내로 이온 화학종의 이동을 촉진하여 전기적중성을 유지시키는 것으로 사료될 수 있다. 따라서, 희석 스트림이 탈이온화된다.
직류 DC 전기장이 가해지면, 전기장에 기인한 이온 전달이 도난-향상된 EDI로 일컬어지는 공정으로 염수와 인접 농축 스트림 사이의 농도 차이에 기인한 이온 이동 현상에 의해서 증대될 수 있으며, 그러한 도난-향상된 EDI는 이온이 투과 가능한 이온 교환 막을 가로지른 이온의 농도 차이의 결과로서 발생되는 도난 포텐셜을 기초로 한다.
실시예 5
본 실시예는 기수 및 해수를 제염시키기 위해서 연화 및 EDI 장치와 함께, ED 장치를 이용하는 본 발명의 처리 시스템 및 기술의 대안적인 형태를 설명하고 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 하나 이상의 특징에 따른 처리 시스템의 추가의 구체예를 나타내고 있다. 도 2에 예시된 시스템과는 대조적으로, 처리 시스템(905)은 추가로 적어도 부분적으로 처리된 물을 수용하고 도난-향상된 전기탈이온화 장치(DE-EDI)일 수 있는 제 3 처리 단계에서 이온 교환 및 추가의 처리 전에 표적 화학종의 적어도 일부를 제거함으로써 물 스트림을 추가로 처리하도록 배치된 제 3 트레인 전기투석 유닛 ED TRAIN 3을 이용하고 있다. 도 9b는 제 3 트레인 전기투석 유닛 ED TRAIN 3을 이용하는 또 다른 예시적인 처리 시스템(910)을 나타내고 있으며, 그러한 제 3 트레인 전기투석 유닛 ED TRAIN 3은 또한 적어도 부분적으로 처리된 물을 수용하고 물 스트림을 추가로 처리하도록 배치되지만, DE-EDI 장치가 아니라, 염수 스트림 없는 통상의 EDI 또는 극성 및 역 흐름(EDIR)이 있는 EDI를 이용하고 있다.
EDIR 장치는 IX 연화기의 하류에 배치되고 더 높은 경도 공급물 스트림에 관용될 수 있고, 그러한 더 높은 경도 공급물 스트림은 더 낮은 연화기 경도 제거, 또는 재생전의 더 높은 경도 돌파(hardness breakthrough)를 가능하게 할 수 있다. 더 높은 돌파 조건은 IX 연화기 유닛 재생들 사이의 시간을 증가시킬 수 있고, 또한 연화기의 크기 및 자본 및 작동 비용을 감소시킬 수 있다.
도 9a 및 9B의 시스템의 추가의 변경 또는 변화는 ED TRAIN 3 전에 IX 연화기를 배치함을 포함할 수 있다.
그러한 시스템은 강 하구의 기수뿐만 아니라 해수, 강 및/또는 지하수를 제염시키는데 이용될 수 있다.
실시예 6
본 실시예에서, 표준 또는 일가 선택성 막을 지니는 전기투석 모듈을 사용한 제염 실험이 수행되었다. 초기 공급물 용액은 약 35,000ppm NaCl 용액 또는 약 35,000ppm 총 용존 고형물(TDS)을 지닌 합성 해수였다.
도 11a 및 도 11b는 생성물 스트림에서의 표적 농도로서 ED 생성물의 m3당 요구된 계산치 에너지가 표준 이온 선택성 막(도 11a) 및 일가 선택성 막(도 11a)를 사용함으로써 약 35,000ppm에서 약 500ppm으로 감소되었음을 나타낸다. 사용된 일가 선택성 막은 일본 도쿄 소재의 Tokuyama Soda Co.로부터의 CMS 양이온 선택성 막과 AMS 음이온 선택성 막이었다. 도 12a 및 도 12b는 일가 선택성 막을 사용한 전기투석 단계에 비해서 잔류하는 양이온 화학종(도 12a)와 음이온 화학종(도 12b)의 비율을 나타낸다.
ED 모듈 두 유형 모두의 경우에, 에너지 소비는 공급물이 합성 해수인 경우에 더 높다. 합성 NaCl 용액에 비한 해수에 대한 에너지 소비 비율은 표준 막을 이용한 ED 모듈의 경우 17% 내지 32% 범위이며, 일가 선택성 막을 이용한 ED 모듈의 경우 21%이다.
에너지 소비는 일가 막을 사용한 ED 모듈의 경우 훨씬 더 높으며, 표준 막을 사용한 ED 모듈의 거의 두 배이다.
표적 생성물 TDS가 약 5,000ppm 미만으로 감소됨에 따라 에너지 소비가 가파르게 증가하였다.
해수는, 실시예 1에서 열거된 바와 같이, NaCl에 추가로, 이가 이온, 예컨대, Ca+2, Mg+2, 및 SO4 -2를 함유하며, 이는 해수와 합성 NaCl 용액 사이의 데이터로 설명된 바와 같이, 이가 이온 에너지 소비에 영향을 줄 수 있다.
일가 선택성 막은 이가 이온에 비해서 일가 이온의 우선적으로 통과시키기 때문에, 희석 격실에서의 이가 대 일가 이온의 농도 비는 해수가 일련의 ED 모듈에서 제염됨에 따라서 증가할 것으로 사료된다. 도 12a 및 도 12b는 일가 선택성 막을 지닌 ED 모듈에 의한 실험에서 잔류하는 이온의 비율을 나타낸다. 데이터는 막이 일가 이온에 비해서 이가 이온의 통과를 저지함을 나타낸다. 음이온 막의 선택성은 거의 100%이며, 이는 Tokuyama Soda 일가 선택성 음이온 막에 대한 공개된 데이터와 일치한다. 완벽한 선택성 음이온 막은 SO4 이온의 전달은 초래하지 않을 것이며, 그로 인해서, 잔류하는 SO4 이온의 양은 100%로 유지될 것이다. SO4 농도의 증가는 전기삼투에 기인하여, 물이 막을 통해서 수송되는 것으로 사료된다.
도 12a와 도 12b를 기초로 하면, 일가 선택성 막을 지닌 ED 모듈에서의 더 높은 에너지 소비는 이가 대 일가 이온의 농도 비의 증가에 기인하는 것으로 사료된다. 공급물 물중의 이가 이온, 특히 SO4의 제거는 ED 및EDI 모듈 둘 모두에서 에너지 소비를 감소시킬 수 있는 것으로 예상된다. 나노여과에 의한 ED 스텝에 대한 전처리의 일부로서 이가 이온의 제거는, 예를 들어, ED 및 EDI 스텝 둘 모두의 에너지 소비를 감소시킬 수 있다. 따라서, NF 생성물은 출발 해수보다 더 낮은 농도로 주로 NaCl 및 KCl을 함유할 수 있고, 500ppm으로 제염시키는데 더 적은 에너지를 필요로 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부의 형태에서, 압력 구동 공정으로서의 NF 작동은 회수를 촉진하는데 시용될 수 있으며, 에너지 소모 및 NF 거부에서의 잔류는 시스템 에너지 소비를 추가로 감소시킬 수 있다. 본래 역 삼투(RO)를 위해서 개발된 에너지 회수 장치가 NF 유닛 작동에 또한 적용될 수 있는 것으로 사료된다.
대안적으로는, ED 장치에 앞선 또는 ED와 EDI 장치 사이의 염 재생된 음이온 교환 스텝이 또한 전체 에너지 소비를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일부 특징은 전기 구동 공정을 통해서 해수 제염을 위한 시스템 및 기술을 제공하고 있다. 전기 포텐셜에 의해서 촉진되는 이온의 전달이 비교적 충분한 공정으로서 기재되고 있는데, 그 이유는 이온 이동에 대한 저항이 폐수/농축수로부터 정제수를 분리하는데 사용되는 막에 의해서 제한되기 때문이다. 본 발명의 추가의 특성 및 특징은 본원에서 설명된 바와 같은 전처리 작동일 수 있다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예를 본원에서 기재하고 있지만, 상기 기재는 단지 설명하기 위한 것이며, 제한하고자 하는 것이 아니고, 단지 예를 들어 나타내고 있는 것임이 당업자에게는 자명할 것이다. 사실, 본 발명의 장치, 시스템 및 기술의 일부 예시적인 형태 및 그러한 형태에서 실행된 특정의 부품은 본 개시사항의 일부로 사료된다. 예를 들어, 본원에서 연결 가능한 또는 연결되는 것으로, 예컨대, 유체 소통되게 연결되는 것으로 기재하는 경우의 유닛 작동들의 각각은 그러한 연결을 제공하는 각각의 유입구 및 출구를 포함한다. 구조물을 연결하는 비-제한적 예들은 파이프, 및 볼트 및 너트에 의해서 고정되고, 전형적으로는 개스킷에 의해서 밀봉된 장착 또는 용접 플랜지(flange)를 포함한다. 다양한 변화 및 그 밖의 구체예가 본 기술분야의 전문가의 범위내에 있으며, 본 발명의 범위내에 속하는 것으로 사료된다. 특히, 본원에 기재된 많은 예는 방법 실행 또는 시스템 구성요소의 특정의 조합을 포함하지만, 그러한 실행 및 구성요소는 다른 방식으로 조합되어 동일한 목적을 달성할 수 있음을 이해해야 한다.
본 기술분야의 전문가라면 본원에 기재된 파라메터 및 형태가 예시적인 것이며, 실제 파라메터 및/또는 형태는 본 발명의 시스템 및 기술이 이용되는 특정의 적용에 좌우될 것임을 인지해야 한다. 본 기술분야의 전문가라면 통상의 실험으로 본 발명의 특정의 구체예와의 등가물을 인식하거나 확인할 수 있을 것이다. 따라서, 본원에 기재된 구체예는 단지 예를 나타내는 것이며, 첨부된 특허청구범위 및 그 등가물의 범위내에서, 본 발명이 특별히 설명된 바와 다르게 실시될 수 있음을 이해해야 한다.
게다가, 본 발명은 본원에 기재된 각각의 특징, 시스템, 서브시스템, 또는 기술, 및 본원에 기재된 둘 이상의 특징, 시스템, 서브시스템, 또는 기술의 어떠한 조합에 관한 것이며, 둘 이상의 특징, 시스템, 서브시스템, 및/또는 방법의 어떠한 조합은 그러한 특징, 시스템, 서브시스템, 및 기술이 상호 불일치하는 경우, 청구범위에 포함된 바와 같은 발명의 범위내에 있는 것으로 사료됨을 인지해야 한다. 한 가지 구체예로 단순히 설명된 실행, 구성소요, 및 특징이 다른 구체예에서 유사한 열로부터 배제하고자 하는 것은 아니다.
본원에서 사용된 용어 "다수"는 둘 이상의 아이템 또는 부품을 나타낸다. 기재된 설명 또는 청구범위 등에서 사용된 용어 "포함하는", "포함한", "지니는", "지닌", "함유하는" 및 "연루되는"은 개방성 용어이며, "이로 한정되는 것은 아니지만 포함하는"을 의미하는 것이다. 따라서, 그러한 용어의 사용은 열거된 그 이후의 아이템 및 그의 등가물, 및 추가의 아이템을 포함한다. 유일하게 통상의 구문, "으로 이루어진" 및 "으로 필수적으로 이루어진"이 청구범위와 관련하여 각각 폐쇄되거나 반-폐쇄된 통상의 구문이다. 서수 용어, 예컨대, 청구 요소를 변화시키기 위해서 청구범위에서 사용된 "제 1", "제 2", 및 "제3" 등은 그 자체로 한 청구 요소의 다른 청구요소에 대한 어떠한 우선, 선호, 또는 순서 또는 방법의 실행이 수행되는 시간적 순서를 내포하지 않으며, 특정의 명칭을 지니는 한 청구 요소를 동일한 명칭을 지니지만 청구요소를 구별하기 위한 서수 용어의 사용을 위해서 라벨로서 단지 사용되고 있다.

Claims (48)

  1. 용존 고형물을 지니는 물의 공급원에 유체 소통되게 연결되고 양이온 선택성 막과 제 1 음이온 선택성 막에 의해서 전체적으로 또는 부분적으로 규정된 제 1 감소 격실(first depleting compartment); 제 1 용존 고형물 농도를 지니는 제 1 수성 액체 공급원의 하류에 유체 소통되게 연결되고 양이온 선택성 막을 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통 관계에 있는 제 1 농축 격실; 및 제 1 용존 고형물 농도보다 더 높은 제 2 용존 고형물 농도를 지니는 제 2 수성 액체 공급원의 하류에 유체 소통되게 연결되고 제 2 음이온 선택성 막을 통해서 제 1 농축 격실과 이온 소통 관계에 있는 제 2 감소 격실을 포함하는 전기탈이온화 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 제 1 수성 액체가 약 4중량% 미만의 제 1 용존 고형물 농도를 지니는 해수인 전기탈이온화 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 제 2 수성 액체가 약 10중량% 이상의 제 2 용존 고형물 농도를 지니는 염수인 전기탈이온화 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 제 1 감소 격실이 약 2,500ppm 미만의 용존 고형물 농도를 지니는 물의 공급원에 유체 소통되게 연결되는 전기탈이온화 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 제 1 용존 고형물 농도에 대한 제 2 용존 고형물 농도의 비율이 약 3 이상인 전기탈이온화 장치.
  6. 용존 이온 화학종을 지니는 물을 처리하는 수처리 장치로서, 물 공급원에 유체 소통되게 연결되고 제 1 음이온 선택성 막과 제 1 양이온 선택성 막에 의해서 부분적으로 또는 전체적으로 규정되는 제 1 감소 격실; 제 1 용존 고형물 농도를 지니는 제 1 수용액 공급원에 유체 소통되게 연결되고 제 1 음이온 선택성 막과 제 1 양이온 선택성 막중 하나를 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 제 1 농축 격실; 및 제 1 용존 고형물 농도보다 더 높은 제 2 용존 고형물 농도를 지니는 제 2 수용액 공급원에 유체 소통되게 연결되고 제 2 양이온 선택성 막과 제 2 음이온 선택성 막중 하나를 통해서 제 1 농축 격실과 이온 소통관계에 있는 제 2 감소 격실을 포함하는 물을 처리하는 수처리 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 제 2 용존 고형물 농도 미만인 제 3 용존 고형물 농도를 지니는 제 3 수용액 공급원과 제 1 수용액 공급원중 하나 이상에 유체 소통되게 연결되고 제 2 음이온 선택성 막과 제 2 양이온 선택성 막중 하나를 통해서 제 2 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 제 2 농축 격실을 추가로 포함하는 수처리 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 제 2 농축 격실이 제 1 양이온 선택성 막을 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 수처리 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 제 1 감소 격실과 제2 농축 격실을 이온 소통되게 연결하는 염 다리를 추가로 포함하는 수처리 장치.
  10. 제 7항에 있어서, 제 2 수용액 공급원 및 제 3 용존 고형물 농도보다 더 높은 제 4 용존 고형물 농도를 지니는 제 4 수용액 공급원중 하나 이상에 유체 소통되게 연결되고 제 3 양이온 선택성 막을 통해서 제 2 농축 격실과 이온 소통관계에 있는 제 3 감소 격실을 추가로 포함하는 수처리 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 제 1 수용액 공급원, 제 3 수용액 공급원, 및 제 2 용존 고형물 농도와 제 4 용존 고형물 농도중 어느 한 농도보다 더 낮은 제 5 용존 고형물 농도를 지니는 제 5 수용액 공급원중 하나 이상에 유체 소통되게 연결되고 제 3 음이온 선택성 막을 통해서 제 3 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 제 3 농축 격실을 추가로 포함하는 수처리 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 제 3 농축 격실이 제 1 양이온 선택성 막을 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 수처리 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 제 3 농축 격실이 염 다리를 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 수처리 장치.
  14. 제 6항에 있어서, 전극이 없는 수처리 장치.
  15. 제 6항에 있어서, 제 1 감소 격실과 제 1 농축 격실이 동일한 공급원의 하류에 유체 소통되게 연결되는 수처리 장치.
  16. 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 제 1 감소 격실 유입구와 제 1 감소 격실 출구를 지니는 하나 이상의 제 1 감소 격실, 및 제 1 감소 격실 유입구와 제 1 감소 격실 출구를 지니는 하나 이상의 제 1 농축 격실을 포함하는 하나 이상의 제 1 전기투석 장치; 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 제 2 감소 격실 유입구와 제 2 감소 격실 출구를 지니는 하나 이상의 제 2 감소 격실, 및 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 제 2 농축 격실 유입구와 염수 출구를 지니는 하나 이상의 제 2 농축 격실을 포함하는 하나 이상의 제 2 전기투석 장치; 제 1 감소 격실 출구와 제 2 감소 격실 출구중 하나 이상에 유체 소통되게 연결된 이온 교환기 유입구 및 이온 교환기 출구를 지니는 하나 이상의 이온 교환 유닛; 및 이온 교환기 출구에 유체 소통되게 연결되고 제 1 양이온 선택성 막과 제 1 음이온 선택성 막에 의해서 부분적으로 또는 전체적으로 규정될 수 있는 제 1 감소 격실, 해수 공급원에 유체 소통되게 연결되고 제 1 양이온 선택성 막을 통해서 제 1 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 제 1 농축 격실, 및 염수 출구의 하류에 유체 소통되게 연결되고 제 2 음이온 선택성 막을 통해서 제 1 농축 격실과 이온 소통관계에 있는 제 2 감소 격실을 지니는 하나 이상의 전기탈이온화 장치를 포함하는 해수 제염 시스템.
  17. 제 16항에 있어서, 제 1 농축 격실과 제 2 감소 격실중 하나 이상이 이온 교환 수지를 함유하지 않는 해수 제염 시스템.
  18. 제 16항에 있어서, 하나 이상의 전기탈이온화 장치가 제 1 음이온 선택성 막에 의해서 부분적으로 또는 전체적으로 규정되고 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 유입구를 지니는 제 2 농축 격실, 및 제 2 양이온 선택성 막을 통해서 제 2 농축 격실과 이온 소통관계에 있으며 염수 출구, 제 1 농축 격실의 출구, 및 제 2 감소 격실의 출구중 하나 이상에 유체 소통되게 연결된 유입구를 지니는 제 3 감소 격실을 추가로 포함하는 해수 제염 시스템.
  19. 제 18항에 있어서, 제 1 농축 격실, 제 2 감소 격실, 제 2 농축 격실, 및 제 3 감소 격실중 하나 이상이 이온 교환 수지를 함유하지 않는 해수 제염 시스템.
  20. 제 16항에 있어서, 제 1 농축 격실의 출구와 제 2 감소 격실의 출구중 하나 이상에 유체 소통되게 연결된 염수 저장 탱크를 추가로 포함하는 해수 제염 시스템.
  21. 제 20항에 있어서, 염수 저장 탱크가 하나 이상의 이온 교환 유닛에 유체 소통되게 연결 가능한 출구를 포함하는 해수 제염 시스템.
  22. 제 21항에 있어서, 제 1 감소 격실의 하류 및 이온 교환 유닛의 상류에 유체 소통되게 연결된 제 3 감소 격실을 지니는 제 3 전기투석 장치를 추가로 포함하는 해수 제염 시스템.
  23. 제 22항에 있어서, 제 2 감소 격실의 하류 및 이온 교환 유닛의 상류에 유체 소통되게 연결된 제 4 감소 격실을 지닌 제 4 전기투석 장치를 추가로 포함하는 해수 제염 시스템.
  24. 제 16항에 있어서, 하나 이상의 제 1 전기투석 장치가 하나 이상의 제 1 감소 격실과 하나 이상의 제 1 감소 격실 사이에 배치된 일가(1가) 선택성 막을 포함하는 해수 제염 시스템.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 전기탈이온화 장치의 제 1 감소 격실이 이온 교환 매체의 혼합된 층을 함유하는 해수 제염 시스템.
  26. 제 16항에 있어서, 해수 공급원의 하류 및 하나 이상의 제 1 전기투석 장치, 하나 이상의 제 2 전기투석 장치 및 하나 이상의 전기탈이온화 장치중 하나 이상의 장치의 상류에 유체 소통되게 연결된 하나 이상의 전처리 유닛 작동을 추가로 포함하는 해수 제염 시스템.
  27. 제 26항에 있어서, 하나 이상의 전처리 유닛 작동이 여과 시스템, 염소화 시스템, 탈염소화 시스템 및 압력-구동 시스템(pressure-driven system)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 서브시스템을 포함하는 해수 제염 시스템.
  28. 제 27항에 있어서, 전처리 유닛 작동이 마이크로필터, 샌드 필터(sand filter), 미립자 필터, 및 나노여과 시스템중 하나 이상을 포함하는 해수 제염 시스템.
  29. 제 16항에 있어서, 하나 이상의 전기탈이온화 장치중 하나 이상이 애노드성 수집기, 캐소드성 수집기, 및 애노드성 수집기 및 캐소드성 수집기와 이온 소통관계에 있는 염 다리를 포함하는 해수 제염 시스템.
  30. 제 16항에 있어서, 하나 이상의 전기탈이온화 장치, 하나 이상의 제 1 전기투석 장치 및 하나 이상의 제 2 전기투석 장치중 하나 이상이 용존 클로라이드 화학종을 지닌 수용액 공급원의 하류에 유체 소통되게 연결되고 염소 출구 및 하이포클로라이트 출구중 하나의 출구를 포함한 애노드 격실을 포함하는 해소 제염 시스템.
  31. 제 16항에 있어서, 하나 이상의 전기탈이온화 장치, 하나 이상의 제 1 전기투석 장치 및 하나 이상의 제 2 전기투석 장치중 하나 이상이 가소성 스트림 출구를 포함한 제 2 전극 격실을 포함하는 해수 제염 시스템.
  32. 제 16항에 있어서, 하나 이상의 이온 교환 유닛이 클로라이드-형 음이온 교환 수지를 포함하는 해수 제염 시스템.
  33. 해수 공급원; 제 1 해수 스트림중의 모노선택성 화학종의 농도를 선택적으로 감소시켜서 제 1 희석 스트림을 생성시키는 수단; 제 2 해수 스트림중의 용존 고형물 농도를 증가시켜서 염수 스트림을 생성시키는 수단; 제 1 희석된 스트림중에서 이가 화학종의 일부 또는 전부를 일가 화학종으로 교환하며 제 2 희석된 스트림 출구를 지니는 수단; 및 제 2 희석된 스트림 출구에 유체 소통되게 연결된 감소 격실, 및 감소 격실과 이온 소통관계로 농도-유도된 전기 포텐셜을 제공하는 수단을 지닌 전기 화학적 분리 장치를 포함하는 제염 시스템.
  34. 제 33항에 있어서, 제 1 해수 스트림에서 용존 고형물 농도를 증가시키는 수단이 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 감소 격실, 및 일가 선택성 막에 의해서 감소 격실로부터 분리된 농축 격실을 지닌 전기투석 장치를 포함하는 제염 시스템.
  35. 제 33항에 있어서, 제 2 해수 스트림에서 용존 고형물 농도를 증가시키는 수단이 해수 공급원에 유체 소통되게 연결된 농축 격실, 및 염수 스트림을 제공하는 염수 출구를 지닌 전기투석 장치를 포함하는 제염 시스템.
  36. 제 35항에 있어서, 농도-유도된 전기적 포텐셜을 제공하는 수단이 제 1 총 용존 고형물 농도를 지니는 제 1 반쪽-전지 공급물 스트림의 공급원에 유체 소통되게 연결된 제 1 반쪽-전지 격실, 및 제 1 총 용존 고형물 농도보다 높은 제 2 총 용존 고형물 농도를 지니는 제 2 반쪽-전지 공급물 스트림의 공급원에 유체 소통되게 연결된 제 2 반쪽-전지 격실을 포함하는 제염 시스템.
  37. 제 36항에 있어서, 제 1 반쪽-전지 격실이 해수 공급원에 유체 소통되게 연결되고, 제 2 반쪽-전지 격실이 염수 공급원에 유체 소통되게 연결되는 제염 시스템.
  38. 용존 고형물을 지니는 물의 공급원에 유체 소통되게 연결되고, 양이온 선택성 막과 제 1 음이온 선택성 막에 의해서 부분적으로 또는 전체적으로 규정된 감소 격실; 및 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 농축 전지 쌍을 포함하는 전기탈이온화 장치로서,
    농축 전지 쌍이 제 1 용존 고형물 농도를 지니는 제 1 수성 액체의 공급원에 유체 소통되게 연결되고 양이온 선택성 막과 제 1 음이온 선택성 막중 하나를 통해서 감소 격실과 이온 소통관계에 있는 제 1 반쪽-전지 격실, 및 제 1 용존 고형물 농도보다 더 높은 제 2 용존 고형물 농도를 지니는 제 2 수성 액체의 공급원의 하류에 유체 소통되게 연결되고 제 2 음이온 선택성 막을 통해서 제 1 반쪽-전지 격실과 이온 소통관계에 있는 제 2 반쪽-전지 격실을 포함하는 전기탈이온화 장치.
  39. 제 38항에 있어서, 제 1 수성 액체가 해수인 전기탈이온화 장치.
  40. 제 39항에 있어서, 제 2 수성 액체가 약 10중량% 이상의 제 2 용존 고형물 농도를 지니는 염수인 전기탈이온화 장치.
  41. 제 38항에 있어서, 제 1 용존 고형물 농도에 대한 제 2 용존 고형물 농도의 비율이 약 3 이상인 전기탈이온화 장치.
  42. 제 1 탈염 단계에서 해수중의 일가 화학종의 농도를 감소시켜서 부분적으로 탈염된 물을 생성시키고; 해수중의 총 용존 고형물 농도의 2 배 이상인 총 용존 고형물 농도를 지니는 염수 용액을 해수로부터 생성시키고; 부분적으로 탈염된 물을 전기-구동 분리 장치의 감소 격실내로 도입하고; 전기-구동 분리 장치의 농축 전지 쌍에서 농도-유도된 전기 포텐셜을 생성시키면서 감소 격실중의 부분적으로 탈염된 물로부터 농축 전지 쌍의 격실내로의 용존 화학종의 일부 또는 전부의 수송을 촉진함을 포함하여 해수를 제염하는 방법.
  43. 제 42항에 있어서, 부분적으로 탈염된 물중의 용존 비-일가 화학종의 일부 또는 전부를 용존 일가 화학종으로 대체함을 추가로 포함하는 방법.
  44. 제 42항에 있어서, 해수의 일가 화학종의 농도를 감소시키는 것이 전기투석 장치에서 용존 일가 화학종의 농도를 선택적으로 감소시킴을 포함하는 방법.
  45. 제 42항에 있어서, 염수 용액을 생성시키는 것이 해수로부터 전기투석 장치의 농축 격실에서 흐르는 제 2 해수 스트림내로의 용존 화학종의 일부 또는 전부의 수송을 촉진함을 포함하는 방법.
  46. 제 42항에 있어서, 전기분해 장치, 전기투석 장치 및 전기-구동 분리 장치중 하나 이상의 장치의 애노드 격실에서 염소 및 하이포클로라이트 화학종중 하나를 전기분해적으로 생성시키고, 전기분해 장치, 전기투석 장치 및 전기-구동 분리 장치중 하나 이상의 장치의 하나 이상의 격실에서 가소성 스트림을 전기분해적으로 생성시킴을 추가로 포함하는 방법.
  47. 제 46항에 있어서, 해수의 일부 또는 전부를 생성된 염소 또는 하이포클로라이트 화학종으로 일부 또는 전부 소독시킴을 추가로 포함하는 방법.
  48. 제 42항에 있어서, 제 1 탈염 단계에서 해수의 일가 화학종의 농도를 감소시키기 전에 해수의 일부 또는 전부를 나노여과 시스템에 통과시킴을 추가로 포함하는 방법.
KR20107008766A 2007-09-21 2008-09-22 해수를 제염하는 저 에너지 시스템 및 방법 KR20100061742A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US97429807P 2007-09-21 2007-09-21
US60/974,298 2007-09-21
US98185507P 2007-10-23 2007-10-23
US60/981,855 2007-10-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100061742A true KR20100061742A (ko) 2010-06-08

Family

ID=40468241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20107008766A KR20100061742A (ko) 2007-09-21 2008-09-22 해수를 제염하는 저 에너지 시스템 및 방법

Country Status (14)

Country Link
US (3) US9023215B2 (ko)
EP (1) EP2190560A4 (ko)
JP (4) JP2010540209A (ko)
KR (1) KR20100061742A (ko)
CN (2) CN101896251B (ko)
AU (1) AU2008302713B2 (ko)
BR (1) BRPI0817201A8 (ko)
CA (1) CA2700178C (ko)
EA (3) EA021822B1 (ko)
IL (1) IL204156A (ko)
MX (1) MX2010003086A (ko)
SG (1) SG184749A1 (ko)
WO (1) WO2009038805A1 (ko)
ZA (1) ZA201001476B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101052856B1 (ko) * 2008-11-21 2011-07-29 한국정수공업 주식회사 이동형 탈염수 재생 장치 및 방법

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10252923B2 (en) 2006-06-13 2019-04-09 Evoqua Water Technologies Llc Method and system for water treatment
US10213744B2 (en) 2006-06-13 2019-02-26 Evoqua Water Technologies Llc Method and system for water treatment
EP2190560A4 (en) 2007-09-21 2013-01-09 Siemens Industry Inc A NETHERERGETIC SYSTEM AND METHOD FOR THE DESALINATION OF SEAWATER
MX2010010844A (es) * 2008-04-03 2010-11-01 Siemens Water Tech Corp Sistema y metodo de baja energia para desalinizar agua de mar.
JP5574287B2 (ja) * 2009-05-14 2014-08-20 国立大学法人東北大学 電気透析装置
CA3186394A1 (en) 2010-10-22 2012-04-26 Ionic Solutions Ltd. Apparatus and process for separation and selective recomposition of ions
CN103298978B (zh) 2010-11-12 2016-07-06 伊沃夸水技术私人有限公司 模块化电化学系统和方法
AU2012279277A1 (en) * 2011-07-01 2013-04-18 Evoqua Water Technologies Pte. Ltd. Electrodesalination system and method
CA2850352C (en) 2011-09-29 2021-06-08 Evoqua Water Technologies Pte. Ltd. Electrochemical desalination for oil recovery
CN103058425B (zh) 2011-10-21 2015-07-29 通用电气公司 脱盐系统和方法
WO2013151618A2 (en) * 2012-04-02 2013-10-10 Hydronovation, Inc. Hybrid softener
CN103359854A (zh) * 2012-04-06 2013-10-23 王明亚 一种用集成膜处理含无机铵盐废水的方法及装置
US9758606B2 (en) 2012-07-31 2017-09-12 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Cyclopropenium polymers and methods for making the same
US20140097706A1 (en) * 2012-10-10 2014-04-10 Edward Anthony Martinez XCL Power Producer
WO2014071610A1 (en) * 2012-11-09 2014-05-15 General Electric Company Electrodialysis based brine treatment
KR101829405B1 (ko) * 2013-01-11 2018-02-19 사토리우스 랩 인스트루먼츠 게엠베하 운트 콤파니 카게 전기탈이온 제어 시스템
JP5482917B2 (ja) * 2013-01-22 2014-05-07 栗田工業株式会社 閉鎖系空間用の水回収装置
CA2896022C (en) * 2013-03-07 2016-10-18 Saltworks Technologies Inc. Multivalent ion separating desalination process and system
US10301200B2 (en) 2013-03-15 2019-05-28 Evoqua Water Technologies Llc Flow distributors for electrochemical separation
WO2015164318A1 (en) * 2014-04-22 2015-10-29 Purewater Therapeutics, LLC Water treatment system
CA2946573A1 (en) 2014-04-23 2015-10-29 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for partially desalinating produced water to form extraction fluid used for fossil fuel extraction
US10414669B2 (en) 2014-06-20 2019-09-17 Hydronovation, Inc. Water treatment system tank and method of assembly
US9221694B1 (en) 2014-10-22 2015-12-29 Gradiant Corporation Selective scaling in desalination water treatment systems and associated methods
JP6105005B2 (ja) * 2015-08-12 2017-03-29 オルガノ株式会社 電気式脱イオン水製造装置及び脱イオン水の製造方法
CN105130066A (zh) * 2015-08-19 2015-12-09 杭州上拓环境科技有限公司 一种纤维素醚生产产生废水中盐分和cod的联合处理方法
RU2642658C2 (ru) * 2017-05-31 2018-01-25 Павел Григорьевич Петрик Устройство для опреснения морской воды
CN111094191B (zh) 2017-08-21 2023-04-04 懿华水处理技术有限责任公司 用于农业用途和饮用用途的盐水的处理
US11492279B2 (en) 2018-02-27 2022-11-08 Evoqua Water Technologies Llc Regulation of process stream composition for improved electrolyzer performance
SG11202007723UA (en) * 2018-02-27 2020-09-29 Evoqua Water Tech Llc Regulation of process stream composition for improved electrolyzer performance
US20210340031A1 (en) * 2018-10-09 2021-11-04 Evoqua Water Technologies Llc High Recovery Electrodialysis Method
CN110776066B (zh) * 2019-10-24 2022-10-11 华新绿源(内蒙古)环保产业发展有限公司 一种利用旋转磁场和离子交换膜进行含盐电解质液淡化处理的系统及方法
WO2021134119A1 (pt) * 2019-12-31 2021-07-08 De Melo Garcia Junior Haroldo Sistema e processo para extração de hidrogênio de água salina e geração de energia elétrica, água pura e gás hidrogênio
US11385160B2 (en) 2020-02-28 2022-07-12 Saudi Arabian Oil Company System and method for dynamic measurement of streaming potential in a core plug
US20240109795A1 (en) * 2021-01-11 2024-04-04 Evoqua Water Technolgoies LLC Internet-of-things enabled deionization tank configuration artificial intelligence algorithm
CN113233662A (zh) * 2021-05-31 2021-08-10 南开大学 一种海水淡化浓海水的集成膜过程处理系统及其方法
RU2770078C1 (ru) * 2021-08-02 2022-04-14 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радий" Способ электродиализного опреснения воды
IL310990A (en) * 2021-09-10 2024-04-01 Evoqua Water Tech Llc Pretreatment in nanofiltration of seawater for desalination in electrodialysis
CN114014416A (zh) * 2021-11-23 2022-02-08 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种海水多级浓缩电解提锂装置及方法
US20230182079A1 (en) * 2021-12-15 2023-06-15 Magna Imperio Systems Corp. Ion removal from heavy ends using electrodialysis

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2006476C1 (ru) * 1992-06-22 1994-01-30 Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского Способ получения минеральных веществ из морской воды
DE4231028C2 (de) * 1992-09-17 1994-08-11 Gewerk Keramchemie Verfahren zur Aufbereitung der bei der Oberflächenbehandlung von Metallen anfallenden wässerigen Flüssigkeiten
US5513494A (en) * 1993-12-14 1996-05-07 Otec Developments Ocean thermal energy conversion (OTEC) system
US5503729A (en) * 1994-04-25 1996-04-02 Ionics Incorporated Electrodialysis including filled cell electrodialysis (electrodeionization)
EP1436069B1 (en) * 2001-10-15 2011-02-09 Siemens Water Technologies Holding Corp. Apparatus and method for fluid purification
FR2857532B1 (fr) 2003-07-08 2005-08-19 Thales Sa Methode d'estimation de residu de la porteuse, estimateur et systeme de modulation avec asservissement de la porteuse l'utilisant
US8142633B2 (en) * 2003-10-27 2012-03-27 Ge Ionics, Inc. Electrodialysis system and process
US7604725B2 (en) * 2003-11-13 2009-10-20 Siemens Water Technologies Holding Corp. Water treatment system and method
US7329358B2 (en) * 2004-05-27 2008-02-12 Siemens Water Technologies Holding Corp. Water treatment process
RU56374U1 (ru) * 2006-02-10 2006-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" Мембранная установка для подготовки глубокообессоленной воды
US7744760B2 (en) * 2006-09-20 2010-06-29 Siemens Water Technologies Corp. Method and apparatus for desalination
WO2008130579A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-30 Trovion Pte Ltd. Methods and apparatus for electrodeionization utilizing layered chambers
US8177946B2 (en) * 2007-08-09 2012-05-15 Lawrence Livermore National Security, Llc Electrochemical formation of hydroxide for enhancing carbon dioxide and acid gas uptake by a solution
EP2190560A4 (en) 2007-09-21 2013-01-09 Siemens Industry Inc A NETHERERGETIC SYSTEM AND METHOD FOR THE DESALINATION OF SEAWATER

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101052856B1 (ko) * 2008-11-21 2011-07-29 한국정수공업 주식회사 이동형 탈염수 재생 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
SG184749A1 (en) 2012-10-30
JP3174037U (ja) 2012-03-01
JP2010540209A (ja) 2010-12-24
AU2008302713A1 (en) 2009-03-26
US20100282689A1 (en) 2010-11-11
MX2010003086A (es) 2010-08-10
IL204156A (en) 2014-06-30
US20170050866A1 (en) 2017-02-23
CN101896251B (zh) 2014-02-05
US20150108007A1 (en) 2015-04-23
US9023215B2 (en) 2015-05-05
EA201490970A1 (ru) 2015-03-31
BRPI0817201A2 (pt) 2015-03-10
BRPI0817201A8 (pt) 2016-01-12
CA2700178A1 (en) 2009-03-26
ZA201001476B (en) 2011-12-28
US10662085B2 (en) 2020-05-26
EA021822B1 (ru) 2015-09-30
CN101896251A (zh) 2010-11-24
AU2008302713B2 (en) 2013-01-17
CA2700178C (en) 2016-02-23
JP3174102U (ja) 2012-03-08
WO2009038805A1 (en) 2009-03-26
JP3174036U (ja) 2012-03-01
EA201300469A1 (ru) 2013-12-30
US9433902B2 (en) 2016-09-06
EP2190560A1 (en) 2010-06-02
EP2190560A4 (en) 2013-01-09
EA201070384A1 (ru) 2010-10-29
CN104291416A (zh) 2015-01-21
EA025677B1 (ru) 2017-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10662085B2 (en) Low energy system and method of desalinating seawater
Al-Amshawee et al. Electrodialysis desalination for water and wastewater: A review
US20110180477A1 (en) Low energy system and method of desalinating seawater
AU2015242989B2 (en) Electrodesalination system and method
US20150166375A1 (en) Systems and methods for water treatment
EP2951334A1 (en) Rechargeable electrochemical cells
WO2016033319A1 (en) Electrochemically regenerated water decationization method and apparatus
TW200927272A (en) Low energy system and method of desalinating seawater
Tanaka Electro-deionization

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid