KR20240032984A - 물을 재순환시키는 시스템 및 방법 - Google Patents
물을 재순환시키는 시스템 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240032984A KR20240032984A KR1020247004534A KR20247004534A KR20240032984A KR 20240032984 A KR20240032984 A KR 20240032984A KR 1020247004534 A KR1020247004534 A KR 1020247004534A KR 20247004534 A KR20247004534 A KR 20247004534A KR 20240032984 A KR20240032984 A KR 20240032984A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- concentrate
- water
- water treatment
- feedwater
- line
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 208
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 title description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 157
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 29
- 239000012465 retentate Substances 0.000 description 14
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 8
- 239000012223 aqueous fraction Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
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
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
-
- 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
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
- B01D61/026—Reverse osmosis; Hyperfiltration comprising multiple reverse osmosis steps
-
- 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
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/12—Controlling or regulating
-
- 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
- B01D2311/25—Recirculation, recycling or bypass, e.g. recirculation of concentrate into the feed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/18—Specific valves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/002—Construction details of the apparatus
- C02F2201/005—Valves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/002—Construction details of the apparatus
- C02F2201/007—Modular design
-
- 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
- C02F2209/10—Solids, e.g. total solids [TS], total suspended solids [TSS] or volatile solids [VS]
-
- 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
- C02F2209/40—Liquid flow rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/04—Flow arrangements
- C02F2301/043—Treatment of partial or bypass streams
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/04—Flow arrangements
- C02F2301/046—Recirculation with an external loop
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
본 개시내용은 수처리를 최적화하기 위해 물을 재순환시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 시스템 및 방법은 일반적으로 역삼투 구성요소를 갖는 수처리 시스템과 같이 농축물 분획물이 생성되는 수처리에 적용가능하다.
Description
공설 수도(public water supply)의 품질에 대한 우려가 증가하고 있다. 또한, 공설 수도에 대한 접근은, 예를 들어, 고립된 지역사회를 포함하는 많은 상황에서 이용가능하지 않다. 결과적으로, 개인 또는 사업자에 의한 수처리 시스템의 사용이 증가되었고 이들 시스템의 최적화가 바람직하다. 예를 들어, 동일한 양의 원수 또는 입력된 물로부터 더 청결한 물을 추출하는 방법 및 시스템이 바람직할 것이다.
본 개시내용은 역삼투 구성요소를 포함하는 시스템과 같은 수처리 시스템에 의해 생성된 물을 재순환시키기 위한 시스템 및 방법을 설명하고 있다. 바람직한 예에서, 본 개시내용의 시스템 및 방법은 역삼투 처리에 의해 생성된 농축물 분획물의 적어도 일부를 재순환시키고, 재순환된 농축물은 이어서 물을 더 처리하는 수처리 시스템으로 유도된다. 농축물의 재순환은 효율을 증가시키고, 예를 들어 요구되는 급수의 양을 감소시킴으로써 수처리의 비용을 감소시킨다.
도 1은 농축물이 재순환되지 않고 폐기부로 보내지는 유체 연결된 수처리 시스템을 통한 물의 유동을 도시한다.
도 2는 농축물을 재순환하는 일 예에 따라 농축물이 재순환되는 유체 연결된 수처리 시스템을 통한 물의 유동을 도시한다.
도 3은 농축물을 재순환하는 다른 예에 따라 농축물이 재순환되는 유체 연결된 수처리 시스템을 통한 물의 유동을 도시한다.
도 4는 농축물을 재순환하는 다른 예에 따라 농축물이 재순환되는 유체 연결된 수처리 시스템을 통한 물의 유동을 도시한다.
도 5는 본 개시내용에 따른 조립체의 하나의 도면을 도시하는데, 조립체는 5개의 유체 연결된 수처리 시스템을 갖는다.
도 6은 도 5의 조립체의 구성요소의 근접도를 도시한다.
도 2는 농축물을 재순환하는 일 예에 따라 농축물이 재순환되는 유체 연결된 수처리 시스템을 통한 물의 유동을 도시한다.
도 3은 농축물을 재순환하는 다른 예에 따라 농축물이 재순환되는 유체 연결된 수처리 시스템을 통한 물의 유동을 도시한다.
도 4는 농축물을 재순환하는 다른 예에 따라 농축물이 재순환되는 유체 연결된 수처리 시스템을 통한 물의 유동을 도시한다.
도 5는 본 개시내용에 따른 조립체의 하나의 도면을 도시하는데, 조립체는 5개의 유체 연결된 수처리 시스템을 갖는다.
도 6은 도 5의 조립체의 구성요소의 근접도를 도시한다.
본원에 설명된 시스템 및 방법은 본 설명에 설명되거나 도면에 도시되어 있는 구성요소의 구성 및 배열의 상세로 그 용례가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본원에서 사용된 어법 및 용어는 단지 설명을 위한 것이고 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다. 본원에서 "구비하는", "포함하는", "갖는", "함유하는", "수반하는" 및 그 파생어의 사용은 그 뒤에 나열되는 항목, 그 등가물 및 추가적인 항목 뿐만 아니라 배타적으로 그 뒤에 나열되는 항목으로 구성되는 대안적인 실시예를 망라하는 것을 의미한다.
본 개시내용은 수처리 중에 물을 재순환 또는 리서큘레이팅(recirculating)하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 바람직한 예에서, 시스템 및 방법은 물 분획물을 재순환 또는 리서큘레이팅하며, 그렇지 않을 경우 물 분획물은 폐기부로 보내질 것이다. 그 결과, 생성수의 수율은 정상적으로 버려지는 물 분획물을 재순환하지 않는 경우에 비해 증가된다. 본원에 개시된 시스템 및 방법은, 예를 들어, 효율을 증가시키고 전체 비용을 감소시킴으로써 처리된 물의 생산을 최적화한다. 물의 재순환은 수처리로부터 발생하는 물 분획물이 동일한 또는 유사한 수처리 방법을 받게 되어 생성수 수율을 향상시키거나 증가시키는 이들 방법을 포함한다.
본 개시내용에 따르면, 급수는, 예를 들어, 공설 수도와 같이 수처리를 위해 외부 공급원으로부터 온다. 입력수는 수처리 시스템 내로 유동되는 물이다. 일부 예에서, 입력수는 오로지 급수이다. 예를 들어, 급수는 수처리가 개시될 때만 입력될 수 있다. 다른 예에서, 입력수는 급수와 농축물과 같은 다른 공급원으로부터의 물의 혼합물일 수 있다.
바람직한 예에서, 본 개시내용의 재순환 방법은 일반적으로 급수를 생성수 분획물과 버려지는 물 분획물로 처리하는 수처리 시스템 및 방법에 적용가능하다. 예를 들어, 급수가 역삼투 구성요소를 갖는 적어도 하나의 수처리 시스템 내로 유동할 때, 수처리 시스템은 생성수(또는 투과물) 분획물 및 농축물 분획물을 생성하고, 여기서 농축물은 일반적으로 입력된 급수보다 더 높은 농도의 불순물을 갖는다. 농축물 분획물은 종종 추가의 처리 없이 폐기부로 보내진다.
본 개시내용에 따르면, 역삼투 처리에 의해 형성된 농축물의 적어도 일부가 재순환되거나 리서큘레이팅된다. 예를 들어, 농축물은 적어도 하나의 수처리 시스템의 적어도 하나의 입구로 유동될 수 있어, 농축물은 수처리 시스템의 구성요소에 의해 추가의 처리를 받게 된다.
바람직한 예에서, 농축물은 적어도 하나의 수처리 시스템 내로 유동되기 전에 비-농축수와 혼합된다. 특히 바람직한 예에서, 재순환된 농축물 분획물은 추가의 처리를 위해 적어도 하나의 수처리 시스템의 입구를 통해 유동되기 전에 급수와 혼합된다. 급수와 농축물의 혼합은 수처리 구성요소의 사양이 초과되지 않도록 농축물 내에 존재할 수 있는 불순물의 농도를 감소시킨다. 예를 들어, 역삼투막의 성능은 고농도의 특정 불순물에서 손상될 수 있거나, 또는 막은 침착물로 오염될 수 있다.
일부 예에서, 농축물은 급수와 혼합되고, 농축물 분획물이 원래 형성되었던 동일한 수처리 시스템으로 다시 유동된다. 예를 들어, 사용자의 가정은 역삼투 구성요소를 채용하는 단일의 수처리 시스템을 가질 수 있다. 급수는 단일 시스템 내로 유동되어, 생성수 및 농축물을 생성할 수 있다. 단일 시스템에 의해 생성된 농축물의 일부는 재순환되어 급수와 혼합된다. 급수와 농축물의 혼합물은 단일 수처리 시스템의 입구로 다시 유동될 수 있다. 바람직한 예에서, 농축물의 재순환 및 처리의 다수의 사이클이 존재할 수 있어, 더 많은 생성수가 재순환의 순회(round) 중에 농축물로부터 생성되고 더 적은 급수가 입력되도록 요구된다.
일부 예에서, 농축물은 농축물을 원래 생성한 동일한(제1) 시스템으로 다시 유동될 수 있거나 또는 제1 정화 시스템에 유체 연결된 적어도 하나의 수처리 시스템으로 유동될 수 있다. 일부 예에서, 2개 이상의 수처리 시스템으로부터의 농축물은 모여지고 적어도 하나의 유체 연결된 수처리 시스템으로 유동될 수 있다. 본 개시내용에 따르면, 적어도 하나의 수처리 시스템은 시스템 내로 유동하는 물에 관하여 유체 연결될 수 있거나, 시스템으로부터 유동하는 물에 대해 유체 연결될 수 있거나, 또는 시스템 내로 유동하고 시스템으로부터 유동하는 물 모두에 관하여 유체 연결될 수 있다. 예를 들어, 수처리 시스템은 입력수, 생성수 및 농축물에 관하여 유동적일 수 있다.
본 개시내용에 따른 예에서, 적어도 2개의 수처리 시스템이 유체 연결되거나, 적어도 3개의 시스템이 유체 연결되거나, 적어도 4개의 시스템이 유체 연결되거나, 적어도 5개의 시스템이 유체 연결되거나, 적어도 6개의 시스템이 유체 연결되거나, 적어도 7개의 시스템이 연결되거나, 또는 적어도 8개의 시스템이 유체 연결된다. 본 개시내용에 따르면, 시스템은 병렬로 유체 연결되거나, 직렬로 유체 연결되거나, 또는 직렬 및 병렬로 유체 연결될 수 있다.
각각의 시스템이 다른 시스템과 병렬일 때, 물은 각각의 시스템 내로 또는 각각의 시스템으로부터 대략 동시에 유동한다. 예를 들어, 급수는 각각의 연결된 수처리 시스템 내로 동시에 유동할 수 있다. 물은 수처리 시스템으로부터 병렬로 유동할 수 있다.
각각의 시스템이 직렬로 연결될 때, 물은 각각의 시스템을 통해 순차적으로 유동한다. 예를 들어, 물은 제1 수처리 시스템 내로 유동하고, 이어서 제1 시스템에서 처리된 물은 제2 시스템으로 유동한다. 수처리 시스템이 병렬 및 직렬일 때, 일부 시스템은 다른 시스템에 대해 병렬이고 다른 시스템과 직렬이다. 예를 들어, 급수는 제1 및 제2 시스템 내로 동시에 유동할 수 있고, 이어서 제1 및 제2 시스템 모두로부터의 처리된 물이 제3 시스템 내로 유동할 수 있다. 이 후자의 예에서, 제1 및 제2 시스템은 서로 병렬이고 제3 시스템과 직렬이다.
일부 예에서, 유체 연결된 수처리 시스템은 동일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 유체 연결 시스템의 적어도 하나의 시스템은 다른 유체 연결된 수처리 시스템에 비해 부가의 역삼투 구성요소를 가질 수 있다. 다른 예에서, 연결된 시스템은, 예를 들어, 물 살균 구성요소 또는 물 여과 구성요소를 포함하는 수처리를 위한 다른 구성요소를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 적어도 하나의 수처리 시스템은 조립체를 형성한다. 바람직한 예에서, 조립체는 적어도 2개의 유체 연결된 수처리 시스템을 포함한다. 조립체는 입력수 라인, 생성수 라인 또는 농축물 라인을 또한 포함할 수 있다. 특히 바람직한 예에서, 조립체는 적어도 2개의 유체 연결된 수처리 시스템, 입력 라인, 생성수 라인 및 농축물 라인을 포함한다. 입력수 라인, 생성수 라인, 및 농축물 라인은 적어도 2개의 수처리 시스템을 유체 연결한다. 라인은 일반적으로 정화수와 양립가능한 재료 또는 고농도의 불순물과 양립가능한 재료 또는 정화수 및 불순물을 갖는 물 모두와 양립가능한 재료로 이루어진 파이프이다. 바람직한 예에서, 파이프는 플라스틱으로 형성된다.
입력 라인은 처리될 물을 적어도 2개의 유체 연결된 수처리 시스템으로 운반한다. 입력 라인은 농축물이 재순환되지 않는 상황에서 단지 급수만을 운반할 수 있다. 생성수 라인은 생성수를 적어도 2개의 유체 연결된 수처리 시스템으로부터 멀리 유동시킨다. 농축물 라인은 농축물을 적어도 2개의 유체 연결된 물 시스템으로부터 멀리 유동시킨다. 입력수 라인, 생성수 라인, 및 농축물 라인의 각각은 라인 내에 배치된 적어도 하나의 밸브를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 밸브는 라인을 통한 물의 유동을 제어한다.
바람직한 예에서, 농축물 라인은 적어도 하나의 농축물 밸브를 포함한다. 바람직한 예에서, 조립체 내의 각각의 수처리 시스템에 대응하는 하나의 농축물 밸브가 존재한다. 다른 예에서, 수처리 시스템보다 더 적은 농축물 밸브가 존재할 수 있다.
농축물 밸브는 농축물의 대응하는 수처리 시스템으로부터의 농축물의 유동을 조절하도록 농축물 라인 내에 위치설정된다. 예를 들어, 제1 시스템 및 제2 시스템이 유체 연결되고, 각각은 대응하는 제1 농축물 밸브 및 제2 농축물 밸브를 갖는다. 제1 농축물 밸브가 폐쇄될 때, 제1 시스템으로부터의 농축물이 재유도되고, 급수와 혼합되며, 입력수 라인으로 유동된다. 제2 농축물 밸브가 폐쇄되고 제1 농축물 밸브가 개방될 때, 제1 및 제2 시스템 모두로부터의 농축물이 재유도되고, 급수와 혼합되며, 입력수 라인으로 유동된다.
본 개시내용에 따르면, 적어도 하나의 농축물 밸브의 폐쇄는 농축물의 일 부분의 유동을 폐기되는 것으로부터 재유도하고, 그 부분을 급수와 혼합되도록 보낸다. 농축물 라인 내의 폐쇄된 밸브(들)의 위치설정은 재순환되는 농축물의 양을 결정한다. 예를 들어, 하나의 농축물 밸브의 폐쇄는 하나의 수처리 시스템으로부터의 농축물을 재순환을 위해 재유도할 수 있거나, 2개의 수처리 시스템으로부터의 농축물을 재유도할 수 있거나, 또는 2개 초과의 수처리 시스템으로부터의 농축물을 재유도할 수 있다. 결과적으로, 하나의 농축물 밸브의 폐쇄는 하나의 시스템으로부터 유래되는 농축물이 입력수 라인으로 유동되기 전에 급수와 혼합되게 할 수 있고, 적어도 2개의 시스템으로부터 유래되는 농축물이 입력수 라인으로 유동되기 전에 급수와 혼합되게 할 수 있고, 적어도 3개의 시스템으로부터 유래되는 농축물이 입력수 라인으로 유동되기 전에 급수와 혼합되게 할 수 있다.
일부 예에서, 적어도 하나의 농축물 밸브는 수동 밸브이다. 일부 예에서, 적어도 하나의 밸브는 배터리와 같은 외부 전원을 갖는다. 일부 예에서, 밸브는 자동 밸브 또는 솔레노이드 밸브이다.
바람직한 예에서, 유체 연결된 수처리 시스템은 모듈 방식으로 배열된다. 각각의 시스템은 다른 시스템과 독립적으로 생성수 및 농축물을 생성하도록 동작한다. 각각의 시스템은 다른 시스템과 독립적으로 물의 생산을 제어 및 조절한다. 시스템이 생성수에 대한 요건을 수용하기 위해 조립체에 부가될 수 있다. 또한, 연결된 시스템 중 적어도 하나는 유지보수 또는 다른 이유로 라인으로 제거될 수 있지만, 다른 유체 연결된 시스템은 농축물의 재순환을 포함하여 기능을 유지할 수 있다.
본 개시내용에 따른 조립체는 적어도 하나의 외부 펌프를 포함하는 부가의 구성요소를 포함할 수 있고, 여기서 펌프는 수처리 시스템에 의해 포위되지 않는다. 조립체는 공급물과 농축물의 혼합물의 특성을 모니터링하기 위해 TDS 센서와 같은 외부 센서를 또한 포함할 수 있다. 외부 제어기 및 밸브는 조립체를 통한, 예컨대 수처리 시스템의 입구를 통한 농축물 및 급수의 유동을 조절하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 제어기는 농축물의 재순환을 방지하여, 급수만이 처리되도록 허용할 수 있다.
본 개시내용의 재순환 시스템 및 방법의 사용은 원수의 80%까지가 생성수로서 출력되거나, 85%까지의 원수가 생성수로서 출력되거나, 또는 90%까지의 원수가 생성수로서 출력되거나, 또는 95%까지의 원수가 생성수로서 출력되게 할 수 있다. 농축물의 재순환은 각각의 시스템에 대해 출력되는 생성수(분당 갤런)와 같은 시스템 성능 파라미터를 현저하게 감소시키지 않는다.
예
도 1 내지 도 4는 농축물의 재순환의 예에서의 물의 유동을 도시하는 개략도이다. 이들 예에서, 상이한 물 분획물의 유동은 화살표에 의해 도시되어 있다. 4개의 동일한 그리고 유체 연결된 수처리 시스템(12, 14, 16, 18)의 조립체는 각각의 시스템의 뚜껑이 제거된 상태에서 위로부터 도시되어 있다. 이들 예에서, 각각의 수처리 시스템은 여과 구성요소(27), 펌프(33), 역삼투 구성요소(27), 방해석 부가 탱크(29) 및 저장 탱크(35)를 포함한다. 각각의 시스템은 또한 입력된 물이 시스템 내로 유동하는 입구(20), 생성수가 시스템으로부터 유동하는 생성수 출구(31), 및 농축물이 시스템으로부터 유동하는 폐기물 출구(32)를 포함한다.
시스템은 모듈 방식으로 연결된다. 즉, 적어도 하나의 시스템은 다른 시스템의 기능 또는 연결에 영향을 미치지 않고 시스템의 배열체로부터 연결해제되거나 제거될 수 있다. 예를 들어, 각각의 시스템은 나머지 시스템을 통한 물의 유동에 영향을 미치지 않고 시스템이 셧다운될 수 있도록 시스템 성능을 모니터링하는 제어기를 갖는다.
도 1 내지 도 4에 도시되는 개략도에서, 입력수 라인(22)은 4개의 시스템 각각으로 동시에 입력수를 유동시킨다. 이 예에 따르면, 입력수는 라인(22)을 통해 시스템(12, 14, 16, 18)의 4개의 입구(20) 각각으로 통과한다. 시스템(12, 14, 16, 18)은 조립체 내에서 서로 인접하게 배치된다. 시스템(12)은 라인(22, 24, 26)의 시작 지점(41, 39, 37)에 가장 근접한 조립체 내의 제1 시스템으로서 정의된다. 시스템(14)은 제2 시스템이고, 시스템(16)은 제3 시스템이며, 시스템(18)은 제4 시스템이다.
각각의 수처리 시스템의 구성요소에 의한 처리 후에, 생성수는 각각의 시스템으로부터 생성물 라인(24)으로 유동하며, 이 라인에서 생성수는 저장 또는 사용을 위해 유동될 수 있다. 도 1에서, 각각의 시스템으로부터의 농축물은 농축물 라인(26) 내로 유동하고 폐기물 배수부(28)로 보내진다. 농축물은 본 예에서 재순환되지 않는다. 도 1에서, 입력수, 생성수 및 농축물은 동일한 방향(도 1의 좌측에서 우측으로)으로 유동한다. 도 1에서, 농축물 밸브는 도시되지 않았지만, 이러한 예에서, 밸브가 개방되어, 모든 농축물의 폐기물로의 유동을 생성한다.
도 2에서, 제1 시스템(12)에 의해 생성된 농축물의 적어도 일부가 시스템(12, 14, 16, 18)으로 다시 재순환된다. 농축물 밸브(32, 34, 36)는 농축물 라인 내에 위치설정되며 시스템(12, 14, 18)을 위한 대응하는 농축물 밸브이다. 이러한 예에서, 농축물 밸브(32, 34, 36)는 농축물이 각각의 시스템으로부터 농축물 라인으로 그리고 이어서 폐기부(28)로 유동하는 지점의 바로 하류에 위치된다. 이러한 예에서, 농축물 라인(26) 내의 제1 농축물 밸브(32)는 제1 시스템(12)에 의해 생성된 농축물의 적어도 일부가 폐기물 배수부(28)로 유동하지 않도록 폐쇄된다. 대신에, 제1 시스템(12)으로부터의 농축물은 농축물 라인(26) 내에서 반대 방향으로 유동하여 다시 농축물 라인(26)의 시작 지점(37)으로 유동한다. 즉, 농축물의 유동은 농축물 라인의 시작 지점과 농축물 밸브 사이의 라인의 섹션에서 역전된다. 농축물은 이어서 혼합 섹션(31) 내로 유동하고, 여기서 농축물과 급수가 혼합되어 입력수 라인(22) 내로 유동한다. 결과적으로, 입력 라인(22) 내로 유동하는 입력수는 급수 및 농축물의 양자 모두의 혼합물을 포함하고, 이것은 이어서 입구(20)를 통해 시스템(12, 14, 16, 18) 내로 유동한다. 농축물 라인(26) 내의 제2 및 제3 농축물 밸브(34, 36)는 시스템(14, 16, 18)으로부터의 농축물이 배수부(28)로 유동하도록 개방된 상태로 유지된다.
도 3에서, 제1 및 제2 시스템(12, 14)으로부터의 농축물의 적어도 일부가 재순환되어 급수와 혼합된다. 이러한 예에서, 제2 시스템(14)에 대응하는 제2 농축물 밸브(34)는 폐쇄되고 제1 농축물 밸브(32)는 개방되어, 양 시스템(12, 14)으로부터의 농축물의 적어도 일부가 농축물 라인(26)을 통해 다시 라인(26)의 시작 지점(37)으로 유동하고 혼합 섹션(31)에서 급수와 혼합된다. 급수 및 농축물의 혼합물은 이어서 입력 라인(22)으로 유동한다. 제3 농축물 밸브(36)는 시스템(16, 18)으로부터의 농축물이 배수부(28)로 유동하도록 개방된 상태를 유지한다.
도 4에서, 시스템(12, 14, 16)으로부터의 농축물의 적어도 일부는 재순환되고 급수와 혼합된다. 이러한 예에서, 제3 시스템(16)에 대응하는 제3 농축물 밸브(36)는 폐쇄되고 제1 및 제2 농축물 밸브(32, 24)는 개방되어, 모든 3개의 시스템(12, 14, 16)으로부터의 농축물의 적어도 일부가 농축물 라인(26)을 통해 라인(37)의 시작 지점으로 유동하고 이어서 혼합 섹션(31) 내로 유동한다. 급수 및 농축물의 혼합물은 이어서 입력 라인(22)으로 유동한다. 이러한 예에서, 시스템(18)으로부터의 농축물은 배수부(28)로 보내진다.
농축물과 급수의 혼합 정도는 수처리 시스템에 의해 조절될 수 있다. 예를 들어, 각각의 시스템은 최적의 시스템 성능을 위해 초과되어서는 안 되는 TDS에 대한 허용오차를 가질 수 있으며, TDS는 적어도 하나의 수처리 시스템 내에 배치된 적어도 하나의 센서에 의해 모니터링될 수 있다. 일부 예에서, 농축물의 재순환으로 인해 시스템 허용오차가 초과되는 경우 적어도 하나의 시스템은 셧다운될 것이며, 따라서 시스템은 조립체로부터 연결해제된다.
일부 예에서, 수처리 시스템 외부의 적어도 하나의 밸브 또는 센서는 시스템 파라미터에 대한 변화에 응답할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 밸브 또는 센서는 적어도 하나의 밸브가 연결된 수처리 시스템을 통한 농축물의 유동을 조절하기 위해 개방 또는 폐쇄될 수 있도록 유량, 수압 또는 TDS의 변화를 모니터링하고 응답할 수 있다. 이들 자동 제어 밸브는, 예를 들어, 농축물 라인(26) 내의 또는 혼합부(31) 내의 적어도 하나의 지점에 배치될 수 있다. 밸브는 배수부로 유동하거나 재순환될 농축물의 양을 조절할 수 있다.
도 5 및 도 6은 농축물의 재순환을 위해 본 개시내용의 방법을 채용하는 연결된 수처리 시스템의 조립체의 예를 도시한다. 도 5 및 도 6에는, 5개의 수처리 시스템(60, 62, 64, 66, 68)이 서로 인접하게 배치되어 도시되어 있으며, 5개의 시스템은 유체 연결되어 조립체를 형성한다.
수처리 시스템(60)은 조립체 내의 제1 수처리 시스템으로서 규정되고, 시스템(62)은 조립체 내의 제2 시스템으로서 규정되고, 시스템(64)은 조립체 내의 제3 시스템으로서 규정되고, 시스템(66)은 조립체 내의 제4 시스템으로서 규정되며, 시스템(68)은 조립체 내의 제5 시스템으로서 규정된다. 입력수 라인(52), 생성수 라인(54), 및 농축물 라인(56)이 도시되어 있으며, 이들은 각각 라인(81, 82, 83)을 통해 각각의 수처리 시스템의 입구, 생성물 출구 및 폐기물 출구에 유체 연결된다. 이러한 예에서, 라인(52, 54, 56)은 수처리 시스템의 최대 높이 위에 배치되고 지면에 대략 수직하게 위치설정되는 파이프이다. 각각의 라인(52, 54, 56)은 대략 연결된 수처리 시스템의 전체 스팬에 걸쳐 연장된다. 즉, 각각의 라인은 대략 제1 수처리 시스템(60)의 좌측 에지에서 시작되며 제5 수처리 시스템(68)의 우측 에지로 연장된다. 농축물 라인(56)은 각각 수처리 시스템(60, 62, 64, 66)에 대응하는 농축물 밸브(72, 74, 76, 78)를 포함한다. 농축물 밸브는 대응하는 수처리 시스템으로부터의 농축물이 농축물 라인으로 진입하는 곳의 바로 하류에서 농축물 라인에 삽입된다. 예를 들어, 제1 농축물 밸브(72)는 시스템(60)으로부터의 농축물이 농축물 라인(56)으로 진입하는 곳의 바로 하류에 위치설정된다. 유사하게, 제2, 제3 및 제4 농축물 밸브(74, 76, 78)는 각각 시스템(62, 64, 66)으로부터의 농축물이 농축물 라인으로 진입하는 곳의 바로 하류에서 농축물 라인에 삽입된다.
도 5 및 도 6에서, 농축물 밸브 중 적어도 하나가 폐쇄될 때 라인(56)으로부터의 농축물은 라인(46)을 통해 유동하고 접합부(51)에서 급수와 혼합된다. 상기 예에서, 급수와 혼합되는 농축물의 양은 농축물 밸브(72, 74, 76, 78) 중 적어도 하나의 상태에 의해 결정된다. 예를 들어, 제1 농축물 밸브(72)가 폐쇄되는 경우, 오직 제1 시스템(60)으로부터의 농축물의 일부가 재순환되어 급수와 혼합된다. 제2 농축물 밸브(74)가 폐쇄(그리고 밸브(72)가 개방)되는 경우, 제1 시스템(60) 및 제2 시스템(62)으로부터의 농축물의 일부가 재순환되고, 급수와 혼합되도록 유동하며, 이어서 입력 라인(52)으로 유동한다.
입력수를 라인(22)으로 펌핑하기 위한 펌프(48, 50)가 또한 도시되어 있으며, 이 라인에서 입력된 물은 이어서 각각의 수처리 시스템(60, 62, 64, 66, 68)의 입구 내로 유동한다. 또한, 외부 공급 라인(46) 및 사전 여과 유닛(44)이 도 5에 도시된다.
이러한 예의 시스템 및 방법은, 조립체로부터의 생성수의 유량을 절충(compromising)하는 입력된 물로부터의 생성수의 개선된 회수를 보여준다. 일부 예에서, 적어도 하나의 수처리 시스템으로부터의 농축물의 재순환은 폐기되는 물의 30%까지 회수하거나 절약한다.
명백하게, 본 발명의 많은 수정 및 변형이 상기 교시에 비추어 가능하다. 따라서, 설명된 발명의 범위 내에서, 본 발명은 구체적으로 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
Claims (15)
- 생성수의 수율을 증가시키는 방법이며,
a. 급수를 적어도 하나의 수처리 시스템의 적어도 하나의 입구 내로 유동시키는 단계로서, 상기 적어도 하나의 수처리 시스템은 급수를 생성수 및 농축물로 분리하기 위한 역삼투 구성요소를 갖는, 급수를 유동시키는 단계;
b. 적어도 하나의 수처리 시스템에 의해 생성된 상기 농축물의 적어도 일부를 급수와 혼합하는 단계; 및
c. 상기 급수 및 농축물의 혼합물을 상기 적어도 하나의 수처리 시스템의 적어도 하나의 입구로 유동시키는 단계를 포함하는 방법. - 제1항에 있어서,
급수는 단일 수처리 시스템 내로 유동되고, 상기 단일 수처리 시스템으로부터의 농축물이 급수의 일부와 혼합되어 상기 단일 수처리 시스템의 상기 적어도 하나의 입구로 유동되는 방법. - 제1항에 있어서,
외부 제어기가 상기 적어도 2개의 수처리 시스템의 상기 적어도 하나의 입구로 유동되는 급수 및 농축물의 유동을 조절하는 방법. - 제1항에 있어서,
적어도 2개의 수처리 시스템을 포함하며, 상기 적어도 2개의 수처리 시스템은 입력수의 유동에 관해 병렬로 연결되는 방법. - 역삼투를 위한 물의 재순환 방법이며,
a. 적어도 2개의 유체 연결된 수처리 시스템의 조립체를 제공하는 단계로서:
상기 수처리 시스템 각각은 역삼투 구성요소를 갖고;
상기 조립체는 입력수 라인, 생성수 라인 및 농축물 라인을 갖고, 상기 입력수 라인, 상기 생성수 라인 및 농축물 라인은 상기 적어도 2개의 수처리 시스템을 유체 연결하며;
상기 농축물 라인은 상기 수처리 시스템 중 적어도 하나에 대응하는 적어도 하나의 농축물 밸브를 갖는,
조립체를 제공하는 단계;
b. 급수를 상기 입력수 라인을 통해 상기 적어도 2개의 수처리 시스템 각각으로 유동시키는 단계로서, 상기 적어도 2개의 수처리 시스템은 농축물 및 생성수를 형성하는, 급수를 유동시키는 단계;
c. 상기 적어도 하나의 농축물 밸브의 적어도 하나의 농축물 밸브를 폐쇄하는 단계로서, 상기 농축물 밸브에 대응하는 상기 적어도 수처리 시스템으로부터의 농축물이 급수와 혼합되도록 유동하는, 적어도 하나의 농출물 밸브를 폐쇄하는 단계; 및
d. 급수 및 농축물의 상기 혼합물을 상기 입력수 라인으로 유동시키는 단계를 포함하는 방법. - 제5항에 있어서,
상기 적어도 하나의 농축물 밸브를 폐쇄하는 단계는 상기 농축물 라인의 섹션 내의 농축물의 유동을 역전시키는 방법. - 제5항에 있어서,
하나의 농축물 밸브가 폐쇄되는 방법. - 제7항에 있어서,
하나의 수처리 시스템으로부터의 농축물은 급수와 혼합되는 방법. - 제7항에 있어서,
적어도 2개의 처리 시스템으로부터의 농축물이 급수와 혼합되는 방법. - 제7항에 있어서,
적어도 3개의 처리 시스템으로부터의 농축물이 급수와 혼합되는 방법. - 제5항에 있어서,
상기 적어도 하나의 농축물 밸브는 수동 밸브, 자동 밸브, 솔레노이드 밸브, 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방법. - 제5항에 있어서,
상기 조립체는 적어도 하나의 외부 펌프를 더 포함하는 방법. - 제5항에 있어서,
상기 조립체는 급수 및 농축물의 상기 혼합물의 TDS 함량을 모니터링하기 위해 적어도 센서를 더 포함하는 방법. - 제5항에 있어서,
상기 적어도 2개의 수처리 시스템은 그 내부에 수용된 구성요소에 대해 동일한 방법. - 제5항에 있어서,
적어도 하나의 수처리 시스템은 조립체 내의 다른 시스템에 영향을 주지 않고 상기 조립체로부터 연결해제될 수 있는 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202163219422P | 2021-07-08 | 2021-07-08 | |
| US63/219,422 | 2021-07-08 | ||
| PCT/US2022/036560 WO2023283450A1 (en) | 2021-07-08 | 2022-07-08 | Systems and methods for recycling water |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240032984A true KR20240032984A (ko) | 2024-03-12 |
Family
ID=84801025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020247004534A KR20240032984A (ko) | 2021-07-08 | 2022-07-08 | 물을 재순환시키는 시스템 및 방법 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4367067A1 (ko) |
| JP (1) | JP2024525599A (ko) |
| KR (1) | KR20240032984A (ko) |
| CN (1) | CN117916203A (ko) |
| AU (1) | AU2022308716A1 (ko) |
| CA (1) | CA3225128A1 (ko) |
| CL (1) | CL2024000056A1 (ko) |
| CO (1) | CO2024001135A2 (ko) |
| EC (1) | ECSP24009216A (ko) |
| IL (1) | IL309819A (ko) |
| MX (1) | MX2024000328A (ko) |
| PE (1) | PE20240734A1 (ko) |
| WO (1) | WO2023283450A1 (ko) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090194478A1 (en) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Michael Saveliev | Reverse Osmosis System |
| WO2019178235A1 (en) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | Renew Health Limited | Water treatment system |
| US11072542B2 (en) * | 2019-01-17 | 2021-07-27 | A. O. Smith Corporation | High water efficiency TDS creep solution |
| MA56127A (fr) * | 2019-06-09 | 2022-04-13 | Renew Health Ltd | Système de traitement de l'eau et son procédé d'utilisation |
-
2022
- 2022-07-08 PE PE2024000041A patent/PE20240734A1/es unknown
- 2022-07-08 JP JP2024500418A patent/JP2024525599A/ja active Pending
- 2022-07-08 AU AU2022308716A patent/AU2022308716A1/en active Pending
- 2022-07-08 WO PCT/US2022/036560 patent/WO2023283450A1/en active Application Filing
- 2022-07-08 EP EP22838486.3A patent/EP4367067A1/en active Pending
- 2022-07-08 MX MX2024000328A patent/MX2024000328A/es unknown
- 2022-07-08 CN CN202280061174.1A patent/CN117916203A/zh active Pending
- 2022-07-08 CA CA3225128A patent/CA3225128A1/en active Pending
- 2022-07-08 IL IL309819A patent/IL309819A/en unknown
- 2022-07-08 KR KR1020247004534A patent/KR20240032984A/ko unknown
-
2024
- 2024-01-08 CL CL2024000056A patent/CL2024000056A1/es unknown
- 2024-02-01 CO CONC2024/0001135A patent/CO2024001135A2/es unknown
- 2024-02-05 EC ECSENADI20249216A patent/ECSP24009216A/es unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CO2024001135A2 (es) | 2024-03-07 |
| JP2024525599A (ja) | 2024-07-12 |
| WO2023283450A1 (en) | 2023-01-12 |
| MX2024000328A (es) | 2024-01-25 |
| CL2024000056A1 (es) | 2024-05-31 |
| CN117916203A (zh) | 2024-04-19 |
| ECSP24009216A (es) | 2024-03-01 |
| PE20240734A1 (es) | 2024-04-16 |
| IL309819A (en) | 2024-02-01 |
| EP4367067A1 (en) | 2024-05-15 |
| AU2022308716A1 (en) | 2024-02-15 |
| CA3225128A1 (en) | 2023-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105026018B (zh) | 带有浓缩液分级和浓缩液再循环、可转换的级或两者的膜过滤系统 | |
| WO2007045015A1 (en) | Purified water production and distribution system | |
| US20170028350A1 (en) | Systems and methods for water filtration | |
| CN104291462A (zh) | 净水系统 | |
| CN104556437A (zh) | 一种膜技术用于城市污水深度处理回用的方法 | |
| US20030052068A1 (en) | Separating system for hollow fiber membranes and operating method thereof | |
| CN104129887A (zh) | 一种基于膜生物反应器的中水回用系统 | |
| CN111362360B (zh) | 一种膜法内循环浓缩方法 | |
| CN209554915U (zh) | 集成水路板和净水机 | |
| KR20240032984A (ko) | 물을 재순환시키는 시스템 및 방법 | |
| CN103382074B (zh) | 用于多级驯化酵母菌去除废水cod的处理系统及工艺 | |
| CN204625366U (zh) | 净水设备 | |
| CN217350840U (zh) | 一种具有高反渗透处理效率的废水处理系统 | |
| CN214715718U (zh) | 净水系统及具有其的净水机 | |
| CN212581565U (zh) | 一种反渗透设备的双向清洗装置 | |
| CN213895296U (zh) | 一种便于tds调控的净水系统和净水设备 | |
| CN104891695B (zh) | 节水型反渗透净水器 | |
| CN211470971U (zh) | 智能净水系统 | |
| RU2681026C1 (ru) | Система фильтрации воды | |
| CN207401366U (zh) | 一种能在线反洗的超滤设备 | |
| CN205313250U (zh) | 一种循环冷却排污水处理系统 | |
| CN110526462B (zh) | 非生产期间制药纯化水水质保证系统 | |
| CN104828992A (zh) | 净水设备 | |
| CN211896398U (zh) | 净水系统 | |
| CN209143922U (zh) | 一种新型edi离子交换超纯水设备 |