KR20150131053A - 막 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 막들, 막 모듈들, 및 그들의 응용들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 삼투압으로 구동되는 막 프로세스들에 사용하기 위한 막들 및 막 모듈들의 구조에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전반적으로 막들 및 막 모듈들에 관한 것이고 특히 막 모듈의 제조 및 배치와 그 들에 대한 사용에 관한 것이다.
본 출원은 2013년 3월 15일자로 출원된 미국 예비 특허 출원 제61/793,184호를 우선권 주장하며 그 이익을 향유하고; 그 전체 개시 내용은 그 전체로서 참조되어 본 명세서에 병합된다.
막-기반 유체 분리 시스템들(예를 들어, 삼투 및 투과증발(pervaporation))이 종래의 기술에서 전반적으로 공지된다. 전형적으로, 이러한 시스템들은 함께 배관 연결되는 많은 구성요소들을 포함하고, 이는 시스템들의 전체적인 크기 및 복잡성을 증가시킬 수 있다. 추가로, 다양한 구성요소들을 함께 배관 연결하는 것을 요구하며 이는 더 많은 구성요소들(예를 들어, 밸브들, 결합부들 등)에 대한 필요를 야기하며 그러한 시스템들의 추가적인 결점들(예를 들어, 추가적인 구성요소의 비용들 및 배관 누수들)을 야기한다.
또한, 그러한 종래의 시스템들은 단일 응용들(예를 들어, 단일 패스(single pass) 또는 유형의 프로세스)을 위해 배치되는 경향이 있다. 그래서 다수의 프로세스들이 수행될 필요가 있고 및/또는 단일 유형의 프로세스의 추가적인 스테이지들이 요구되는 경우에, 추가적인 구성요소 및 배관 연결이 요구되며, 시스템들의 크기 및 복잡성이 다시 가중된다. 특히, 다수의 모듈들이 특정 응용에 맞게 직렬로 및/또는 병렬로 배관 연결될 필요가 있고, 한번 제작되면, 예를 들어, 시스템의 요구 조건들의 변경을 수용하거나 결함을 보수하기 위하여 변경되는 것이 쉽지 않을 수 있다.
추가로, 앞서 언급된 유체 분리 시스템들/프로세스들에서 사용되는 막들은 전형적으로 다공성 지지 층 상에 배치되는 박막 배리어 층을 포함한다. 전통적으로, 막 층들은 특정 응용에 맞게 전통적인 프로세스들로 제조되어 왔다. 예를 들어, 미국 특허 제7,882,963호를 참조하며, 그 개시 내용은 그 전체로서 참조되어 본 명세서에 통합된다. 일반적으로, 막들은, 주기적인 세정이 아닌 한, 사용 상태(in service)가 되어 그 사용 수명 동안 그 요구되는 기능들을 수행한다. 다양한 변형들이, 예를 들어, 오염 저항성(fouling resistance)를 향상시키고 유동을 개선시키기 위하여 나노 입자들을 완성된 막의 층 내부로 통합시키는 것이 막들의 성능을 개선시키기 위해 이루어질 수 있으나; 다만, 단지 나노 입자들을 막 내부로 도입하는 것이 모든 응용에 대하여 전형적인 막의 성능을 자동으로 개선시키는 것은 아니다. 추가로, 정 삼투 막 모듈의 조립/배치 때문에, 다양한 막 층들이 손상될 위험 상태에 있을 수 있고, 여기서 손상은 막을 통과하는 다양한 용질들의 통로에 이루어질 수 있다. 따라서, 용액들에 대해 막들, 특히, 종래의 막들(예를 들어, 나노필터 또는 역 삼투 막들)에 비해 최적화를 위한 다른 요구 조건들을 갖고 상이하게 작동하는 정 삼투 막들의 성능을 개선시키려는 필요가 잔존한다.
전체적으로, 본 명세서에 기술된 막들 및 막 카트리지들/모듈들은 혼자 또는 조합되어 사용될 수 있고 둘러싸는 하우징 내부에 배치되거나 개방형 또는 폐쇄형 탱크 중 하나인 탱크 내에 잠길(submerged) 수 있다. 또한, 다양한 막들은 판(plate) 및 프레임으로 또는 나선형으로 감긴 구성들로 배열될 수 있다. 다양한 막 구성들의 예시들은 미국 등록 특허 제8,181,794호, 미국 특허 공개 제2011/0036774호, 및 PCT 공개 제WO2013/022945호 내에서 찾을 수 있고, 그 개시 내용들은 그 전체로서 참조되어 본 명세서에 통합된다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 다양한 막들은 다양한 삼투적으로 구동되는 막 시스템들/ 프로세스들 내에 통합될 수 있다. 삼투적으로 구동되는 막 프로세스들의 예시들은 미국 등록 특허 제6,391,205호 및 제7,560,029호; 및 미국 특허 공개 제2012/0067819호, 제2011/0203994호, 제2012/0273417호, 및 제2012/0267306호 내에 기술되고; 그 개시 내용들은 그 전체로서 참조되어 본 명세서에서 통합된다.
일 양태에서, 본 발명은 정 삼투 막 모듈에 관련된다. 정 삼투 막 모듈은 적어도 지지 층 및 그 상에 배치되는 배리어 층, 막 시트의 배리어 층에 인접하게 배치되는 제1 메쉬 스크린, 막 시트의 지지 층에 인접하게 배치되는 제2 메쉬 스크린, 및 제2 메쉬 스크린과 막 시트의 지지 층 사이에 배치된 보호 층을 포함한다. 보호 층은 제2 메쉬 스크린과 막 시트의 지지 층 사이의 접촉을 제거 또는 감소시킨다. 막 시트는 정 삼투 원리를 통해 용매를 통과시키도록 구성된다.
본 발명의 앞서의 양태의 다양한 실시예들에서, 보호 층은 실질적으로 배리어 층의 전체 표면 상부로 연장하며 약 1.5 밀(mils) 내지 약 20 밀(mils)의 두께를 갖는 부직포 층을 포함한다. 보호 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, "PET") 또는 유사한 재료로 제조될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 보호 층은 약 50 내지 약 100 g/m2의 평량(basis weight)를 갖고 및/또는 약 100 내지 약 1000 cfm/ft2의 프레이의 통기성(Frazier air permeability)을 갖는다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 제1 메쉬 스크린은, 90도의 스트랜드 방향(strand orientation) 및 인치 당 16 스트랜드의 스트랜드 간격으로, 약 0.020 인치의 두께를 갖고, 제2 메쉬 스크린은 90도의 스트랜드 방향 및 인치 당 18 스트랜드의 스트랜드 간격으로, 약 0.034 인치의 두께를 갖는다. 제1 메쉬 스크린, 제2 메쉬 스크린, 또는 보호 층 중 하나 또는 그 이상은, 막의 활성 영역에 간섭하지 않는 막 주변의 적은 양의 접착제와 같은 접착제를 통해 막 시트에 고정된다. 열 접착(heat sealing) 및/또는 소닉 용접(sonic welding)이 또한 고려된다. 다양한 실시예에서, 막 모듈은 나선형으로 감긴 막 조립체를 형성하도록 중앙 튜브 둘레를 둘러싸일 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 정 삼투 막 모듈 및 정 삼투 막 모듈을 적어도 부분적으로 둘러 싸는 하우징을 포함하는 막 조립체에 관련된다. 정 삼투 막 모듈은 적어도 지지 층 및 그 상에 배치된 배리어 층을 포함하는 막 시트, 막 시트의 상기 배리어 층에 인접하게 배치된 제1 메쉬 스크린, 상기 막 시트의 상기 지지 층에 인접하게 배치된 제2 메쉬 스크린; 및 상기 막 시트의 상기 막 지지 층과 상기 제2 메쉬 스크린 사이에 배치된 보호 층을 포함한다. 보호 층은 상기 막 시트의 상기 지지 층과 상기 제2 메쉬 스크린 사이의 접촉을 줄이거나 제거한다. 막 시트는 정 삼투 원리를 통해 용매가 통과하여 지나가도록 구성된다. 하우징은 유체 유입을 위한 수단 및 유체 배출을 위한 수단을 포함할 수 있다. 또한, 하우징은, 예를 들어, 나선형으로 감기거나 판과 뼈대 구조인 막 모듈을 완전히 둘러싸는 용기(vessel)일 수 있다. 대안적으로, 하우징은 막 모듈을 오직 부분적으로만 둘러싸도록 구성될 수 있거나 또는 잠김 응용(immersed application)에서 함께 사용되기 위해 모듈들을 지지하기 위한 골격(skeleton) 또는 프레임 워크(frame work)로 구성될 수 있다.
앞서의 양태의 다양한 실시예들에서, 상기 유체 유입을 위한 수단은 공급 용액을 상기 막 모듈의 일 측으로 도입하기 위한 제1 유입구 및 유도 용액을 상기 막 모듈의 반대 측으로 도입하기 위한 제2 유입구를 포함한다. 상기 유체 배출 수단은 농축된 공급 용액을 상기 막 모듈의 일 측으로부터 방출하기 위한 제1 배출구 및 희석된 유도 용액을 상기 막 모듈의 반대 측으로부터 방출하기 위한 제2 배출구를 포함한다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 하우징은 압력 용기이고 상기 막 모듈은 나선형으로 감긴 막 조립체를 형성하도록 중앙 튜브 주위를 둘러싼다. 대안적인 실시예에서, 막 모듈은 실질적으로 평탄한 구조를 갖고 판과 뼈대 구조로 조립된다.
다른 양태에서, 본 발명은 개선된 배제 특성을 갖는 정 삼투 막에 관련된다. 막은 실질적으로 평탄한 기판, 상기 실질적으로 평탄한 기판 상에 배치된 폴리머 지지 층, 및 상기 폴리머 지지 층 상에 배치되는 폴리머 배리어 층을 포함한다. 상기 배리어 층은 상기 배리어 층 내에 실질적으로 균일하게 분산되는 복수의 층상 이중 수산화물 나노 입자들을 포함한다. 일반적으로 문구 "균일하게 분산된"은 나노 입자들이 폴리머 지지 층 상에 고착되지(settled) 않은 상태에 있으나, 대신에 전반적으로 지지 층 및 배리어 층 사이의 접합부 위에 위치되어 있는 것을 나타내기 위해 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 계면 활성제(surfactant)는, 나노 입자들이 상단 또는 하단 층에서 층 형성(stratifying)되는 것을 방지하기 위해 나노 입자들을 갖는 제1 배쓰(bath)로 첨가될 수 있다.
앞서의 양태의 다양한 실시예들에서, 실질적으로 평탄한 기판은 폴리머 페이퍼(polymeric paper) 또는 다른 형태의 부직포 기판(non-woven substrate) 을 포함할 수 있다. 지지 층 및 배리어 층들은, 예를 들어, 계면 중합(interfacial polymerization) 또는 다른 적절한 수단을 통해, 막 조립체 상으로 적층될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 층상 이중 수산화물 나노 입자들은 Mg/Al-LDH인, 예를 들어, Mgn Aln -1(OH)2인 플레이크들을 포함한다. 나노 입자 플레이크들은 종축을 포함하고, 상기 종축은 상기 배리어 층에 대해 수평하게 또는 평행하게 지향된다(즉, 플레이크들은 본질적으로 배리어 층 내에서 "평탄하게(flat)" 놓인다). 다양한 실시예들에서, 상기 층상 이중 수산화물 나노 입자들은 약 1:1 내지 약 10:1의 비율의 마그네슘 및 알루미늄을 포함한다. 특정 실시예에서, 그 비율은 3:1이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 정 삼투 막을 제조하는 방법에 관련된다. 상기 방법은 실질적으로 평탄한 기판을 제공하는 단계, 상기 실질적으로 평탄한 기판 상으로 폴리머 지지 층을 주조(casting)하는 단계, 상기 폴리머 지지 층 상으로 폴리머 배리어 층을 주조하는 단계를 포함한다. 상기 배리어 층은 상기 배리어 층 내에 실질적으로 균일하게 분산된 복수의 층상 이중 수산화물 나노 입자들을 포함한다.
앞서의 양태의 다양한 실시예들에서, 상기 배리어 층을 주조하는 단계는, 상기 층상 이중 수산화물 나노 입자들을 제1 모노머를 포함하는 용매 배쓰(solvent bath) 내부로 도입하는 단계, 상기 실질적으로 평탄한 기판 및 지지 층을 상기 용매 배쓰로 도입하는 단계, 상기 실질적으로 평탄한 기판 및 상기 지지 층을 상기 층상 이중 수산화물 나노 입자들을 분산시키는 수단에 노출하는 단계, 상기 실질적으로 평탄한 기판 및 상기 지지 층을 제2 모노머를 포함하는 제2 배쓰로 도입하는 단계, 및 상기 배리어 층을 형성하도록 모노머들을 반응시키고 상기 배리어 층 내부의 제 위치에 배치하는 단계를 포함한다. 분산시키는 수단은 용매 배쓰를 지속형 또는 펄스형 박식으로 가해지는 초음파, 전자, 또는 열 에너지 필드에 노출시키는 것을 포함한다. 분산시키는 수단은 용매 배쓰에 막 기판으로 적용될 수 있고 지지 층은 그를 통과해 지나갈 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 분산시키는 수단은 막 기판에 직접 적용될 수 있고, 예를 들어, 그 것은 제1 배스로부터 제2 배쓰로 지나갈 수 있다.
추가적인 양태들에서, 본 발명은 본 명세서에 기술된 막 모듈들 중 임의의 것을 포함할 수 있는 정 삼투 분리 작동을 용이 하게 하는 정 삼투 막 시스템들 및/또는 방법들에 관련된다.
삼투 분리 프로세스들은 일반적으로 삼투압 차이를 기초로 반투과 막을 횡단하는 물의 유동을 생성하는 것에 연관된다. 막의 선택적인 배리어에 대해서 용질에 비해 물의 더 큰 침투성 때문에, 용질은 막에 의해 배제될 수 있고 다른 측 상에 남겨질 수 있다. 용질들은 불필요할 수 있고 이에 정수를 위한 막 분리를 통해 프로세스 스트림으로부터 제거될 수 있고, 또는 필요한 경우라면 막 분리 프로세스를 통해 농축 및 포집될 수 있다. 막들은, 이에 한정되는 것은 아니나, 담수화, 폐수 정화 및 재사용, FO 또는 PRO 생물반응기들(bioreactors), 다양한 액체 스트림의 탈수 또는 농축, 의약 및 식품 등급의 응용들 내의 농축, PRO 에너지 생성 및 삼투적 열 엔진을 통한 에너지 생성과 같은, 다양한 삼투적으로 구동되는 분리 프로세스들에서 사용될 수 있다.
전형적으로, 폴리머 막들은 보통 선택적 막을 위한 기계적 및 구조적 지지를 제공하는 다공성 지지 구조를 포함한다. 막들은 요구되는 응용에 따라 나선 감김형(spiral wound), 중공사형(hollow fiber), 튜브형 및 평판 시트형을 포함하는 다양한 형상들로 형성될 수 있다. 막 특성들은 이상적인 성능을 달성하기 위해 커스터마이징될(customized) 것 이고, 특정한 응용들 사이에서 변화될 것이다. 예를 들어, FO 및 PRO 응용에서, 분리 프로세스의 유효성은 막의 비틀림(tortuosity) 및 두께를 감소시킴으로써 향상될 수 있고, 이 때, 강도, 염 배제율, 및 투수 속성들 희생함이 없이 그 다공성 및 친수성을 증가시킨다.
선택적(즉, 배리어) 또는 다른 활성 층(active layer)은 막 제조 프로세스 동안 기판의 지지 재료에 적용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 반투과 층은 활성 층으로 적용될 수 있다. 반투과 층은 폴리머를 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, 반투과 층은, 폴리 아미드 우레아(polyamide urea), 블록 공중합체(block co-polymer), 또는 폴리 피페라진(polypiperazine)과 같은, 폴리아미드를 포함할 수 있다. 몇몇 비제한적인 실시예들에서, 폴리 설폰(polysulfone) 층이 이중층 기판의 PET 지지 층에 적용될 수 있다.
기판 재료는, 예를 들어, 디메틸 포름 아미드(demethylformamide)인 용매 내의 폴리머, 예를 들어, 폴리설폰의 용액에 작용하는 폴리머 응용 기기로 운반될 수 있다. 코팅 시, 기판은 퀀칭 배쓰(quenching bath)로 도입될 수 있고, 여기서 폴리머는 이중층 재료의 상부 층 내로 침지된다. 퀀칭 배쓰의 온도는 변화될 수 있고 막 결과물의 하나 또는 그 이상의 속성들에 영향을 미칠 수 있다. 적어도 몇몇 바람직한 비제한적 실시예들에서, 정 삼투 막들의 개선된 속성들은 100 °F 내지 110 °F 범위 내의 퀀칭 배쓰 온도에 연관될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 실시예들에 따르면, 기술된 박막 복합 막들 내의 선택적 배리어는, 지방족 또는 방향족 폴리 아미드, 방향족 폴리하이드라자이드(polyhydrazide), 폴리벤즈이미다졸론(poly-bensimidazolone), 폴리에피아민/아미드(polyepiamine/amide), 폴리에피아민/우레아(polyepiamine/urea), 폴리에틸렌이민/우레아(polyethyleneimine/urea), 술폰화 폴리푸란(sulfonated polyfurane), 폴리벤즈이미다졸(polybenzimidazole), 폴리피페라진 이소프탈아미드(polypiperazine isophtalamide), 폴리에테르(polyether), 폴리에테르-우레아(polyether-urea), 폴리에스터(polyester), 또는 폴리이미드 또는 그들의 공중합체(copolymer) 또는 그들 중 임의의 것들의 혼합물인, 반투과적 삼차원적 폴리머 네트워크일 수 있다. 특정 실시예들에서, 선택적 배리어는, 프탈로일(phthaloyl)(예를 들어, 이소프탈산(isophthaloyl) 또는 테라프탈산(terphtaloyl)) 할라이드(halide), 트리메실(trymesyl) 할라이드(halide), 또는 그들의 혼합물의 잔기와 같은 방향족 또는 비-방향족 폴리아미드일 수 있다. 다른 예시에서, 폴리아미드는 디아미노벤젠(diaminobenzene), 트리아미노벤젠(triaminobenzene), 폴리에테르이민(polyetherimine), 피페라진(piperazine) 또는 폴리-피페라진의 잔기(residues) 또는 트리메조일 할라이드(trimesoyl halide)의 잔기 및 디아미노벤젠(diaminobenzene)의 잔기일 수 있다. 선택적인 배리어는 또한 트리메조일 클로라이드(trimesoyl chloride) 및 m-페닐렌디아민(m-phenylenediamine)의 잔기를 포함할 수 있다. 또한, 선택적 배리어는 트리메조일 클로라이드 및 m-페닐렌디아민의 반응 생성물일 수 있다.
하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 선택적 배리어는, 전반적으로 전체 막 두께가 최소화될 때, 요구되는 염 배제 및 투수 속성들이 발현되기에 알맞은 두께에 의해 특징지어질 수 있다. 특정 실시예들에서, 선택적 배리어는 약 50nm 내지 약 200nm의 평균 두께를 가질 수 있다. 배리어 층의 두께는 가능한 제한되나, 또한 코팅 표면 내의 결함을 방지하기에 충분한 정도로 두꺼울 것이 요구된다. 압력 구동되는 반 투과 막들을 위한 폴리아미드 막 형성의 실습(practice)은 적절한 배리어 막 두께의 선택에 대한 정보를 알려줄 수 있다. 선택적 배리어는 중합, 예를 들어, 계면 중합을 통해 다공성 지지부의 표면상에 형성될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 다공성 지지부들로 사용하기에 적합할 수 있는 폴리머들은 폴리술폰(polysolfone), 폴리에테르술폰(polyehersulfone), 폴리(에테르 술폰 케톤)(ether sulfone ketone), 폴리(에테르 에틸 케톤)(ether ethyl ketone), 폴리(프탈라지오네 에테르 술폰 케톤)(phthalazione ether sulfone ketone), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리(비닐 플루오라이드)(vinyl fluoride), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 셀룰로오스 디아세테이트(cellulose diacetate), 및 셀룰로오스 트리아세테이트 폴리아클리로니트릴(cellulose triacetate polyacrylonitrile)을 포함한다.
하나 또는 그 이상의 실시예들에 따르면, 전체적인 막 두께를 전반적으로 최소화할 때, 지지 층은 지지 및 구조적 안정성을 제조 및 사용 동안 막에 제공하기에 적합한 두께를 갖는 것에 의해 특징지어질 수 있다. 특정 실시예들에서, 폴리머 지지부는 약 10 μm 내지 약 75 μm의 평균 두께를 가질 수 있다. 지지부가, 배리어 층의 계면 중합을 위한 지지 표면의 품질을 손상시킴없이 가능한 얇게 되는 것이 전반적으로 요구된다. 지지 층이 더 완만할(smoother) 수록 더 얇아지는 지지 재료의 두께는 이러한 기준에 대해 전반적으로 요구된다. 적어도 몇몇 바람직한 실시예들에서, 이러한 층은 약 40 μm 보다 작다. 특정 실시예들에서, 다공성 지지부는 복수의 제1 기공들을 갖는 제1 측(활성 측), 및 복수의 제2 기공들을 갖는 제2 측(지지 측)을 포함한다. 특정 실시예들에서, 복수의 제1 기공들 및 복수의 제2 기공들은 서로에 대하여 유체 연통식으로 연결된다. 일 실시예에서, 폴리머 첨가제들은 다공성 지지부 내에서 분산된다. 첨가제들은 친수성, 강도 또는 다른 요구되는 속성들을 증가시킬 수 있다.
요구되는 정도의 가교 결합(cross-linking)이 활성 층 내에서 달성될 수 있어, 막의 배리어 특성들을 개선시킬 수 있다. 폴리아미드 층에서 가교 결합을 유도하는 것은 일반적으로 염 배제 및 전체적인 성능을 증가시키는 것을 요구할수 있다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 가교 결합은 친수성 물질들이 그 성능이 감소되지 않으면서, 제조 및 처리 공정을 통틀어 젖은 상태(wet state)를 유지하는 것과 같은 방식으로 달성된다. 몇몇 실시예들에서, 온수 어닐링(hot water annealing)이 가교 결합을 용이하게 하기 위하여 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 열 처리가, 활성 층 적층 또는 형성 공정 이후 또는 그 동안, 막 제조 공정의 하나 또는 그 이상의 침지(immersion) 단계들에서 이루어질 수 있다. 다른 실시예들에서, 화학적 처리가 이용될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 오븐 건조와 같은, 열 건조가 이용되지 않는다. 몇몇 그러한 실시예들에서, 막들은 물 내에 침지되어 쉽게 다시 젖을 것이고, 몇몇 실시예들에서, 그 것들은 물과 함께 습윤제(wetting agent)에 노출되어 다시 젖을 것이고, 이로써 그 것들은 사용 준비 중일 때 실질적으로 젖은 상태가 될 것이다. 몇몇 실시예들에서, 막들은 적어도 99% 또는 그 이상의 염 배제율을 갖는 것으로서 특징지어질 수 있다. 정삼 투 막들은 전체적으로 비교적 얇을 수 있고 높은 다공성(high porosity), 낮은 만곡성(low tortuosity), 및 높은 습윤성(high wettability)에 의해 특징지어 질 수 있다. 막들은, 삼투적으로 구동되는 물 정수 및 여과, 해수의 담수화, 오염된 수성 폐기물 스트림(contaiminated aqueous wast streams)의 정화, 다양한 수성 스트림들의 분리, 삼투 전력 생산 등을 포함하는 다양한 응용들에서 사용될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 스트레인에 의한 변형에 대해 폴리머 저항을 주로 제공하도록 요구되는 재료의 주위 또는 그 상에 코팅되는 폴리머의 상 반전(phase inversion)이 막 지지부를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 많이 개방되며 얇은 직포(woven) 또는 부직포(non-woven) 재료가 그 하부가 아닌 곳에서 폴리머에 의해 둘러싸일 수 있다. 배제 폴리머(rejecting polymer)의 계면 중합은 이후 이러한 지지 구조 상에서 이루어질 수 있다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따르면, 정 삼투 막은 직포 또는 부직포 상의 친수성 상 반전(hydrophilic phase inversion) 막 일 수 있다. 친수성 재료는 몇몇 비제한적인 실시예들에서, 홀로 또는 다른 모노머들과 혼합되는 PAN일 수 있다. 그 포층(fabric layer)은 임의의 요구되는 두께를 가질 수 있다. 몇몇 비제한적인 실시예들에서, 그 포(fabric)는 두께가 약 25 마이크로미터일 수 있다. 정삼투 막은 추가로 그 표면 상의 폴리아미드 계면 중합에 의해 특징지어질 수 있다. 폴리아미드 활성 층은 임의의 요구되는 두께를 갖는 막을 생성하도록 적용될 수 있다. 몇몇 비제한적인 실시예들에서, 막은 약 25 마이크로미터 두께를 가질 수 있다. 정삼투 막의 활성 층은 유도 용질들의 배제를 향상시키기 위해 변경될 수 있다. 지지 필름은 부직포 일 수 있고 임의의 재료로 제조될 수 있으나, 얇음, 높은 다공성, 낮은 만곡성, 및 친수성이 전반적으로 요구된다. 지지 필름의 두께는 변화될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 지지 필름은 약 100 마이크로미터 이하일 수 있고, 약 80 마이크로미터 이하일 수 있고, 약 50 마이크로 미터 이하일 수 있고, 또는 더 얇을 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 다공성 폴리에스터 부직포 지지 필름이 기판으로 사용될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 실시예들에 따르면, 정 삼투 막은 처음에 지지 층을 생성함으로써 형성될 수 있다. 몇몇 비제한적인 실시예들에서, 약 30 마이크로미터 이하의 얇은 직물 배면 층(thin fabric backing layer)은 디메틸포름아미디(dimethylformamide) 내에서 약 10% 내지 약 20%, 바람직하게 약 12% 내지 16%, 및 더 바람직하게 약 13.5% 내지 15% 폴리술폰 용액에 의해 코팅될 수 있다. 폴리술폰의 더 낮은 농축은 플럭스(flux)를 포함한 정삼투 막의 특성을 추가로 개선시키기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 폴리술폰 코팅의 양은 확산에 대한 지지 층의 영향을 최소화하기 위하여 전체적으로 약 16g/m2 보다 작을 수 있다. 생성되는 지지 층 전구체(precursor)는 이후 폴리머의 상 반전을 야기하는 상온의 물 내에 침지될 수 있다. 90 °F 이상의 온도 내의 침지는 지지 층의 기공 크기 특성들(pore size characteristics)을 개선시키기 위하여 사용될 수 있다. 이는 롤링(rolling) 및 취급을 위한 폴리머 강도를 제공하는 내장된 그물 구조를 갖는 얇은, 미세 다공성인, 개방 지지 구조를 생성할 수 있다. 활성 층은 이후 지지 구조에 적용될 수 있다. 이러한 활성 층을 갖는 지지 구조의 코팅의 하나의 예시는 폴리아미드 또는 다른 활성 재료를 포함하는 용액 내의 지지부의 침지일 수 있다. 일 실시예에서, 지지 구조는 상온 수 내의 1-3 페닐렌디아민(1-3 phenylenediamine)의 3.4% 용액 내에 침지될 수 있다. 용액의 농축은 적용되는 활성 층의 요구 특성을 기초로 변화될 수 있다. 침지의 기간도 또한 변화될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 기간은 약 5분 이하일 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 침지의 기간은 약 2분일 수 있다. 막의 표면으로부터 초과적인 용액(excess solution)은, 예를 들어, 롤러 또는 에어 나이프(air knife)로 제거될 수 있다.
막은 이후 수상(aqueous phase)인 디아민 및, 예를 들어, 비-수상(non-aqueous phase)인 산 염화물(acid chloride)의, 그 상들을 만족하는 지지 재료의 표면 상에서의, 혼합에 의해 폴리아미드 배제 층의 중합을 유도하도록 다른 용액에 잠깐 침지될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 막은 약 2 분동안 용액에 침지될 수 있다. 일 실시예에서, 상온에서 아이소파 RTM C 또는 G 내 98% 3, 5벤젠트리카보닐트리클로라이드(benzenetricarbonyltrichloride )의 0.15% 용액이 사용될 수 있다. 막은 이후 제거될 수 있고 아이소 RTM이, 예를 들어 약 5분 이하의 시간 동안 막으로부터 증발될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 증발 단계의 기간은 약 2분일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 침지(immsersion)는 딥 코팅 공정(dip coating process)의 형태를 취할 수 있고, 예컨대 실질적으로 오직 막의 표면만이 용액에 접촉되는 것일 수 있다. 다른 실시예들에서, 전체 막이 배쓰 내에 잠길 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 기술들의 조합, 예컨대 순차적인 상이한 침지 단계들이 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 막의 열 처리가 다른 목적으로 의도되는 임의의 또는 몇몇 침지 단계들, 예컨대 활성 층 중합 또는 증착 단계 동안 또는 그 이후에서 이루어질 수 있다.
본 명세서에서 기술된 본 발명의 이점들 및 특징들과 함께, 이러한 및 다른 목적들은 후술하는 상세한 설명 및 첨부된 도면들을 참조하여 분명해질 것이다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 다양한 실시예들의 특징들은 상호 배타적인 것이 아니며 다양한 조합들 및 치환들이 존재할 수 있는 것으로 이해된다.
도면에서, 유사한 참조 번호는 일반적으로 다른 측면에서의 동일한 부분을 참조한다. 또한, 도면은 스케일링 되지 않고, 본 발명의 원리를 설명하기 위해 강조될 수 있고, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니다. 명확성을 위해, 모든 도면의 모든 구성 요소가 참조 번호로 라벨링되어 있지는 않다. 후술하는 상세한 설명에서, 본 발명의 다양한 실시예들은 다음 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 막 모듈 조립체의 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 막 모듈의 부분 단면에 대한 배면도 및 측면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 막 프레임들의 계략도이다.
도 4는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 막 모듈 배열의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 막 모듈의 개략적인 평면도이다.
도 5a는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 도 5의 모듈의 A-A라인을 따른 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 도 5의 모듈의 A-A라인에 따른 대안적인 단면도이다.
도 5c는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 도 5의 모듈의 A-A라인에 따른 다른 대안적인 단면도이다.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 대안적인 막 모듈 구조의 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 대안적인 막 모듈의 개략적인 평면도이다.
도 8은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 다른 대안적인 막 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 8a은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 도 8의 A-A라인을 따른 부분 단면도이다.
도 9는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 대안적인 막 모듈의 개략적인 평면도이다.
도 10은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 그 안에 막 모듈을 구비하는 공급 탱크의 부분 단면도이다.
도 11a는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 막 모듈을 형성할 수 있는 층들의 배치의 부분 분해도이다.
도 11b는 도 11a의 막 층 배치의 부분 단면도이다.
도 12는 예시적인 층상 이중 수산화물 나노 입자들의 도해적인 표현도이다.
도 13a 및 13b는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 통합된 나노 입자들을 갖거나 갖지 않는 막들의 SEM 영상이다.
도 14a 내지 도 14b는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 막 배리어 및 지지 층들의 확대된, 부분 단면도이다.
도 15는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 막 제조 공정의 일부의 개략도이다.
도 1은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 막 모듈 조립체의 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 막 모듈의 부분 단면에 대한 배면도 및 측면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 막 프레임들의 계략도이다.
도 4는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 막 모듈 배열의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 막 모듈의 개략적인 평면도이다.
도 5a는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 도 5의 모듈의 A-A라인을 따른 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 도 5의 모듈의 A-A라인에 따른 대안적인 단면도이다.
도 5c는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 도 5의 모듈의 A-A라인에 따른 다른 대안적인 단면도이다.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 대안적인 막 모듈 구조의 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 대안적인 막 모듈의 개략적인 평면도이다.
도 8은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 다른 대안적인 막 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 8a은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 도 8의 A-A라인을 따른 부분 단면도이다.
도 9는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 대안적인 막 모듈의 개략적인 평면도이다.
도 10은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 그 안에 막 모듈을 구비하는 공급 탱크의 부분 단면도이다.
도 11a는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 막 모듈을 형성할 수 있는 층들의 배치의 부분 분해도이다.
도 11b는 도 11a의 막 층 배치의 부분 단면도이다.
도 12는 예시적인 층상 이중 수산화물 나노 입자들의 도해적인 표현도이다.
도 13a 및 13b는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 통합된 나노 입자들을 갖거나 갖지 않는 막들의 SEM 영상이다.
도 14a 내지 도 14b는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 막 배리어 및 지지 층들의 확대된, 부분 단면도이다.
도 15는 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 막 제조 공정의 일부의 개략도이다.
도 1은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예에 따른 막 모듈(10)의 사시도를 도시한다. 모듈(10)은 판 및 프레임 형태의 배치를 가지며 하우징(16) 및 그 안에 배치된 복수의 막 플레이트(12, 14)를 포함한다. 모듈을 통과하는 복수의 스트림들의 유동을 지향시키는 임의의 주어진 모듈 내에 포함되는 두 개 또는 그 이상의 상이한 막 플레이트 구성들이 있을 수 있으나, 막 플레이트들이 또한 모듈의 사용에 따라 상이한 기능들을 수행하도록 상이한 타입일 수 있음을 유념해야 한다. 예를 들어, 모듈들은 삼투 막들, 증기 접촉 막들(vapor contact membranes), 및 열 교환 막들(heat exchange membranes)을 포함할 수 있다. 추가로, 막 플레이트들은, 예를 들어, 모듈이 온전히 정삼투를 위해 구성된 곳에서 모두 동일할 수 있다. 일 실시예에서, 하우징(16)은 중앙 몸체(15) 및 몸체(15)의 각 단부에 배치된 격벽(bulkhead)(17)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(16)은 실질적으로 직사각형 형상을 가지나; 다른 형상들, 예를 들어, 일반적인 가압 용기에 유사한 돔 격벽을 갖는 원통형(cylindrical with domed bulkheads)도 본 발명의 범주 내에서 착안 및 고려된다. 몸체(15) 및 격벽(17)은 임의의 알려진 기계적 수단, 예를 들어, 용접, 나사 결합 또는 플랜지 연결들을 통해 조립될 수 있다. 나사산 연결의 경우에, 격벽들(17)은 막 스택(membrane stack) 상 유지 보수(maintenance)를 수행하기 위하여(예를 들어, 개별적인 막 플레이트를 교체하기 위하여) 또는 대안적인 포팅 배열(alternative porting arrangement)를 갖는 대체 격벽(alternative bulkhead)에 교체되기 위하여 몸체(15)로부터 제거될 수 있다.
막 플레이트들(12, 14)은, 이하에서 논의되는 바와 같은, 상보적인 형상들 및 유동 경로들을 포함하고, 및 미리 결정된 유동 경로들을 따르는 상이한 프로세스 스트림들을 지향시키기 위하여 교번 방식(alternating fashion)으로 배열된다. 격벽들(17) 및 몸체(15)는 다양한 유동들에 대해 유입구들 및 배출구들을 제공하는 복수의 포트들(ports)(22, 23)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 모듈(10)은 제1 프로세스 스트림을 위한 유입구(22a) 및 배출구(22b) 및 제2 프로세스 스트림을 위한 유입구(23a) 및 배출구(23b)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 유입구들(22a, 23a) 및 배출구들(22b, 23b)은 모듈(10)의 동일한 일반 단부 내에 위치되어, 프로세스 스트림들은 동일한 방향으로 유동될 수 있고; 다만, 각 스트림에 대한 유입구들/배출구들의 위치는 두 스트림들 사이의 역류(counter flow)를 제공하도록 반전될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 몸체(15) 및/또는 격벽들(17)은, 유지 보수 목적을 위하여(예를 들어, 공기 또는 세정 용액을 도입함) 추가적인 프로세스 스트림들을 수용하기 위하여 추가의 포트들을 포함할 수 있다. 포트들은, 예를 들어, 나사산 결합되거나, 플랜지 결합되거나, 빠른 분리형 피팅(fittings)를 갖는 피팅 결합(fitted)될 수 있다.
도 2a는 막 플레이트 배치를 도시하기 위해 제거된 하나의 격벽(17)의 일부와 함께 도 1의 막 모듈(10)의 단면도를 도시한다. 도 2b는 막 모듈(10)의 부분측면도를 단면으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 모듈(10)은 각각이 직접 또는 단부 플레이트들(24, 26)을 통해 하우징 내에서 고정되는 교번 배치된 막 플레이트들(12,14)을 포함한다. 도시된 막 모듈(10)은 두 개의 내부 단부 플레이트들(26) 및 두 개의 외부 단부 플레이트들(24)를 포함하고, 이들은 그 들의 원주의 둘레에서 하우징(16) 및/또는 격벽들(17)에 밀봉된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 내부 단부 플레이트들(26)은 하우징(16)의 몸체(15)의 단부 개구들(19)에 밀봉될 수 있고 다양한 막 플레이트들(12, 14)가 관통하여 지나가는 개구들을 포함한다. 막 플레이트들은 (예를 들어, 용접 또는 다른 기계적 수단을 통해) 밀봉되고 이에 기체 또는 액체(예를 들어, 수용액 또는 비수용액)은 몸체(15) 및/또는 격벽들(17) 내의 포트들 및 막 플레이트 포팅(membrane plate porting)에 의해 결정되는 바와 같은 특정한 막 플레이트들 사이로만 유동할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 외부 단부 플레이트들(24)은 격벽들(17) 내에 배치될 수 있고 그 들의 주변 둘레에서 그 안에 밀봉될 수 있다. 외부 단부 플레이트들(24)은 또한 막 플레이트들이 관통하여 지나는 것을 가능케 하는 개구들을 포함할 수 있다. 막 플레이트들은 또한 외부 단부 플레이트들(24)를 밀봉식으로 결합하여 격벽들(17) 내의 포팅 및 막 플레이트 포팅을 기초로 특정한 막 플레이트들 사이의 액체 또는 가스의 유동을 지향시킨다. 대안적인 실시예들에서, 추가적인 단부 플레이트들이 추가적인 포트들에 연관되어 막 모듈(10)을 통과하는 두 개 이상의 상이한 유동들을 지향하도록 사용될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 실시예들에 따르면, 막들은 플랫 시트(flat sheet) 정삼투 막 모듈 외관(200)으로 구성된다. 플랫 시트 막 주머니(flat sheet membrane envelope)는 막 주머니 안에서 유도 용액 유동을 용이하게 할 수 있다. 막 시트(201)는 도 3a에 도시된 바와 같은 구조적 지지를 제공하는 두 개의 플라스틱 프레임들(203) 사이에서 접착될 수 있다. 대안적으로, 막들은 프레임들에 직접 가열 밀봉될 수 있다. 두 개의 막 프레임들은 도 3b에 도시된 바와 같이 하나의 막 주머니 내부로 결합될 수 있다. 프레임들(203)은, 도 3c에 도시된 바와 같이, 일 열의 오리피스들(205)가 프레임(203)의 맞은편 단면들에서 생성되어 주머니 내에서 유도 용액의 균일한 분산 및 수집을 용이케 하도록 설계될 수 있다.
적어도 몇몇 실시예들에서, 유도 용액은, 막을 가로지르는 물의 운송에 의해 주머니를 관통하여 유동함으로써, 부피가 실질적으로 증가할 수 있다. 그러한 유동 구성으로, 모듈(200)을 통과하는 유도 용액의 속도는 부피가 증가하는 만큼 증가할 수 있고, 이는 압력 저하 및 요구 펌핑 에너지의 증가로 이어진다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따르면, 상대적으로 일정한 유도 용액 속도는 모듈(200)의 유입구로부터 모듈(200)의 배출구까지 부피가 증가함으로써 유리하게 유지될 수 있다. 대안적으로, 도 3d에 도시된 바와 같이, 모듈(200)은 그 내부 용적에 대해 비대칭일 수 있고, 예를 들어, 높은 용적 유동에 대해 하부가 두꺼울 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 모듈은 어느 정도 유연할 수 있다.
하나 또는 그 이상의 실시예들에 따르면, 막 주머니들은 복수의 주머니들로 구성되는 모듈로 구성될 수 있다. 주머니들의 마지막 공간 및 모듈의 치수들은 제품 개발 동안 결정될 수 있다. 예를 들어, 하나의 비-제한적인 실시예들에서, 모듈 폭의 인치당 세 개의 주머니들은 단위 부피 당 추정 막 영역을 위해 사용될 수 있다. 도 4에 대하여, 복수의 모듈들(200)은, 물 및 유도 용액 모두의 수직 유동을 가능케 하도록 설계된 각 모듈 사이의 플라스틱 지지대를 구비하여, 스택 조립체(stack assembly) 내부로 수직으로 배열될 수 있다. 전반적인 개별 모듈 및 스택 치수들은 조립 및 해체 및/또는 막 탱크로부터의 제거 중 취급 용이성을 포함하는 인자들을 기초로 결정될 수 있다. 모듈들, 공간들, 및 스택들은 공급 및 유도 용액 유압 특성들을 유지하도록 설계될 수 있다.
도 5는 프레임(303) 및 하나 또는 그 이상의 막 시트들(301)로 형성된 막 모듈(300)의 다른 실시예를 도시한다. 프레임은 직사각형으로 도시되나, 특정 응용에 맞추어 임의의 형상 또는 형상들의 조합이 될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 프레임은 폴리카보네이트로 제조되며; 다만, 다른 폴리머들(예를 들어, PVC, PS, 또는 PET) 또는 다양한 금속들이 특정 응용(예를 들어, 재료 호환성)에 맞게 선택될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 정사각형 튜브 또는 C형상 채널들이 사용되나, 적절한 두께인 열성형 플레이트들이 사용될 수 있다. 프레임(303)은 또한용액, 예를 들어, 막 시트들의 침투측(들)에 노출되는 유도 용액의 도입 및 제거를 위해 두 개의 포트들(305a, 305b)(예를 들어, 유입구 및 배출구)를 포함한다. 대안적인 실시예들에서, 포트들(305)은 하나 또는 그 이상의 포트들을 포함하는 매니폴드 배치들일 수 있고 프레임(303)의 상부, 하부, 또는 측부들의 일부 또는 전부를 따라 연장할 수(또는 그 내에서 형성될 수) 있다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c는 몇몇 가능한 프레임 및 막 배치들의 단면을 도시한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 프레임(303)은 전체적으로 정사각형인, C-형 단면을 가지고 프레임(303)을 형성하도록 용접되거나 아니면 함께 결합되는 네 개의 절편들(four pieces)(상부,하부, 및 두 측부들)을 포함한다. 스페이서(307)(전형적으로 스크린)가 프레임 내를 차지하며 이는 프레임(303)에 접착(bonding)(예를 들어, 용접 또는 점착제(adhesive)) 또는 기계적인 체결구들을 통해 고정될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 스페이서(307)는 프레임(303) 내에서 자유롭게 부유(free floating)하고 및/또는 모듈/카트리지의 조립 동안 프레임 내부로 미끄럼 이동될 수 있다
도 5a에 또한 도시된 바와 같이, 모듈(300)은 프레임(303)의 각 측부에 부착된 두 개의 막 시트들(301)을 포함한다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 막(301)은, 소닉 용접(sonic welding)에 의해 막을 프레임에 열적 접착함으로써 프레임(303)에 고정된다. 대안적으로, 막 시트(301)의 전체 둘레(311)가 프레임(303)에 밀봉된 동안에, 막(301)은 용매 접착(solvent bonding), 점착제(adhesive), 또는 기계적인 체결 수단(예를 전체 들어, 추가적 프레임 및 체결구들)을 통해 부착될 수 있다. 통상적으로, 막 시트들(301)은 동일한 측면들이 프레임(303)의 내부를 향할 수 있게 지향될 것이다. 예를 들어, 만일 유도 용액이 모듈(300)의 내부를 통해 지향된다면, 막들(301)의 침투 측부들은 내부를 향할 것이다. 추가적인 실시예들에서, 프레임/모듈은, 모듈(300)을 추가적인 모듈들, 하우징, 및/또는 탱크(예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같은 개방 공급 용액 탱크)를 고정 및/또는 인터페이싱(interfacing)하기 위한 모듈(300) 및/또는 부착 수단(723, 도 10참조)을 통해 유동하는 용액의 화합물을 모니터링 및/또는 조절하기 위한 샘플 포트들(sample ports)(315)을 포함할 수 있다.
도 5b는 도 5a의 모듈(300)과 유사한 모듈(300')을 도시하나; 다만, 프레임(303') 및 스페이서(307')는, 예를 들어, 가공(machining), 3D 프린팅, 사출, 또는 이들의 조합들을 통해 합편(integral piece)으로 형성된다. 추가적인 층들은 본 명세서에 기술된 스페이서들(307) 및 막들(301) 중 임의의 것들 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 5b에 도시된 바와 같이, 모듈(300')은 스페이서(307') 및 각 막(301') 사이에 배치된 보호층(313')을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 보호층(313')은 프레임(303) 내에서 고정 유지되고, 다른 실시예들에서, 층(313')은 프레임(303')에 막(301)과 함께 고정된다. 하나 이상의 실시예에서, 막(301') 및 보호층(313')은 프레임(303)에 동시에 소닉 용접된다. 보호층들에 대한 추가적인 세부 사항들은 도 11a 및 도 11b를 참조하여 이하에서 제공된다.
몇몇 실시예들에서, 결합된 프레임(303') 및 스페이서(307')는 용융 플라스틱을 소프트 메쉬 스크린(soft mesh screen)(즉, 스페이서)의 둘레 내부로 합체(예를 들어, 사출 성형을 통해)함으로써 형성될 수 있고, 여기서 경화된 플라스틱이 프레임(303')을 형성할 것이며 막 시트가 그에 (예를 들어, 소닉 용접 도는 가열 밀봉에 의해) 고정될 정도로 충분히 단단할 것이다. 경화된 플라스틱은 또한 추가적인 플레이트들 또는 막 조립체들과의 인터페이싱을 가능케 할 것이고 전체 조립체에 강성(rigidity)을 제공할 것이다. 추가적으로, 용융 플라스틱은 메쉬 스크린에 작용할 수 있고 또한 유동 채널들, 매니폴드들, 및 본 명세서의 다른 곳에서 설명되는 다수의 플레이트들, 매니폴드들, 포트들 등을 교체할 수 있는 포트들을 형성하는 필요에 따라 성형될 수 있다.
도 5c는 도 5a의 모듈과 유사한 또 다른 모듈(300")을 도시한다. 그러나, 이러한 실시예에서, 프레임(303")은, 예를 들어, 용접 또는 기계적 수단(예를 들어, 체결구들 또는 개스킷(gasket)을 가지고 또는 개스킷 없이 프레임의 절반들(303a,303b) 사이의 스냅 결합(snap fit)을 가능케 하는 것에 상응하는 구조)을 통해 함게 결합되는 두 개의 개별 프레임들(303a, 303b)로 제조된다. 다른 모듈들(300, 300')과 같이, 막들(301")은 용접 또는 다른 수단들을 통해 프레임(303")에 부착될 수 있고, 샘플 포트들(315") 및/또는 보호층들(313")을 포함한다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 프레임(303")은 대칭형이다.
도 6a 내지 도 6e는 대안적인 막 모듈(400) 구조들을 도시한다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 프레임(403)은 두 개의 비대칭 절편들(asymmetrical pieces)(403a, 403b)로 형성된다. 프레임의 절반(403a)은 앞서 기술된 것과 유사하고, 이러한 실시예에서, 고체 플레이트(solid plate)의 절편들로 이루어진다. 고체 프레임의 일 장점은 프레임의 일부가, 도 6 f 및 도 6g에 도시된 바와 같이, 모듈의 내부 공간에 대수의 포트들을 공급하도록 포트들 및 매니폴드에 천공(drill) 될 수 있다는 점이다. 프레임은 플레이트의 제2, 박편(thinner piece)(403b)를 포함하고, 이는 프레임(403a) 에 비해 더 넓고(wider), 이로써, 스페이서(407)를 고정 유지하도록 배리어를 형성한다. 비록 프레임(403b)가 일 측부 상에만 도시되었으나, 모듈(400)은 프레임(403a)의 반대 면 상에 추가적인 프레임(403b)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들은 또한 도 5b를 참조하여 앞서 기술된 선택적인 보호층을 포함할 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 프레임의 절반들(403a, 403b)는 도 5c를 참조하여 앞서 기술된 바와 같이 함께 결합되고, 막 시트들(401)은 또한 앞서 논의된 바와 같이 프레임(403)에 부착될 수 있다. 추가적으로, 프레의 절반(403a, 403b)들은 앞서 도 5b를 참조하여 설명된 바와 같이 통합 스페이서를 포함할 수 있다.
도 6b의 모듈(400)은 도 6a의 모듈과 유사하나; 다만, 프레임의 절반(403b)은 막(401)의 외부 상에 배치되며 프레임의 절반들(403a, 403b)가 함께 결합된 이후에 막(401)을 프레임(403)에 고정하도록 작용한다. 예를 들어, 두 개의 프레임의 절반들(403a, 403b) 및 막은 모두 프레임의 절반들 사이에서 보호되는 막과 함께 용접될 수 있다. 이러한 실시예에서, 모듈의 하나 이상의 면 상의 막(401)은 프레임(403)에 의해 포위된다(captured). 대안적으로, 프레임(403)은, 모듈(400) 의 각 면들 상의 막(401)을 포위하도록 세 개의 절편들을 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 프레임의 절반(403b)은, 인터페이스로 또는 아니면 다수의 모듈들(400)을 서로에 대해 또는 하우징에 고정하도록 사용될 수 있는 적어도 그 외부 면 상의 구조를 포함할 수 있다.
도 6e의 모듈(400)은 도 6 b의 모듈과 유사하나; 다만, 프레임의 절반(403b)은 막(401) 및 보호층(414)의 더 나은 수용 및 고정을 위하여 침강부(417)을 포함한다. 도시되지 않았으나, 모듈(400)은 프레임(403a)의 반대 면상에 동일한 구조를 포함할 수 있다.
도 6c 및 6d는 모듈들(400)을 도시하고, 여기서 막 시트들(401) 및 보호층들(413)은 평면상에 배치되고 프레임(403)에 공동 부착(co-attached)된다. 도 6c에서, 프레임(403)은 보호층(413) 및/또는 임의의 추가적인 층들/스페이서들을 수용하기 위하여 그 외부면 상의 침강부(417)를 가진다. 다시, 모듈들(400)은 프레임(403)의 반대면 상의 동일한 구조를 포함할 수 있다.
도 6f는 프레임(403)의 일부(예를 들어, 상부 헤더)의 확대 단면도이고, 다만 이 프레임은 본 명세서에 기술된 임의의 프레임들일 수 있다. 통로(passageway)(441)는 프레임 헤더(403-1)을 통해 천공되고, 그 단부는 포트들(405) 중 하나 이상을 형성하도록 나사산이 형성될 수 있다. 추가적인 통로들(443)이 메인 통로(441) 에 교차하며 통로/포트들 및 모듈의 내부 사이의 유체 연통을 제공하도록 천공될 수 있다. 도 6g는 대안적인 헤더(403-1)을 도시하며, 여기서 두 개의 통로들(441a, 441b)가 각각의 단부로부터 천공되고, 다만 그들은 교차하는 것은 아니다. 각각의 통로(441a, 441b)를 모듈의 내부의 부분들에 연결하는 일련의 추가적인 통로들(443a, 443b)이 있을 수 있다. 이러한 구성은 도 7에 도시된 바와 같은 모듈 배치에 대해 유입구 및 배출구를 제공하도록 사용될 수 있다.
도 7은 대안적인 막 모듈(500)을 도시하고, 여기서 포트들(505a, 505b)은 프레임(503)의 동일한 측부/면 상에 위치된다. 이 경우, 포트들(505a, 505b)은 프레임(503)의 상부 헤더 상에 위치되나; 다만, 포트들은, 예를 들어, 대안적으로 도시된 바와 같은 상부 헤더의 인근 측부 상의 특정 응용을 수용하기 위한 임의의 표면 상에 위치될 수 있다. 또한, 모듈(500)은, 모듈(500)을 통과하는 용액의 유동을 제어하기 위하여 막(501)을 따라 수직으로 이어지는 하나 이상의 접착층(glue line)또는 시임(seam)(519)(또는 다른 구조)를 포함한다. 이 경우, 시임은 막(501) 상에서 중앙에 위치된다. 시임(들)(519)의 개수, 위치, 및 방향 및 포트들(505a, 505b)의 개수 및 위치는 특정 응용에 맞게 조정될 것이다. 예를 들어, 만약 포트들(505a, 505b)이 중앙 근처에서 프레임의 측부 상에 위치되었다면, 시임(519)은 수평으로 지향될 수 있다. 또한, 추가적인 시임(519)가 모듈(500)의 용액의 체류 시간(dwell time)을 연장하기 위해 사용될 수 있다.
도 8 및 도 8a는 다른 대안적인 모듈(600)을 도시하고, 이는 복수의 프레임들(603) 및 단일의, 연속적인 막 시트(601)을 사용한다. 프레임(603)은 앞서 기술된 프레임들 중 임의의 것과 유사할 수 있고, 막 시트(601)는 또한 앞서 논의된 방식들 중 임의의 방식에서 그에 부착될 수 있다. 일반적으로, 및 도 8a에 도시된 것과 같은 최선 예로서, 막 시트(601)는 프레임(603) 주위를 사형으로(serpentine fashion) "둘러싸여(wrapped)" 있고, 이로써, 공급 채널들(619) 및 침투 또는 유도 채널들(621)을 형성한다. 게다가, 모듈(600)은 특정 응용에 맞추어 임의의 개수 및 조합의 스페이서들 및 보호층들을 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 모듈(600)은 복수의 포트들(605)를 포함할 수 있고, 이는 복수의 채널들에 대응될 수 있다. 예를 들어, 개방 모듈이 공급 탱크 내에 배치된 경우에, 포트들은 침투 채널들로의 유입구들 및 배출구들일 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 모듈(600)은 하우징 내부에서 적어도 부분적으로 둘러싸이며 공급 및 침투 채널들 모두에 대응하는 포트들을 포함한다. 다양한 실시예들에서, 복수의 포트들은 매니폴드 내부에 배치될 수 있고, 이는 하나 또는 그 이상의 모듈들에 부착되거나 또는 프레임들의 부분으로 형성된다.
일반적으로, 채널의 폭은 특정 응용, 예를 들어, 유동 요건들, 스페이서들의 치수들 등에 맞게 선택될 것이고, 보통 프레임들의 치수들에 의해 결정될 것이다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 유도 채널들은 약 0.010 내지 약 0.50 인치 두께, 바람직하게 약 0.018 내지 약 0.060 인치 두께이다. 일 실시예에서, 프레임은 0.034 두께의 스페이서를 수용하기 위해 약 0.034 인치 두께이다. 공급 채널들은 (비록 보통 더 크지만) 유사한 치수들을 가질 수 있고 공급 용액의 유동을 위한 공간(room)을 제공하며 용액으로부터 침전(precipitate)할 수 있는 물질들을 위한 공간을 제공하도록 전체적인 크기를 가질 수 있다. 다수의 단일 모듈들이, 예를 들어, 탱크 내에 배치된 경우에, 공급 채널의 공간은 탱크 내의 모듈들의 배치에 의해 결정될 것이고 유도 채널의 공간(즉, 모듈 내부 공간)은 스페이서들 및 임의의 필요한 보호층들에 의해 결정될 것이다.
도 9는 또 다른 대안적인 막 모듈(700)을 도시한다. 전체적으로, 모듈(700)은 앞서 기술된 모듈과 같은 유사한 구조를 가질 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 모듈은 보호 스크린(702)를 포함한다. 스크린(702)은 프레임(703)의 두개의 외부 면들 상에 배치될 수 있는 더 강성 타입의 그레이팅(grating) 또는 메쉬 시트일 수 있다. 다수의 막 모듈들(700)이 적층된 경우에, 스크린(702)은 적층(stack)의 노출된 외부 면들 상에만 위치될 수 있다. 전체적으로, 스크린은, 막의 일 측부 상에 그 반대 측부에 대하여 높은 압력이 작용하는 경우에 막이 "바람에 날아 가는 것(blow out)"을 방지한다. 예를 들어, 모듈(들)이 개방 탱크(도 10 참조) 내에 배치된 경우에, 그 내부의 용액은 대기압이 작용하고 모듈 내부로 도입되는 용액은 압력 하, 보통, 낮은 압력이나 개방 탱크의 압력에 비해 여전히 높은 압력하에 있고, 이는 막들이 외부로 팽창하는 것을 야기하는 경향이 있다. 추가적인 실시예들에서, 스크린은 막의 외부 표면이 손상되는 것으로부터, 예를 들어, 뾰족한 구조 또는 큰 입자들에 접촉하는 것으로부터 보호하기 위해 사용될 수 있다.
모듈(700)은 또한 모듈을 탱크 또는 다른 모듈들에 부착 또는 아니면 고정하는 수단(723)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 부착 수단(723)은 프레임으로부터 연장하는 아암들이며 탱크 상의 유사한 구조들에 대응하는 리셉터클(receptacles) 및/또는 돌기부들(protuberances)을 포함한다. 일 실시예에서, 부착 수단(723)은 탱크 측벽들을 체결하기 위한 단순한 후크들(simple hooks)이다. 부착 수단(723)은 프레임(703)의 부분으로 구성될 수 있거나 또는 프레임들에 부착될 수 있는 선택적인 절편들일 수 있다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 부착 수단(723)은 기계적인 체결구들 또는 클램프들과 같은 하드웨어(725)를 포함할 수 있고 이는 모듈들을 탱크에 또는 서로에 대해 고정하거나 또는 몇몇 경우에, 부착 수단(723)을 프레임들/모듈들에 고정하는 것을 보조한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 탱크는 막 모듈을 탱크 내부에서 특정 방향으로 유지하고 및/또는 모듈을 그에 고정하기 위한 구조(예를 들어, 배플들(baffles) 또는 다른 돌기들)를 포함할 수 있다.
도 10은 본 명세서에 기술된 모듈들 중 임의의 것을 사용할 수 있는 모듈 및 탱크 배치를 도시한다. 도시된 바와 같이, 탱크(727)는 그로부터 용매가 추출되는 공급 용액(729), 예를 들어, 해수, 소금물 등을 포함하는 개방 공급 탱크이다. 탱크(727)는 그 안에 적어도 부분적으로 잠기는(submerged) 하나 또는 그 이상의 정삼투 막 모듈들(700)을 포함한다. 탱크(727)는 또한 그 것을 통과하여 공급 용액을 순환시키기 위한 포트들(730, 732)을 포함할 수 있다. 공급 용액에 비해 높은 삽투압을 갖는 유도 용액은 모듈(들)을 통해 펌핑되어 막들을 통과해 공급 용액으로부터 용매를 유도 용액 내부로 끌어당기며, 그 것을 희석시킨다. 전반적으로, 탱크는 특정 시스템 요건들, 예컨대, 유동, 플럭스/막 영역, 및 환경에 맞게 크기를 가지며 설계된다. 몇몇 경우들에서, 탱크는, 공급 용액 내부에서 침지되는 오염물(739) 또는 다른 물질들을 위한 모듈 하부의 공간을 갖는 크기를 가질 수 있다. 개방 탱크 및 모듈의 디자인은 시스템의 쉬운 유지보수를 가능케 한다. 예를 들어, 개별 모듈들은 유지 보수 또는 교체를 위해 탱크로부터 제거될 수 있고, 한편, 남은 모듈들은 작동을 지속할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 모듈 포트들은 개별적으로 배관 연결되나; 몇몇 실시예들에서, 포트들은 공통 매니폴드 배치로 유체 연통될 수 있다.
대안적인 실시예들에서, 탱크는 폐쇄형 디자인을 가지며, 이는 탱크 내에서 용액(예를 들어, 공급 용액)의 압축을 가능케 한다. 이 것은 막을 통과하는 유량(flux)를 증가시킴으로써 전체 프로세스를 보조할 수 있고 막 모듈 내에서 용액(예를 들어, 유도 용액)의 압력 하에서 팽창하는 막들에 대한 임의의 문제들을 감소 또는 제거할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, (유도) 용액은 진공 하에서 막 모듈들을 통해 "당겨질" 수 있다.
도 11a는 앞서 기술된 막 중 하나를 형성할 수 있거나 또는 도 11b에서 도시된 바와 같이 나선형으로 감긴 구성에서 사용될 수 있는 층들의 배치에 대한 부분적인 분해 단면도이다. 도 11a에 도시된 바와 같이, 배치는 막 시트(851), 막 시트(851)의 일 측부에 인접하게 배치된(몇몇 경우들에서 막 시트(851)의 접힘부(fold) 내에 배치된) 공급 스크린(853), 및 막 시트(851)의 다른 측부 상에 배치된(또는 접힌 막 시트(851) 주변에서 접힌) 침투 캐리어(permeate carrier)(855)로 시작된다. 막(851)은, 나선형으로 감긴 막 모듈로 사용된다면 전형적인 배치일 수 있게 접힌 단일 시트로 도시되나, 다만, 만일 플레이트 및 프레임 타입 배치에서 사용된다면 단일 시트들의 층배열이 가능할 수 있다.
막(851)은 막 배리어 층에 전형적으로 대응하는 공급 측 및 막 지지 층에 전형적으로 대응하는 침투 측을 가진다. 전형적으로 정삼투 응용에 대해, 공급 측은 유도 측에 비해 높은 압력 상태에 있으며, 이는 막을 공급으로부터 멀어지게 하여 유도 스크린에 접촉시키는 경향을 갖는다. (PRO 응용에 대해, 이후 막의 배리어층 측일 수 있는 유도 측은 더 높은 압력 상태일 수 있다.) 매우 얇은 막들의 경우에, 특히 그 것들이 본 출원인의 공동 소유 미국 특허 제8,181,794호에 따라 제조되는 것과 같은 매우 얇은 지지층을 가지는 경우에, 유도 스크린의 표면 상의 높은 지점들은 지지층 및 배리어 층을 꿰뚫어, 특히 나선형으로 감긴 구성에서, 막에 손상을 입힐 수 있다. 일반적으로, 공급 및 유도 스크린들(853, 855)은, 그 것들이 막의 층들 사이의 공간을 유지하는 것을 요구하므로, 비교적 다공성이며 탄성체이다. 그와 같은 때에, 유도 스크린을 교체하거나 제거하는 것이 가능하지 않고, 추가적인 보호 층(857)이 유도 스크린(855)과 막 시트(851) 사이에 필요하다. 그러나, 보호층(857)은 깨지기 쉬운 막(851)을 보호하는 것과 유도 용액의 유동 또는 플럭스를 저해하지 않는 것의 균형을 유지하여야 한다.
하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 보호층은 약 1.5 밀(mils) 내지 약 20 밀(mils), 바람직하게 5 밀(mils) 내지 약 15 밀(mils), 및 더 바람직하게 약 7 밀(mils) 내지 약 10 밀(mils)의 두께를 갖는 부직포(nonwoven fabric) 층이다. 층은 전형적으로 PET으로 제조되나; 다만, 다양한 용액들에 호환 가능한 다른 폴리머들이 본 발명의 범주 내에서 착안 및 고려된다. 또한, 보호층(857)은 약 50 내지 100 g/m2, 바람직하게 약 60 내지 80 g/m2, 더 바람직하게 약 70 내지 75 g/m2의 평량(basis weight) 및 약 100 내지 1000 cfm/ft2, 바람직하게 200 내지 500 cfm/ft2, 더 바람직하게 약 350 내지 400 cfm/ft2의 프레이의 통기성(Frazier air permeability)을 가질 수 있다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 유도 스크린은 약 10 밀(mils) 내지 약 60 밀(mils), 바람직하게 약 20 밀(mils) 내지 약 40 밀(mils) 및 더 바람직하게 34 밀(mils)(즉, 0.034 인치)의 두께, 및 약 90도 각도의 스트랜드 방향(strand orientation)으로 약 인치당 8 내지 24 가닥 수(Strand Per Inch, "SPI"), 바람직하게 12 내지 20 SPI, 및 더 바람직하게 18 SPI의 스트랜드 간격(strand spacing)을 가질 수 있다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 공급 스크린은 약 10 밀 내지 약 60 밀, 바람직하게 약 20 밀 내지 약 40 밀 및 더 바람직하게 20 밀(즉, 0.020 인치)의 두께 및 약 90도 각도의 스트랜드 방향으로 약 8-24 SPI, 바람직하게 12-20 SPI, 및 더 바람직하게 16SPI 의 스트랜드 간격을 가질 수 있다. 스크린들(853, 855)은 폴리 프로필랜(polypropylene)으로 보통 제조되나; 다른 호환 가능한 폴리머들도 또한 가능하다.
도 11b는 어떻게 막 조립체(850)(막 및 다양한 다른 층들)가 하나의 가능한 나선형 감김 구성에서 지향될 수 있는 지를 도시한다. 전형적으로, 막 조립체는 막 조립체(850)의 길이에 대해서 도시된 바와 같이 교번하는 다양한 층들과 함께 중앙 튜브(859) 주위에서 연속적으로 감긴다. 도 11b에 도시된 바와 같이, 중앙 튜브(859)로부터 외부에 유도 스크린 층(855), 보호층(857), 막 층(851), 공급 스크린 층(853), 다른 막 층(851), 다른 보호층(857), 다른 유도 스크린 층(855) 등이 있다.
모듈들의 다양한 구성 요소들이, 예를 들어, 폴리머들, 폴리머 블렌드들(polymer blends), 및 블록 공중합체들(block co-polymers)을 포함하는 다양한 재료들로부터 제조될 수 있고, 예를 들어, 성형(molding), 압출 성형(extrusion), 스탬핑(stamping), 또는 다른 공지된 제조 기술들에 의해 제조될 수 있다. 다양한 막 시트들은 임의의 적합한 재료들, 예컨대 미국 특허 공개 제 2007/0163951, 제 2011/0036774, 제 2011/0073540; 및 제 2012/0073795에 개시된 재료들로부터 제조될 수 있고; 그 것들의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조되어 통합된다. 사용되는 특정 재료들은 특정 응용에 맞추어 선택될 수 있고, 유체 다양한 처리 조건들, 예를 들어, 높은 온도들을 견딜 수 있고 유체 호환성이어야 한다.
막 모듈들 및 막들의 전체 크기 및 개수는 특정한 전체 막 표면적을 제공하는 데 초점을 맞추어 특정 응용에 맞게 선택될 수 있다. 또한, 막 파라미터들은 또한 특정한 유속(flux rate)을 얻는 것에 초점을 맞추어 특정 응용에 맞게 선택될 수 있고, 여기서 플럭스(JW) = A(Δπ -ΔP )이고, 여기서 A=특정한 침투성(m/s/atm)이고; Δπ= 막 선택층의 표면에서의 삼투압 차이이고, ΔP=막을 가로지르는 압력이다. 유속(flux rate)은 또한, 유도 및 공급 용액들의 유량들(flow rates)에 영향을 받을 수 있고, 이는 체류 시간을 극대화하나, 농도 분극(Concentration Polarization, "CP")을 최소화하도록 선택될 수 있다. 하나의 예시에서, 각각이 약 1' X 3' (3ft2)의 활성 막 영역을 갖는 50 개의 막 모듈들을 갖는 조립체는 대략 150ft2의 총 유효 막 표면적을 야기할 것이다. 예를 들어, 삼투적 구동 플럭스(osmotically driven flux)에 대해 설계된 박막 복합 폴리아미드(polyamide) 막이 사용된 경우에, 하루 당 약 1500 갤런의 플럭스가, 하루 당 약 10 갤런 퍼 피트 제곱(gallons per ft2)(GFD)의 평균 플럭스로 해수 담수화 환경에서 사용되는 이러한 타입의 조립체로부터 예상될 수 있다.
적절한 막의 하나의 예시가 병합된 미국 특허 제 8,181,794호에 기술된다. 거기에 기술된 막은, 예를 들어, 폴리 에테르 설폰(polyethersulfone) 지지 구조들을 사용함으로써 추가로 개선될 수 있고, 이는 상이한 기공(pore) 구조를 생성하며 FO 또는 RO 응용들에서 향상된 플럭스/배제 속성들을 제공한다. 추가로, 막 층들 중 하나, 예를 들어, 배리어 층 상의 전하(charge)는 변경될 수 있고, 이는 또한 막의 성능을 개선시킬 수 있다. 또한, 막의 다양한 층들은 나노 입자 또는 항균 물질의 결합에 의해 변경될 수 있다. 예를 들어, 층상 이중 수산화물(Layered Double Hydroxide, "LDH") 나노 입자 막은 막의 플럭스/배제 특성들을 개선시키기 위하여 배리어 층 내부로 혼입될 수 있다. 이러한 다양한 변경들이 또한 막의 역방향 염 플럭스 성능을 향상시킬 수 있다. 추가로, 이러한 다양한 개선들은 중공사형 유형의 막들에 또한 적용가능한다.
하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 막은 MgnAln -1(OH)2의 형태인 LDH를 포함한다. Mg 대 Al의 비율은 약 1:1 내지 약 10:1, 바람직하게 약 2:1 내지 5:1, 및 더 바람직하게 3:1일 수 있고; 다만, 특정 비율은 특정 응용에 맞추어 선택될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 나노 입자들은 유기 금속 화합물들(organo-metallic compounds)이다. 이러한 특정 구성들은 도 12에서 도시되며 음이온 성 점토층(anionic clay layer)(양이온 성 점토층 역시 가능은 함)을 갖는 막을 생성한다. 특정 실시예에서, 나노 입자에 대한 일반적인 화학식은 [Mg(1-x) Alx (OH)2]q [An- q/n *mH2O]와 같고, 여기서 A는 유기 및 무기 성질을 모두 가질 수 있는 음이온이다. 이러한 층은 막 지지 층과 막 배리어 층 사이의 접합부 인근에 전하를 생성할 수 있고, 이는 우선적으로 감소 또는 특정 용질의 역 플럭스를 감소 또는 배제시켜 용질을 우선적으로 배제할 수 있다. 또한, 이러한 나노 입자들의 첨가는 또한 막의 전체적인 성능 특성을 개선시킬 수 있다. 본 발명의 나노 입자들을 포함하는 막의 예시적인 실험 결과에 대한 표 1을 참조한다.
| 화학 특성 | 배제 % | RO 플럭스, GFD | FO 플럭스, GFD |
| mPD/TMC | 98.8 | 11.9 | 9.1 |
| mPD/LDH/TMC | 98.2 | 11.9 | 12.0 |
RO
테스트: 2000ppm NaCl, 225psi/25℃
FO 테스트:
탈이온수
공급, 1.5 M NaCl 유도
도 13a 및 도 13b는 본 발명에 따른 나노 입자 구조들을 갖는 및 갖지 않는 막들의 SEM 영상이다.
도 14a는 본 발명에 따라 제조된 막(900)의 일 실시예의 확대된, 단면부를 도시한다. 특히, 지지 층(902) 및 배리어 층(904)이 도시된다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 배리어 층(904)은, 배리어 층 내에 전체적으로 균일하게 분산된 LDH 나노 입자들(906) 및 폴리아미드를 포함하는 상태가 된다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 배리어 층 내에 나노 입자들의 분산을 제어하는 것을 보조하기 위하여 사용될 수 있는 다양한 수단들이 있다. 나노 입자들의 특정 분산 패턴이 막의 성능을 제어하기 위하여 사용될 수 있다.
도 14b는 14a의 막의 다른 예시를 도시하고; 다만, 막(900)의 기능 및 나노 입자들의 도입에 의해 추가나 변경되는 전하에 초점을 맞추었다. 도시된 바와 같이, 배리어 층(904) 내의 나노 입자들(906)은 배리어 층(904)와 지지 층(902)의 접합부 인근에 전하(910)를 생성한다.
전형적으로, 막(900)의 일 측부 상에 공급 용액(911)이 있고 다른 측부 상에 유도 용액(912)가 있다. 용매(예를 들어, 물)은 배리어를 통해 유동하여 유도 용액(912)를 희석시킬 수 있다. 공급 용액(911) 내의 용질들(908)은 일반적으로 배리어 층에 의해 배제된다. 일반적으로, 종래의 시스템들에서, 유도 용액으로부터의 용질들은 막을 통해 공급 용액 내부로의 역 유동을 시도할 수 있다. 배리어 층(904)와 지지 층(902) 사이의 접합부에 있는 추가적인 전하로, 유도 용액(912) 내의 특정 용질들(914)이 나노 입자들에 의해 제공되는 전하에 의해 반발/배제(repelled/rejected) 될 것이다. 도시된 실시예에서, 나노 입자들은 음 전하를 제공하나; 다만, 다른 나노 입자 구성들이 우선적으로 다른 용질들(914)를 배제하도록 양 전하를 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 추가로, 특정 지지 층 재료들은 또한 그 안에 전하를 제공하기 위하여 선택될 수 있고, 이는 특히 강한 배제력을 제공하기 위하여 나노 입자들의 전하를 누적시킬 수 있다. 예를 들어, 더 친수성인 폴리 에테르 설폰은, 나노 입자들의 전하에 부가될 더 큰 음 전하를 제공할 수 있고, 이로써, 이중 전기 층을 생성한다. 일반적으로, 막 재료들, 유도 용질들, 및 막 전하는 특 정 응용에 맞추어 선택될 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 막을 생성하기 위한 하나의 가능한 프로세스(1000)를 도시한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 시트형 지지 재료(1002)(전형적으로 그 상에 주조(cast)되는 얇은 지지 층 시트를 갖는 기판)이 (전형적으로 롤을 통해) 제1 배쓰(bath)(1004)를 통해 공급되고, 이는 제1 모노머 및 적어도 나노 파티클들(906)을 갖는 용액인 용매(예를 들어, mDP)를 포함한다. 다른 구성 요소들이 또한 배쓰(1004) 내에 포함되어 프로세스를 개선시키거나 아니면 영향을 미칠 수 있다. 일반적으로, 용매는 나노 입자들을 지지 층의 상부 상에 적층시키는 지지 층 내에서 적어도 부분적으로 흡수된다. 배쓰는 용액 내부의 및 마지막 배리어 층 내의 나노 입자들의 분산을 개선 또는 제어하기 위한 수단(1006)을 포함할 수 있다. 그 수단(1006)은 초음파(또는 나노 입자들 사이에 가진력을 가하는 다른 메커니즘), 열, 전기적 신호, 전자기 에너지(UV, 소리, 또는 전파들을 포함함), 및 용액으로의 계면 활성제 또는 촉매의 도입을 사용하는 것을 포함한다. 일반적으로, 나노 입자들의 크기 및 형상은 특정 응용에 맞추어 제어될 수 있고, 예시적인 실시예들에서, 약 100 내지 약 250nm일 수 있다. 이상적으로, 나노 입자들은 "플레이크들(flakes)"로 형성되며, 이는 배리어 층 내부의 나노 입자들의 정렬(예를 들어, 전체적으로 도 14a 및 14b에 도시된 바와 같은 평행한 정렬)을 향상시킬 수 있다. 추가적으로, 나노 입자들은 또한 쌍극자 구조를 갖도록 형성될 수 있고, 이는 배리어 층 내부의 나노 입자들의 분산/정렬을 (예를 들어, 전기적인 신호를 제1 배쓰 및/또는 지지 층에 도입함으로써) 추가로 보조할 수 있다. 일반적으로, 나노 입자들이 층의 상부 또는 하부 상에서 층을 형성하는 것(stratifying)을 방지하는 것이 바람직하다.
지지 층(1002)은 이후 헥산(hexane) 또는 아이소파(Isopar) G를 갖는 용액인 TMC를 갖는 제2 배쓰(1008)을 통해 공급되고, 다만 다른 용매들도 본 발명의 범주 내에서 착안 및 고려된다. 제1 배쓰로부터의 모노머와 제2 배쓰의 모노머의 도입은 그 안에 적어도 부분적으로 분산되며 제 위치에 고정된 나노 입자들을 갖는 폴리머 배리어 층(예를 들어, 폴리아미드)를 생성한다. 막(지지 층 및 배리어 층)은 이후 막 제조 프로세스를 완료하기 위하여, 추가적인, 종래의 프로세스들(예를 들어, 세정(wash), 퀀칭(quench))로 지향될 수 있다.
여기서 본 발명의 몇몇 예시적인 실시예들이 기술되었으나, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 앞서의 기술들은 단지 예시적인 것이며 제한을 위한 것이 아니라 오직 예시의 방식으로 제시된 것임이 명백할 것이다. 많은 변형예들 및 다른 실시예들이 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식 중 하나의 범주 내에 있으며 본 발명의 범주 내에서 속하는 것으로 고려된다. 특히, 본 명세서에서 제시된 많은 예시들이 방법 작용들 또는 시스템 요소들의 특정 조합들에 연관되나, 그러한 작용들 및 그러한 요소들은 동일한 목적들을 성취하기 위한 다른 방식으로 조합될 수 있다.
또한, 본 발명은 본 명세서에서 기술된 각각의 특징, 시스템, 서브 시스템, 또는 기술 및 본 명세서에서 기술된 두 개 또는 그 이상의 특징들, 시스템들, 서브 시스템들, 또는 기술들의 임의의 조합에 관한 것이고, 두 개 또는 그 이상의 특징들, 시스템들, 서브 시스템들 및/또는 방법들의 임의의 조합은, 그러한 특징들, 시스템들, 서브 시스템들, 및 기술들이 상호 불일치하지 않다면, 청구항들로 구현된 바와 같은 본 발명의 범주 내인 것으로 간주되는 것으로 또한 이해되어야 할 것이다. 추가로, 오직 일 실시예와 연관하여 논의된 작용들, 요소들, 및 특징들은 다른 실시예들에서의 유사한 역할을 배제되는 것이 의도된 것은 아니다.
또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서에 기술된 파라미터들 및 구성들은 예시적인 것이며 실제 파라미터들 및/또는 구성들은 본 발명의 시스템들 및 기술들이 사용되는 특정 응용에 따를 것임을 이해할 것이다. 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 또한, 일상적인(routine) 실험을 이용하지 않고, 본 발명의 특정 실시예들과 동질의 것을 확인할 수 있다. 그러므로, 본 명세서에서 기술된 실시예들은, 첨부된 청구항들 및 그 균등물 내에서 오직 예시의 방식으로 나타낸 것으로 이해되고; 본 발명은 상세하게 기술된 바와 달리 실시될 수 있다.
Claims (20)
- 하나 이상의 지지 층 및 지지 층 상에 배치된 배리어 층을 포함하는 막 시트로서, 정 삼투 원리를 통해 용매가 통과하여 지나가도록 구성된 막 시트;
상기 막 시트의 상기 배리어 층에 인접하게 배치된 제1 메쉬 스크린;
상기 막 시트의 상기 지지 층에 인접하게 배치된 제2 메쉬 스크린; 및
상기 막 시트의 상기 지지 층과 상기 제2 메쉬 스크린 사이에 배치되어, 상기 막 시트의 상기 지지 층과 상기 제2 메쉬 스크린 사이의 접촉을 줄이거나 제거하는 보호층을 포함하는,
정 삼투 막 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 보호 층은 약 1.5 밀(mils) 내지 약 20 밀(mils)의 두께를 갖는 부직포 층을 포함하는,
정 삼투 막 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 보호 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는,
정 삼투 막 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 보호 층은 약 50 내지 약 100 g/m2의 평량(basis weight)를 갖는,
정 삼투 막 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 보호 층은 약 100 내지 약 1000 cfm/ft2의 프레이의 통기성(Frazier air permeability)을 갖는,
정 삼투 막 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 메쉬 스크린은, 90도의 스트랜드 방향(strand orientation) 및 인치 당 16 스트랜드의 간격으로, 약 0.020 인치의 두께를 갖는,
정 삼투 막 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 메쉬 스크린은 90도의 스트랜드 방향 및 인치 당 18 스트랜드의 간격으로, 약 0.034 인치의 두께를 갖는,
정 삼투 막 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 메쉬 스크린, 상기 제2 메쉬 스크린 또는 상기 보호 층 중 하나 이상은 접착제를 통해 상기 막 시트에 고정되는,
정 삼투 막 모듈. - 막 조립체에 있어서,
정 삼투 막 모듈로서,
하나 이상의 지지 층 및 지지 층 상에 배치된 배리어 층을 포함하는 막 시트로서, 정 삼투 원리를 통해 용매가 통과하여 지나가도록 구성된 막 시트;
상기 막 시트의 상기 배리어 층에 인접하게 배치된 제1 메쉬 스크린;
상기 막 시트의 상기 지지 층에 인접하게 배치된 제2 메쉬 스크린; 및
상기 막 시트의 상기 막 지지 층과 상기 제2 메쉬 스크린 사이에 배치되어, 상기 막 시트의 상기 지지 층과 상기 제2 메쉬 스크린 사이의 접촉을 줄이거나 제거하는 보호층을 포함하는, 정 삼투 막 모듈; 및
상기 정 삼투 막 모듈을 적어도 부분적으로 둘러싸며 유체 유입을 위한 수단 및 유체 배출을 위한 수단을 포함하는 하우징을 포함하는,
막 조립체. - 제9 항에 있어서,
상기 유체 유입을 위한 수단은 공급 용액을 상기 막 모듈의 일 측으로 도입하기 위한 제1 유입구 및 유도 용액을 상기 막 모듈의 반대 측으로 도입하기 위한 제2 유입구를 포함하는,
막 조립체. - 제9 항에 있어서,
상기 유체 배출 수단은 농축된 공급 용액을 상기 막 모듈의 일 측으로부터 방출하기 위한 제1 배출구 및 희석된 유도 용액을 상기 막 모듈의 반대 측으로부터 방출하기 위한 제2 배출구를 포함하는,
막 조립체. - 제9 항에 있어서,
상기 하우징은 압력 용기를 포함하고 상기 막 모듈은 나선형으로 감긴 막 조립체를 형성하도록 중앙 튜브 주위를 둘러싸는,
막 조립체. - 개선된 배제 특성을 갖는 정 삼투 막에 있어서,
실질적으로 평탄한 기판;
상기 실질적으로 평탄한 기판 상에 배치된 폴리머 지지 층; 및
상기 폴리머 지지 층 상에 배치되는 폴리머 배리어 층으로서, 상기 배리어 층 내에 실질적으로 균일하게 분산되는 복수의 층상 이중 수산화물(LDH) 나노 입자들을 포함하는 폴리머 배리어 층을 포함하는,
정 삼투 막. - 제13 항에 있어서,
상기 층상 이중 수산화물 나노 입자들은 Mg/Al-LDH인 플레이크들을 포함하는,
정 삼투 막. - 제14 항에 있어서,
나노 입자 플레이크들은 종축을 포함하고, 상기 종축은 상기 배리어 층에 대해 수평하게 지향되는,
정 삼투 막. - 제13 항에 있어서,
상기 층상 이중 수산화물 나노 입자들은 약 1:1 내지 약 10:1의 비율의 마그네슘 및 알루미늄을 포함하는,
정 삼투 막. - 실질적으로 평탄한 기판을 제공하는 단계;
상기 실질적으로 평탄한 기판 상으로 폴리머 지지 층을 주조(casting)하는 단계; 및
상기 폴리머 지지 층 상으로 폴리머 배리어 층을 주조하는 단계를 포함하되, 상기 배리어 층은 상기 배리어 층 내에 실질적으로 균일하게 분산된 복수의 층상 이중 수산화물 나노 입자들을 포함하는,
정 삼투 막을 제조하는 방법. - 제17 항에 있어서,
상기 배리어 층을 주조하는 단계는,
상기 층상 이중 수산화물 나노 입자들을 제1 모노머를 포함하는 용매 배쓰(solvent bath) 내부로 도입하는 단계;
상기 실질적으로 평탄한 기판 및 지지 층을 상기 용매 배쓰로 도입하는 단계;
상기 실질적으로 평탄한 기판 및 상기 지지 층을 상기 층상 이중 수산화물 나노 입자들을 분산시키는 수단에 노출하는 단계;
상기 실질적으로 평탄한 기판 및 상기 지지 층을 제2 모노머를 포함하는 제2 배쓰로 도입하는 단계; 및
상기 배리어 층을 형성하도록 모노머들을 반응시키고 나노 입자들을 상기 배리어 층 내부의 제 위치에 배치하는 단계를 포함하는,
정 삼투 막을 제조하는 방법. - 제18 항에 있어서,
상기 분산시키는 수단은 상기 용매 배쓰를 초음파에 노출하는 것을 포함하는,
정 삼투 막을 제조하는 방법. - 제18 항에 있어서,
상기 분산시키는 수단은 상기 용매 배쓰를 전자기 에너지에 노출시키는 것을 포함하는,
정 삼투 막을 제조하는 방법.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200058804A (ko) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | 주식회사 엘지화학 | 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 분리막 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017064629A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 日東電工株式会社 | 正浸透膜分離用流路材、分離膜ユニット及び分離膜エレメント |
| US9604178B1 (en) * | 2016-04-17 | 2017-03-28 | Upen Jayant BHARWADA | Integrated osmosis systems and methods |
| CN105771667B (zh) * | 2016-05-06 | 2018-08-24 | 同济大学 | 一种流态改善性正渗透膜组件 |
| GB201711882D0 (en) * | 2017-07-24 | 2017-09-06 | Fujifilm Mfg Europe Bv | Gas separation elements |
| CN107617342B (zh) * | 2017-11-07 | 2020-12-01 | 湖州达立智能设备制造有限公司 | 一种用于海水淡化的双金属氢氧化物陶瓷膜及其制备方法 |
| CN107774143B (zh) * | 2017-11-14 | 2021-04-02 | 北京工业大学 | 一种用于分离芳烃/烷烃的水滑石管式杂化膜及其制备方法 |
| JP7325734B2 (ja) * | 2018-04-27 | 2023-08-15 | 学校法人法政大学 | 送水装置及び送水方法 |
| JP7208999B2 (ja) * | 2018-08-06 | 2023-01-19 | 三井化学株式会社 | 正浸透膜およびその用途 |
| KR102394715B1 (ko) * | 2018-12-11 | 2022-05-06 | 주식회사 아모그린텍 | 중력식 정수장치용 필터모듈 및 이를 포함하는 중력식 정수장치 |
| EP4010288A4 (en) * | 2019-08-09 | 2023-08-09 | Trevi Systems Inc. | STACKABLE FORWARD OSMOSIS MEMBRANE TANK WITH SIDE PORTS |
| CN112495199B (zh) * | 2020-11-05 | 2022-04-08 | 大连理工大学 | 一种具有高水滑石含量皮层的气体分离复合膜的制备方法 |
| DE102021119826A1 (de) | 2021-07-30 | 2023-02-02 | Mann+Hummel Gmbh | Trägerplatte für eine Befeuchtungseinrichtung, Plattenstapel und Befeuchtungseinrichtung |
| EP4397397A1 (en) * | 2023-01-04 | 2024-07-10 | Novamem AG | Method of manufacturing a microporous polymer structure |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4802982A (en) * | 1987-10-01 | 1989-02-07 | Desalination Systems, Inc. | Spiral-wound membrane with improved permeate carrier |
| CN2036855U (zh) * | 1988-09-29 | 1989-05-03 | 清华大学 | 膜过滤器 |
| US6881336B2 (en) * | 2002-05-02 | 2005-04-19 | Filmtec Corporation | Spiral wound element with improved feed space |
| US7051883B2 (en) * | 2003-07-07 | 2006-05-30 | Reemay, Inc. | Wetlaid-spunbond laminate membrane support |
| US7445712B2 (en) * | 2005-04-07 | 2008-11-04 | Hydration Technologies Inc. | Asymmetric forward osmosis membranes |
| EP1721656A1 (de) * | 2005-05-04 | 2006-11-15 | Filtrox AG | Crossflow-Filtermembran, Membranmodul und Verfahren zur Crossflow-Tiefenfiltration |
| EP2152854A2 (en) * | 2007-05-01 | 2010-02-17 | Acidophil LLC | Methods for the direct conversion of carbon dioxide into a hydrocarbon using a metabolically engineered photosynthetic microorganism |
| WO2008137082A1 (en) * | 2007-05-02 | 2008-11-13 | Yale University | Method for designing membranes for osmotically driven membrane processes |
| EP3144054B1 (en) * | 2008-04-15 | 2022-11-02 | NanoH2O, Inc. | Polyamide tfc membranes prepared using mono-hydrolyzed trimesoyl chloride |
| US8567612B2 (en) * | 2008-04-15 | 2013-10-29 | Nanoh2O, Inc. | Hybrid TFC RO membranes with nitrogen additives |
| DE102008037678A1 (de) * | 2008-08-14 | 2010-02-25 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Tiefenfilterschicht mit anorganischem Schichtdoppelhydroxid |
| US8181794B2 (en) * | 2009-08-24 | 2012-05-22 | Oasys Water, Inc. | Forward osmosis membranes |
| US20110168381A1 (en) * | 2009-12-11 | 2011-07-14 | Hydration Systems, Llc | Osmotic Water Transfer System and Related Processes |
| US8617395B2 (en) * | 2010-09-30 | 2013-12-31 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture | Thin film composite membranes and their method of preparation and use |
| SG192081A1 (en) * | 2011-01-25 | 2013-08-30 | Univ Nanyang Tech | A forward osmosis membrane and method of forming a forward osmosis membrane |
| CN103889562B (zh) * | 2011-05-27 | 2017-09-08 | 康奈尔大学 | 纳米粒子官能化的膜及其制备方法和用途 |
| JP6018790B2 (ja) * | 2011-07-22 | 2016-11-02 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 分離膜、この製造方法および分離膜を含む水処理装置 |
| CN103874537B (zh) * | 2011-08-10 | 2017-06-20 | Oasys水有限公司 | 用于热质传递的板、框及螺旋缠绕式膜模块 |
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Cited By (1)
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