TW202327717A - 涉及能量回收的滲透方法及系統 - Google Patents

涉及能量回收的滲透方法及系統 Download PDF

Info

Publication number
TW202327717A
TW202327717A TW111143507A TW111143507A TW202327717A TW 202327717 A TW202327717 A TW 202327717A TW 111143507 A TW111143507 A TW 111143507A TW 111143507 A TW111143507 A TW 111143507A TW 202327717 A TW202327717 A TW 202327717A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
reverse osmosis
osmosis unit
stream
retentate
energy recovery
Prior art date
Application number
TW111143507A
Other languages
English (en)
Inventor
理查 史托佛
Original Assignee
美商格雷迪安特公司
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 美商格雷迪安特公司 filed Critical 美商格雷迪安特公司
Publication of TW202327717A publication Critical patent/TW202327717A/zh

Links

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
    • B01D61/06—Energy recovery
    • 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
    • C02F1/26—Treatment of water, waste water, or sewage by extraction
    • C02F1/265—Desalination
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
    • B01D2317/02—Elements in series
    • B01D2317/022—Reject series
    • 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
    • C02F2301/06—Pressure conditions
    • C02F2301/066—Overpressure, high pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/10—Energy recovery
    • 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)
  • 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)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

本發明大體描述涉及滲透單元及能量回收之液態溶液濃縮方法及相關系統。在一些實施例中，滲透系統具有泵、第一逆滲透單元、第二逆滲透單元及一或多個能量回收裝置。各種實施例係針對諸如平衡流、再循環流及/或閥門之特徵，其單獨或組合可提供改良的能效及/或系統效能。一些實施例可提高某些類型的能量回收裝置與滲透單元組合的效能，諸如等壓或渦輪能量回收裝置。

Description

涉及能量回收的滲透方法及系統
大體描述液態溶液濃縮方法及相關系統。
選擇性可滲透溶劑且不可滲透溶質的膜已用於純化進料流。作為一個實例，基於膜的脫鹽已用於對含水進料流進行脫鹽。在一個此類純化方法中-通常稱為正向滲透-藉由將提取溶液(draw solution)(有時亦稱作清掃溶液)施加至滲透壓高於進料流滲透壓之膜的滲透側，將溶劑(例如水)自進料流輸送穿過半透膜。正向滲透方法中分離之驅動力係跨半透膜之滲透壓差；因為膜一側之提取溶液比膜另一側之進料流具有更高的滲透壓，溶劑自進料流穿過半透膜被吸入提取溶液以平衡滲透壓。
另一類型的基於膜的溶液濃縮方法係逆滲透。與正向滲透相反，逆滲透方法使用施加的液壓作為分離的驅動力。施加的液壓用以抵消滲透壓差，否則滲透壓差有利於溶劑自低滲透壓流向高滲透壓。因此在逆滲透系統中，溶劑自高滲透壓側被驅動至低滲透壓側。
迄今為止，許多基於膜的溶液濃縮系統受到例如效率低、費用高及非所需的積垢及結垢的限制。需要改良的系統及方法來進行基於膜的溶液濃縮。
大體描述涉及滲透單元及能量回收之液態溶液濃縮方法及相關系統。在一些實施例中，滲透系統包含泵、第一逆滲透單元、第二逆滲透單元及一或多個能量回收裝置。各種實施例係針對諸如平衡流、再循環流及/或閥門之特徵，其單獨或組合可提供改良的能效及/或系統效能。一些實施例可提高某些類型的能量回收裝置與滲透單元組合的效能，諸如等壓或渦輪能量回收裝置。
本發明之主題在一些情況下涉及相關產品、對特定問題之替代的解決方案及/或一或多個系統及/或物品之複數個不同用途。
在一些實施例中，提供方法。在一些實施例中，一種方法包含：增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流；將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側，使得第一逆滲透單元滲餘物出口流離開第一逆滲透單元之滲餘物側，第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第一逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第一逆滲透單元的滲餘物側被輸送穿過第一逆滲透單元的滲透膜，至第一逆滲透單元的滲透側；將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側，使得第二逆滲透單元滲餘物出口流離開第二逆滲透單元之滲餘物側，第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第二逆滲透單元之滲餘物側被輸送穿過第二逆滲透單元的滲透膜，至第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流的一些或全部，自第二逆滲透單元的滲透側輸出；降低第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分之壓力以形成減壓濃縮流；且使用自第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流；其中：第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓進料流之至少一部分及加壓能量回收流之至少一部分；第二逆滲透單元滲餘物入口流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分；能量回收流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分；且(a)能量回收流包含包含進料流之至少一部分之平衡流，或(b)進料流包含包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分之平衡流。在一些實施例中，該方法進一步包含將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲透側，且自第二逆滲透單元之滲餘物側輸送穿過第二逆滲透單元之滲透膜至第二逆滲透單元之滲透側的液體部分與第二逆滲透單元滲透物入口流在第二逆滲透單元的滲透側組合以形成第二逆滲透單元滲透物出口流。在一些實施例中，第二逆滲透單元滲透物入口流包含減壓濃縮流之至少一部分。
在一些實施例中，提供滲透系統。在一些實施例中，滲透系統包含：泵，其包含泵入口及泵出口，其中該泵經組態以自泵出口噴出加壓流；第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第一逆滲透單元之滲透側及第一逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第二逆滲透單元之滲透側及第二逆滲透單元之滲餘物側；及能量回收裝置，其包含高壓入口、低壓入口、高壓出口及低壓出口；其中：第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至泵出口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第二逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓入口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口；第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至能量回收裝置之低壓入口；且泵入口以流體方式連接至能量回收裝置之低壓入口。在一些實施例中，第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至能量回收裝置之低壓出口。
在一些實施例中，一種方法包含：增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流；將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側，使得第一逆滲透單元滲餘物出口流離開第一逆滲透單元之滲餘物側，第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第一逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第一逆滲透單元的滲餘物側被輸送穿過第一逆滲透單元的滲透膜，至第一逆滲透單元的滲透側；將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側，使得第二逆滲透單元滲餘物出口流離開第二逆滲透單元之滲餘物側，第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第二逆滲透單元之滲餘物側被輸送穿過第二逆滲透單元的滲透膜，至第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流的一些或全部，自第二逆滲透單元的滲透側輸出；降低第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分之壓力以形成減壓濃縮流；且使用自第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流；其中：第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓進料流之至少一部分、加壓能量回收流之至少一部分及包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分的再循環流，其中再循環流在併入至第一逆滲透單元滲餘物入口流之前與加壓能量回收流之至少一部分組合；第二逆滲透單元滲餘物入口流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第二部分；且能量回收流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分。在一些實施例中，該方法進一步包含將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲透側，且自第二逆滲透單元之滲餘物側輸送穿過第二逆滲透單元之滲透膜至第二逆滲透單元之滲透側的液體部分與第二逆滲透單元滲透物入口流在第二逆滲透單元的滲透側組合以形成第二逆滲透單元滲透物出口流。在一些實施例中，第二逆滲透單元滲透物入口流包含減壓濃縮流之至少一部分。
在一些實施例中，滲透系統包含：泵，其包含泵入口及泵出口，其中該泵經組態以自泵出口噴出加壓流；第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第一逆滲透單元之滲透側及第一逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第二逆滲透單元之滲透側及第二逆滲透單元之滲餘物側；及能量回收裝置，其包含高壓入口、低壓入口、高壓出口及低壓出口；其中：第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至泵出口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第二逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓入口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口；第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至能量回收裝置之低壓入口；且其中該滲透系統經組態以將來自離開第一逆滲透單元之滲餘物側出口之第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分的再循環流與離開能量回收裝置之高壓出口的加壓能量回收流組合。在一些實施例中，第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至能量回收裝置之低壓出口。
在一些實施例中，一種方法包含：增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流；將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側，使得第一逆滲透單元滲餘物出口流離開第一逆滲透單元之滲餘物側，第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第一逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第一逆滲透單元的滲餘物側被輸送穿過第一逆滲透單元的滲透膜，至第一逆滲透單元的滲透側；將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側，使得第二逆滲透單元滲餘物出口流離開第二逆滲透單元之滲餘物側，第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第二逆滲透單元之滲餘物側被輸送穿過第二逆滲透單元的滲透膜，至第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流的一些或全部，自第二逆滲透單元的滲透側輸出；降低第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分之壓力以形成減壓濃縮流；且使用自第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流；其中：第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓能量回收流之至少一部分；能量回收流包含加壓進料流之至少一部分及包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分的再循環流；第二逆滲透單元滲餘物入口流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第二部分；且進料流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分。在一些實施例中，該方法進一步包含將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲透側，且自第二逆滲透單元之滲餘物側輸送穿過第二逆滲透單元之滲透膜至第二逆滲透單元之滲透側的液體部分與第二逆滲透單元滲透物入口流在第二逆滲透單元的滲透側組合以形成第二逆滲透單元滲透物出口流。在一些實施例中，第二逆滲透單元滲透物入口流包含減壓濃縮流之至少一部分。
在一些實施例中，滲透系統包含：泵，其包含泵入口及泵出口，其中該泵經組態以自泵出口噴出加壓流；第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第一逆滲透單元之滲透側及第一逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第二逆滲透單元之滲透側及第二逆滲透單元之滲餘物側；及能量回收裝置，其包含高壓入口、低壓入口、高壓出口及低壓出口；其中：第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第二逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓入口；第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至泵入口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口；且能量回收裝置之低壓入口以流體方式連接至泵出口及第一逆滲透單元之滲餘物側之出口。在一些實施例中，第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至能量回收裝置之低壓出口。
在一些實施例中，一種方法包含：在第一時間段及第二時間段期間，增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流；在第一時間段及第二時間段期間，將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側，使得第一逆滲透單元滲餘物出口流離開第一逆滲透單元之滲餘物側，第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第一逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第一逆滲透單元的滲餘物側被輸送穿過第一逆滲透單元的滲透膜，至第一逆滲透單元的滲透側；在至少第一時間段期間，將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側，使得第二逆滲透單元滲餘物出口流離開第二逆滲透單元之滲餘物側，第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第二逆滲透單元之滲餘物側被輸送穿過第二逆滲透單元的滲透膜，至第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流的一些或全部，自第二逆滲透單元的滲透側輸出；在第一時間段及第二時間段期間，降低濃縮流之壓力以形成減壓濃縮流；且在第一時間段及第二時間段期間，使用自濃縮流的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流；其中：在至少第一時間段期間：第二逆滲透單元滲餘物入口流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分；能量回收流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分；且濃縮流包含第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分；在至少第二時間段期間：第二逆滲透單元之滲餘物側不接收第一逆滲透單元滲餘物出口流之任何部分，或接收第一逆滲透單元滲餘物出口流的量比第二逆滲透單元的滲餘物側在第一時間段期間接收的第一逆滲透單元滲餘物出口流的量少至少80 wt%，且第二逆滲透單元之滲透側不接收減壓濃縮流之任何部分，或接收減壓濃縮流的量比第二逆滲透單元的滲透側在第一時間段期間接收的減壓濃縮流的量少至少80 wt%；且濃縮流包含包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的旁路流的至少一部分；且在第一時間段及第二時間段二者期間：第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓進料流之至少一部分及加壓能量回收流之至少一部分。在一些實施例中，該方法進一步包含將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲透側，且自第二逆滲透單元之滲餘物側輸送穿過第二逆滲透單元之滲透膜至第二逆滲透單元之滲透側的液體部分與第二逆滲透單元滲透物入口流在第二逆滲透單元的滲透側組合以形成第二逆滲透單元滲透物出口流。在一些實施例中，第二逆滲透單元滲透物入口流包含減壓濃縮流之至少一部分。
在一些實施例中，滲透系統包含：泵，其包含泵入口及泵出口，其中該泵經組態以自泵出口噴出加壓流；第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第一逆滲透單元之滲透側及第一逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第二逆滲透單元之滲透側及第二逆滲透單元之滲餘物側；及能量回收裝置，其包含高壓入口、低壓入口、高壓出口及低壓出口；及閥門；其中：第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至泵出口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口；且閥門經組態以使得：當閥門處於第一位置時：第一逆滲透單元之滲餘物側與第二逆滲透單元之滲餘物側呈流體連通；第二逆滲透單元之滲餘物側與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通；且第二逆滲透單元之滲透側與能量回收裝置之低壓入口呈流體連通；且當閥門處於第二位置時：第一逆滲透單元之滲餘物側與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通。在一些實施例中，第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至能量回收裝置之低壓出口。
在一些實施例中，一種方法包含：在第一時間段及第二時間段期間，增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流；在第一時間段及第二時間段期間，將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側，使得第一逆滲透單元滲餘物出口流離開第一逆滲透單元之滲餘物側，第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第一逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第一逆滲透單元的滲餘物側被輸送穿過第一逆滲透單元的滲透膜，至第一逆滲透單元的滲透側；在至少第一時間段期間，將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側，使得第二逆滲透單元滲餘物出口流離開第二逆滲透單元之滲餘物側，第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第二逆滲透單元之滲餘物側被輸送穿過第二逆滲透單元的滲透膜，至第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流的一些或全部，自第二逆滲透單元的滲透側輸出；在第一時間段及第二時間段期間，降低濃縮流之壓力以形成減壓濃縮流；且在第一時間段及第二時間段期間，使用自濃縮流的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流；其中：在至少第一時間段期間：第二逆滲透單元滲餘物入口流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分；且濃縮流包含第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分；在至少第二時間段期間：第二逆滲透單元之滲餘物側不接收第一逆滲透單元滲餘物出口流之任何部分，或接收第一逆滲透單元滲餘物出口流的量比第二逆滲透單元的滲餘物側在第一時間段期間接收的第一逆滲透單元滲餘物出口流的量少至少80 wt%，且第二逆滲透單元之滲透側不接收減壓濃縮流之任何部分，或接收減壓濃縮流的量比第二逆滲透單元的滲透側在第一時間段期間接收的減壓濃縮流的量少至少80 wt%；且濃縮流包含包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的旁路流的至少一部分；且在第一時間段及第二時間段二者期間：能量回收流包含加壓進料流之至少一部分；且第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓能量回收流之至少一部分。在一些實施例中，該方法進一步包含將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲透側，且自第二逆滲透單元之滲餘物側輸送穿過第二逆滲透單元之滲透膜至第二逆滲透單元之滲透側的液體部分與第二逆滲透單元滲透物入口流在第二逆滲透單元的滲透側組合以形成第二逆滲透單元滲透物出口流。在一些實施例中，第二逆滲透單元滲透物入口流包含減壓濃縮流之至少一部分。
在一些實施例中，滲透系統包含：泵，其包含泵入口及泵出口，其中該泵經組態以自泵出口噴出加壓流；第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第一逆滲透單元之滲透側及第一逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第二逆滲透單元之滲透側及第二逆滲透單元之滲餘物側；及能量回收裝置，其包含高壓入口、低壓入口、高壓出口及低壓出口；及閥門；其中：能量回收裝置之低壓入口以流體方式連接至泵出口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口；且閥門經組態以使得：當閥門處於第一位置時：第一逆滲透單元之滲餘物側與第二逆滲透單元之滲餘物側呈流體連通；且第二逆滲透單元之滲餘物側與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通；且當閥門處於第二位置時：第一逆滲透單元之滲餘物側與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通。
在一些實施例中，一種方法包含：增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流；將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側，使得第一逆滲透單元滲餘物出口流離開第一逆滲透單元之滲餘物側，第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第一逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第一逆滲透單元的滲餘物側被輸送穿過第一逆滲透單元的滲透膜，至第一逆滲透單元的滲透側；將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側，使得第二逆滲透單元滲餘物出口流離開第二逆滲透單元之滲餘物側，第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第二逆滲透單元之滲餘物側被輸送穿過第二逆滲透單元的滲透膜，至第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流的一些或全部，自第二逆滲透單元的滲透側輸出；降低包含第二滲透單元滲餘物出口流之第一部分之第一濃縮流的壓力以形成減壓第一濃縮流；使用自第一濃縮流的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加第一能量回收流的壓力以形成加壓第一能量回收流；降低包含第二滲透單元滲餘物出口流之第二部分之第二濃縮流的壓力以形成減壓第二濃縮流；且使用自第二濃縮流的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加第二能量回收流的壓力以形成加壓第二能量回收流；其中：第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓第一能量回收流之至少一部分及加壓第二能量回收流之至少一部分；第一能量回收流包含加壓進料流之至少一部分；第二逆滲透單元滲餘物入口流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分；且第二能量回收流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分。
在一些實施例中，滲透系統包含：泵，其包含泵入口及泵出口，其中該泵經組態以自泵出口噴出加壓流；第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第一逆滲透單元之滲透側及第一逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第二逆滲透單元之滲透側及第二逆滲透單元之滲餘物側；第一能量回收裝置，其包含第一高壓入口、第一低壓入口、第一高壓出口及第一低壓出口；第二能量回收裝置，其包含第二高壓入口、第二低壓入口、第二高壓出口及第二低壓出口；其中：第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第二逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第一能量回收裝置之第一高壓入口及第二能量回收裝置之第二高壓入口；第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至第二能量回收裝置之第二低壓入口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第一能量回收裝置之第一高壓出口及第二能量回收裝置之第二高壓出口；且第一能量回收裝置之第一低壓入口以流體方式連接至泵出口。
本發明之其他優點及新穎特徵將自本發明之各種非限制性實施例在與附圖結合考慮時的以下實施方式變得顯而易見。在本說明書及以引用的方式併入之文獻包括衝突及/或不一致的揭示內容之情況下，應以本說明書為準。
相關申請案
本申請案主張2021年11月16日申請且名稱為「Osmotic Methods and Systems Involving Energy Recovery」之國際專利申請案第PCT/US2021/059441號之優先權，且出於所有目的，其以全文引用的方式併入本文中。
大體描述涉及滲透單元及能量回收之液態溶液濃縮方法及相關系統。在一些實施例中，滲透系統包含泵、第一逆滲透單元、第二逆滲透單元及一或多個能量回收裝置。各種實施例係針對諸如平衡流、再循環流及/或閥門之特徵，其單獨或組合可提供改良的能效及/或系統效能。一些實施例可提高某些類型的能量回收裝置與滲透單元組合的效能，諸如等壓或渦輪能量回收裝置。
在本發明之一個態樣中，提供針對平衡流用途之方法及系統。已認識到，可在包含第一及第二逆滲透單元及能量回收裝置之滲透系統中採用平衡流，使得可控制進入能量回收裝置之流的流速，且在一些情況下，使其相等或相對類似。此外，在一些實施例中，平衡流(例如與第二逆滲透單元滲透物出口流組合或自其分流)可允許減少系統之一或多個泵的負荷，同時有助於在第一逆滲透單元及/或第二逆滲透單元處有效分離的液壓壓力。
在本發明之另一態樣中，提供針對再循環流用途之方法及系統。已認識到，可在包含第一及第二逆滲透單元及能量回收裝置之滲透系統中採用再循環流，使得相對高壓的流體被進料至一或多個逆滲透單元中用於給定量的進料流被進料至系統及給定量的相對純的滲透物流由系統產生。以此方式，在一些情況下，可實現在膜附近具有較少溶質積聚的更高能效的系統。
在本發明之另一態樣中，提供當一或多個逆滲透單元至少部分離線(例如為了維護)時使用旁路流來操作滲透系統(即使以較低程度)的方法及系統。該系統可包含，例如，經組態以調節流體流動之閥門(例如，使用至少旁路流)。一些該等滲透系統可經組態以在至少第一時間段期間以第一方式操作(例如，當閥門處於第一組態時)且在至少第二時間段期間以第二方式操作(例如，當閥門處於第二組態時)。第一時間段及第二時間段可為不重疊時間段。在一些實施例中，第一時間段及第二時間段為連續的時間段，使得第一時間段的結束與第二時間段的開始一致。然而，在一些實施例中第一時間段及第二時間段不連續。
在一些實施例中，採用超過一種能量回收(例如壓力交換)方法。在一些實施例中，滲透系統包含超過一個能量回收裝置。舉例而言，滲透系統可包含第一能量回收裝置及第二能量回收裝置。來自逆滲透單元之拒絕物(例如，來自第二逆滲透單元之相對濃縮的滲餘物出口流)可在第一及第二能量回收裝置之間分配，此可提供控制進入各能量回收裝置之流速的能力。第一能量回收裝置及第二能量回收裝置可為不同類型的(例如，第一能量回收裝置為渦輪能量回收裝置，第二能量回收裝置為等壓能量回收裝置)，其在一些情況下可提供效能優勢，諸如藉由在逆滲透單元中允許相對集中的清掃流。
根據某些實施例，本文所述之各種特徵，單獨或組合，可提供滲透液體濃縮方法中的各種優點中的任一種。舉例而言，本文實施例可減少能量消耗、投資成本、佔據面積、操作成本或維護成本，及/或相對於處理的溶液及/或純化的溶劑的量增加系統生產率、效率、靈活性或可靠性。
大體描述方法(例如用於濃縮液體)及相關滲透系統。圖1A至6B分別展示滲透系統100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、200A、200B、300A、300B、400A、400B、500A、500B、600A及600B之示意圖，其為可在其中執行本文描述之某些方法的系統的實例。
一些實施例包含處理包含溶劑及溶質之進料流(例如用於液體濃縮、脫鹽等)。一些該等實施例涉及其中流的壓力影響彼步驟之操作的步驟(例如，諸如涉及施加液壓的滲透分離步驟)。因此，一些實施例係關於相應地操縱液體流的壓力。在一些實施例中，進料流(例如包含溶劑及溶質)之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)之壓力增加(例如增加至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少80%、至少90%、至少95%、至少99%或更多)以形成加壓進料流。舉例而言，再次參看圖1A至6B，進料流101之壓力經由泵102增加，產生加壓進料流103。加壓進料流之一些或全部可在一或多個下游製程中被處理(例如經歷分離製程)，其中一些可涉及滲透分離。
如上所述，滲透系統可包含泵(例如泵102)。受益於本發明，一般熟習此項技術者中之一者將知曉用於增加流體流(例如進料流)之壓力的合適的泵。一般而言，泵具有泵入口，在泵入口處待加壓的流與泵相遇，及泵出口，在泵出口處加壓流自泵出口噴射。作為示意性實例，根據某些實施例，圖1A至6B中之泵102包含泵入口104 (例如進料流101進料至其中)及泵出口105，該泵出口經組態以噴射加壓進料流103。在一些實施例中，泵(例如，其中進料流可被加壓)為高壓泵。可能適合的泵(例如高壓泵)的實例包括但不限於多級離心泵、活塞泵及正排量泵。本文所述之某些實施例(例如，涉及平衡流、再循環流及/或能量回收)可相對於現存系統減少滲透系統的泵所需的能量輸入量。
一些實施例包含將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側。逆滲透單元係指包括一或多個滲透膜之組件的集合，該等滲透膜經組態以對至少一個輸入流執行逆滲透製程且產生至少一個輸出流。第一逆滲透單元可包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第一逆滲透單元之滲透側及第一逆滲透單元之滲餘物側。本文所述之各逆滲透單元可包括另外的子單元，諸如單獨的滲透膜濾芯、閥門、流體導管及其類似者。如下文更詳細地描述，各滲透「單元」可包括單個滲透膜或多個滲透膜。在一些實施例中，單個逆滲透單元可包括多個滲透子單元(例如多個滲透濾芯)，它們可共用或不共用公共容器。
在一些實施例中，第一逆滲透單元滲餘物入口流(其可包含來自進料流之液體之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)，視情況經由一或多個其他流)被輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側，使得第一逆滲透單元滲餘物出口流離開第一逆滲透單元之滲餘物側，第一逆滲透單元滲餘物出口流具有比第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓大(例如至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少80%、至少90%、至少95%、至少99%或更多)的滲透壓。舉例而言，再次參看圖1A至6B，第一逆滲透單元106可包含至少一個界定滲餘物側107及滲透側108之滲透膜，且第一逆滲透單元滲餘物入口流109可輸送至滲餘物側107，使得第一逆滲透單元滲餘物出口流110離開滲餘物側107。可進行該步驟，使得根據一些實施例，第一逆滲透單元滲餘物出口流110具有大於第一逆滲透單元滲餘物入口流109之滲透壓的滲透壓。在一些實施例中，操作滲透系統使得第一逆滲透單元滲餘物入口流具有至少200 psi (至少1.38 × 10 3kPa)、至少500 psi (至少3.45 × 10 3kPa)、至少750 psi (至少5.17 × 10 3kPa)、至少1000 psi (至少6.90 × 10 3kPa)及/或多至1500 psi (至少1.03 × 10 4kPa)、多至2000 psi (至少1.38 × 10 4kPa)或更大之壓力。在一些實施例中，操作滲透系統使得第一逆滲透單元滲餘物出口流之濃度相對於第一逆滲透單元滲餘物入口流之濃度增加至少1.03、至少1.035、至少1.05、至少1.10、至少1.25、及/或多至1.40、多至1.50、多至2、多至3、多至4、多至5倍或更大。
在一些實施例中，來自第一逆滲透單元滲餘物入口流之液體之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)自第一逆滲透單元之滲餘物側輸送穿過第一逆滲透單元之滲透膜，至第一逆滲透單元之滲透側。再次參看圖1A至6B，舉例而言，來自第一逆滲透單元滲餘物入口流109之液體之至少一部分可自滲餘物側107輸送穿過滲透膜，至滲透側108。自第一逆滲透單元之滲餘物側輸送至滲透側之液體可形成第一逆滲透單元滲透物出口流(例如圖1A至6B中之第一逆滲透單元滲透物出口流111)之一些或全部，其可自滲透系統排放(例如作為相對純的液體，諸如相對純的水)。
根據某些實施例，溶劑(例如水)穿過逆滲透單元之一或多個滲透膜之傳輸可經由跨膜淨驅動力(亦即穿過一或多個膜之厚度之淨驅動力)實現。一般而言，跨膜淨驅動力(∆χ)表示為： 其中 P 1 係滲透膜之滲餘物側上之液壓壓力， P 2 係滲透膜之滲透側上之液壓壓力， Π 1 係滲透膜之滲餘物側上的流的滲透壓，且 Π 2 係滲透膜之滲透側上的流的滲透壓。( P 1 - P 2 )可被稱為跨膜液壓壓力差，且( Π 1 - Π 2 )可被稱為跨膜滲透壓差。
一般熟習此項技術者熟悉滲透壓之概念。特定液體之滲透壓係液體之固有特性。可以多種方式確定滲透壓，且最有效的方法視所分析之液體的類型而定。對於離子莫耳濃度相對較低的某些溶液，可使用滲透壓計準確量測滲透壓。在其他情況下，滲透壓可簡單地藉由與已知滲透壓的溶液進行比較來確定。舉例而言，為確定未表徵溶液之滲透壓，可在無孔半透滲透膜之一側應用已知量的未表徵溶液，且在滲透膜之另一側反覆應用具有已知滲透壓的不同溶液，直至穿過膜厚度的壓差為零。
含有 n個溶解物種之溶液之滲透壓( Π)可估算為： 其中 i j 係第 j個溶解物種之範特霍夫因子(van't Hoff factor)， M j 係第j個溶解物種在溶液中之莫耳濃度，R係理想氣體常數，且T係溶液之絕對溫度。等式2一般提供對具有低濃度溶解物種(例如濃度處於或低於約4 wt%與約6 wt%之間)之液體之滲透壓的準確估計。對於許多包含溶解物種之液體，在物種濃度高於約4-6 wt%時，每增加鹽濃度，滲透壓的增加大於線性(例如，輕微指數)。
逆滲透一般發生在滲透膜之滲餘物側上之滲透壓大於滲透膜之滲透側上的滲透壓，且向滲透膜之滲餘物側施加壓力使得滲透膜之滲餘物側上的液壓壓力充分大於滲透膜之滲透側上的液壓壓力，從而克服滲透壓差且溶劑(例如水)自滲透膜之滲餘物側輸送至滲透膜之滲透側。一般而言，當跨膜液壓壓力差( P 1 - P 2 )大於跨膜滲透壓差( Π 1 - Π 2 )時產生該等情形，使得溶劑(例如水)自滲透膜之滲餘物側輸送至滲透膜之滲透側(而非將溶劑自滲透膜之滲透側輸送至滲透膜的第一側，此在沒有向滲透膜之滲餘物側施加壓力的情況下在能量上有利)。
一些實施例包含將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側。第二逆滲透單元可包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第二逆滲透單元之滲透側及第二逆滲透單元之滲餘物側。
在一些實施例中，第二逆滲透單元滲餘物入口流(其可包含來自第一逆滲透單元滲餘物出口流之液體之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)，視情況經由一或多個其他流)被輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側，使得第二逆滲透單元滲餘物出口流離開第二逆滲透單元之滲餘物側，第二逆滲透單元滲餘物出口流具有比第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓大(例如至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少80%、至少90%、至少95%、至少99%或更多)的滲透壓。舉例而言，再次參看圖1A至6B，第二逆滲透單元112可包含至少一個界定滲餘物側113及滲透側114之滲透膜，且第二逆滲透單元滲餘物入口流115可輸送至滲餘物側113，使得第二逆滲透單元滲餘物出口流116離開滲餘物側113。可進行該步驟，使得根據一些實施例，第二逆滲透單元滲餘物出口流116具有大於第二逆滲透單元滲餘物入口流115之滲透壓的滲透壓。在一些實施例中，操作滲透系統使得第二逆滲透單元滲餘物入口流之液壓壓力為第一逆滲透單元滲餘物入口流之壓力的至少50%、至少75%、至少90%、至少95%或更多。在一些實施例中，操作滲透系統使得第二逆滲透單元滲餘物出口流之濃度相對於第二逆滲透單元滲餘物入口流之濃度增加至少1.05、至少1.10、至少1.20至少1.25、至少1.40、至少1.50、及/或多至1.70、多至1.80、多至2、多至3、多至4、多至5、多至6倍或更大。
在一些實施例中，來自第二逆滲透單元滲餘物入口流之液體之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)自第二逆滲透單元之滲餘物側輸送穿過第二逆滲透單元之滲透膜，至第二逆滲透單元之滲透側。再次參看圖1A至6B，舉例而言，來自第二逆滲透單元滲餘物入口流115之液體之至少一部分可自滲餘物側113輸送穿過滲透膜，至滲透側114。自第二逆滲透單元之滲餘物側輸送至滲透側之液體可形成第二逆滲透單元滲透物出口流(例如圖1A至6B中之第二逆滲透單元滲透物出口流117)之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部。
在一些但不必所有實施例中，第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲透側。在一些實施例中，自第二逆滲透單元之滲餘物側輸送至滲透側之液體與第二逆滲透單元滲透物入口流組合以形成第二逆滲透單元滲透物出口流。第二逆滲透單元滲透物出口流可自滲透側輸出，例如，用於進一步處理、再循環、排放或其組合，如下文更詳細地描述。作為一實例，圖1A至5及6B中所示之實施例，第二逆滲透單元滲透物入口流118輸送至第二逆滲透單元112之滲透側114，該入口流在該滲透側可與自第二逆滲透單元滲餘物入口流115輸送，已穿過滲透膜之液體組合，形成第二逆滲透單元滲透物出口流117。在一些實施例中，第二逆滲透單元滲透物入口流充當包含提取溶液之提取流，其組成之非限制性實例在下文進一步詳細描述。根據某些實施例，提取流(例如來自第二逆滲透單元滲透物入口流118)可降低在第二逆滲透單元執行逆滲透製程所需的液壓壓力(例如，當提取流具有滲透壓時，使得相對於無提取流之操作，需要較低的液壓壓力來實現給定的跨膜淨驅動力)。在一些實施例中，操作滲透系統使得第二逆滲透單元滲透物入口流具有小於或等於250 psi (小於或等於1.72 × 10 3kPa)、小於或等於200 psi (小於或等於1.38 × 10 3kPa)、小於或等於100 psi (小於或等於6.90 × 10 2kPa)及/或低至50 psi (低至3.45 × 10 2kPa)或更小之液壓壓力。
在一些實施例中，能量可自一或多個所執行之製程中回收(例如在滲透系統中)。舉例而言，在一些情況下，可藉由將能量自高壓流傳遞至低壓流來回收能量。應理解，本文中之術語「高壓」、「低壓」、「加壓」、「減壓」及「減少之壓力」係為了方便區分兩個元件之間的相對壓力(例如，流的相對壓力，入口/出口處的相對壓力等)，且不意謂暗示任何特定的絕對壓力值或數值範圍。舉例而言，當稱能量自高壓流轉移至低壓流時，應理解，能量自其中轉移的流的壓力大於接收能量的流的壓力。類似地，當流進入滲透系統之組件之高壓入口且離開滲透系統之低壓出口時，彼流被理解為經歷了減壓，但不應估算高壓入口及低壓出口處流的特定絕對壓力。
一些實施例包含減小(例如減小至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少80%、至少90%、至少95%、至少99%或更多)第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或濃縮流(例如包含第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分)的壓力，形成減壓濃縮流。舉例而言，再次參看圖1A至6B，第二逆滲透單元滲餘物出口流116之至少一部分或濃縮流134 (例如包含第二逆滲透單元滲餘物出口流116之至少一部分)可被減少以形成減壓濃縮流119。如上所述，減小流的壓力可提供可藉由將彼能量轉移至一或多個其他流(例如，藉由對一或多個其他流加壓)來回收的能量。在一些實施例中，藉由減小第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分/濃縮流之壓力回收之能量的至少一部分(例如至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少80%、至少90%、至少95%、至少99%或更多)用於增加(例如增加至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少80%、至少90%、至少95%、至少99%或更多)能量回收流的壓力，形成加壓能量回收流。在圖1A至6B中所示之實施例中，當減小第二逆滲透單元滲餘物出口流116或濃縮流134 (例如包含第二逆滲透單元滲餘物出口流116之至少一部分)之壓力時回收之能量的至少一部分可用於增加能量回收流120的壓力，形成加壓能量回收流121。在一些實施例中，操作滲透系統使得進入能量回收裝置之第二逆滲透單元滲餘物出口流之部分或濃縮物之壓力為第二逆滲透單元滲餘物入口流的壓力的至少50%、至少75%、至少90%、至少95%或更多。在一些實施例中，操作滲透系統使得第二逆滲透單元滲餘物出口流或濃縮流(視情況包含第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分)之液壓壓力的至少50%、至少75%、至少80%、至少90%、至少95%、至少98%或更多轉移至能量回收流(例如在能量回收裝置中)。
受益於本發明，此項技術中已知之各種技術中之任一者可用於流之間的能量回收。在一些實施例中，滲透系統包含能量回收裝置。一般熟習此項技術者熟悉液體處理(例如濃縮)系統之情形下的能量回收裝置。舉例而言，本文所述之能量回收製程可使用呈壓力交換裝置形式之能量回收裝置來進行，該壓力交換裝置經組態以將壓力能自高壓流體流轉移至低壓流體流。可能適合的各種形式的能量回收裝置包括但不限於功交換器、複熱器、雙作用氣缸、反向正排量泵、離心能量回收裝置及軸向活塞馬達。
舉例而言，在圖1A至6B中，滲透系統100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、200A、200B、300A、300B、400A、400B、500A、500B、600A及600B分別包含能量回收裝置122。能量回收裝置可包含高壓入口、低壓入口、高壓出口及低壓出口。舉例而言，根據一些實施例，能量回收裝置122可經組態以經由高壓入口123接收第二逆滲透單元滲餘物出口流116或濃縮流134且使第二逆滲透單元滲餘物出口流116或濃縮流134減壓，形成減壓濃縮流119，該減壓濃縮流經由低壓出口124噴出。同時，根據一些實施例，能量回收裝置122可進一步經組態以經由低壓入口125接收能量回收流120且使能量回收流120加壓(使用自第二逆滲透單元滲餘物出口流116之降壓回收之能量)，形成加壓能量回收流121，該加壓能量回收流經由高壓出口126噴出。
視例如所需組態而定，各種類型的能量回收裝置(例如壓力交換裝置)係適合的。在一些實施例中，能量回收裝置係等壓能量回收裝置。等壓能量回收裝置通常係指經由壓力平衡機制(例如，經由正排量、活塞及/或旋轉作用)將壓力自較高壓力流直接轉移至較低壓力流的裝置。等壓能量回收裝置之實例描述於Jendrassik之名為「Apparatus Effecting Pressure Exchange」且在1954年4月13日發佈之美國專利第2,675,173號及Hauge之名為「Pressure Exchanger for Liquids」且在1989年12月19日發佈之美國專利第4,887,942號中，其中之每一者以全文引用之方式併入本文中。等壓能量回收裝置之特定類型包括但不限於活塞式等壓能量回收裝置、雙作用氣缸等壓能量回收裝置、雙缸等壓能量回收裝置、旋轉式能量回收裝置及其組合。在一些實施例中，能量回收裝置係渦輪能量回收裝置。渦輪能量回收裝置通常係指將液壓能自較高壓力流轉移至機械能(例如，經由渦輪轉移至葉輪)，且隨後將機械能轉移至較低壓力流(例如經由葉輪使較低壓力流旋轉以增加流的液壓壓力)的裝置。潛在適合的渦輪能量回收裝置的實例包括但不限於渦輪增壓器、巴爾頓水輪(Pelton wheel)及法蘭西斯水輪機(Francis turbine)。
根據某些實施例，圖1A至6B展示本文所述之滲透系統之多種組態，其任何數目的特徵可組合。根據一些實施例，圖1A至1H分別展示採用平衡流之滲透系統100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G及100H之示意圖。根據一些實施例，圖2A至2B及3A至3B分別展示採用再循環流之滲透系統200A、200B、300A及300B之示意圖。根據一些實施例，圖4A至5B分別展示採用旁路流之滲透系統400A、400B、500A及500B之示意圖。根據一些實施例，圖6A至6B分別展示採用多個能量回收裝置之組合之滲透系統600A及600B之示意圖。
在圖1A至6B中之每一者，進料流101經由泵入口104進料至泵102，進料流101在該泵被加壓且經由泵出口105噴出，形成加壓進料流103。第一逆滲透單元滲餘物入口流可包含加壓進料流之至少一部分。在一些實施例中，第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至泵出口。以此方式，在圖1A至2B及4A至4B中展示之實施例中，加壓進料流103之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由形成第一逆滲透單元滲餘物入口流109之一些或全部而被輸送(例如經由一或多個流體導管)至第一逆滲透單元106之滲餘物側107。在操作及連接性在不同時間段期間變化的一些實施例中，此操作及連接性可在第一時間段及第二時間段二者期間發生。
如上所述，使用自第二逆滲透單元滲餘物出口流或濃縮流(視情況包含第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分)之降壓回收之能量可增加能量回收流之壓力(例如在能量回收裝置中)，藉此形成加壓能量回收流。在一些此等實施例中，能量回收流包含加壓進料流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。在一些實施例中，能量回收裝置之低壓入口以流體方式連接至泵出口。以此方式，在圖3A至3B、5A至5B及6A至6B中，加壓進料流103之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由形成能量回收流120之一些被輸送(例如經由一或多個流體導管)至能量回收裝置122之低壓入口125，且在能量回收裝置122中可增加能量回收流120之壓力，形成加壓能量回收流121，該加壓能量回收流經由高壓出口126自能量回收裝置122噴出。在操作及連接性在不同時間段期間變化的一些實施例中，此操作及連接性可在第一時間段及第二時間段二者期間發生。
在一些實施例中，在能量回收裝置中回收之能量有助於一或多個滲透分離製程，其可減少(例如減少至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少80%、至少90%、至少95%、至少99%或更多)來自系統其他組件，諸如泵(例如高壓泵)之所需的能量輸入。舉例而言，在一些實施例中，第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓能量回收流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。在一些實施例中，第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口。在圖3A至3B、5A至5B及6A至6B中，加壓能量回收流121之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由形成第一逆滲透單元滲餘物入口流109之一些或全部被輸送(例如經由一或多個流體導管)至第一逆滲透單元106之滲餘物側107。在圖1A至2B及4A至4B中，加壓能量回收流121可與加壓進料流103組合，形成第一逆滲透單元滲餘物入口流109之一些或全部。來自加壓能量回收流之壓力可有助於用於執行第一逆滲透單元中之逆滲透製程之液壓壓力，藉此減少需要來自泵(例如泵102)之液壓壓力的量。在操作及連接性在不同時間段期間變化的一些實施例中，此操作及連接性可在第一時間段及第二時間段二者期間發生。
在圖1A至6B中之每一者，來自第一逆滲透單元滲餘物入口流109之液體之一部分可穿過滲透膜轉移至滲透側108，產生離開滲餘物側107之第一逆滲透單元滲餘物出口流110 (具有比第一逆滲透單元滲餘物入口流109更高之滲透壓)及在一些情況下離開滲透側108之第一逆滲透單元滲透物出口流111 (例如自滲透系統100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、200A、200B、300A、300B、400A、400B、500A、500B、600A或600B排放)。在一些實施例中，進料流之按體積計至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少75%、至少90%或更多自滲透系統排放(例如作為經純化之液體，諸如純化水)。未排放之流體之剩餘部分可在系統中進一步處理(例如作為第一逆滲透單元滲餘物出口流)。
在一些實施例中，第二逆滲透單元滲餘物入口流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。在一些實施例中，第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第二逆滲透單元之滲餘物側。以此方式，在圖1A至6B中，第一逆滲透單元滲餘物出口流110之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由形成第二逆滲透單元滲餘物入口流115之一些或全部被輸送(例如經由一或多個流體導管)至第二逆滲透單元112之滲餘物側113。來自第二逆滲透單元滲餘物入口流115之液體之一部分可穿過滲透膜轉移至滲透側114，產生離開滲餘物側113之第二逆滲透單元滲餘物出口流116 (具有比第二逆滲透單元滲餘物入口流115之滲透壓更高的滲透壓)及在一些情況下第二逆滲透單元滲透物出口流117。第二逆滲透單元滲透物出口流117可包含轉移穿過滲透膜之液體及第二逆滲透單元滲透物入口流118(例如提取流)之組合，該第二逆滲透單元滲透物入口流之來源在下文更詳細地描述。因此，第二逆滲透單元滲透物出口流117可具有比第二逆滲透單元滲透物入口流118之滲透壓更低的滲透壓。
如上所述，第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)可被減壓，形成減壓濃縮流。該製程可使用能量回收裝置(例如等壓能量回收裝置、渦輪能量回收裝置)發生。在一些實施例中，第二逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓入口。以此方式，在圖1A至6B中，第二逆滲透單元滲餘物出口流116之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可輸送(例如經由一或多個流體導管)至能量回收裝置122之高壓入口123，在該能量回收裝置中使第二逆滲透單元滲餘物出口流116之壓力減小，形成減壓濃縮流119，該減壓濃縮流經由低壓出口124自能量回收裝置122噴出。
在滲透系統包括第二逆滲透單元滲透物入口流之一些實施例中，第二逆滲透單元滲透物入口流包含減壓濃縮流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。在一些情況下，該組態可藉由提供具有溶解溶質之相對低液壓壓力的提取流來有助於滲透系統的有益效能，溶解溶質的存在可降低滲餘物側執行逆滲透製程所需的液壓壓力(藉此節省能量及/或增加系統耐久性)。在一些實施例中，第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至能量回收裝置之低壓出口。以此方式，在圖1B、1D、1F、1H、2B、3B、4B、5B及6B中，減壓濃縮流119之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由形成第二逆滲透單元滲透物入口流118 (其可充當提取流)之一些或全部被輸送(例如經由一或多個流體導管)至第二逆滲透單元112之滲透側114。
在一些實施例中，減壓濃縮流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)自系統排放。舉例而言，參看圖1A至5B及6B，視情況存在之經排放部分127可自減壓濃縮流119分流且自滲透系統100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、200A、200B、300A、300B、400A、400B、500A、500B或600B移除。在一些實施例中，減壓濃縮流之全部自系統排放。舉例而言，在圖6A及6B中，減壓第一濃縮流119之全部可自滲透系統600A排放。排放減壓流之至少一部分可允許控制第二逆滲透單元滲透物入口及出口流之流速，其可與視情況存在之平衡流一起提供能量回收裝置及/或泵的有利控制。該經排放部分亦可提供具有相對高濃度溶質之流體源，其可適用於進一步的下游製程。在操作及連接性在不同時間段期間變化的一些實施例中，此操作及連接性可在第一時間段及第二時間段二者期間發生。
如上所述，可使用自第二逆滲透單元滲餘物出口流之降壓回收之能量增加能量回收流之壓力(例如在能量回收裝置中)，藉此形成加壓能量回收流。該能量轉移(例如呈流壓力形式)可減少系統中之能量損失且促進所需位置(例如在滲餘物側)之高壓及所需位置(例如在提取流)之低壓。能量回收流可包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。在一些實施例中，第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至能量回收裝置之低壓入口。以此方式，在圖1A至2B及4A至4B中，第二逆滲透單元滲透物出口流117之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由形成能量回收流120之一些或全部被輸送(例如經由一或多個流體導管)至能量回收裝置122之低壓入口125，且在能量回收裝置122中可增加能量回收流120之壓力，形成加壓能量回收流121，該加壓能量回收流經由高壓出口126自能量回收裝置122噴出。
在加壓能量回收流與加壓進料流組合之一些實施例中，在合併加壓能量回收流及加壓進料流(例如以形成第一逆滲透單元滲餘物入口流)之前進一步增加(例如增加至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少80%、至少90%、至少95%、至少99%或更多)加壓能量回收流(例如視情況已與如下文所解釋之再循環流組合)之壓力。舉例而言，上述滲透系統之泵(例如高壓泵)可為第一泵，且滲透系統可進一步包含第二泵。第二泵可用於調整加壓能量回收流之流速(及/或使其壓力增加至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少80%、至少90%、至少95%、至少99%或更多)及分別穿過第一及第二逆滲透單元106及112之滲餘物側107及113的流動。以此方式，在一些情況下，可實現在膜附近具有較少溶質積聚的更高能效的系統。在一些實施例中，第二泵包含第二泵入口及第二泵出口，其中第二泵入口以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口，且第二泵出口以流體方式連接至第一逆滲透單元之滲餘物側。舉例而言，在圖1A至2B及4A至4B中，離開能量回收裝置122之高壓出口126之加壓能量回收流121 (如同圖2A至2B中，在一些情況下已與再循環流132組合)可被進料至視情況存在之第二泵130之第二泵入口129，該加壓能量回收流在該第二泵被加壓且經由第二泵出口131以更高壓力噴出，且隨後與加壓進料流103組合。在操作及連接性在不同時間段期間變化的一些實施例中，此操作及連接性可在第一時間段及第二時間段二者期間發生。
如上所述，平衡流可用以操控流速及/或滲透系統內之壓力分佈。平衡流之一個來源可為進料流之一部分(例如在該進料流在泵加壓之前)。舉例而言，在一些實施例中，能量回收流包含包含進料流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)之平衡流。在一些實施例中，泵入口以流體方式連接至能量回收裝置之低壓入口。以此方式，在圖1A至1B中，進料至泵入口104之進料流101之一部分分流為平衡流128，形成能量回收流120之一部分(其隨後在能量回收裝置122中被加壓)。
在一些實施例中，平衡流之來源係第二逆滲透單元滲透物出口流之一部分，且平衡流反而併入進料流。舉例而言，在一些實施例中，進料流包含包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)之平衡流。在圖1C至1D中展示之實施例中，滲透系統100C及100D經組態以使得第二逆滲透單元滲透物出口流117之第一部分形成能量回收流120之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部(其隨後在能量回收裝置122中被加壓)，且第二逆滲透單元滲透物出口流117之第二部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)作為平衡流128分流至進料流101。
一些實施例包含包含調節第二逆滲透單元滲透物出口流及/或平衡流之流速。在一些情況下，調節此等流速中之一者或二者可提昇能量回收裝置及/或整體滲透系統之效能。在一些實施例中，調節第二逆滲透單元滲透物出口流及/或平衡流之質量流速使得能量回收流具有與第二逆滲透單元滲餘物出口流之部分(例如被進料至能量回收裝置之部分)的質量流速類似的質量流速。匹配進入及/或離開能量回收裝置之流的流速在一些情況下可為有利的。舉例而言，如上所述，能量回收裝置可為等壓能量回收裝置。在一些實施例中，匹配進入及/或離開等壓能量回收裝置之流的流速減少或消除等壓能量回收裝置內的流的混合。等壓能量回收裝置內流的混合程度可與進入及/或離開等壓能量回收裝置的流的流速不平衡成比例。流的混合可導致加壓能量回收流中相對較高量的溶質被反饋回第一逆滲透單元，此可因此需要供應較高量的液壓壓力以用於第一逆滲透單元的操作，與本文所描述之限於無混合的操作相比，降低能效且增加系統負荷。應理解調節本文所述之流速亦可提昇諸如渦輪能量回收裝置之其他類型的能量回收裝置的效能。
在一些實施例中，調節第二逆滲透單元滲透物出口流及/或平衡流之質量流速使得能量回收流之質量流速在進入能量回收裝置之第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的質量流速的20%內、10%內、5%內、2%內、1%內、0.1%內或更小。如一般熟習此項技術者中之一者將理解，相對於較低值量測百分數差。舉例而言，若第二逆滲透單元滲餘物出口流之質量流速係20 kg/hr且能量回收流之質量流速係22 kg/hr，則第二逆滲透單元滲餘物出口流之質量流速在能量回收流之質量流速的10%內(因為[22 kg/hr - 20 kg/hr]/20 kg/hr × 100% = 10%)。作為另一實例，若第二逆滲透單元滲餘物出口流之質量流速係22 kg/hr且能量回收流之質量流速係20 kg/hr，則第二逆滲透單元滲餘物出口流之質量流速在能量回收流之質量流速的10%內(因為[22 kg/hr - 20 kg/hr]/20 kg/hr × 100% = 10%)。
如上所述，在一些實施例中，操作滲透系統(例如包含平衡流)使得進入能量回收裝置之能量回收流之質量流速在第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的質量流速的20%內、10%內、5%內、2%內、1%內、0.1%內或更小。在一些實施例中，可藉由調節傳送至第二逆滲透單元滲透物入口流之減壓濃縮流的量與傳送至別處(例如自系統排放)之減壓濃縮流的量的比來控制能量回收流的質量流速。該比可被稱為「再循環比」。在一些實施例中，操作滲透系統使得再循環比係按體積計至少0.1、至少0.25、至少0.5、及/或多至0.6、多至0.75或更大。在一些實施例中，操作滲透系統使得第二逆滲透單元滲透物出口流之質量流速為進入泵之進料流之部分的質量流速的至少25%、至少50%、至少75%、至少100%、及/或多至125%、多至150%、多至175%或更大。亦可藉由調節平衡流(與如同圖1A至1B中之能量回收流合併或自能量回收裝置分流(例如藉由自如同圖1C至1D中之第二逆滲透單元滲透物出口流分流))之速率來控制能量回收流的質量流速。在一些實施例中，平衡流之質量流速為進入泵之進料流之部分的至少2%、至少5%、至少10%、至少25%、及/或多至40%、多至50%或更大。在一些實施例中，可調節平衡流質量流速以補償上述再循環比變化以維持系統中(例如能量回收裝置中)之流速平衡。可例如使用以操作方式連接至流的流動控制閥門及/或泵(例如增壓泵)調節滲透系統的流的流速。
在一些實施例中，操作滲透系統(例如包含平衡流)使得加壓能量回收流(例如離開能量回收裝置)之鹽度相對接近能量回收流(例如進入能量回收裝置)之鹽度。在一些實施例中，操作滲透系統使得加壓能量回收流之鹽度在能量回收流之鹽度的20%內、10%內、5%內、2%內、1%內、0.1%內或更小。如本文所使用，液流之鹽度係指液流中所有溶解之鹽的重量百分比(wt%)。加壓能量回收流之鹽度相對於能量回收流具有相對較小的變化在其中需要在進料至逆滲透單元(例如用於分離製程)之流中較低的溶質濃度的一些情況下可為有利的。舉例而言，在接收具有較低溶質濃度之流的逆滲透單元中可能需要施加較小的液壓壓力(例如，以完成給定量的脫鹽)。可實現對能量回收流及加壓能量回收流之鹽度之控制的一種方式為藉由避免能量回收流與其可能遇到的其他流之間的混合，例如在能量回收裝置中。可限制或消除混合，例如，經由明智地控制能量回收裝置中之質量流速(例如，經由控制平衡流及/或系統的再循環比)，如上所述。可根據此項技術中已知之任何方法量測鹽度。舉例而言，適合量測鹽度之方法之非限制性實例係SM 2540C方法。根據SM 2540C方法，過濾包含一定量之包含一或多種溶解固體之液體的樣品(例如藉由玻璃纖維過濾器)，且在稱重盤中在180℃下使過濾物蒸發至乾燥。盤重量之增加表示樣品中總溶解固體之質量。可藉由將總溶解固體之質量除以原始樣品之質量且使所得數字乘以100獲得樣品的鹽度。
如上所述，可採用再循環流(例如以操控滲透系統內之壓力分佈)。在一些實施例中(例如圖2A至2B中之滲透系統200A及200B所示)，第一逆滲透單元滲餘物入口流包含再循環流。再循環流可包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。以此方式，來自第一逆滲透單元之滲餘物出口流之一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)可自第一逆滲透單元之滲餘物側之出口重新引導返回第一逆滲透單元之滲餘物側的入口(例如藉由與最終形成第一逆滲透單元滲餘物入口流之一或多個其他流組合)。在加壓能量回收流併入第一逆滲透單元滲餘物入口流之一些實施例中，再循環流(例如包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分)在加壓能量回收流併入第一逆滲透單元滲餘物入口流之前與加壓能量回收流組合。舉例而言，在圖2A至2B中，滲透系統200A及200B可經組態以使得離開第一逆滲透單元106之滲餘物側107之出口之第一逆滲透單元滲餘物出口流110的第一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)可作為再循環流132分流(例如經由一或多個流體導管)至加壓能量回收流121，該再循環流在此處與自能量回收裝置122之高壓出口126離開之加壓能量回收流121組合。再循環流132與加壓能量回收流121之合併可在加壓能量回收流121併入第一逆滲透單元滲餘物入口流109 (例如經由與加壓進料流103組合)之前發生。如上所述，使用該再循環流可減少第一逆滲透單元之膜處的溶質積聚。此外，將再循環流自第二逆滲透單元之滲餘物側之出口引導至第一逆滲透單元之滲餘物側的入口可節省系統中的能量消耗。舉例而言，滲透系統中典型的現存再循環方法藉由使流節流(例如，藉由閥門、孔口、噴嘴、配件或其組合)來降低再循環濃縮流的液壓壓力。該等習知系統中之減壓再循環流隨後被引導至泵之低壓入口以再加壓(例如，在進料至第一逆滲透單元之滲餘物側之前)。相比之下，本文所述之再循環流(例如，與離開諸如等壓能量回收流之能量回收流的加壓能量回收流組合)可能夠經由泵送賦予額外的壓力而無伴隨的能量消耗。該方法相對於缺乏該組態之其他方面相同系統可將滲透系統之能量消耗減少至少1%、至少10%、至少50%、至少75%、至少100%、及/多至200%、多至250%或更多(例如當採用等壓能量回收裝置時)。以本文所述之方式再循環可允許滲透系統維持至少部分生產(例如濃縮液體)，即使在第二逆滲透單元不運行的情況下。舉例而言，再循環流可允許足夠的液體流至第一逆滲透單元之滲餘物側，即使在產生很少至沒有第二逆滲透單元滲透物出口流時。
在一些實施例中，能量回收流包含再循環流。再循環流可包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。在一些實施例中，能量回收裝置之低壓入口以流體方式連接至第一逆滲透單元之滲餘物側之出口。以此方式，來自第一逆滲透單元之滲餘物出口流之一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)可自第一逆滲透單元之滲餘物側之出口重新引導返回能量回收裝置之低壓入口(例如藉由與最終形成能量回收流之一或多個其他流組合)。在加壓進料流併入能量回收流之一些實施例中，滲透系統經組態以使再循環流(例如包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分)與離開泵出口之加壓進料流組合，藉此形成能量回收流之至少一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。舉例而言，在圖3A至3B中，滲透系統300A及300B可經組態以使得離開第一逆滲透單元106之滲餘物側107之出口之第一逆滲透單元滲餘物出口流110的第一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)可作為再循環流132分流至加壓進料流103，該再循環流在此處與自泵102之泵出口105離開之加壓進料流103組合。如上所述，本文中之再循環流可藉由例如減少第一逆滲透單元之膜處的溶質積聚來減少系統中的能量消耗。與典型的現存方法相比，一些該等實施例可能需要更少的再循環流減壓。該方法相對於缺乏該組態之其他方面相同系統可將滲透系統之能量消耗減少至少1%、至少10%、至少50%、至少75%、及/或多至100%、多至125%或更多(例如當採用渦輪能量回收裝置時)。在再循環流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)之一些實施例中，第二逆滲透單元滲餘物入口流可包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第二部分(例如第一逆滲透單元滲餘物出口流之餘量)。
在一些實施例中，第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)在滲透系統中再循環。舉例而言，在一些實施例中，進料流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。在一些情況下此可藉由使第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至泵入口來實現。作為一實例，在圖3A至3B中，第二逆滲透單元滲透物出口流117 (例如經稀釋提取流)之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由併入進料流101中自滲透側114輸送(例如經由一或多個流體導管)至泵入口104。
應理解，在一些實施例中，將流之一部分自滲透系統之第一元件輸送至滲透系統之第二元件可涉及使彼部分穿過一或多個初級及/或中間元件。當第一元件及第二元件間接以流體方式連接而非直接以流體方式連接時，該方法可為可操作的，如下文更詳細地描述。作為一個實例，在第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓進料流之至少一部分之一些實施例中，加壓進料流之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可穿過初級逆滲透單元及/或中間泵。圖1E至1H展示繪示一個該組態之示意圖。在圖1E至H中，根據一些實施例，滲透系統100E、100F、100G及100H進一步包含初級逆滲透單元156及中間泵152(例如增壓泵)。在第一逆滲透單元滲餘物入口流109包含離開泵出口105之加壓進料流103之至少一部分的一些實施例中，加壓進料流103之彼部分被進料至輸送至初級逆滲透單元156之滲餘物側157之初級逆滲透單元滲餘物入口流159。來自初級逆滲透單元滲餘物入口流159之液體之一部分可穿過滲透膜轉移至滲透側158，產生離開滲餘物側157之初級逆滲透單元滲餘物出口流160 (具有比第一逆滲透單元滲餘物入口流159更高的滲透壓且仍包含加壓進料流103之至少一部分)及在一些情況下離開滲透側158之初級逆滲透單元滲透物出口流161。根據一些實施例，初級逆滲透單元滲餘物出口流160 (包含加壓進料流103之至少一部分)之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由進料至中間泵入口流151，進入中間泵152之中間泵入口154且作為中間泵出口流153自中間泵出口155離開而進一步被加壓。隨後，如圖1E至1H中所示，包含加壓進料流103之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)之中間泵出口流153之一些或全部可進料至第一逆滲透單元滲餘物入口流109。在包含間接流體連接之一些該等系統(例如在接收進料流之泵與第一逆滲透單元之間包含初級逆滲透單元及/或中間泵的滲透系統)中，滲透系統之其餘部分可如上文及下文所描述操作。舉例而言，第一逆滲透單元滲餘物入口流109亦可接收加壓能量回收流121之至少一部分。作為另一實例，在圖1E至1F中之滲透系統100E及100F中，能量回收流120可包含包含進料流101之一部分之平衡流128，與圖1A至1B中類似。類似地，在圖1G至1H中之滲透系統100G及100H中，進料流101可包含包含第二逆滲透單元滲透物出口流117之至少一部分之平衡流128，與圖1C至1D中類似。
如上所述，可採用旁路流及/或閥門使得滲透系統可在不同時間段(例如第一時間段及第二時間段)期間在不同組態下操作。在圖4A至5B中，根據一些實施例，滲透系統400A、400B、500A及500B分別採用旁路流。在包含閥門之滲透系統中，閥門可包括可被致動以調節穿過系統之流體流動的一或多個閥門。當將閥門描述為處於第一位置或第二位置時，此等位置應理解為係指系統閥門之一或多個閥門的致動狀態，且不一定指系統內閥門的物理位置。
在一些實施例中，在至少第一時間段期間，第二逆滲透單元滲餘物入口流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。如上所述，在一些實施例中，滲透系統包含閥門。在一些實施例中，閥門經組態以使得當閥門處於第一位置時，第一逆滲透單元之滲餘物側與第二逆滲透單元之滲餘物側呈流體連通。以此方式，在圖4A至5B中之每一者中，在至少第一時間段期間(例如當閥門處於第一位置時)，閥門133處於一個位置使得第一逆滲透單元滲餘物出口流110之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由形成第二逆滲透單元滲餘物入口流115之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部被輸送(例如經由一或多個流體導管)至第二逆滲透單元112之滲餘物側113。
在一些實施例中，在第一時間段及第二時間段期間，濃縮流可被減壓(例如至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少80%、至少90%、至少95%、至少99%或更多)，形成減壓濃縮流。該製程可使用能量回收裝置(例如等壓能量回收裝置、渦輪能量回收裝置等)發生。在一些實施例中，在至少第一時間段期間，濃縮流包含第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。舉例而言，在至少第一時間段期間，閥門可經組態以使得當閥門處於第一位置時，第二逆滲透單元之滲餘物側與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通。以此方式，在圖4A至5B中，閥門133可在一個位置(例如在至少第一時間段期間)使得第二逆滲透單元滲餘物出口流116之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由形成濃縮流134之一些或全部被輸送(例如經由一或多個流體導管)至能量回收裝置122之高壓入口123，在該能量回收裝置中使濃縮流134之壓力減小，形成減壓濃縮流119，該減壓濃縮流經由低壓出口124自能量回收裝置122噴出。
在一些實施例中，在至少第一時間段期間，上述第二逆滲透單元滲透物入口流包含減壓濃縮流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。在一些實施例中，閥門經組態以使得當閥門處於第一位置時，第二逆滲透單元之滲透側與能量回收裝置之低壓出口呈流體連通。以此方式，在圖4A至5B中，閥門133可處於一個位置(例如在至少第一時間段期間)使得減壓濃縮流119之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由形成第二逆滲透單元滲透物入口流118 (其可充當提取流)之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部被輸送(例如經由一或多個流體導管)至第二逆滲透單元112之滲透側114。
如上所述，在第一時間段及第二時間段期間，可使用自濃縮流之降壓回收之能量增加能量回收流之壓力(例如在能量回收裝置中)，藉此形成加壓能量回收流。在一些實施例中，在至少第一時間段期間，能量回收流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。在一些實施例中，閥門經組態以使得當閥門處於第一位置時，第二逆滲透單元之滲透側與能量回收裝置之低壓入口呈流體連通。以此方式，在圖4A至4B中，閥門133可處於一個位置(例如在至少第一時間段期間)使得第二逆滲透單元滲透物出口流117之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由形成能量回收流120之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部被輸送(例如經由一或多個流體導管)至能量回收裝置122之低壓入口125，且在能量回收裝置122中可增加能量回收流120之壓力，形成加壓能量回收流121，該加壓能量回收流經由高壓出口126自能量回收裝置122噴出。
如上所述，旁路流可用以提供滲透系統之操作，即使當一或多個逆滲透單元(例如第二逆滲透單元)接收及產生減少量的流體流或無流體流時。舉例而言，來自第一逆滲透單元之旁路流可經定位以使得滲透系統可在第一時間段期間在完全使用第二逆滲透單元的情況下操作，且即使在第二時間段期間第二逆滲透單元部分或完全離線，滲透系統亦可操作。
在一些實施例中，在至少第二時間段期間，第二逆滲透單元之滲餘物側不接收第一逆滲透單元滲餘物出口流之任何部分，或接收第一逆滲透單元滲餘物出口流的量比第二逆滲透單元之滲餘物側在第一時間段期間接收的第一逆滲透單元滲餘物出口流的量少至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少98 wt%、至少99 wt%或至少99.9 wt%。此可例如藉由使閥門經組態以使得當閥門處於第二位置(不同於第一位置之位置)時，第一逆滲透單元之滲餘物側不與第二逆滲透單元之滲餘物側呈流體連通來實現。以此方式，在圖4A至5B中，閥門133可處於一個位置(例如在第二時間段期間)使得相對少至無第一逆滲透單元滲餘物出口流110可輸送至第二逆滲透單元112之滲餘物側113，例如藉由切斷滲餘物側107與滲餘物側113之間的流體連通。
在一些實施例中，在至少第二時間段期間，濃縮流包含旁路流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。在一些該等實施例中，旁路流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。此可例如藉由使閥門經組態以使得當閥門處於第二位置時，第一逆滲透單元之滲餘物側與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通來實現。以此方式，在圖4A至5B中，閥門133可處於一個位置(例如在第二時間段期間)使得第一逆滲透單元滲餘物出口流110之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由形成旁路流135之一些或全部自第一逆滲透單元106之滲餘物側107輸送(例如經由一或多個流體導管)至能量回收裝置122之高壓入口123，該旁路流之一些或全部形成濃縮流134之一些或全部。應理解在一些實施例中，閥門可經組態以使得當閥門處於第二位置時(例如在第二時間段期間)，第一逆滲透單元之滲餘物側與第二逆滲透單元之滲餘物側呈流體連通(例如使得經由旁路流，第一逆滲透單元之滲餘物側與第二逆滲透單元之滲餘物側及能量回收裝置之高壓入口二者呈流體連通)。亦應理解在一些實施例中，閥門經組態以使得當閥門處於第一位置時(例如在第一時間段期間)，第一逆滲透單元之滲餘物側不與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通。該組態係在第一時間段期間被進料至能量回收裝置之高壓入口之濃縮流可不包含旁路流之至少一部分的一種方式。然而，在其他實施例中，閥門經組態以使得當閥門處於第一位置時(例如在第一時間段期間)，第一逆滲透單元之滲餘物側與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通。該組態係在第一時間段期間被進料至能量回收裝置之高壓入口之濃縮流可包含旁路流之至少一部分的一種方式。
一些實施例可包含調節旁路流之流速(例如在第一時間段期間，在第二時間段期間，或二者)。調節旁路流之流速可促進能量回收裝置之有益效能(例如，藉由協助壓力交換及/或藉由限制或防止流的混合)。一些實施例包含經由旁路排放流排放旁路流之一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。舉例而言，在圖4A至5B中，滲透系統400A、400B、500A及500B經組態以使得視情況存在之旁路排放流136自旁路流135分流且自滲透系統排放及/或與減壓濃縮流119及/或視情況存在之減壓濃縮流119之經排放部分127組合。該旁路排放流可提供一種方式來調節進入能量回收裝置之濃縮流相對於能量回收流的質量流速。一些實施例包含調節旁路流之流速及/或旁路排放流之流速，使得濃縮流之質量流速在能量回收流之質量流速的20%內、10%內、5%內、2%內、1%內、0.1%內或更小。在一些實施例中，可藉由調節傳送至第二逆滲透單元滲透物入口流之減壓濃縮流的量與傳送至別處(例如自系統排放)之減壓濃縮流的量的比來控制能量回收流的質量流速。該比可被稱為「再循環比」。在滲透系統包含如上文所描述之平衡流之一些實施例中，亦可藉由調節平衡流(與如同圖1A至1B中之能量回收流合併或自圖1C至1D中之第二逆滲透單元滲透物出口流分流)之速率來控制能量回收流的質量流速。在一些實施例中，可調節平衡流質量流速以補償上述再循環比變化以維持系統中(例如能量回收裝置中)之流速平衡。
在一些實施例中，在至少第二時間段期間，第二逆滲透單元之滲透側不接收減壓濃縮流之任何部分，或接收減壓濃縮流的量比第二逆滲透單元之滲透側在第一時間段期間接收的減壓濃縮流的量少至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少98 wt%、至少99 wt%或至少99.9 wt%。此可例如藉由使閥門經組態以使得當閥門處於第二位置時，第二逆滲透單元之滲透側不與能量回收裝置之低壓出口呈流體連通來實現。以此方式，在圖4A至5B中，閥門133可處於一個位置(例如在第二時間段期間)使得相對少至無減壓濃縮流119可輸送至第二逆滲透單元112之滲透側114，例如藉由切斷滲透側114與低壓出口124之間的流體連通。在一些該等實施例中，在第二時間段期間，減壓濃縮流(例如減壓濃縮流119)之一些或全部自滲透系統排放，而非輸送至第二逆滲透單元之滲透側(例如經由視情況存在之減壓濃縮流119之經排放部分127)。然而，應理解，在一些實施例中，閥門經組態以使得當閥門處於第二位置時(例如在第二時間段期間)，第二逆滲透單元之滲透側與能量回收裝置之低壓出口呈流體連通。
在一些實施例中，在至少第二時間段期間，能量回收裝置之高壓入口不接收第二逆滲透單元滲餘物出口流之任何部分，或接收第二逆滲透單元滲餘物出口流的量比高壓入口在第一時間段期間接收的第二逆滲透單元滲餘物出口流的量少至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少98 wt%、至少99 wt%或至少99.9 wt%。此可例如藉由使閥門經組態以使得當閥門處於第二位置時，第二逆滲透單元之滲餘物側不與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通來實現。以此方式，在圖4A至5B中，閥門133可處於一個位置(例如在第二時間段期間)使得相對少至無第二逆滲透單元滲餘物出口流116可輸送至高壓入口123，例如藉由切斷滲餘物側113與高壓入口123之間的流體連通。在一些實施例中，高壓入口接收極少至無第二逆滲透單元滲餘物出口流，因為在第二時間段期間第二逆滲透單元產生極少至無該流。
在一些實施例中，在至少第二時間段期間，能量回收裝置之低壓入口不接收第二逆滲透單元滲透物出口流之任何部分，或接收第二逆滲透單元滲透物出口流的量比低壓入口在第一時間段期間接收的第二逆滲透單元滲透物出口流的量少至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少98 wt%、至少99 wt%或至少99.9 wt%。此可例如藉由使閥門經組態以使得當閥門處於第二位置時，第二逆滲透單元之滲透側不與能量回收裝置之低壓入口呈流體連通來實現。以此方式，在圖4A至4B中，閥門133可處於一個位置(例如在第二時間段期間)使得相對少至無第二逆滲透單元滲透物出口流117可輸送至低壓入口125，例如藉由切斷滲透側114與低壓入口125之間的流體連通。在一些實施例中，低壓入口接收極少至無第二逆滲透單元滲透物出口流，因為在第二時間段期間第二逆滲透單元產生極少至無該流。然而，應理解，在一些實施例中，閥門可經組態以使得當閥門處於第二位置時(例如在第二時間段期間)，第二逆滲透單元之滲透側與能量回收裝置之低壓入口呈流體連通。
在一些實施例中，第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)在滲透系統中再循環。舉例而言，在一些實施例中，在至少第一時間段期間，進料流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。此在一些情況下可藉由使閥門經組態以使得當閥門處於第一位置時，第二逆滲透單元之滲透側與泵入口呈流體連通來實現。作為一實例，在圖5A至5B中，當閥門處於第一位置時(例如在至少第一時間段期間)，第二逆滲透單元滲透物出口流117 (例如經稀釋提取流)之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由併入進料流101自滲透側114輸送(例如經由一或多個流體導管)至泵入口104。第二逆滲透單元滲透物出口流之該再循環可允許調節進料至系統之其他組件(例如能量回收裝置、第一逆滲透單元等)之流的流速、溶質濃度及/或液壓壓力。
在一些實施例中，包含旁路流之滲透系統亦包含根據上述實施例之平衡流(例如，與圖1A至1H中展示之平衡流128類似)。在一些實施例中，在至少第二時間段期間，能量回收流包含平衡流，該平衡流包含進料流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)(例如藉由使閥門經組態以使得當閥門處於第二位置時，泵入口與能量回收裝置之低壓入口呈流體連通)。在一些該等實施例中，能量回收流亦在第一時間段期間包含包含進料流之一部分之平衡流，但在其他實施例中，能量回收流在第一時間段期間不包含平衡流(例如藉由使閥門經組態以使得當閥門處於第一位置時，泵入口不與能量回收裝置之低壓入口呈流體連通)。在一些實施例中，在至少第二時間段期間，進料流包含平衡流，該平衡流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)(例如藉由使閥門經組態以使得當閥門處於第一位置時，泵入口與第二逆滲透單元之滲透側呈流體連通)。在一些該等實施例中，進料流亦在第一時間段期間包含包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分之平衡流，但在其他實施例中，進料流在第一時間段期間不包含平衡流。
在一些實施例中，可採用超過一種能量回收(例如壓力交換)方法。在一些實施例中，滲透系統包含超過一個能量回收裝置。舉例而言，滲透系統可包含第一能量回收裝置及第二能量回收裝置。在一些實施例中，第一能量回收裝置及第二能量回收裝置中之每一者為相同類型(例如二者係等壓能量回收裝置，二者係渦輪能量回收裝置等)。然而，在一些實施例中，第一能量回收裝置及第二能量回收裝置為不同類型(例如第一能量回收裝置為渦輪能量回收裝置，第二能量回收裝置為等壓能量回收裝置)，其在一些情況下可提供效能優勢。
根據某些實施例，圖6A至6B分別展示滲透系統600A及600B，其中之每一者包含第一能量回收裝置122 (包含第一高壓入口123、第一低壓出口124、第一低壓入口125及第一高壓出口126)及第二能量回收裝置137 (包含第二高壓入口138、第二低壓出口139、第二低壓入口140及第二高壓出口141)。根據一些實施例，與上述滲透系統100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、200A、200B、300A、300B、400A、400B、500A及500A類似，滲透系統600A及600B亦包含泵102、第一逆滲透單元106及第二逆滲透單元112。
在一些實施例中，第二逆滲透單元滲餘物出口流被分開(例如，用於單獨的下游製程，諸如能量回收製程)。舉例而言，一些實施例包含降低(例如降低至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少80%、至少90%、至少95%、至少99%或更多)包含第二滲透單元滲餘物出口流之第一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)之第一濃縮流的壓力，形成減壓第一濃縮流，及降低(例如降低至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少80%、至少90%、至少95%、至少99%或更多)包含第二滲透單元滲餘物出口流之第二部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)之第二濃縮流的壓力，形成減壓第二濃縮流。在一些實施例中，第二逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第一能量回收裝置之第一高壓入口及第二能量回收裝置之第二高壓入口。以此方式，在圖6A至6B中，第二逆滲透單元滲餘物出口流116之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)可藉由形成第一濃縮流134被輸送(例如經由一或多個流體導管)至第一能量回收裝置122之第一高壓入口123，在該第一能量回收裝置中第二逆滲透單元滲餘物出口流116之彼部分的壓力被降低，形成減壓第一濃縮流119，該減壓第一濃縮流經由第一低壓出口124自第一能量回收裝置122噴出。此外，在圖6A至6B中，第二逆滲透單元滲餘物出口流116之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)可藉由形成第二濃縮流142被輸送(例如經由一或多個流體導管)至第二能量回收裝置137之第二高壓入口138，在該第二能量回收裝置中第二逆滲透單元滲餘物出口流116之彼部分的壓力被降低，形成減壓第二濃縮流143，該減壓第二濃縮流經由第二低壓出口139自第二能量回收裝置137噴出。已意識到藉由將第二逆滲透單元滲餘物出口流之部分分成單獨流，可調節(例如藉由調節分開的分離物)經分離流之一或多者的質量流速。舉例而言，在一些實施例中，第二能量回收裝置係等壓能量回收裝置，因此其可有益於仔細控制來源於第二逆滲透單元滲餘物出口流之輸入濃縮流的質量流速(例如，以避免與第二能量回收流混合)。藉由將第二逆滲透單元滲餘物出口流分成待輸送至第一能量回收裝置(例如渦輪能量回收裝置)之第一部分及待輸送至第二能量回收裝置之第二部分，可調節第二濃縮流之質量流速，藉此允許在一些情況下限制或避免等壓能量回收單元中的混合。
可使用自第一濃縮流之降壓回收之能量增加(例如增加至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少80%、至少90%、至少95%、至少99%或更多)(例如在第一能量回收裝置中)第一能量回收流(例如圖6A至6B中之第一能量回收流120)的壓力，藉此形成加壓第一能量回收流。該第一能量回收流可包含加壓進料流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)(例如藉由使第一能量回收裝置之第一低壓入口以流體方式連接至泵出口)。在一些實施例中，可使用自第二濃縮流之降壓回收之能量增加(例如增加至少5%、至少10%、至少20%、至少50%、至少80%、至少90%、至少95%、至少99%或更多)(例如在第二能量回收裝置中)第二能量回收流(例如圖6A至6B中之第二能量回收流144)的壓力，藉此形成加壓第二能量回收流。該第二能量回收流可包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)(例如藉由使第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至第二能量回收裝置之第二低壓入口)。
在一些實施例中，第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓第二能量回收流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。因此，第一逆滲透單元滲餘物入口流可包含加壓第一能量回收流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)(例如來自第一能量回收裝置)及第二能量回收流之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)(例如來自第二能量回收裝置)二者。此可例如藉由使第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第一能量回收裝置之第一高壓出口及第二能量回收裝置之第二高壓出口來實現。舉例而言，在圖6A至6B中，離開第一能量回收裝置122之第一高壓出口126之加壓第一能量回收流121的一些或全部可與離開第二能量回收裝置137之加壓第二能量回收流145之一些或全部組合，形成進料至第一逆滲透單元106之第一逆滲透單元滲餘物入口流109之一些或全部。一些該等組態可提供自各能量回收裝置回收之能量以有助於滲透分離製程，甚至在調節流速以維持有益效能時(例如，使用等壓能量回收裝置作為第二能量回收裝置)。
在一些涉及多種能量回收方法之實施例中，在無第二逆滲透單元滲透物入口流之情況下操作第二逆滲透單元。圖6A展示一個該實例，其中減壓第一濃縮流119自滲透系統600A排放。然而，在一些實施例中，提取流與第二逆滲透單元一起使用。舉例而言，在圖6B中，第二逆滲透單元滲透物入口流118進入第二逆滲透單元112之滲透側114，該入口流在此處可與自滲餘物側113輸送穿過滲透膜之液體組合，形成第二逆滲透單元滲透物出口流117。在一些但不必所有實施例中，第二逆滲透單元滲透物入口流包含減壓第一濃縮流(例如來自第一能量回收裝置)之至少一部分(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)。舉例而言，減壓第一濃縮流119之一些(例如至少5 wt%、至少10 wt%、至少20 wt%、至少50 wt%、至少80 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、至少99 wt%或更多)或全部可藉由形成第二逆滲透單元滲透物入口流118之一些或全部被輸送至第二逆滲透單元112之滲透側114。清掃流(例如第二逆滲透單元滲透物入口流)具有相對高的滲透壓(例如藉由具有相對高的溶質濃縮物)可為有益的。已出乎意料地認識到，藉由採用渦輪能量回收裝置形式之第一能量回收裝置(其中不發生流混合)，可將相對高濃度的流進料至第二逆滲透單元滲透物入口流而在能量回收期間不進行稀釋，與等壓能量回收裝置之情況相反，其中混合可導致該稀釋。因此，採用渦輪能量回收裝置(例如，用於進料逆滲透單元之提取流)及在其他方面更高效的等壓能量回收裝置(例如，用於進料逆滲透單元之進料流)二者可為有益的。
在一些實施例中，可經由諸如一或多個增壓泵之一或多個額外組件增加本文所述之流中之任一者的壓力。在一些實施例中，可經由諸如一或多個額外閥門或能量回收裝置之一或多個額外組件減少本文所述之流中之任一者的壓力。或許有可能在整個系統中分離或摻合流。在一些實施例中，本文所述之滲透系統進一步包含一或多種加熱、冷卻或其他濃縮或稀釋機制或裝置。
本文所述之逆滲透單元(例如第一逆滲透單元、第二逆滲透單元)可各自包括單個滲透膜或複數個滲透膜。
圖7A係逆滲透單元700A之示意性圖解，其中單個滲透膜用於將滲透側204與滲餘物側206分開。可藉由將滲餘物入口流210輸送穿過滲餘物側206來操作逆滲透單元700A。滲餘物入口流210內之液體(例如溶劑)之至少一部分可穿過滲透膜202輸送至滲透側204。此可導致形成滲餘物出口流212以及滲透物出口流214，該滲餘物出口流可包括比滲餘物入口流210內所含之溶質濃度更高的溶質濃度。視情況(例如，當逆滲透單元700A用作逆流逆滲透單元時)，亦存在滲透物入口流208。當存在滲透物入口流208時，其可與已自滲餘物側206輸送至滲透側204之液體(例如溶劑)組合，形成滲透物出口流214。當滲透物入口流208不存在時(例如當逆滲透單元700A用作交叉流動滲透單元時)，滲透物出口流214可對應於自滲餘物側206輸送至滲透側204之滲餘物入口流210的液體(例如溶劑)。
在一些實施例中，逆滲透單元(例如第一逆滲透單元、第二逆滲透單元)包含複數個並聯連接之滲透膜。該佈置之一個實例在圖7B中展示。在圖7B中，逆滲透單元700B包含三個並聯佈置之滲透膜202A、202B及202C。滲餘物入口流210被分成三個子流，其中一個子流進料至滲透膜202A之滲餘物側206A，另一子流進料至滲透膜202B之滲餘物側206B，且又另一子流進料至滲透膜202C之滲餘物側206C。可藉由使滲餘物入口子流輸送穿過滲透膜之滲餘物側來操作逆滲透單元700B。滲餘物入口流210內之液體(例如溶劑)之至少一部分可分別穿過滲透膜202A、202B及202C中之每一者輸送至滲透側204A、204B及204C。此可導致形成三個滲餘物出口子流，該等子流可組合形成滲餘物出口流212。滲餘物出口流212可包括比滲餘物入口流210內所含之溶質濃度更高的溶質濃度。亦可(自三個滲透物出口子流)形成滲透物出口流214。視情況(例如，當逆滲透單元700B用作逆流逆滲透單元時)，亦存在滲透物入口流208。當存在滲透物入口流208時，其可分成三個子流且輸送至三個滲透膜(202A、202B及202C)之滲透側(204A、204B及204C)且與已自滲透膜(202A至202C)之滲餘物側(206A至206C)輸送至滲透側(204A至204C)的液體(例如溶劑)組合，形成滲透物出口流214。當滲透物入口流208不存在時(例如當逆滲透單元700B用作交叉流動滲透單元時)，滲透物出口流214可對應於自滲餘物側206A至206C輸送至滲透側204A至204C之滲餘物入口流210的液體(例如溶劑)。
儘管圖7B展示三個並聯連接之滲透膜，但其他實施例可包括2、4、5或更多個並聯連接之滲透膜。
在一些實施例中，逆滲透單元(例如第一逆滲透單元、第二逆滲透單元)包含複數個串聯連接之滲透膜。該佈置之一個實例在圖7C中展示。在圖7C中，逆滲透單元700C包含三個串聯佈置之滲透膜202A、202B及202C。在圖7C中，滲餘物入口流210首先輸送至滲透膜202A之滲餘物側206A。滲餘物入口流210內之液體(例如溶劑)之至少一部分可穿過滲透膜202A輸送至滲透膜202A之滲透側204A。此可導致形成滲透物出口流214及輸送至滲透膜202B之滲餘物側206B之第一中間滲餘物流240。第一中間滲餘物流240內之液體(例如溶劑)之至少一部分可穿過滲透膜202B輸送至滲透膜202B之滲透側204B。此可導致形成中間滲透物出口流250及輸送至滲透膜202C之滲餘物側206C之第二中間滲餘物流241。第二中間滲餘物流241內之液體(例如溶劑)之至少一部分可穿過滲透膜202C輸送至滲透膜202C之滲透側204C。此可導致形成中間滲透物出口流251及滲餘物出口流212。當存在滲透物入口流208時，其可輸送至滲透膜202C之滲透側204C且與已自滲透膜202C之滲餘物側206C輸送之液體(例如溶劑)組合，形成中間滲透物出口流251。在一些實施例中，如圖7C中所示，中間滲透物出口流251可進料至滲透膜202B之滲透側204B且用作清掃流(亦即與輸送穿過滲透膜202B之液體組合，形成中間滲透物出口流250)。在其他實施例中，中間滲透物出口流251直接用作滲透物出口流214之部分(或全部)(在另一流充當穿過滲透膜202B之滲透側204B之清掃流的情況下，或在滲透膜202B在交叉流動模式下操作的情況下)。在一些實施例中，如圖7C中所示，中間滲透物出口流250可進料至滲透膜202A之滲透側204A且用作清掃流(亦即與輸送穿過滲透膜202A之液體組合，形成滲透物出口流214)。在其他實施例中，中間滲透物出口流250直接用作滲透物出口流214之部分(或全部)(在另一流充當穿過滲透膜202A之滲透側204A之清掃流的情況下，或在滲透膜202A在交叉流動模式下操作的情況下)。
儘管圖7C展示三個串聯連接之滲透膜，但其他實施例可包括2、4、5或更多個串聯連接之滲透膜。
另外，在一些實施例中，給定逆滲透單元可包括多個並聯連接之滲透膜以及多個串聯連接之滲透膜。
在一些實施例中，第一逆滲透單元包含複數個滲透膜。在一些該等實施例中，第一逆滲透單元內之該複數個滲透膜串聯連接。在一些該等實施例中，第一逆滲透單元內之該複數個滲透膜並聯連接。在某些實施例中，第一逆滲透單元包含複數個膜，該等膜之第一部分串聯連接，且該等膜之另一部分並聯連接。
在一些實施例中，第二逆滲透單元包含複數個滲透膜。在一些該等實施例中，第二逆滲透單元內之該複數個滲透膜串聯連接。在一些該等實施例中，第二逆滲透單元內之該複數個滲透膜並聯連接。在某些實施例中，第二逆滲透單元包含複數個膜，該等膜之第一部分串聯連接，且該等膜之另一部分並聯連接。
如本文所用，當流體可自元件中之一個輸送至元件中之另一個而不以其他方式改變元件之組態或它們之間的元件(諸如閥門)的組態時，兩個元件彼此呈流體連通(或等效地，彼此流體連通)。由打開的閥門連接的兩個導管(因此允許兩個導管之間的流體流動)被認為彼此呈流體連通。相反，由關閉的閥門分開的兩個導管(因此防止導管之間的流體流動)不被認為彼此呈流體連通。
如本文所使用，當兩個元件已連接以使得在元件及任何介入元件之至少一種組態下，兩個元件彼此呈流體連通時，兩個元件彼此以流體方式連接。由閥門及導管連接之兩個逆滲透單元在閥門之至少一種組態中允許逆滲透單元之間的流動將被稱為彼此以流體方式連接。為進一步說明，當閥門處於第一組態時及當閥門處於第二組態時，由閥門及導管連接之兩個逆滲透單元在第一閥門組態中但不在第二閥門組態中允許逆滲透單元之間的流動被認為彼此以流體方式連接。相反，兩個逆滲透單元在任何組態下不以允許流體在它們之間輸送的方式彼此連接(例如，藉由閥門、另一個導管或另一個組件)，不被稱為彼此以流體方式連接。彼此呈流體連通之元件始終彼此以流體方式連接，但並非所有彼此以流體方式連接之元件必定彼此呈流體連通。
各種組件在本文中描述為以流體方式連接。流體連接可為直接流體連接或間接流體連接。一般而言，當第一區域及第二區域彼此以流體方式連接且當流體連接之第二區域處之流體的組成相對於流體連接之第一區域處之流體的組成大體上未變化時(亦即無存在於流體連接之第一區域中之流體組分在流體連接之第二區域中存在的重量百分比與彼組分在流體連接的第一區域中的重量百分比相差大於5%)，第一區域及第二區域之間存在直接流體連接(且兩個區域被稱為彼此直接以流體方式連接)。作為一說明性實例，連接第一及第二單元操作且其中流體之壓力及溫度被調節但流體之組成未改變的流被稱為直接以流體方式連接第一及第二單元操作。另一方面，若進行分離步驟及/或進行化學反應，在自第一組件通向第二組件期間大體上改變流內含物的組成，則該流不被稱為直接以流體方式連接第一及第二單元操作。在一些實施例中，第一區域與第二區域之間的直接流體連接可經組態以使得流體自第一區域至第二區域不經歷相變。在一些實施例中，直接流體連接可經組態以使得第一區域中流體之至少50 wt% (或至少75 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%或至少98 wt%)經由直接流體連接輸送至第二區域。在一些實施例中，本文所述之流體連接中之任一者可為直接流體連接。在其他情況下，流體連接可為間接流體連接。
在一些實施例中，第一逆滲透單元之滲餘物側直接以流體方式連接至泵之泵出口。舉例而言，在圖1A至2B及4A至4B中，第一逆滲透單元106之滲餘物側107可直接以流體方式連接至泵102之泵出口105。
在一些實施例中，第一逆滲透單元之滲餘物側直接以流體方式連接至第二逆滲透單元之滲餘物側。舉例而言，在圖1A至6B中，第一逆滲透單元106之滲餘物側107可直接以流體方式連接至第二逆滲透單元112之滲餘物側113。
在一些實施例中，第二逆滲透單元之滲餘物側直接以流體方式連接至能量回收裝置之高壓入口。舉例而言，在圖1A至2B中，第二逆滲透單元112之滲餘物側113可直接以流體方式連接至能量回收裝置122之高壓入口123。
在一些實施例中，第二逆滲透單元之滲透側直接以流體方式連接至能量回收裝置之低壓出口。舉例而言，在圖1A至3B中，第二逆滲透單元112之滲透側114可直接以流體方式連接至能量回收裝置122之低壓出口124。
在一些實施例中，第一逆滲透單元之滲餘物側直接以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口。舉例而言，在圖3A至3B及5A至5B中，第一逆滲透單元106之滲餘物側107可直接以流體方式連接至能量回收裝置122之高壓出口126。
在一些實施例中，第二逆滲透單元之滲透側直接以流體方式連接至能量回收裝置之低壓入口。舉例而言，在圖2A至2B中，第二逆滲透單元112之滲透側114可直接以流體方式連接至能量回收裝置122之低壓入口125。
本文所述之系統及方法可用於處理多種進料流。一般而言，進料流包含至少一種溶劑及至少一種經溶解物種(在本文中亦被稱作溶質)。根據某些實施例，進料流包含經溶解離子。經溶解離子可源自例如已溶解在進料流之溶劑中的鹽。經溶解離子通常為已溶解至離子不再與反離子離子鍵結的程度的離子。進料流可包含多種經溶解物種中之任一種，包括但不限於Na +、Mg 2+、Ca 2+、Sr 2+、Ba 2+、Cl -、碳酸根陰離子、碳酸氫根陰離子、硫酸根陰離子、硫酸氫根陰離子及/或二氧化矽。在一些實施例中，含水進料流包含至少一種經溶解單價陽離子(亦即，溶解時氧化還原態為+1的陽離子)。舉例而言，在一些實施例中，含水進料流包含Na +及/或K +。在某些實施例中，含水進料流包含至少一種單價陰離子(亦即溶解時氧化還原態為-1的陰離子)。舉例而言，在一些實施例中，含水進料流包含Cl -及/或Br -。在一些實施例中，含水進料流包含至少一種單價陽離子及至少一種單價陰離子。在一些實施例中，含水進料流包含一或多種二價陽離子(亦即，溶解時氧化還原態為+2的陽離子)及/或一或多種二價陰離子(亦即溶解時氧化還原態為-2的陰離子)。在一些實施例中，進料流(例如含水進料流)中亦可存在具有其他價數之陽離子及/或陰離子。
在一些實施例中，進料流中經溶解離子之總濃度可為相對高的。與某些實施例相關之一個優點係具有相對高的經溶解離子濃度的初始進料流(例如，含水進料流)可在不使用能量密集型脫鹽方法的情況下脫鹽。在某些實施例中，被輸送至滲透系統中之進料流中經溶解離子之總濃度係至少60,000 ppm、至少80,000 ppm或至少100,000 ppm (及/或在一些實施例中，多至500,000 ppm或更多)。亦可使用經溶解離子濃度在此等範圍外之進料流。
根據某些實施例，輸送至滲透系統之進料流包含懸浮及/或乳化的不可混溶相。一般而言，懸浮及/或乳化的不可混溶相係在流被操作的溫度及其他條件下在水中的溶解度不超過10重量%的物質。在一些實施例中，懸浮及/或乳化的不可混溶相包含油及/或油脂。術語「油」通常係指比水更疏水且不混溶或不可溶於水的流體，如此項技術中已知的。因此，在一些實施例中，油可為烴，但在其他實施例中，油可包含其他疏水性流體。在一些實施例中，進料流(例如含水進料流)之至少0.1 wt%、至少1 wt%、至少2 wt%、至少5 wt%或至少10 wt% (及/或在一些實施例中，多至20 wt%、多至30 wt%、多至40 wt%、多至50 wt%或更多)係由懸浮及/或乳化的不可混溶相組成。
儘管逆滲透單元(例如第一逆滲透單元、第二逆滲透單元)中之一或多者可用於自輸入進料流分離懸浮及/或乳化的不可混溶相，但該分離係視情況存在的。舉例而言，在一些實施例中，輸送至滲透系統之進料流大體上不含懸浮及/或乳化的不可混溶相。在某些實施例中，滲透系統上游之一或多個分離單元可用於在含水進料流被輸送至逆滲透單元之前自含水進料流至少部分移除懸浮及/或乳化的不可混溶相。該等系統之非限制性實例描述於例如2015年2月12日公開之國際專利公開案第WO 2015/021062號中，出於所有目的，其以全文引用的方式併入本文中。
在一些實施例中，進料流可源自海水、地下水、微鹹水及/或化學製程的流出物。舉例而言，在石油及天然氣工業中，可能遇到的一種含水進料流係採出水(例如，與石油或天然氣一起自石油或天然氣井中湧出的水)。歸因於採出水在地下停留的時長，且歸因於可增加某些鹽及礦物質之溶解度的高地下壓力及溫度，採出水通常包含相對高濃度的溶解鹽及礦物質。舉例而言，一些採出水流可包含經溶解硫酸鍶(SrSO 4)之過飽和溶液。相比之下，石油及天然氣工業中可能遇到的另一種含水進料流係回流水(例如，在水力壓裂操作期間作為壓裂流體注入且隨後回收的水)。回流水通常包含多種用於壓裂的組分，包括界面活性劑、支撐劑及降黏劑，但回流水之鹽度通常低於採出水。在一些情況下，本文所述之系統及方法可用於使源自該等製程流之含水進料流至少部分脫鹽。
亦可使用多種類型之溶劑。在一些實施例中，進料流包含水作為溶劑。溶劑之其他實例包括但不限於醇及/或烴。
本文所述之實施例不限於處理含有經溶解離子之含水進料流，且在其他實施例中，可使用其他進料流。該等進料流之非限制性實例包括牛奶、啤酒、果汁、楓糖漿及/或油原料。
本文所述之提取溶液(例如，在一些實施例中，第二逆滲透單元滲透物入口流)可包括多種溶質及溶劑中之任一種。提取流中之一或多種溶質可與進料流中之一或多種溶質相同或不同。提取流中之一或多種溶劑一般與進料流中之一或多種溶劑相同，儘管在滲透系統之不同點可存在溶劑組成的變化。
本文所述之提取溶液通常可包括適合賦予適當滲透壓以執行本文所述功能的任何組分。在一些實施例中，一或多種提取流係包含諸如水中之一或多種經溶解離子及/或一或多種經解離分子的一或多種經溶解物種的一或多種水溶液。舉例而言，在一些實施例中，一或多種提取溶液(例如在一些實施例中第二逆滲透單元滲透物入口流)包含Na +、Mg 2+、Ca 2+、Sr 2+、Ba 2+及/或Cl -。在一些實施例中，一或多種提取溶液(例如在一些實施例中第二逆滲透單元滲透物入口流)包含諸如Na +及/或K +之至少一種經溶解單價陽離子。在某些實施例中，一或多種提取溶液(例如在一些實施例中第二逆滲透單元滲透物入口流)包含諸如Cl -及/或Br -之至少一種單價陰離子。一或多種提取溶液(例如在一些實施例中第二逆滲透單元滲透物入口流)中亦可存在具有其他價數之陽離子及/或陰離子。提取溶液中亦可使用其他物種。舉例而言，在一些實施例中，一或多種提取溶液(例如在一些實施例中第二逆滲透單元滲透物入口流)可為包含諸如氨(NH 3)之經溶解非離子物種的含水流。
鑒於本發明所提供之見解，一般熟習此項技術者將能夠選擇合適的組分用於本文所述的各種提取流中。
根據某些實施例，可藉由將一或多種物種懸浮及/或溶解於溶劑(諸如水溶劑)中以將物種溶解在溶劑中來製備提取流。舉例而言，在一些實施例中，可藉由將一或多種固體鹽溶解在水溶劑中來製備一或多種提取入口流。可溶解於水中之鹽之非限制性實例包括NaCl、LiCl、CaCl 2、MgCl 2、NaOH、其他無機鹽及其類似鹽。在一些實施例中，可藉由將氨與水混合來製備提取流。在某些實施例中，可藉由將一或多種氨鹽(例如碳酸氫銨、碳酸銨及/或胺基甲酸銨)溶解於水中來製備提取流。在一些實施例中，可藉由將氨及二氧化碳氣體溶解於水中來製備提取流。
在一些實施例中，本文所述之系統可用於實現相對高水準的純化。在一些實施例中，基於質量，第一逆滲透單元及/或第二逆滲透單元滲餘物出口流中之溶質濃度比進料流中之溶質濃度高至少至少1%、至少2%、至少5%、至少10%、至少25%、至少50%、至少100%、至少200%。如一般熟習此項技術者中之一者將理解，濃度之增加係相對於較低濃度量測的。舉例而言，若第一逆滲透單元滲餘物入口流中之溶質濃度係35公克/L，且第一逆滲透單元滲餘物出口流中之溶質濃縮係38.5公克/L，則基於質量，第一逆滲透單元滲餘物出口流中之溶質濃度比第一逆滲透單元滲餘物入口流中之溶質濃度高10% (因為差值3.5公克/L係較低值之10% (亦即35公克/L之10%))。
根據某些實施例，滲透單元內一或多個滲透膜之任一側的流可以對流組態操作。根據某些但不必所有實施例，以此方式操作滲透系統可允許人們更容易地確保跨膜淨驅動力在滲透膜之表面區域上在空間上均勻，例如，在2016年7月29日作為國際專利申請案第PCT/US2016/044663號且名稱為「Osmotic Desalination Methods and Associated Systems」申請之國際專利公開案第WO 2017/019944號中所描述，其以全文引用的方式併入本文中。應理解，兩個流不必在完全平行及相反的方向上輸送以被認為處於對流組態，且在一些實施例中，處於對流流動組態中之兩個流的主要流動方向可形成多至10° (或在一些情況下，多至5°、多至2°或多至1°)的角度。在一些實施例中，以對流組態操作第二逆滲透單元。
一般熟習此項技術者熟悉滲透膜。膜介質可包含例如金屬、陶瓷、聚合物(例如聚醯胺、聚乙烯、聚酯、聚(四氟乙烯)、聚碸、聚碳酸酯、聚丙烯、聚(丙烯酸酯))及/或複合物或此等之其他組合。滲透膜通常允許溶劑(例如水)選擇性輸送穿過膜，其中溶劑能夠傳送穿過膜，而溶質(例如經溶解物種，諸如經溶解離子)被抑制輸送穿過膜。如一般熟習此項技術者將理解，一些滲透膜可允許一些量的溶質在操作期間輸送穿過膜(例如自滲餘物側至滲透側)。換言之，眾所周知，滲透膜之截留率可小於100%，此處截留率在此情形下係指來自輸入溶液之未輸送穿過膜之溶質的百分比。舉例而言，滲透膜在至少一組條件(例如，溫度、壓力、pH)下對至少一種溶質之截留率按質量計可小於100%、小於或等於99%、小於或等於98%、小於或等於95%或更小。可與本文所述之某些實施例結合使用之市售滲透膜之實例包括但不限於可購自Dow Water and Process Solutions (例如FilmTec TM膜)、Hydranautics、GE Osmonics及Toray Membrane之彼等膜，以及一般熟習此項技術者已知之其他膜。
應理解，在本發明中，詞語「經純化」(及類似地，「純」及「純化」)用於描述所含有之所關注組分之百分比高於引用流內所含之百分比的任何液體，且不一定要求液體為100%純的。換言之，「經純化」流可為部分或完全經純化的。作為一非限制性實例，水流可由80 wt%水組成，但相對於由50 wt%水組成之進料流仍可被視為「經純化」。當然，亦應理解，在一些實施例中，「經純化」流可僅(或大體上僅)由所關注組分組成。舉例而言，「經純化」水流可大體上僅由水組成(例如呈至少98 wt%、至少99 wt%、或更多、或至少99.9 wt%之量的水)及/或可僅由水組成(亦即100 wt%水)。
以下係本文所揭示之實施例之實例。
在一個實施例(實施例#1)中，一種方法包含：增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流；將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側，使得：第一逆滲透單元滲餘物出口流離開第一逆滲透單元之滲餘物側，第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第一逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第一逆滲透單元的滲餘物側被輸送穿過第一逆滲透單元的滲透膜，至第一逆滲透單元的滲透側；將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側，使得：第二逆滲透單元滲餘物出口流離開第二逆滲透單元之滲餘物側，第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第二逆滲透單元之滲餘物側被輸送穿過第二逆滲透單元的滲透膜，至第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流的一些或全部，自第二逆滲透單元的滲透側輸出；降低第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分之壓力以形成減壓濃縮流；且使用自第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流；其中：第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓進料流之至少一部分及加壓能量回收流之至少一部分；第二逆滲透單元滲餘物入口流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分；能量回收流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分；且(a)能量回收流包含包含進料流之至少一部分之平衡流，或(b)進料流包含包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分之平衡流。
在實施例#1之一些情況下，能量回收流包含包含進料流之至少一部分之平衡流(實施例#2)。
在實施例#1之一些情況下，進料流包含包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分之平衡流(實施例#3)。
在實施例#1至#3中任一項之一些情況下，該方法進一步包含將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲透側，且其中自第二逆滲透單元之滲餘物側輸送穿過第二逆滲透單元之滲透膜至第二逆滲透單元之滲透側的液體部分與第二逆滲透單元滲透物入口流在第二逆滲透單元的滲透側組合以形成第二逆滲透單元滲透物出口流(實施例#4)。
在實施例#4之一些情況下，第二逆滲透單元滲透物入口流包含減壓濃縮流之至少一部分(實施例#5)。
在實施例#1至#5中任一項之一些情況下，該方法進一步包含排放減壓濃縮流之至少一部分(實施例#6)。
在實施例#1至#6中任一項之一些情況下，該方法進一步包含調節第二逆滲透單元滲透物出口流及/或平衡流之質量流速使得能量回收流之質量流速在第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的質量流速的20%內(實施例#7)。
在實施例#1至#7中任一項之一些情況下，加壓能量回收流之鹽度在能量回收流之鹽度的20%內(實施例#8)。
在實施例#1至#8中任一項之一些情況下，第一逆滲透單元滲餘物入口流包含包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分之再循環流(實施例#9)。
在實施例#9之一些情況下，再循環流在併入至第一逆滲透單元滲餘物入口流之前與加壓能量回收流之至少一部分組合(實施例#10)。
在實施例#1至#10中任一項之一些情況下，該方法進一步包含用第二泵增加加壓能量回收流之壓力(實施例#11)。
在實施例#1至#11中任一項之一些情況下，使用自第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流的步驟係使用能量回收裝置進行(實施例#12)。
在實施例#12之一些情況下，能量回收裝置係等壓能量回收裝置(實施例#13)。
在實施例#12之一些情況下，能量回收裝置係渦輪能量回收裝置(實施例#14)。
在一個實施例(實施例#15)中，滲透系統包含：泵，其包含：泵入口及泵出口，其中該泵經組態以自泵出口排出加壓流；第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第一逆滲透單元之滲透側及第一逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第二逆滲透單元之滲透側及第二逆滲透單元之滲餘物側；及能量回收裝置，其包含：高壓入口、低壓入口、高壓出口及低壓出口；其中：第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至泵出口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第二逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓入口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口；第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至能量回收裝置之低壓入口；且泵入口以流體方式連接至能量回收裝置之低壓入口。
在實施例#15之一些情況下，能量回收裝置係等壓能量回收裝置(實施例#16)。
在實施例#15之一些情況下，能量回收裝置係渦輪能量回收裝置(實施例#17)。
在實施例#15至#17中任一項之一些情況下，第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至能量回收裝置之低壓出口(實施例#18)。
在實施例#15至#18中任一項之一些情況下，該泵係第一泵，且該系統進一步包含第二泵，該第二泵包含第二泵入口及第二泵出口，其中第二泵入口以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口且第二泵出口以流體方式連接至第一逆滲透單元之滲餘物側(實施例#19)。
在實施例#15至#19中任一項之一些情況下，滲透系統經組態以使來自離開第一逆滲透單元之滲餘物側出口之第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分的再循環流與離開能量回收裝置之高壓出口的加壓能量回收流組合(實施例#20)。
在實施例#15至#20中任一項之一些情況下，第一逆滲透單元包含複數個滲透膜(實施例#21)。
在實施例#21之一些情況下，該複數個滲透膜串聯連接(實施例#22)。
在實施例#21之一些情況下，該複數個滲透膜並聯連接(實施例#23)。
在實施例#15至#23中任一項之一些情況下，第二逆滲透單元包含複數個滲透膜(實施例#24)。
在實施例#24之一些情況下，該複數個滲透膜串聯連接(實施例#25)。
在實施例#24之一些情況下，該複數個滲透膜並聯連接(實施例#26)。
在一個實施例(實施例# 27)中，一種方法包含：增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流；將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側，使得：第一逆滲透單元滲餘物出口流離開第一逆滲透單元之滲餘物側，第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第一逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第一逆滲透單元的滲餘物側被輸送穿過第一逆滲透單元的滲透膜，至第一逆滲透單元的滲透側；將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側，使得：第二逆滲透單元滲餘物出口流離開第二逆滲透單元之滲餘物側，第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第二逆滲透單元之滲餘物側被輸送穿過第二逆滲透單元的滲透膜，至第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流的一些或全部，自第二逆滲透單元的滲透側輸出；降低第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分之壓力以形成減壓濃縮流；且使用自第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流；其中：第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓進料流之至少一部分、加壓能量回收流之至少一部分及包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分的再循環流，其中再循環流在併入至第一逆滲透單元滲餘物入口流之前與加壓能量回收流之至少一部分組合；第二逆滲透單元滲餘物入口流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第二部分；且能量回收流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分。
在實施例#27之一些情況下，該方法進一步包含將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲透側，且其中自第二逆滲透單元之滲餘物側輸送穿過第二逆滲透單元之滲透膜至第二逆滲透單元之滲透側的液體部分與第二逆滲透單元滲透物入口流在第二逆滲透單元的滲透側組合以形成第二逆滲透單元滲透物出口流(實施例#28)。
在實施例#28之一些情況下，第二逆滲透單元滲透物入口流包含減壓濃縮流之至少一部分(實施例#29)。
在實施例#27至#29中任一項之一些情況下，該方法進一步包含排放減壓濃縮流之至少一部分(實施例#30)。
在實施例#27至#30中任一項之一些情況下，該方法進一步包含用泵增加加壓能量回收流之壓力(實施例#31)。
在實施例#27至#31中任一項之一些情況下，該方法進一步包含增加再循環流與加壓能量回收流之至少一部分之組合的壓力(實施例#32)。
在實施例#27至#32中任一項之一些情況下，使用自第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流的步驟係使用能量回收裝置進行(實施例#33)。
在實施例#33之一些情況下，能量回收裝置係等壓能量回收裝置(實施例#34)。
在實施例#33之一些情況下，能量回收裝置係渦輪能量回收裝置(實施例#35)。
在實施例#27至#35中任一項之一些情況下，能量回收流包含包含進料流之至少一部分之平衡流(實施例#36)。
在實施例#27至#35中任一項之一些情況下，進料流包含包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分之平衡流(實施例#37)。
在實施例#27至#37中任一項之一些情況下，該方法進一步包含調節第二逆滲透單元滲透物出口流及/或平衡流之質量流速使得能量回收流之質量流速在第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的質量流速的20%內(實施例#38)。
在實施例#27至#38中任一項之一些情況下，加壓能量回收流之鹽度在能量回收流之鹽度的20%內(實施例#39)。
在一個實施例(實施例#40)中，滲透系統包含：泵，其包含：泵入口及泵出口，其中該泵經組態以自泵出口噴出加壓流；第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第一逆滲透單元之滲透側及第一逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第二逆滲透單元之滲透側及第二逆滲透單元之滲餘物側；及能量回收裝置，其包含：高壓入口、低壓入口、高壓出口及低壓出口；其中：第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至泵出口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第二逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓入口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口；第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至能量回收裝置之低壓入口；且其中該滲透系統經組態以將來自離開第一逆滲透單元之滲餘物側出口之第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分的再循環流與離開能量回收裝置之高壓出口的加壓能量回收流組合。
在實施例#40之一些情況下，能量回收裝置係等壓能量回收裝置(實施例#41)。
在實施例#40之一些情況下，能量回收裝置係渦輪能量回收裝置(實施例#42)。
在實施例#40至#42中任一項之一些情況下，第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至能量回收裝置之低壓出口(實施例#43)。
在實施例#40至#43中任一項之一些情況下，該泵係第一泵，且該系統進一步包含第二泵，該第二泵包含第二泵入口及第二泵出口，其中第二泵入口以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口且第二泵出口以流體方式連接至第一逆滲透單元之滲餘物側(實施例#44)。
在實施例#40至#44中任一項之一些情況下，泵入口以流體方式連接至能量回收裝置之低壓入口(實施例#45)。
在實施例#40至#45中任一項之一些情況下，泵入口以流體方式連接至第二逆滲透單元之滲透側(實施例#46)。
在實施例#40至#46中任一項之一些情況下，第一逆滲透單元包含複數個滲透膜(實施例#47)。
在實施例#47之一些情況下，該複數個滲透膜串聯連接(實施例#48)。
在實施例#47之一些情況下，該複數個滲透膜並聯連接(實施例#49)。
在實施例#40至#49中任一項之一些情況下，第二逆滲透單元包含複數個滲透膜(實施例#50)。
在實施例#50之一些情況下，該複數個滲透膜串聯連接(實施例#51)。
在實施例#40至#50中任一項之一些情況下，該複數個滲透膜並聯連接(實施例#52)。
在一個實施例(實施例# 53)中，一種方法包含：增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流；將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側，使得：第一逆滲透單元滲餘物出口流離開第一逆滲透單元之滲餘物側，第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第一逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第一逆滲透單元的滲餘物側被輸送穿過第一逆滲透單元的滲透膜，至第一逆滲透單元的滲透側；將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側，使得：第二逆滲透單元滲餘物出口流離開第二逆滲透單元之滲餘物側，第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第二逆滲透單元之滲餘物側被輸送穿過第二逆滲透單元的滲透膜，至第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流的一些或全部，自第二逆滲透單元的滲透側輸出；降低第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分之壓力以形成減壓濃縮流；且使用自第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流；其中：第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓能量回收流之至少一部分；能量回收流包含加壓進料流之至少一部分及包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分的再循環流；第二逆滲透單元滲餘物入口流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第二部分；且進料流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分。
在實施例#53之一些情況下，該方法進一步包含將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲透側，且其中自第二逆滲透單元之滲餘物側輸送穿過第二逆滲透單元之滲透膜至第二逆滲透單元之滲透側的液體部分與第二逆滲透單元滲透物入口流在第二逆滲透單元的滲透側組合以形成第二逆滲透單元滲透物出口流(實施例#54)。
在實施例#54之一些情況下，第二逆滲透單元滲透物入口流包含減壓濃縮流之至少一部分(實施例#55)。
在實施例#53至#55中任一項之一些情況下，該方法進一步包含排放減壓濃縮流之至少一部分(實施例#56)。
在實施例#53至#56中任一項之一些情況下，使用自第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流的步驟係使用能量回收裝置進行(實施例#57)。
在實施例#57之一些情況下，能量回收裝置係等壓能量回收裝置(實施例#58)。
在實施例#57之一些情況下，能量回收裝置係渦輪能量回收裝置(實施例#59)。
在實施例#53至#59中任一項之一些情況下，該方法進一步包含調節第二逆滲透單元滲透物出口流之質量流速使得能量回收流之質量流速在第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的質量流速的20%內(實施例#60)。
在實施例#53至#60中任一項之一些情況下，加壓能量回收流之鹽度在能量回收流之鹽度的20%內(實施例#61)。
在一個實施例(實施例#62)中，滲透系統包含：泵，其包含：泵入口及泵出口，其中該泵經組態以自泵出口噴出加壓流；第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第一逆滲透單元之滲透側及第一逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第二逆滲透單元之滲透側及第二逆滲透單元之滲餘物側；及能量回收裝置，其包含高壓入口、低壓入口、高壓出口及低壓出口；其中：第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第二逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓入口；第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至泵入口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口；且能量回收裝置之低壓入口以流體方式連接至泵出口及第一逆滲透單元之滲餘物側之出口。
在實施例#62之一些情況下，滲透系統經組態以使來自離開第一逆滲透單元之滲餘物側出口之第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分的再循環流與離開泵出口之加壓進料流組合(實施例#63)。
在實施例#62至#63中任一項之一些情況下，第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至能量回收裝置之低壓出口(實施例#64)。
在實施例#62至#64中任一項之一些情況下，能量回收裝置係等壓能量回收裝置(實施例#65)。
在實施例#62至#64中任一項之一些情況下，能量回收裝置係渦輪能量回收裝置(實施例#66)。
在實施例#62至#66中任一項之一些情況下，第一逆滲透單元包含複數個滲透膜(實施例#67)。
在實施例#67之一些情況下，該複數個滲透膜串聯連接(實施例#68)。
在實施例#67之一些情況下，該複數個滲透膜並聯連接(實施例#69)。
在實施例#62至#69中任一項之一些情況下，第二逆滲透單元包含複數個滲透膜(實施例#70)。
在實施例#70之一些情況下，該複數個滲透膜串聯連接(實施例#71)。
在一個實施例(實施例#72)中，一種方法包含：在第一時間段及第二時間段期間，增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流；在第一時間段及第二時間段期間，將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側，使得：第一逆滲透單元滲餘物出口流離開第一逆滲透單元之滲餘物側，第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第一逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第一逆滲透單元的滲餘物側被輸送穿過第一逆滲透單元的滲透膜，至第一逆滲透單元的滲透側；在至少第一時間段期間，將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側，使得：第二逆滲透單元滲餘物出口流離開第二逆滲透單元之滲餘物側，第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第二逆滲透單元之滲餘物側被輸送穿過第二逆滲透單元的滲透膜，至第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流的一些或全部，自第二逆滲透單元的滲透側輸出；在第一時間段及第二時間段期間，降低濃縮流之壓力以形成減壓濃縮流；且在第一時間段及第二時間段期間，使用自濃縮流的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流；其中：在至少第一時間段期間：第二逆滲透單元滲餘物入口流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分；能量回收流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分；且濃縮流包含第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分；在至少第二時間段期間：第二逆滲透單元之滲餘物側不接收第一逆滲透單元滲餘物出口流之任何部分，或接收第一逆滲透單元滲餘物出口流的量比第二逆滲透單元的滲餘物側在第一時間段期間接收的第一逆滲透單元滲餘物出口流的量少至少80 wt%，且第二逆滲透單元之滲透側不接收減壓濃縮流之任何部分，或接收減壓濃縮流的量比第二逆滲透單元的滲透側在第一時間段期間接收的減壓濃縮流的量少至少80 wt%；且濃縮流包含包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的旁路流的至少一部分；且在第一時間段及第二時間段二者期間：第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓進料流之至少一部分及加壓能量回收流之至少一部分。
在實施例#72之一些情況下，在第一時間段期間濃縮流包含旁路流之至少一部分(實施例#73)。
在實施例#72之一些情況下，在第一時間段期間濃縮流不包含旁路流之至少一部分(實施例#74)。
在實施例#72至#74中任一項之一些情況下，在至少第二時間段期間，能量回收流包含包含進料流之至少一部分之平衡流(實施例#75)。
在實施例#74之一些情況下，在第一時間段期間能量回收流包含包含進料流之一部分之平衡流(實施例#76)。
在實施例#74之一些情況下，在第一時間段期間能量回收流不包含包含進料流之一部分之平衡流(實施例#77)。
在實施例#72至#74中任一項之一些情況下，在至少第二時間段期間，進料流包含包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分之平衡流(實施例#78)。
在實施例#78之一些情況下，在第一時間段期間進料流包含包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分之平衡流(實施例#79)。
在實施例#78之一些情況下，在第一時間段期間進料流不包含包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分之平衡流(實施例#80)。
在實施例#72至#80中任一項之一些情況下，該方法進一步包含在至少第一時間段期間將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲透側，且其中自第二逆滲透單元之滲餘物側輸送穿過第二逆滲透單元之滲透膜至第二逆滲透單元之滲透側的液體部分與第二逆滲透單元滲透物入口流在第二逆滲透單元的滲透側組合以形成第二逆滲透單元滲透物出口流(實施例#81)。
在實施例#81之一些情況下，在至少第一時間段期間，第二逆滲透單元滲透物入口流包含減壓濃縮流之至少一部分(實施例#82)。
在實施例#72至#82中任一項之一些情況下，該方法進一步包含排放減壓濃縮流之至少一部分(實施例#83)。
在實施例#72至#83中任一項之一些情況下，該方法進一步包含經由旁路排放流排放旁路流之一部分(實施例#84)。
在實施例#72至#84中任一項之一些情況下，該方法進一步包含經由旁路排放流使旁路流之一部分與減壓濃縮流組合(實施例#85)。
在實施例#72至#85中任一項之一些情況下，該方法進一步包含調節旁路流之質量流速及/或旁路排放流之質量流速使得濃縮流之質量流速在能量回收流之質量流速的20%內(實施例#86)。
在實施例#72至#86中任一項之一些情況下，該方法進一步包含調節第二逆滲透單元滲透物出口流及/或平衡流之質量流速使得能量回收流之質量流速在第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的質量流速的20%內(實施例#87)。
在實施例#72至#87中任一項之一些情況下，加壓能量回收流之鹽度在能量回收流之鹽度的20%內(實施例#88)。
在實施例#72至#88中任一項之一些情況下，第一逆滲透單元滲餘物入口流包含包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分之再循環流(實施例#89)。
在實施例#89之一些情況下，再循環流在併入至第一逆滲透單元滲餘物入口流之前與加壓能量回收流之至少一部分組合(實施例#90)。
在實施例#72至#90中任一項之一些情況下，該方法進一步包含用泵增加加壓能量回收流之壓力(實施例#91)。
在實施例#72至#91中任一項之一些情況下，使用自第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流的步驟係使用能量回收裝置進行(實施例#92)。
在實施例#92之一些情況下，能量回收裝置係等壓能量回收裝置(實施例#93)。
在實施例#92之一些情況下，能量回收裝置係渦輪能量回收裝置(實施例#94)。
在一個實施例(實施例#95)中，滲透系統包含：泵，其包含：泵入口及泵出口，其中該泵經組態以自泵出口噴出加壓流；第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第一逆滲透單元之滲透側及第一逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第二逆滲透單元之滲透側及第二逆滲透單元之滲餘物側；及能量回收裝置，其包含：高壓入口、低壓入口、高壓出口及低壓出口；及閥門；其中：第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至泵出口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口；且閥門經組態以使得：當閥門處於第一位置時：第一逆滲透單元之滲餘物側與第二逆滲透單元之滲餘物側呈流體連通；第二逆滲透單元之滲餘物側與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通；且第二逆滲透單元之滲透側與能量回收裝置之低壓入口呈流體連通；且當閥門處於第二位置時：第一逆滲透單元之滲餘物側與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通。
在實施例#95之一些情況下，當閥門處於第二位置時，第一逆滲透單元之滲餘物側不與第二逆滲透單元之滲餘物側呈流體連通(實施例#96)。
在實施例#95至#96中任一項之一些情況下，當閥門處於第二位置時，第二逆滲透單元之滲餘物側不與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通(實施例#97)。
在實施例#95至#97中任一項之一些情況下，當閥門處於第一位置時，第二逆滲透單元之滲透側與能量回收裝置之低壓出口呈流體連通(實施例#98)。
在實施例#95至#98中任一項之一些情況下，當閥門處於第二位置時，第二逆滲透單元之滲透側不與能量回收裝置之低壓出口呈流體連通(實施例#99)。
在實施例#95至#99中任一項之一些情況下，當閥門處於第二位置時，第二逆滲透單元之滲透側與能量回收裝置之低壓入口呈流體連通(實施例#100)。
在實施例#95至#100中任一項之一些情況下，當閥門處於第一位置時，第一逆滲透單元之滲餘物側與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通(實施例#101)。
在實施例#95至#100中任一項之一些情況下，當閥門處於第一位置時，第一逆滲透單元之滲餘物側不與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通(實施例#102)。
在實施例#95至#102中任一項之一些情況下，當閥門處於第二位置時，泵入口與能量回收裝置之低壓入口呈流體連通(實施例#103)。
在實施例#95至#103中任一項之一些情況下，當閥門處於第一位置時，泵入口與能量回收裝置之低壓入口呈流體連通(實施例#104)。
在實施例#95至#103中任一項之一些情況下，當閥門處於第一位置時，泵入口不與能量回收裝置之低壓入口呈流體連通(實施例#105)。
在實施例#95至#105中任一項之一些情況下，當閥門處於第一位置及/或第二位置時，滲透系統經組態以使來自離開第一逆滲透單元之滲餘物側出口之第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分的再循環流與離開能量回收裝置之高壓出口的加壓能量回收流組合(實施例#106)。
在實施例#95至#106中任一項之一些情況下，能量回收裝置係等壓能量回收裝置(實施例#107)。
在實施例#95至#106中任一項之一些情況下，能量回收裝置係渦輪能量回收裝置(實施例#108)。
在實施例#95至#108中任一項之一些情況下，該泵係第一泵，且該系統進一步包含第二泵，該第二泵包含第二泵入口及第二泵出口，其中第二泵入口以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口且第二泵出口以流體方式連接至第一逆滲透單元之滲餘物側(實施例#109)。
在實施例#95至#109中任一項之一些情況下，第一逆滲透單元包含複數個滲透膜(實施例#110)。
在實施例#109之一些情況下，該複數個滲透膜串聯連接(實施例#111)。
在實施例#109之一些情況下，該複數個滲透膜並聯連接(實施例#112)。
在實施例#95至#112中任一項之一些情況下，第二逆滲透單元包含複數個滲透膜(實施例#113)。
在實施例#113之一些情況下，該複數個滲透膜串聯連接(實施例#114)。
在實施例#113之一些情況下，該複數個滲透膜並聯連接(實施例#115)。
在一個實施例(實施例#116)中，一種方法包含：在第一時間段及第二時間段期間，增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流；在第一時間段及第二時間段期間，將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側，使得：第一逆滲透單元滲餘物出口流離開第一逆滲透單元之滲餘物側，第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第一逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第一逆滲透單元的滲餘物側被輸送穿過第一逆滲透單元的滲透膜，至第一逆滲透單元的滲透側；在至少第一時間段期間，將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側，使得：第二逆滲透單元滲餘物出口流離開第二逆滲透單元之滲餘物側，第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第二逆滲透單元之滲餘物側被輸送穿過第二逆滲透單元的滲透膜，至第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流的一些或全部，自第二逆滲透單元的滲透側輸出；在第一時間段及第二時間段期間，降低濃縮流之壓力以形成減壓濃縮流；且在第一時間段及第二時間段期間，使用自濃縮流的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流；其中：在至少第一時間段期間：第二逆滲透單元滲餘物入口流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分；且濃縮流包含第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分；在至少第二時間段期間：第二逆滲透單元之滲餘物側不接收第一逆滲透單元滲餘物出口流之任何部分，或接收第一逆滲透單元滲餘物出口流的量比第二逆滲透單元的滲餘物側在第一時間段期間接收的第一逆滲透單元滲餘物出口流的量少至少80 wt%，且第二逆滲透單元之滲透側不接收減壓濃縮流之任何部分，或接收減壓濃縮流的量比第二逆滲透單元的滲透側在第一時間段期間接收的減壓濃縮流的量少至少80 wt%；且濃縮流包含包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的旁路流的至少一部分；且在第一時間段及第二時間段二者期間：能量回收流包含加壓進料流之至少一部分；且第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓能量回收流之至少一部分。
在實施例#116之一些情況下，在第一時間段期間濃縮流包含旁路流之至少一部分(實施例#117)。
在實施例#116之一些情況下，在第一時間段期間濃縮流不包含旁路流之至少一部分(實施例#118)。
在實施例#116至#118中任一項之一些情況下，該方法進一步包含在至少第一時間段期間將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲透側，且其中自第二逆滲透單元之滲餘物側輸送穿過第二逆滲透單元之滲透膜至第二逆滲透單元之滲透側的液體部分與第二逆滲透單元滲透物入口流在第二逆滲透單元的滲透側組合以形成第二逆滲透單元滲透物出口流(實施例#119)。
在實施例#119之一些情況下，其中，在至少第一時間段期間，第二逆滲透單元滲透物入口流包含減壓濃縮流之至少一部分(實施例#120)。
在實施例#116至#120中任一項之一些情況下，進料流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分(實施例#121)。
在實施例#116至#121中任一項之一些情況下，該方法進一步包含排放減壓濃縮流之至少一部分(實施例#122)。
在實施例#116至#122中任一項之一些情況下，該方法進一步包含用泵增加加壓能量回收流之壓力(實施例#123)。
在實施例#116至#123中任一項之一些情況下，該方法進一步包含經由旁路排放流排放旁路流之一部分(實施例#124)。
在實施例#116至#124中任一項之一些情況下，該方法進一步包含經由旁路排放流使旁路流之一部分與減壓濃縮流組合(實施例#125)。
在實施例#116至#125中任一項之一些情況下，該方法進一步包含調節旁路流之質量流速及/或旁路排放流之質量流速使得濃縮流之質量流速在能量回收流之質量流速的20%內(實施例#126)。
在實施例#116至#126中任一項之一些情況下，能量回收流包含包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分之再循環流(實施例#127)。
在實施例#116至#127中任一項之一些情況下，使用自第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流的步驟係使用能量回收裝置進行(實施例#128)。
在實施例#128之一些情況下，能量回收裝置係等壓能量回收裝置(實施例#129)。
在實施例#128之一些情況下，能量回收裝置係渦輪能量回收裝置(實施例#130)。
在一個實施例(實施例#131)中，滲透系統包含：泵，其包含：泵入口及泵出口，其中該泵經組態以自泵出口噴出加壓流；第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第一逆滲透單元之滲透側及第一逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第二逆滲透單元之滲透側及第二逆滲透單元之滲餘物側；及能量回收裝置，其包含：高壓入口、低壓入口、高壓出口及低壓出口；及閥門；其中：能量回收裝置之低壓入口以流體方式連接至泵出口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口；且閥門經組態以使得：當閥門處於第一位置時：第一逆滲透單元之滲餘物側與第二逆滲透單元之滲餘物側呈流體連通；且第二逆滲透單元之滲餘物側與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通；且當閥門處於第二位置時：第一逆滲透單元之滲餘物側與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通。
在實施例#131之一些情況下，當閥門處於第一位置時，第二逆滲透單元之滲透側與能量回收裝置之低壓出口呈流體連通(實施例#132)。
在實施例#131至#132中任一項之一些情況下，當閥門處於第一位置時，第二逆滲透單元之滲透側與泵入口呈流體連通(實施例#133)。
在實施例#131至#133中任一項之一些情況下，當閥門處於第二位置時，第一逆滲透單元之滲餘物側不與第二逆滲透單元之滲餘物側呈流體連通(實施例#134)。
在實施例#131至#134中任一項之一些情況下，當閥門處於第二位置時，第二逆滲透單元之滲餘物側不與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通(實施例#135)。
在實施例#131至#135中任一項之一些情況下，當閥門處於第二位置時，第二逆滲透單元之滲透側不與能量回收裝置之低壓出口呈流體連通(實施例#136)。
在實施例#131至#136中任一項之一些情況下，當閥門處於第二位置時，第二逆滲透單元之滲透側不與泵入口呈流體連通(實施例#137)。
在實施例#131至#137中任一項之一些情況下，當閥門處於第一位置時，第一逆滲透單元之滲餘物側與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通(實施例#138)。
在實施例#131至#137中任一項之一些情況下，當閥門處於第一位置時，第一逆滲透單元之滲餘物側不與能量回收裝置之高壓入口呈流體連通(實施例#139)。
在實施例#131至#139中任一項之一些情況下，當閥門處於第一位置及/或第二位置時，能量回收裝置之低壓入口以流體方式連接至第一逆滲透單元之滲餘物側之出口(實施例#140)。
在實施例#131至#140中任一項之一些情況下，能量回收裝置係等壓能量回收裝置(實施例#141)。
在實施例#131至#140中任一項之一些情況下，能量回收裝置係渦輪能量回收裝置(實施例#142)。
在實施例#131至#142中任一項之一些情況下，該泵係第一泵，且該系統進一步包含第二泵，該第二泵包含第二泵入口及第二泵出口，其中第二泵入口以流體方式連接至能量回收裝置之高壓出口且第二泵出口以流體方式連接至第一逆滲透單元之滲餘物側(實施例#143)。
在實施例#131至#143中任一項之一些情況下，第一逆滲透單元包含複數個滲透膜(實施例#144)。
在實施例#144之一些情況下，該複數個滲透膜串聯連接(實施例#145)。
在實施例#144之一些情況下，該複數個滲透膜並聯連接(實施例#146)。
在實施例#131至#146中任一項之一些情況下，第二逆滲透單元包含複數個滲透膜(實施例#147)。
在實施例#147之一些情況下，該複數個滲透膜串聯連接(實施例#148)。
在實施例#147之一些情況下，該複數個滲透膜並聯連接(實施例#149)。
在一個實施例(實施例#150)中，一種方法包含：增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流；將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側，使得：第一逆滲透單元滲餘物出口流離開第一逆滲透單元之滲餘物側，第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第一逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第一逆滲透單元的滲餘物側被輸送穿過第一逆滲透單元的滲透膜，至第一逆滲透單元的滲透側；將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側，使得：第二逆滲透單元滲餘物出口流離開第二逆滲透單元之滲餘物側，第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且來自第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自第二逆滲透單元之滲餘物側被輸送穿過第二逆滲透單元的滲透膜，至第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流的一些或全部，自第二逆滲透單元的滲透側輸出；降低包含第二滲透單元滲餘物出口流之第一部分之第一濃縮流的壓力以形成減壓第一濃縮流；使用自第一濃縮流的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加第一能量回收流的壓力以形成加壓第一能量回收流；降低包含第二滲透單元滲餘物出口流之第二部分之第二濃縮流的壓力以形成減壓第二濃縮流；且使用自第二濃縮流的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加第二能量回收流的壓力以形成加壓第二能量回收流；其中：第一逆滲透單元滲餘物入口流包含加壓第一能量回收流之至少一部分及加壓第二能量回收流之至少一部分；第一能量回收流包含加壓進料流之至少一部分；第二逆滲透單元滲餘物入口流包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分；且第二能量回收流包含第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分。
在實施例#150之一些情況下，該方法進一步包含排放減壓第一濃縮流之至少一部分及/或減壓第二濃縮流之至少一部分(實施例#151)。
在實施例#150至#151中任一項之一些情況下，使用自第一濃縮流的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加第一能量回收流的壓力以形成加壓第一能量回收流的步驟係使用第一能量回收裝置進行(實施例#152)。
在實施例#152之一些情況下，第一能量回收裝置係等壓能量回收裝置(實施例#153)。
在實施例#152之一些情況下，第一能量回收裝置係渦輪能量回收裝置(實施例#154)。
在實施例#150至#154中任一項之一些情況下，使用自第二濃縮流的壓力降低中回收的至少一部分能量來增加第二能量回收流的壓力以形成加壓第二能量回收流的步驟係使用第二能量回收裝置進行(實施例#155)。
在實施例#155之一些情況下，第二能量回收裝置係等壓能量回收裝置(實施例#156)。
在實施例#155之一些情況下，第二能量回收裝置係渦輪能量回收裝置(實施例#157)。
在實施例#150至#157中任一項之一些情況下，第一逆滲透單元滲餘物入口流包含包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分之再循環流(實施例#158)。
在實施例#158之一些情況下，再循環流在併入至第一逆滲透單元滲餘物入口流之前與加壓第二能量回收流之至少一部分組合(實施例#159)。
在實施例#150至#159中任一項之一些情況下，第一能量回收流包含包含第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分之再循環流(實施例#160)。
在實施例#150至#160中任一項之一些情況下，該方法進一步包含將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲透側以使得自第二逆滲透單元之滲餘物側輸送穿過第二逆滲透單元之滲透膜至第二逆滲透單元之滲透側的液體部分與第二逆滲透單元滲透物入口流組合以形成第二逆滲透單元滲透物出口流(實施例#161)。
在實施例#161之一些情況下，第二逆滲透單元滲透物入口流包含減壓第一濃縮流之至少一部分(實施例#162)。
在一個實施例(實施例#163)中，滲透系統包含：泵，其包含：泵入口及泵出口，其中該泵經組態以自泵出口噴出加壓流；第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第一逆滲透單元之滲透側及第一逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定第二逆滲透單元之滲透側及第二逆滲透單元之滲餘物側；第一能量回收裝置，其包含：第一高壓入口、第一低壓入口、第一高壓出口及第一低壓出口；第二能量回收裝置，其包含：第二高壓入口、第二低壓入口、第二高壓出口及第二低壓出口；其中：第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第二逆滲透單元之滲餘物側；第二逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第一能量回收裝置之第一高壓入口及第二能量回收裝置之第二高壓入口；第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至第二能量回收裝置之第二低壓入口；第一逆滲透單元之滲餘物側以流體方式連接至第一能量回收裝置之第一高壓出口及第二能量回收裝置之第二高壓出口；且第一能量回收裝置之第一低壓入口以流體方式連接至泵出口。
在實施例#163之一些情況下，第一能量回收裝置係渦輪能量回收裝置(實施例#164)。
在實施例#163之一些情況下，第一能量回收裝置係等壓能量回收裝置(實施例#165)。
在實施例#163至#165中任一項之一些情況下，第二能量回收裝置係等壓能量回收裝置(實施例#166)。
在實施例#163至#166中任一項之一些情況下，第二能量回收裝置係渦輪能量回收裝置(實施例#167)。
在實施例#163至#167中任一項之一些情況下，第二逆滲透單元之滲透側以流體方式連接至第一能量回收裝置之第一低壓出口(實施例#168)。
在實施例#163至#168中任一項之一些情況下，滲透系統經組態以使來自離開第一逆滲透單元之滲餘物側出口之第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分的再循環流與離開第二能量回收裝置之第二高壓出口的加壓第二能量回收流組合(實施例#169)。
在實施例#163至#169中任一項之一些情況下，泵入口以流體方式連接至第二能量回收裝置之第二低壓入口(實施例#170)。
在實施例#163至#170中任一項之一些情況下，第一能量回收裝置之第一低壓入口以流體方式連接至第一逆滲透單元之滲餘物側之出口(實施例#171)。
在實施例#163至#171中任一項之一些情況下，該泵係第一泵，且該系統進一步包含第二泵，該第二泵包含第二泵入口及第二泵出口，其中第二泵入口以流體方式連接至第二能量回收裝置之第二高壓出口且第二泵出口以流體方式連接至第一逆滲透單元之滲餘物側(實施例#172)。
在實施例#163至#172中任一項之一些情況下，第一逆滲透單元包含複數個滲透膜(實施例#173)。
在實施例#173之一些情況下，該複數個滲透膜串聯連接(實施例#174)。
在實施例#173之一些情況下，該複數個滲透膜並聯連接(實施例#175)。
在實施例#163至#175中任一項之一些情況下，第二逆滲透單元包含複數個滲透膜(實施例#176)。
在實施例#176之一些情況下，該複數個滲透膜串聯連接(實施例#177)。
在實施例#176之一些情況下，該複數個滲透膜並聯連接(實施例#178)。
出於所有目的，2020年11月17日申請且名稱為「Osmotic Methods and Systems Involving Balancing Streams」之美國臨時專利申請案第63/114,643號、2020年11月17日申請且名稱為「Osmotic Methods and Systems Involving Recirculation Streams」之美國臨時專利申請案第63/114,648號、2020年11月17日申請且名稱為「Osmotic Methods and Systems Involving Bypass Stream」之美國臨時專利申請案第63/114,652號及2020年11月17日申請且名稱為「Osmotic Methods and Systems Involving Energy Recovery」之美國臨時專利申請案第63/114,656號各自以全文引用之方式併入本文中。
儘管在本文中已描述及說明了本發明之若干實施例，但一般熟習此項技術者將容易地設想多種其他方法及/或結構來執行功能及/或獲得結果及/或一或多種本文所描述之優勢，且該等變化及/或修改中之每一者可視為在本發明之範疇內。更一般而言，熟習此項技術者將容易地理解本文所述之所有參數、尺寸、材料及組態均意欲為例示性的且實際參數、尺寸、材料及/或組態將視使用本發明之教示內容的一或多個特定應用而定。熟習此項技術者將認識到或能夠僅使用常規實驗即可確定本文所描述之本發明特定實施例的許多等效物。因此應瞭解，前述實施例僅藉助於實例呈現且在隨附申請專利範圍及其等效物之範疇內，本發明可以不同於特定描述及主張之其他方式來實施。本發明係關於本文所述之各個別特徵、系統、製品、材料及/或方法。另外，若該等特徵、系統、製品、材料及/或方法相互間無不一致，則兩種或更多種該等特徵、系統、製品、材料及/或方法之任何組合包括於本發明之範疇內。
如本文說明書及申請專利範圍中所用，片語「至少一部分」意謂一些或全部。根據某些實施例，「至少一部分」可意謂至少1 wt%、至少2 wt%、至少5 wt%、至少10 wt%、至少25 wt%、至少50 wt%、至少75 wt%、至少90 wt%、至少95 wt%、或至少99 wt%或更多、及/或在某些實施例中，多至100 wt%。
除非明確相反指示，否則如在本文說明書及申請專利範圍中使用之不定冠詞「一(a/an)」應理解為意謂「至少一個」。
如本文說明書及申請專利範圍中使用之片語「及/或」應理解為意謂如此結合之要素的「任一者或兩者」，亦即，在一些情況下結合地存在且在其他情況下未結合地存在的要素。除非明確相反指示，否則除由「及/或」條項具體標識之要素以外可視情況存在其他要素，不論與具體標識之彼等要素相關或不相關。因此，作為一非限制性實例，在一個實施例中，當結合開放式語言，諸如「包含」使用時，提及「A及/或B」可指代A而不存在B (視情況包括除B以外之要素)；在另一實施例中，指代B而不存在A(視情況包括除A以外之要素)；在又另一實施例中，指代A與B(視情況包括其他要素)；等。
如本文說明書及申請專利範圍中所使用之「或」應理解為具有與如上文所定義之「及/或」之含義相同之含義。舉例而言，當在清單中分列各項時，「或」或「及/或」應解釋為包括性的，亦即，不僅包括多個要素或要素清單中之至少一者，而且包括超過一者，及視情況存在的其他未列項。僅指示截然相反的術語，諸如「中之僅一者」或「中之恰好一者」或當用於申請專利範圍中時「由……組成」將指包括大量或一系列要素中的恰好一個要素。一般而言，如本文所用，術語「或」當前面具有諸如「任一」、「中之一者」、「中之僅一者」或「中之恰好一者」之排他性術語時，僅應解釋為指示排他性替代物(亦即「一者或另一者，但非兩者」)。「基本上由……組成」在申請專利範圍中使用時應具有如在專利法領域中所使用之其一般含義。
如本文說明書及申請專利範圍中所使用之片語「至少一個」在關於一或多個要素之清單時應理解為意謂選自要素清單中之要素中的任一或多個中的至少一個要素，但不一定包括要素清單內特定地列出的每一個要素中的至少一個且不排除要素清單中的要素的任何組合。此定義亦允許可視情況存在除片語「至少一個」所指的要素之清單內具體識別的要素之外的要素，而無論與具體識別的彼等要素相關抑或不相關。因此，作為一非限制性實例，「至少一個A及B」(或等效地「至少一個A或B」，或，等效地「至少一個A及/或B」)可在一個實施例中指至少一個(視情況包括超過一個)A而不存在B (且視情況包括除B以外的要素)；在另一實施例中，指至少一個(視情況包括超過一個)B而不存在A (且視情況包括除A以外的要素)；在又一實施例中，指至少一個(視情況包括超過一個) A及至少一個(視情況包括超過一個) B (且視情況包括其他要素)；等。
在申請專利範圍中以及在以上說明書中，諸如「包含」、「包括」、「攜載」、「具有」、「含有」、「涉及」、「固持」及其類似物之全部過渡性片語應理解為開放式的，亦即，意謂包括但不限於。僅過渡片語「由……組成」及「基本上由……組成」應分別為封閉或半封閉過渡片語，如美國專利局專利審查程序手冊(United States Patent Office Manual of Patent Examining Procedures)第2111.03節中所闡述。
100A: 滲透系統 100B: 滲透系統 100C: 滲透系統 100D: 滲透系統 100E: 滲透系統 100F: 滲透系統 100G: 滲透系統 100H: 滲透系統 101: 進料流 102: 泵 103: 加壓進料流 104: 泵入口 105: 泵出口 106: 第一逆滲透單元 107: 滲餘物側 108: 滲透側 109: 第一逆滲透單元滲餘物入口流 110: 第一逆滲透單元滲餘物出口流 111: 第一逆滲透單元滲透物出口流 112: 第二逆滲透單元 113: 滲餘物側 114: 滲透側 115: 第二逆滲透單元滲餘物入口流 116: 第二逆滲透單元滲餘物出口流 117: 第二逆滲透單元滲透物出口流 118: 第二逆滲透單元滲透物入口流 119: 減壓濃縮流/減壓第一濃縮流 120: 能量回收流/第一能量回收流 121: 加壓能量回收流/加壓第一能量回收流 122: 能量回收裝置/第一能量回收裝置 123: 高壓入口/第一高壓入口 124: 低壓出口/第一低壓出口 125: 低壓入口/第一低壓入口 126: 高壓出口/第一高壓出口 127: 經排放部分 128: 平衡流 129: 第二泵入口 130: 第二泵 131: 第二泵出口 132: 再循環流 133: 閥門 134: 濃縮流/第一濃縮流 135: 旁路流 136: 旁路排放流 137: 第二能量回收裝置 138: 第二高壓入口 139: 第二低壓出口 140: 第二低壓入口 141: 第二高壓出口 142: 第二濃縮流 143: 減壓第二濃縮流 144: 第二能量回收流 145: 加壓第二能量回收流 151: 中間泵入口流 152: 中間泵 153: 中間泵出口流 154: 中間泵入口 155: 中間泵出口 156: 初級逆滲透單元 157: 滲餘物側 158: 滲透側 159: 初級逆滲透單元滲餘物入口流 160: 初級逆滲透單元滲餘物出口流 161: 初級逆滲透單元滲透物出口流 200A: 滲透系統 200B: 滲透系統 202: 滲透膜 202A: 滲透膜 202B: 滲透膜 202C: 滲透膜 204: 滲透側 204A: 滲透側 204B: 滲透側 204C: 滲透側 206: 滲餘物側 206A: 滲餘物側 206B: 滲餘物側 206C: 滲餘物側 208: 滲透物入口流 210: 滲餘物入口流 212: 滲餘物出口流 214: 滲透物出口流 240: 第一中間滲餘物流 241: 第二中間滲餘物流 250:中間滲透物出口流 251:中間滲透物出口流 300A: 滲透系統 300B: 滲透系統 400A: 滲透系統 400B: 滲透系統 500A: 滲透系統 500B: 滲透系統 600A: 滲透系統 600B: 滲透系統 700A: 逆滲透單元 700B: 逆滲透單元 700C: 逆滲透單元
將藉助於實例參考附圖描述本發明之非限制性實施例，附圖為示意性的且不意欲按比例繪製。在各圖中，所圖示的每種相同或幾乎相同組分通常由單個數字表示。出於清晰之目的，並未在每一個圖中標註每一個組件，亦未展示本發明之每個實施例的每一個組件，其中圖示對一般技術者理解本發明不是必需的。在圖式中： 圖1A係根據某些實施例包含逆滲透單元及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中平衡流自進料流輸送至能量回收流； 圖1B係根據某些實施例包含逆滲透單元及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中平衡流自進料流輸送至能量回收流； 圖1C係根據某些實施例包含逆滲透單元及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中平衡流自滲透物出口流輸送至進料流； 圖1D係根據某些實施例包含逆滲透單元及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中平衡流自滲透物出口流輸送至進料流； 圖1E係根據某些實施例包含逆滲透單元，包括初級逆滲透單元，及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中平衡流自進料流輸送至能量回收流； 圖1F係根據某些實施例包含逆滲透單元，包括初級逆滲透單元，及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中平衡流自進料流輸送至能量回收流； 圖1G係根據某些實施例包含逆滲透單元，包括初級逆滲透單元，及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中平衡流自滲透物出口流輸送至進料流； 圖1H係根據某些實施例包含逆滲透單元，包括初級逆滲透單元，及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中平衡流自滲透物出口流輸送至進料流； 圖2A係根據某些實施例包含逆滲透單元及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中再循環流自滲餘物出口流輸送且與加壓能量回收流組合； 圖2B係根據某些實施例包含逆滲透單元及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中再循環流自滲餘物出口流輸送且與加壓能量回收流組合； 圖3A係根據某些實施例包含逆滲透單元及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中再循環流自滲餘物出口流輸送至能量回收流； 圖3B係根據某些實施例包含逆滲透單元及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中再循環流自滲餘物出口流輸送至能量回收流； 圖4A係根據某些實施例包含逆滲透單元及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中閥門可改變系統組態； 圖4B係根據某些實施例包含逆滲透單元及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中閥門可改變系統組態； 圖5A係根據某些實施例包含逆滲透單元及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中閥門可改變系統組態； 圖5B係根據某些實施例包含逆滲透單元及能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中閥門可改變系統組態； 圖6A係根據某些實施例包含逆滲透單元、第一能量回收裝置及第二能量回收裝置之例示性滲透系統的示意性圖解； 圖6B係根據某些實施例包含逆滲透單元、第一能量回收裝置及第二能量回收裝置之例示性滲透系統之示意性圖解，其中逆滲透單元接收滲透物入口流； 圖7A係根據某些實施例之單膜滲透單元之示意性圖解； 圖7B係根據某些實施例包含多個以流體方式並聯連接之滲透膜之滲透單元的示意性圖解；且 圖7C係根據某些實施例包含多個以流體方式串聯連接之滲透膜之滲透單元的示意性圖解。
100A:滲透系統
101:進料流
102:泵
103:加壓進料流
104:泵入口
105:泵出口
106:第一逆滲透單元
107:滲餘物側
108:滲透側
109:第一逆滲透單元滲餘物入口流
110:第一逆滲透單元滲餘物出口流
111:第一逆滲透單元滲透物出口流
112:第二逆滲透單元
113:滲餘物側
114:滲透側
115:第二逆滲透單元滲餘物入口流
116:第二逆滲透單元滲餘物出口流
117:第二逆滲透單元滲透物出口流
119:減壓濃縮流
120:能量回收流
121:加壓能量回收流
122:能量回收裝置
123:高壓入口
124:低壓出口
125:低壓入口
126:高壓出口
127:經排放部分
128:平衡流
129:第二泵入口
130:第二泵
131:第二泵出口

Claims (149)

  1. 一種方法，其包含： 增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流； 將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側以使得： 第一逆滲透單元滲餘物出口流離開該第一逆滲透單元之該滲餘物側，該第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於該第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且 來自該第一逆滲透單元滲餘物入口流之液體之至少一部分自該第一逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第一逆滲透單元之滲透膜至該第一逆滲透單元之滲透側； 將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側以使得： 第二逆滲透單元滲餘物出口流離開該第二逆滲透單元之該滲餘物側，該第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於該第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且 來自該第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自該第二逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第二逆滲透單元之滲透膜至該第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流之一些或全部，自該第二逆滲透單元之該滲透側輸出，其中該第二逆滲透單元之該滲透膜對該溶質之截留率小於或等於99%； 降低該第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分之壓力以形成減壓濃縮流；且 使用自該第二逆滲透單元滲餘物出口流之該至少一部分之該壓力降低中回收之至少一部分能量來增加能量回收流之壓力以形成加壓能量回收流； 其中： 該第一逆滲透單元滲餘物入口流包含該加壓進料流之至少一部分及該加壓能量回收流之至少一部分； 該第二逆滲透單元滲餘物入口流包含該第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分； 該能量回收流包含該第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分；且 (a)該能量回收流包含包含該進料流之至少一部分之平衡流，或 (b)該進料流包含包含該第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分之平衡流。
  2. 如請求項1之方法，其中該能量回收流包含包含該進料流之至少一部分之平衡流。
  3. 如請求項1之方法，其中該進料流包含包含該第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分之平衡流。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該方法進一步包含將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至該第二逆滲透單元之該滲透側，且其中自該第二逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第二逆滲透單元之該滲透膜至該第二逆滲透單元之該滲透側的液體部分與該第二逆滲透單元滲透物入口流在該第二逆滲透單元的該滲透側組合以形成該第二逆滲透單元滲透物出口流。
  5. 如請求項4之方法，其中該第二逆滲透單元滲透物入口流包含該減壓濃縮流之至少一部分。
  6. 如請求項1至5中任一項之方法，其進一步包含排放該減壓濃縮流之至少一部分。
  7. 如請求項1至6中任一項之方法，其進一步包含調節該第二逆滲透單元滲透物出口流及/或該平衡流之質量流速使得該能量回收流之質量流速在該第二逆滲透單元滲餘物出口流之該至少一部分的質量流速的20%內。
  8. 如請求項1至7中任一項之方法，其中該加壓能量回收流之鹽度在該能量回收流之鹽度的20%內。
  9. 如請求項1至8中任一項之方法，其中該第一逆滲透單元滲餘物入口流包含包含該第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分之再循環流。
  10. 如請求項9之方法，其中該再循環流在併入至該第一逆滲透單元滲餘物入口流之前與該加壓能量回收流之該至少一部分組合。
  11. 如請求項1至10中任一項之方法，其進一步包含用第二泵增加該加壓能量回收流之壓力。
  12. 如請求項1至11中任一項之方法，其中使用自該第二逆滲透單元滲餘物出口流之該至少一部分的該壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流的步驟係使用能量回收裝置進行。
  13. 如請求項12之方法，其中該能量回收裝置係等壓能量回收裝置。
  14. 如請求項12之方法，其中該能量回收裝置係渦輪能量回收裝置。
  15. 一種滲透系統，其包含： 泵，其包含： 泵入口，及 泵出口，其中該泵經組態以自該泵出口噴出加壓流； 第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定該第一逆滲透單元之滲透側及該第一逆滲透單元之滲餘物側； 第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定該第二逆滲透單元之滲透側及該第二逆滲透單元之滲餘物側，其中該第二逆滲透單元之該至少一個滲透膜在至少一組條件下對至少一種溶質之截留率小於或等於99%；及 能量回收裝置，其包含： 高壓入口， 低壓入口， 高壓出口，及 低壓出口； 其中： 該第一逆滲透單元之該滲餘物側以流體方式連接至該泵出口； 該第一逆滲透單元之該滲餘物側以流體方式連接至該第二逆滲透單元之該滲餘物側； 該第二逆滲透單元之該滲餘物側以流體方式連接至該能量回收裝置之該高壓入口； 該第一逆滲透單元之該滲餘物側以流體方式連接至該能量回收裝置之該高壓出口； 該第二逆滲透單元之該滲透側以流體方式連接至該能量回收裝置之該低壓入口；且 該泵入口以流體方式連接至該能量回收裝置之該低壓入口。
  16. 如請求項15之滲透系統，其中該能量回收裝置係等壓能量回收裝置。
  17. 如請求項15之滲透系統，其中該能量回收裝置係渦輪能量回收裝置。
  18. 如請求項15至17中任一項之滲透系統，其中該第二逆滲透單元之該滲透側以流體方式連接至該能量回收裝置之該低壓出口。
  19. 如請求項15至18中任一項之滲透系統，其中該泵係第一泵，且該系統進一步包含第二泵，該第二泵包含第二泵入口及第二泵出口，其中該第二泵入口以流體方式連接至該能量回收裝置之該高壓出口且該第二泵出口以流體方式連接至該第一逆滲透單元之該滲餘物側。
  20. 如請求項15至19中任一項之滲透系統，其中該滲透系統經組態以使來自離開該第一逆滲透單元之該滲餘物側出口之第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分的再循環流與離開該能量回收裝置之該高壓出口的加壓能量回收流組合。
  21. 如請求項15至20中任一項之滲透系統，其中該第一逆滲透單元包含複數個滲透膜。
  22. 如請求項21之滲透系統，其中該複數個滲透膜串聯連接。
  23. 如請求項21之滲透系統，其中該複數個滲透膜並聯連接。
  24. 如請求項15至23中任一項之滲透系統，其中該第二逆滲透單元包含複數個滲透膜。
  25. 如請求項24之滲透系統，其中該複數個滲透膜串聯連接。
  26. 如請求項24之滲透系統，其中該複數個滲透膜並聯連接。
  27. 一種方法，其包含： 增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流； 將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側以使得： 第一逆滲透單元滲餘物出口流離開該第一逆滲透單元之該滲餘物側，該第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於該第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且 來自該第一逆滲透單元滲餘物入口流之液體之至少一部分自該第一逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第一逆滲透單元之滲透膜至該第一逆滲透單元之滲透側； 將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側以使得： 第二逆滲透單元滲餘物出口流離開該第二逆滲透單元之該滲餘物側，該第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於該第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且 來自該第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自該第二逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第二逆滲透單元之滲透膜至該第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流之一些或全部，自該第二逆滲透單元之該滲透側輸出，其中該第二逆滲透單元之該滲透膜對該溶質之截留率小於或等於99%； 降低該第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分之壓力以形成減壓濃縮流；且 使用自該第二逆滲透單元滲餘物出口流之該至少一部分之該壓力降低中回收之至少一部分能量來增加能量回收流之壓力以形成加壓能量回收流； 其中： 該第一逆滲透單元滲餘物入口流包含該加壓進料流之至少一部分、該加壓能量回收流之至少一部分及包含該第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分之再循環流，其中該再循環流在併入至該第一逆滲透單元滲餘物入口流之前與該加壓能量回收流之該至少一部分組合； 該第二逆滲透單元滲餘物入口流包含該第一逆滲透單元滲餘物出口流之第二部分；且 該能量回收流包含該第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分。
  28. 如請求項27之方法，其中該方法進一步包含將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至該第二逆滲透單元之該滲透側，且其中自該第二逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第二逆滲透單元之該滲透膜至該第二逆滲透單元之該滲透側的液體部分與該第二逆滲透單元滲透物入口流在該第二逆滲透單元的該滲透側組合以形成該第二逆滲透單元滲透物出口流。
  29. 如請求項28之方法，其中該第二逆滲透單元滲透物入口流包含該減壓濃縮流之至少一部分。
  30. 如請求項27至29中任一項之方法，其進一步包含排放該減壓濃縮流之至少一部分。
  31. 如請求項27至30中任一項之方法，其進一步包含用泵增加該加壓能量回收流之壓力。
  32. 如請求項27至31中任一項之方法，其進一步包含增加該再循環流與該加壓能量回收流之該至少一部分之組合的壓力。
  33. 如請求項27至32中任一項之方法，其中使用自該第二逆滲透單元滲餘物出口流之該至少一部分的該壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流的步驟係使用能量回收裝置進行。
  34. 如請求項33之方法，其中該能量回收裝置係等壓能量回收裝置。
  35. 如請求項33之方法，其中該能量回收裝置係渦輪能量回收裝置。
  36. 如請求項27至35中任一項之方法，其中該能量回收流包含包含該進料流之至少一部分之平衡流。
  37. 如請求項27至35中任一項之方法，其中該進料流包含包含該第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分之平衡流。
  38. 如請求項27至37中任一項之方法，其進一步包含調節該第二逆滲透單元滲透物出口流及/或該平衡流之質量流速使得該能量回收流之質量流速在該第二逆滲透單元滲餘物出口流之該至少一部分的質量流速的20%內。
  39. 如請求項27至38中任一項之方法，其中該加壓能量回收流之鹽度在該能量回收流之鹽度的20%內。
  40. 一種滲透系統，其包含： 泵，其包含： 泵入口，及 泵出口，其中該泵經組態以自該泵出口噴出加壓流； 第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定該第一逆滲透單元之滲透側及該第一逆滲透單元之滲餘物側； 第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定該第二逆滲透單元之滲透側及該第二逆滲透單元之滲餘物側，其中該第二逆滲透單元之該至少一個滲透膜在至少一組條件下對至少一種溶質之截留率小於或等於99%；及 能量回收裝置，其包含： 高壓入口， 低壓入口， 高壓出口，及 低壓出口； 其中： 該第一逆滲透單元之該滲餘物側以流體方式連接至該泵出口； 該第一逆滲透單元之該滲餘物側以流體方式連接至該第二逆滲透單元之該滲餘物側； 該第二逆滲透單元之該滲餘物側以流體方式連接至該能量回收裝置之該高壓入口； 該第一逆滲透單元之該滲餘物側以流體方式連接至該能量回收裝置之該高壓出口； 該第二逆滲透單元之該滲透側以流體方式連接至該能量回收裝置之該低壓入口；且 其中該滲透系統經組態以使來自離開該第一逆滲透單元之該滲餘物側出口之第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分的再循環流與離開該能量回收裝置之該高壓出口的加壓能量回收流組合。
  41. 如請求項40之滲透系統，其中該能量回收裝置係等壓能量回收裝置。
  42. 如請求項40之滲透系統，其中該能量回收裝置係渦輪能量回收裝置。
  43. 如請求項40至42中任一項之滲透系統，其中該第二逆滲透單元之該滲透側以流體方式連接至該能量回收裝置之該低壓出口。
  44. 如請求項40至43中任一項之滲透系統，其中該泵係第一泵，且該系統進一步包含第二泵，該第二泵包含第二泵入口及第二泵出口，其中該第二泵入口以流體方式連接至該能量回收裝置之該高壓出口且該第二泵出口以流體方式連接至該第一逆滲透單元之該滲餘物側。
  45. 如請求項40至44中任一項之滲透系統，其中該泵入口以流體方式連接至該能量回收裝置之該低壓入口。
  46. 如請求項40至45中任一項之滲透系統，其中該泵入口以流體方式連接至該第二逆滲透單元之該滲透側。
  47. 如請求項40至46中任一項之滲透系統，其中該第一逆滲透單元包含複數個滲透膜。
  48. 如請求項47之滲透系統，其中該複數個滲透膜串聯連接。
  49. 如請求項47之滲透系統，其中該複數個滲透膜並聯連接。
  50. 如請求項40至49中任一項之滲透系統，其中該第二逆滲透單元包含複數個滲透膜。
  51. 如請求項50之滲透系統，其中該複數個滲透膜串聯連接。
  52. 如請求項40至50中任一項之滲透系統，其中該複數個滲透膜並聯連接。
  53. 一種方法，其包含： 增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流； 將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側以使得： 第一逆滲透單元滲餘物出口流離開該第一逆滲透單元之該滲餘物側，該第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於該第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且 來自該第一逆滲透單元滲餘物入口流之液體之至少一部分自該第一逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第一逆滲透單元之滲透膜至該第一逆滲透單元之滲透側； 將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側以使得： 第二逆滲透單元滲餘物出口流離開該第二逆滲透單元之該滲餘物側，該第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於該第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且 來自該第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自該第二逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第二逆滲透單元之滲透膜至該第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流之一些或全部，自該第二逆滲透單元之該滲透側輸出，其中該第二逆滲透單元之該滲透膜對該溶質之截留率小於或等於99%； 降低該第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分之壓力以形成減壓濃縮流；且 使用自該第二逆滲透單元滲餘物出口流之該至少一部分之該壓力降低中回收之至少一部分能量來增加能量回收流之壓力以形成加壓能量回收流； 其中： 該第一逆滲透單元滲餘物入口流包含該加壓能量回收流之至少一部分； 該能量回收流包含該加壓進料流之至少一部分及包含該第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分之再循環流； 該第二逆滲透單元滲餘物入口流包含該第一逆滲透單元滲餘物出口流之第二部分；且 該進料流包含該第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分。
  54. 如請求項53之方法，其中該方法進一步包含將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至該第二逆滲透單元之該滲透側，且其中自該第二逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第二逆滲透單元之該滲透膜至該第二逆滲透單元之該滲透側的液體部分與該第二逆滲透單元滲透物入口流在該第二逆滲透單元的該滲透側組合以形成該第二逆滲透單元滲透物出口流。
  55. 如請求項54之方法，其中該第二逆滲透單元滲透物入口流包含該減壓濃縮流之至少一部分。
  56. 如請求項53至55中任一項之方法，其進一步包含排放該減壓濃縮流之至少一部分。
  57. 如請求項53至56中任一項之方法，其中使用自該第二逆滲透單元滲餘物出口流之該至少一部分的該壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流的步驟係使用能量回收裝置進行。
  58. 如請求項57之方法，其中該能量回收裝置係等壓能量回收裝置。
  59. 如請求項57之方法，其中該能量回收裝置係渦輪能量回收裝置。
  60. 如請求項53至59中任一項之方法，其進一步包含調節該第二逆滲透單元滲透物出口流之質量流速使得該能量回收流之質量流速在該第二逆滲透單元滲餘物出口流之該至少一部分的質量流速的20%內。
  61. 如請求項53至60中任一項之方法，其中該加壓能量回收流之鹽度在該能量回收流之鹽度的20%內。
  62. 一種滲透系統，其包含： 泵，其包含： 泵入口，及 泵出口，其中該泵經組態以自該泵出口噴出加壓流； 第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定該第一逆滲透單元之滲透側及該第一逆滲透單元之滲餘物側； 第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定該第二逆滲透單元之滲透側及該第二逆滲透單元之滲餘物側，其中該第二逆滲透單元之該至少一個滲透膜在至少一組條件下對至少一種溶質之截留率小於或等於99%；及 能量回收裝置，其包含： 高壓入口， 低壓入口， 高壓出口，及 低壓出口； 其中： 該第一逆滲透單元之該滲餘物側以流體方式連接至該第二逆滲透單元之該滲餘物側； 該第二逆滲透單元之該滲餘物側以流體方式連接至該能量回收裝置之該高壓入口； 該第二逆滲透單元之該滲透側以流體方式連接至該泵入口； 該第一逆滲透單元之該滲餘物側以流體方式連接至該能量回收裝置之該高壓出口； 且 該能量回收裝置之該低壓入口以流體方式連接至該泵出口及該第一逆滲透單元之該滲餘物側之出口。
  63. 如請求項62之滲透系統，其中該滲透系統經組態以使來自離開該第一逆滲透單元之該滲餘物側出口之第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分的再循環流與離開該泵出口之加壓進料流組合。
  64. 如請求項62至63中任一項之滲透系統，其中該第二逆滲透單元之該滲透側以流體方式連接至該能量回收裝置之該低壓出口。
  65. 如請求項62至64中任一項之滲透系統，其中該能量回收裝置係等壓能量回收裝置。
  66. 如請求項62至64中任一項之滲透系統，其中該能量回收裝置係渦輪能量回收裝置。
  67. 如請求項62至66中任一項之滲透系統，其中該第一逆滲透單元包含複數個滲透膜。
  68. 如請求項67之滲透系統，其中該複數個滲透膜串聯連接。
  69. 如請求項67之滲透系統，其中該複數個滲透膜並聯連接。
  70. 如請求項62至69中任一項之滲透系統，其中該第二逆滲透單元包含複數個滲透膜。
  71. 如請求項70之滲透系統，其中該複數個滲透膜串聯連接。
  72. 一種方法，其包含： 在第一時間段及第二時間段期間，增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流； 在該第一時間段及該第二時間段期間，將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側以使得： 第一逆滲透單元滲餘物出口流離開該第一逆滲透單元之該滲餘物側，該第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於該第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且 來自該第一逆滲透單元滲餘物入口流之液體之至少一部分自該第一逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第一逆滲透單元之滲透膜至該第一逆滲透單元之滲透側； 在至少該第一時間段期間將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側以使得： 第二逆滲透單元滲餘物出口流離開該第二逆滲透單元之該滲餘物側，該第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於該第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且 來自該第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自該第二逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第二逆滲透單元之滲透膜至該第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流之一些或全部，自該第二逆滲透單元之該滲透側輸出，其中該第二逆滲透單元之該滲透膜對該溶質之截留率小於或等於99%； 在該第一時間段及該第二時間段期間降低濃縮流之壓力以形成減壓濃縮流；且 在該第一時間段及該第二時間段期間使用自該濃縮流之該壓力降低中回收之至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流； 其中： 在至少該第一時間段期間： 該第二逆滲透單元滲餘物入口流包含該第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分； 該能量回收流包含該第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分；且 該濃縮流包含該第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分； 在至少該第二時間段期間： 該第二逆滲透單元之該滲餘物側不接收該第一逆滲透單元滲餘物出口流之任何部分，或接收該第一逆滲透單元滲餘物出口流的量比該第二逆滲透單元的該滲餘物側在該第一時間段期間接收的該第一逆滲透單元滲餘物出口流的量少至少80 wt%，且該第二逆滲透單元之該滲透側不接收該減壓濃縮流之任何部分，或接收該減壓濃縮流的量比該第二逆滲透單元的該滲透側在該第一時間段期間接收的該減壓濃縮流的量少至少80 wt%；且 該濃縮流包含包含該第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分之旁路流的至少一部分；且 在該第一時間段及該第二時間段二者期間： 該第一逆滲透單元滲餘物入口流包含該加壓進料流之至少一部分及該加壓能量回收流之至少一部分。
  73. 如請求項72之方法，其中該濃縮流在該第一時間段期間包含該旁路流之該至少一部分。
  74. 如請求項72之方法，其中該濃縮流在該第一時間段期間不包含該旁路流之該至少一部分。
  75. 如請求項72至74中任一項之方法，其中，在至少該第二時間段期間，該能量回收流包含包含該進料流之至少一部分之平衡流。
  76. 如請求項74之方法，其中在該第一時間段期間該能量回收流包含包含該進料流之一部分之該平衡流。
  77. 如請求項74之方法，其中在該第一時間段期間該能量回收流不包含包含該進料流之一部分之該平衡流。
  78. 如請求項72至74中任一項之方法，其中，在至少該第二時間段期間，該進料流包含包含該第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分之平衡流。
  79. 如請求項78之方法，其中在該第一時間段期間該進料流包含包含該第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分之平衡流。
  80. 如請求項78之方法，其中在該第一時間段期間該進料流不包含包含該第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分之該平衡流。
  81. 如請求項72至80中任一項之方法，其中該方法進一步包含在至少該第一時間段期間將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至該第二逆滲透單元之該滲透側，且其中自該第二逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第二逆滲透單元之該滲透膜至該第二逆滲透單元之該滲透側的液體部分與該第二逆滲透單元滲透物入口流在該第二逆滲透單元的該滲透側組合以形成該第二逆滲透單元滲透物出口流。
  82. 如請求項81之方法，其中，在至少該第一時間段期間，該第二逆滲透單元滲透物入口流包含該減壓濃縮流之至少一部分。
  83. 如請求項72至82中任一項之方法，其進一步包含排放該減壓濃縮流之至少一部分。
  84. 如請求項72至83中任一項之方法，其進一步包含經由旁路排放流排放該旁路流之一部分。
  85. 如請求項72至84中任一項之方法，其進一步包含經由旁路排放流使該旁路流之一部分與該減壓濃縮流組合。
  86. 如請求項72至85中任一項之方法，其進一步包含調節該旁路流之質量流速及/或該旁路排放流之質量流速使得該濃縮流之質量流速在該能量回收流之質量流速的20%內。
  87. 如請求項72至86中任一項之方法，其進一步包含調節該第二逆滲透單元滲透物出口流及/或該平衡流之質量流速使得該能量回收流之質量流速在該第二逆滲透單元滲餘物出口流之該至少一部分的質量流速的20%內。
  88. 如請求項72至87中任一項之方法，其中該加壓能量回收流之鹽度在該能量回收流之鹽度的20%內。
  89. 如請求項72至88中任一項之方法，其中該第一逆滲透單元滲餘物入口流包含包含該第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分之再循環流。
  90. 如請求項89之方法，其中該再循環流在併入至該第一逆滲透單元滲餘物入口流之前與該加壓能量回收流之該至少一部分組合。
  91. 如請求項72至90中任一項之方法，其進一步包含用泵增加該加壓能量回收流之壓力。
  92. 如請求項72至91中任一項之方法，其中使用自該第二逆滲透單元滲餘物出口流之該至少一部分的該壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流的步驟係使用能量回收裝置進行。
  93. 如請求項92之方法，其中該能量回收裝置係等壓能量回收裝置。
  94. 如請求項92之方法，其中該能量回收裝置係渦輪能量回收裝置。
  95. 一種滲透系統，其包含： 泵，其包含： 泵入口，及 泵出口，其中該泵經組態以自該泵出口噴出加壓流； 第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定該第一逆滲透單元之滲透側及該第一逆滲透單元之滲餘物側； 第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定該第二逆滲透單元之滲透側及該第二逆滲透單元之滲餘物側，其中該第二逆滲透單元之該至少一個滲透膜在至少一組條件下對至少一種溶質之截留率小於或等於99%；及 能量回收裝置，其包含： 高壓入口， 低壓入口， 高壓出口，及 低壓出口；及 閥門； 其中： 該第一逆滲透單元之該滲餘物側以流體方式連接至該泵出口； 該第一逆滲透單元之該滲餘物側以流體方式連接至該能量回收裝置之該高壓出口； 且 該閥門經組態以使得： 當該閥門處於第一位置時： 該第一逆滲透單元之該滲餘物側與該第二逆滲透單元之該滲餘物側呈流體連通； 該第二逆滲透單元之該滲餘物側與該能量回收裝置之該高壓入口呈流體連通；且 該第二逆滲透單元之該滲透側與該能量回收裝置之該低壓入口呈流體連通；且 當該閥門處於第二位置時： 該第一逆滲透單元之該滲餘物側與該能量回收裝置之該高壓入口呈流體連通。
  96. 如請求項95之滲透系統，其中，當該閥門處於該第二位置時，該第一逆滲透單元之該滲餘物側不與該第二逆滲透單元之該滲餘物側呈流體連通。
  97. 如請求項95至96中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第二位置時，該第二逆滲透單元之該滲餘物側不與該能量回收裝置之該高壓入口呈流體連通。
  98. 如請求項95至97中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第一位置時，該第二逆滲透單元之該滲透側與該能量回收裝置之該低壓出口呈流體連通。
  99. 如請求項95至98中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第二位置時，該第二逆滲透單元之該滲透側不與該能量回收裝置之該低壓出口呈流體連通。
  100. 如請求項95至99中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第二位置時，該第二逆滲透單元之該滲透側與該能量回收裝置之該低壓入口呈流體連通。
  101. 如請求項95至100中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第一位置時，該第一逆滲透單元之該滲餘物側與該能量回收裝置之該高壓入口呈流體連通。
  102. 如請求項95至100中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第一位置時，該第一逆滲透單元之該滲餘物側不與該能量回收裝置之該高壓入口呈流體連通。
  103. 如請求項95至102中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第二位置時，該泵入口與該能量回收裝置之該低壓入口呈流體連通。
  104. 如請求項95至103中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第一位置時，該泵入口與該能量回收裝置之該低壓入口呈流體連通。
  105. 如請求項95至103中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第一位置時，該泵入口不與該能量回收裝置之該低壓入口呈流體連通。
  106. 如請求項95至105中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第一位置及/或該第二位置時，該滲透系統經組態以使來自離開該第一逆滲透單元之該滲餘物側出口之第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分的再循環流與離開該能量回收裝置之該高壓出口的加壓能量回收流組合。
  107. 如請求項95至106中任一項之滲透系統，其中該能量回收裝置係等壓能量回收裝置。
  108. 如請求項95至106中任一項之滲透系統，其中該能量回收裝置係渦輪能量回收裝置。
  109. 如請求項95至108中任一項之滲透系統，其中該泵係第一泵，且該系統進一步包含第二泵，該第二泵包含第二泵入口及第二泵出口，其中該第二泵入口以流體方式連接至該能量回收裝置之該高壓出口且該第二泵出口以流體方式連接至該第一逆滲透單元之該滲餘物側。
  110. 如請求項95至109中任一項之滲透系統，其中該第一逆滲透單元包含複數個滲透膜。
  111. 如請求項109之滲透系統，其中該複數個滲透膜串聯連接。
  112. 如請求項109之滲透系統，其中該複數個滲透膜並聯連接。
  113. 如請求項95至112中任一項之滲透系統，其中該第二逆滲透單元包含複數個滲透膜。
  114. 如請求項113之滲透系統，其中該複數個滲透膜串聯連接。
  115. 如請求項113之滲透系統，其中該複數個滲透膜並聯連接。
  116. 一種方法，其包含： 在第一時間段及第二時間段期間，增加包含溶劑及溶質之進料流之至少一部分的壓力以形成加壓進料流； 在該第一時間段及該第二時間段期間，將第一逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第一逆滲透單元之滲餘物側以使得： 第一逆滲透單元滲餘物出口流離開該第一逆滲透單元之該滲餘物側，該第一逆滲透單元滲餘物出口流具有大於該第一逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且 來自該第一逆滲透單元滲餘物入口流之液體之至少一部分自該第一逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第一逆滲透單元之滲透膜至該第一逆滲透單元之滲透側； 在至少該第一時間段期間將第二逆滲透單元滲餘物入口流輸送至第二逆滲透單元之滲餘物側以使得： 第二逆滲透單元滲餘物出口流離開該第二逆滲透單元之該滲餘物側，該第二逆滲透單元滲餘物出口流具有大於該第二逆滲透單元滲餘物入口流之滲透壓的滲透壓，且 來自該第二逆滲透單元滲餘物入口流之至少一部分液體自該第二逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第二逆滲透單元之滲透膜至該第二逆滲透單元之滲透側，其中該液體部分形成第二逆滲透單元滲透物出口流之一些或全部，自該第二逆滲透單元之該滲透側輸出，其中該第二逆滲透單元之該滲透膜對該溶質之截留率小於或等於99%； 在該第一時間段及該第二時間段期間降低濃縮流之壓力以形成減壓濃縮流；且 在該第一時間段及該第二時間段期間使用自該濃縮流之該壓力降低中回收之至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流； 其中： 在至少該第一時間段期間： 該第二逆滲透單元滲餘物入口流包含該第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分；且 該濃縮流包含該第二逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分； 在至少該第二時間段期間： 該第二逆滲透單元之該滲餘物側不接收該第一逆滲透單元滲餘物出口流之任何部分，或接收該第一逆滲透單元滲餘物出口流的量比該第二逆滲透單元的該滲餘物側在該第一時間段期間接收的該第一逆滲透單元滲餘物出口流的量少至少80 wt%，且該第二逆滲透單元之該滲透側不接收該減壓濃縮流之任何部分，或接收該減壓濃縮流的量比該第二逆滲透單元的該滲透側在該第一時間段期間接收的該減壓濃縮流的量少至少80 wt%；且 該濃縮流包含包含該第一逆滲透單元滲餘物出口流之至少一部分之旁路流的至少一部分；且 在該第一時間段及該第二時間段二者期間： 該能量回收流包含該加壓進料流之至少一部分；且 該第一逆滲透單元滲餘物入口流包含該加壓能量回收流之至少一部分。
  117. 如請求項116之方法，其中該濃縮流在該第一時間段期間包含該旁路流之該至少一部分。
  118. 如請求項116之方法，其中該濃縮流在該第一時間段期間不包含該旁路流之該至少一部分。
  119. 如請求項116至118中任一項之方法，其中該方法進一步包含在至少該第一時間段期間將第二逆滲透單元滲透物入口流輸送至該第二逆滲透單元之該滲透側，且其中自該第二逆滲透單元之該滲餘物側輸送穿過該第二逆滲透單元之該滲透膜至該第二逆滲透單元之該滲透側的液體部分與該第二逆滲透單元滲透物入口流在該第二逆滲透單元的該滲透側組合以形成該第二逆滲透單元滲透物出口流。
  120. 如請求項119之方法，其中，在至少該第一時間段期間，該第二逆滲透單元滲透物入口流包含該減壓濃縮流之至少一部分。
  121. 如請求項116至120中任一項之方法，其中該進料流包含該第二逆滲透單元滲透物出口流之至少一部分。
  122. 如請求項116至121中任一項之方法，其進一步包含排放該減壓濃縮流之至少一部分。
  123. 如請求項116至122中任一項之方法，其進一步包含用泵增加該加壓能量回收流之壓力。
  124. 如請求項116至123中任一項之方法，其進一步包含經由旁路排放流排放該旁路流之一部分。
  125. 如請求項116至124中任一項之方法，其進一步包含經由旁路排放流使該旁路流之一部分與該減壓濃縮流組合。
  126. 如請求項116至125中任一項之方法，其進一步包含調節該旁路流之質量流速及/或該旁路排放流之質量流速使得該濃縮流之質量流速在該能量回收流之質量流速的20%內。
  127. 如請求項116至126中任一項之方法，其中該能量回收流包含包含該第一逆滲透單元滲餘物出口流之第一部分之再循環流。
  128. 如請求項116至127中任一項之方法，其中使用自該第二逆滲透單元滲餘物出口流之該至少一部分的該壓力降低中回收的至少一部分能量來增加能量回收流的壓力以形成加壓能量回收流的步驟係使用能量回收裝置進行。
  129. 如請求項128之方法，其中該能量回收裝置係等壓能量回收裝置。
  130. 如請求項128之方法，其中該能量回收裝置係渦輪能量回收裝置。
  131. 一種滲透系統，其包含： 泵，其包含： 泵入口，及 泵出口，其中該泵經組態以自該泵出口噴出加壓流； 第一逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定該第一逆滲透單元之滲透側及該第一逆滲透單元之滲餘物側； 第二逆滲透單元，其包含至少一個滲透膜，該滲透膜界定該第二逆滲透單元之滲透側及該第二逆滲透單元之滲餘物側，其中該第二逆滲透單元之該至少一個滲透膜在至少一組條件下對至少一種溶質之截留率小於或等於99%；及 能量回收裝置，其包含： 高壓入口， 低壓入口， 高壓出口，及 低壓出口；及 閥門； 其中： 該能量回收裝置之該低壓入口以流體方式連接至該泵出口； 該第一逆滲透單元之該滲餘物側以流體方式連接至該能量回收裝置之該高壓出口；且 該閥門經組態以使得： 當該閥門處於第一位置時： 該第一逆滲透單元之該滲餘物側與該第二逆滲透單元之該滲餘物側呈流體連通；且 該第二逆滲透單元之該滲餘物側與該能量回收裝置之該高壓入口呈流體連通；且 當該閥門處於第二位置時： 該第一逆滲透單元之該滲餘物側與該能量回收裝置之該高壓入口呈流體連通。
  132. 如請求項131之滲透系統，其中，當該閥門處於該第一位置時，該第二逆滲透單元之該滲透側與該能量回收裝置之該低壓出口呈流體連通。
  133. 如請求項131至132中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第一位置時，該第二逆滲透單元之該滲透側與該泵入口呈流體連通。
  134. 如請求項131至133中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第二位置時，該第一逆滲透單元之該滲餘物側不與該第二逆滲透單元之該滲餘物側呈流體連通。
  135. 如請求項131至134中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第二位置時，該第二逆滲透單元之該滲餘物側不與該能量回收裝置之該高壓入口呈流體連通。
  136. 如請求項131至135中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第二位置時，該第二逆滲透單元之該滲透側不與該能量回收裝置之該低壓出口呈流體連通。
  137. 如請求項131至136中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第二位置時，該第二逆滲透單元之該滲透側不與該泵入口呈流體連通。
  138. 如請求項131至137中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第一位置時，該第一逆滲透單元之該滲餘物側與該能量回收裝置之該高壓入口呈流體連通。
  139. 如請求項131至137中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第一位置時，該第一逆滲透單元之該滲餘物側不與該能量回收裝置之該高壓入口呈流體連通。
  140. 如請求項131至139中任一項之滲透系統，其中，當該閥門處於該第一位置及/或該第二位置時，該能量回收裝置之該低壓入口以流體方式連接至該第一逆滲透單元之該滲餘物側之出口。
  141. 如請求項131至140中任一項之滲透系統，其中該能量回收裝置係等壓能量回收裝置。
  142. 如請求項131至140中任一項之滲透系統，其中該能量回收裝置係渦輪能量回收裝置。
  143. 如請求項131至142中任一項之滲透系統，其中該泵係第一泵，且該系統進一步包含第二泵，該第二泵包含第二泵入口及第二泵出口，其中該第二泵入口以流體方式連接至該能量回收裝置之該高壓出口且該第二泵出口以流體方式連接至該第一逆滲透單元之該滲餘物側。
  144. 如請求項131至143中任一項之滲透系統，其中該第一逆滲透單元包含複數個滲透膜。
  145. 如請求項144之滲透系統，其中該複數個滲透膜串聯連接。
  146. 如請求項144之滲透系統，其中該複數個滲透膜並聯連接。
  147. 如請求項131至146中任一項之滲透系統，其中該第二逆滲透單元包含複數個滲透膜。
  148. 如請求項147之滲透系統，其中該複數個滲透膜串聯連接。
  149. 如請求項147之滲透系統，其中該複數個滲透膜並聯連接。
TW111143507A 2020-11-17 2022-11-15 涉及能量回收的滲透方法及系統 TW202327717A (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063114643P 2020-11-17 2020-11-17
US202063114652P 2020-11-17 2020-11-17
US202063114648P 2020-11-17 2020-11-17
US202063114656P 2020-11-17 2020-11-17
WOPCT/US21/59441 2021-11-16
PCT/US2021/059441 WO2022108891A1 (en) 2020-11-17 2021-11-16 Osmotic methods and systems involving energy recovery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202327717A true TW202327717A (zh) 2023-07-16

Family

ID=81709622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111143507A TW202327717A (zh) 2020-11-17 2022-11-15 涉及能量回收的滲透方法及系統

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11667549B2 (zh)
EP (1) EP4247522A1 (zh)
AU (1) AU2021383601A1 (zh)
CA (1) CA3197204A1 (zh)
CL (1) CL2023001386A1 (zh)
TW (1) TW202327717A (zh)
WO (1) WO2022108891A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4059591A1 (en) * 2021-03-17 2022-09-21 Danfoss A/S Reverse osmosis system

Family Cites Families (389)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2151990A (en) 1938-02-19 1939-03-28 Shell Dev Recovery of organic compounds
GB653741A (en) 1947-09-25 1951-05-23 Viggo Harms Improvements in and relating to a method and apparatus for precipitation of solids from solutions and the like
US2675173A (en) 1948-02-28 1954-04-13 Jendrasski George Apparatus effecting pressure exchange
US2640018A (en) 1949-07-25 1953-05-26 Signal Oil & Gas Co Method of steam distillation
US2606839A (en) 1951-03-21 1952-08-12 Dow Chemical Co Noncaking sea salt and method of producing the same
GB821939A (en) 1954-12-23 1959-10-14 Gerolamo Nossardi Method of and installation for the continuous extraction of magnesium with milk of lime from sea waters and the like
US3080302A (en) 1958-11-04 1963-03-05 Submerged Comb Inc Process and apparatus for converting non-potable water to potable water
US2997856A (en) 1959-03-06 1961-08-29 John W Pike Method and apparatus for producing fresh water from saline water
US3032482A (en) 1959-04-02 1962-05-01 Richard W Shoemaker Process of recovering fresh water from salt water with a hot heavy material
US3042606A (en) 1960-05-31 1962-07-03 Grace W R & Co Descaling sea water
US3236747A (en) 1962-02-21 1966-02-22 Halcon International Inc Process for separating volatile material from a liquid mixture by a series of vaporization stages
NL291327A (zh) 1962-04-18
GB1036920A (en) 1963-12-20 1966-07-20 Norris Bros Ltd Improvements in or relating to the production of potable water from sea water
US3489652A (en) 1966-04-18 1970-01-13 American Mach & Foundry Desalination process by multi-effect,multi-stage flash distillation combined with power generation
US3331773A (en) 1966-07-22 1967-07-18 Grace W R & Co Process for inhibiting precipitation in water
US3454490A (en) 1966-08-10 1969-07-08 Atomic Energy Commission Concentration of ions using ion selective membranes
US3472766A (en) 1968-01-10 1969-10-14 Dow Chemical Co Separatory process utilizing a permeable polyamide membrane having poly (oxyethylene) grafts
US3475331A (en) 1968-02-23 1969-10-28 Dow Chemical Co Permeability separatory apparatus and process of making and using same
US3630378A (en) 1968-05-24 1971-12-28 Dow Chemical Co Novel water treating and storage apparatus
DE1792106A1 (de) 1968-07-24 1971-07-29 Joerren Ernest Arnold Einrichtung zur Herstellung von Frischwasser aus Salzwasser
US3625761A (en) 1969-12-23 1971-12-07 Texaco Inc Method for the treatment of alkaline earth metal sulfate scale
US3725209A (en) 1970-08-11 1973-04-03 F Rosa Centrifugal distillation system
GB1324031A (en) 1970-09-17 1973-07-18 Hydronautics Method and apparatus for the concentration of solutions
IL38187A0 (en) 1970-12-10 1972-01-27 Israel State Improved reverse osmosis process and apparatus for the product of concentrated solutions
DE2145861C2 (de) 1971-09-14 1973-06-07 Preussag Ag, 3000 Hannover Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung rezenter bunt und edelmetallhaltiger Meeresschlamme durch Laugung unter Verwendung von Chlorgas und Metallchlonden
JPS4936578A (zh) 1972-08-08 1974-04-04
JPS5532644B2 (zh) 1972-09-11 1980-08-26
US3906250A (en) 1973-07-03 1975-09-16 Univ Ben Gurion Method and apparatus for generating power utilizing pressure-retarded-osmosis
US4156645A (en) 1973-07-26 1979-05-29 Desalination Systems Inc. Conversion of sea water by reverse osmosis
JPS5238832B2 (zh) 1973-08-15 1977-10-01
SE396017B (sv) 1974-12-23 1977-09-05 Alfa Laval Ab Filtreringsforfarande, serskilt for ultrafiltrering
US4224148A (en) 1975-07-18 1980-09-23 Lindman William E Galvanic flow system for joint particulate recovery and liquid purification
US4062197A (en) 1976-07-09 1977-12-13 Hester Jarrett C Absorption heating-cooling system
JPS5946644B2 (ja) 1976-11-10 1984-11-14 荏原インフイルコ株式会社 膜分離方法
JPS5939363B2 (ja) 1978-02-24 1984-09-22 克彦 谷 食塩製造方法
US4251367A (en) 1979-01-25 1981-02-17 Waste Conversion Technology, Inc. Wastewater treatment
JPS55147199A (en) 1979-05-07 1980-11-15 Shigeo Maekawa Recovering method for fresh water and solid matter from seawater containing mud or muddy water
US4312755A (en) 1979-06-29 1982-01-26 Dow Corning Corporation Reverse osmosis system
DE2947089A1 (de) 1979-11-22 1981-05-27 Helmut Dr.-Ing. 5804 Herdecke Michele Verfahren zur trennung von fluiden durch permeation
US4358377A (en) 1980-09-02 1982-11-09 The Dow Chemical Company Shear-vectoring design for composite casing end and removable, pressure-locking closure therefor
FR2503129A1 (fr) 1981-04-06 1982-10-08 Lopez Fernand Dispositif de production d'eau douce a partir d'eau de mer par osmose inverse
GB2102310A (en) 1981-06-25 1983-02-02 Nat Res Dev Cyclone separator
NL8103299A (nl) 1981-07-10 1983-02-01 Tno Werkwijze voor het concentreren van oplossingen door middel van omgekeerde osmose.
DE3219387A1 (de) 1982-05-24 1983-12-01 D.V.T. Büro für Anwendung Deutscher Verfahrenstechnik H. Morsy, 4000 Düsseldorf Anordnung zum entsalzen von meerwasser nach dem multieffekt-verdampfungsverfahren
US4563337A (en) 1982-08-13 1986-01-07 General Electric Company Method and apparatus for continuous ion exchange
FR2561637B1 (fr) 1984-03-20 1988-10-14 Guiffray Michel Procede et dispositif pour produire de l'eau distillee a partir d'eau de mer
US4574049B1 (en) 1984-06-04 1999-02-02 Ionpure Filter Us Inc Reverse osmosis system
US4941972A (en) 1984-12-06 1990-07-17 The Dow Chemical Company Chlorine-stable membrane compositions
US4839203A (en) 1985-04-03 1989-06-13 The Dow Chemical Company Semi-permeable membranes prepared via reaction of cationic groups with nucleophilic groups
US4704324A (en) 1985-04-03 1987-11-03 The Dow Chemical Company Semi-permeable membranes prepared via reaction of cationic groups with nucleophilic groups
DE3522470A1 (de) 1985-06-22 1987-01-02 Basf Ag Verfahren zur rueckgewinnung der amin- und metallkomponenten bei der polyphenylenethersynthese
GB8524598D0 (en) 1985-10-04 1985-11-06 Boc Group Plc Liquid-vapour contact
FR2588546B1 (fr) 1985-10-10 1987-12-24 Lopez Fernand Dispositif de production d'eau douce a partir d'eau de mer par osmose inverse
US5053132A (en) 1985-10-22 1991-10-01 The Trustees Of The Stevens Institute Of Technology Asymmetrically-wettable porous membrane
US4652373A (en) 1986-02-21 1987-03-24 The Dow Chemical Company Tubesheet for spiral wound hollow fiber permeator
US4765897A (en) 1986-04-28 1988-08-23 The Dow Chemical Company Polyamide membranes useful for water softening
US4824574A (en) 1986-04-28 1989-04-25 The Dow Chemical Company Novel water softening process using membranes
US4832115A (en) 1986-07-09 1989-05-23 Albers Technologies Corporation Method and apparatus for simultaneous heat and mass transfer
US5123481A (en) 1986-07-09 1992-06-23 Walter F. Albers Method and apparatus for simultaneous heat and mass transfer
DE3623796A1 (de) 1986-07-15 1988-01-28 Dow Chemical Rheinwerk Gmbh Vorrichtung und adsorptionsverfahren zur selektiven entfernung von ionen aus fluessigkeiten
US4927540A (en) 1986-09-04 1990-05-22 The Dow Chemical Company Ionic complex for enhancing performance of water treatment membranes
AU598041B2 (en) 1986-09-16 1990-06-14 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Sewage treatment
US4708805A (en) 1986-11-24 1987-11-24 Muhala Thomas F D Barium sulfate removal and anti-deposition compositions and process of use therefor
US4755298A (en) 1986-12-04 1988-07-05 The Dow Chemical Company Process for removing boron ions from aqueous solutions
US4887942A (en) 1987-01-05 1989-12-19 Hauge Leif J Pressure exchanger for liquids
US4812238A (en) 1987-01-15 1989-03-14 The Dow Chemical Company Membranes prepared via reaction of diazonium compounds or precursors
US4735722A (en) 1987-06-15 1988-04-05 Krepak John C Desalination of seawater or brackish water
US4909943A (en) 1987-07-20 1990-03-20 The Dow Chemical Company Rejection enhancing coatings for reverse osmosis membranes
US4828700A (en) 1987-07-20 1989-05-09 The Dow Chemical Company Rejection enhancing coatings for reverse osmosis membranes
US4894165A (en) 1987-07-20 1990-01-16 The Dow Chemical Company Rejection enhancing coatings for reverse osmosis membranes
DE3726076C1 (de) 1987-08-06 1989-03-09 Thyssen Edelstahlwerke Ag Filterkoerper zum Ausfiltrieren von Feststoffpartikeln mit Durchmessern ueberwiegend kleiner als 5 mum aus stroemenden Fluiden und Verfahren zu seiner Herstellung
US4769148A (en) 1987-11-18 1988-09-06 The Dow Chemical Company Novel polyamide reverse osmosis membranes
US4859384A (en) 1987-11-18 1989-08-22 Filmtec Corp. Novel polyamide reverse osmosis membranes
US4992485A (en) 1988-10-11 1991-02-12 The Dow Chemical Company Microporous peek membranes and the preparation thereof
US4957817A (en) 1988-11-25 1990-09-18 The Dow Chemical Film, fiber, and microporous membranes of poly(etheretherketone)dissolved in high boiling point polar organic solvents
US4980063A (en) 1989-01-27 1990-12-25 The Dow Chemical Company Compositions useful for preparing cellulose ester membranes for liquid separations
KR950000469B1 (ko) 1989-02-20 1995-01-20 히사모노 나스 해수중의 염 분리방법
US4973201A (en) 1990-03-09 1990-11-27 Mobil Oil Corporation Method for removing scale and radioactive material from earth
US5093020A (en) 1989-04-03 1992-03-03 Mobil Oil Corporation Method for removing an alkaline earth metal sulfate scale
US4980077A (en) 1989-06-22 1990-12-25 Mobil Oil Corporation Method for removing alkaline sulfate scale
US5190656A (en) 1989-04-03 1993-03-02 Mobil Oil Corporation Method for removing scale via a liquid membrane in combination with an amino carboxylic acid and a catalyst
US4944882A (en) 1989-04-21 1990-07-31 Bend Research, Inc. Hybrid membrane separation systems
US4959237A (en) 1989-06-07 1990-09-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Reverse osmosis concentration of juice products with improved flavor
JPH0817913B2 (ja) 1989-06-19 1996-02-28 農林水産省食品総合研究所長 多段逆浸透濃縮装置
US5015391A (en) 1989-12-12 1991-05-14 Betz Laboratories, Inc. Silicate coagulant aid for treatment of oily wastewaters
US5238574A (en) 1990-06-25 1993-08-24 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus having reverse osmosis membrane for concentrating solution
US5256294A (en) 1990-09-17 1993-10-26 Genentech, Inc. Tangential flow filtration process and apparatus
US5225087A (en) 1991-05-10 1993-07-06 Westinghouse Electric Corp. Recovery of EDTA from steam generator cleaning solutions
AU618231B3 (en) 1991-05-29 1991-10-22 Hoefer, Dawn Annette Treatment of emulsions
US5167828A (en) 1991-10-07 1992-12-01 Nalco Chemical Company Phosphinate-containing polymers for controlling scale in underground petroleum-containing formations and equipment associated therewith
US5250185A (en) 1992-05-01 1993-10-05 Texaco Inc. Reducing aqueous boron concentrations with reverse osmosis membranes operating at a high pH
US5207916A (en) 1992-05-20 1993-05-04 Mesco, Inc. Reverse osmosis system
US5328616A (en) 1992-11-20 1994-07-12 Monsanto Company Methods and apparatus for treating electroless plating baths
FR2703676B1 (fr) 1993-04-05 1995-06-23 Electricite De France Procédé et dispositif de décontamination d'effluents liquides contenant des métaux sous forme ionique .
US5472622A (en) 1993-04-20 1995-12-05 Ionics, Incorporated Salt basket for crystallizer and method of use in zero liquid discharge industrial facilities
US5503750A (en) 1993-10-04 1996-04-02 Russo, Jr.; Lawrence J. Membrane-based process for the recovery of lactic acid by fermentation of carbohydrate substrates containing sugars
US5425902A (en) 1993-11-04 1995-06-20 Tom Miller, Inc. Method for humidifying air
US5464540A (en) 1993-12-09 1995-11-07 Bend Research, Inc. Pervaporation by countercurrent condensable sweep
US5501798A (en) 1994-04-06 1996-03-26 Zenon Environmental, Inc. Microfiltration enhanced reverse osmosis for water treatment
US5840195A (en) 1995-05-01 1998-11-24 Omnium De Traitement Et De Valorisation Method and installation for treating an untreated flow by simple sedimentation after ballasting with fine sand
JPH08108048A (ja) 1994-10-12 1996-04-30 Toray Ind Inc 逆浸透分離装置及び逆浸透分離方法
US5670053A (en) 1995-08-07 1997-09-23 Zenon Environmental, Inc. Purification of gases from water using reverse osmosis
US6054051A (en) 1996-01-17 2000-04-25 Genentech, Inc. Tangential-flow filtration system
CA2186963C (en) 1996-10-01 1999-03-30 Riad A. Al-Samadi High water recovery membrane purification process
US6062070A (en) 1996-10-29 2000-05-16 Drexelbrook Controls, Inc. Method and apparatus for the sonic measurement of sludge and clarity conditions during the treatment of waste water
US5873260A (en) 1997-04-02 1999-02-23 Linhardt; Hans D. Refrigeration apparatus and method
US6508936B1 (en) 1997-10-01 2003-01-21 Saline Water Conversion Corporation Process for desalination of saline water, especially water, having increased product yield and quality
US6146525A (en) 1998-02-09 2000-11-14 Cycteck Environmental, Inc. Apparatus and methods for separating particulates from a particulate suspension in wastewater processing and cleaning
MX245299B (en) 1998-02-27 2007-04-24 Large tube assemblies for reverse osmosis
WO2000000273A1 (en) 1998-06-29 2000-01-06 Hw Process Technologies, Inc. Method of removing sulfate and/or metal ions from waters or wastewaters
US6056878A (en) 1998-08-03 2000-05-02 E-Cell Corporation Method and apparatus for reducing scaling in electrodeionization systems and for improving efficiency thereof
JP2000084567A (ja) 1998-09-11 2000-03-28 Fuji Heavy Ind Ltd 切削油含有廃水の処理方法
US6190556B1 (en) 1998-10-12 2001-02-20 Robert A. Uhlinger Desalination method and apparatus utilizing nanofiltration and reverse osmosis membranes
ATE275531T1 (de) 1999-01-08 2004-09-15 United States Filter Corp Verfahren und apparat fuer mikrofiltration
US6190558B1 (en) 1999-04-01 2001-02-20 Nimbus Water Systems, Inc. Reverse osmosis purification system
JP4341865B2 (ja) 1999-08-17 2009-10-14 オルガノ株式会社 逆浸透膜方式海水淡水化装置における動力回収方法および装置
EP1077079B1 (en) 1999-08-18 2014-05-21 Tsukishima Kankyo Engineering Ltd. Gas-liquid contacting column apparatus and use thereof
JP2003507183A (ja) 1999-08-20 2003-02-25 エル．イー．ティー． リーディング エッジ テクノロジーズ リミテッド イオン選択性膜を用いる水脱塩プロセス
US6783682B1 (en) 1999-08-20 2004-08-31 L.E.T., Leading Edge Technologies Limited Salt water desalination process using ion selective membranes
US6416668B1 (en) 1999-09-01 2002-07-09 Riad A. Al-Samadi Water treatment process for membranes
JP2002001068A (ja) 2000-06-21 2002-01-08 Kurita Water Ind Ltd 膜分離方法および装置
US6299766B1 (en) 2000-07-06 2001-10-09 Clark Permar Reverse osmosis filtering apparatus with concentrate dilution
US6582605B2 (en) 2000-07-07 2003-06-24 Ionics, Incorporated Method of treating industrial waste waters
AU2001270867A1 (en) 2000-10-21 2002-04-29 Pb Power Ltd. Process and plant for multi-stage flash desalination of water
JP4201304B2 (ja) 2001-01-16 2008-12-24 カゴメ株式会社 野菜及び／又は果実処理物の逆浸透濃縮方法
DE10108528C1 (de) 2001-02-22 2002-06-13 Neubert Susanne Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten
US6730234B2 (en) 2001-03-15 2004-05-04 Tetra Technologies, Inc. Method for regeneration of used halide fluids
ATE298778T1 (de) 2001-05-25 2005-07-15 Bp Exploration Operating Fischer-tropsch-syntheseverfahren
CA2351272C (en) 2001-06-22 2009-09-15 Petro Sep International Ltd. Membrane-assisted fluid separation apparatus and method
US6699369B1 (en) 2001-08-10 2004-03-02 Aquasonics International Apparatus and method for thermal desalination based on pressurized formation and evaporation of droplets
UA78727C2 (en) 2001-11-09 2007-04-25 Alcan Int Ltd Settler and method for decanting mineral slurries
US6932909B2 (en) 2002-01-15 2005-08-23 Kroff Chemical Company, Inc. Method of treating mine drainage
US7144511B2 (en) 2002-05-02 2006-12-05 City Of Long Beach Two stage nanofiltration seawater desalination system
US7048852B2 (en) 2002-10-31 2006-05-23 Infilco Degremont, Inc. Method and apparatus for treating water or wastewater to reduce organic and hardness contamination
US7597784B2 (en) 2002-11-13 2009-10-06 Deka Products Limited Partnership Pressurized vapor cycle liquid distillation
GB2395946B (en) 2002-12-05 2006-01-18 Thomas Altmann Method for the production of sodium chloride from seawater
US7225620B2 (en) 2002-12-17 2007-06-05 University Of Florida Research Foundation, Inc. Diffusion driven water purification apparatus and process
US6919000B2 (en) 2002-12-17 2005-07-19 University Of Florida Diffusion driven desalination apparatus and process
US6767408B2 (en) 2002-12-18 2004-07-27 Hydrite Chemical Co. Monitoring device and method for operating clean-in-place system
US7022240B2 (en) 2003-01-15 2006-04-04 Hart Resource Technologies, Inc. Method for on-site treatment of oil and gas well waste fluids
US6817476B2 (en) 2003-01-31 2004-11-16 Aerex Industries, Inc. Water clarification system
EP1620192A1 (en) 2003-04-29 2006-02-01 Akzo Nobel N.V. Processes involving the use of antisolvent crystallisation
GB0312394D0 (en) 2003-05-30 2003-07-02 Weir Westgarth Ltd Filtration apparatus and method
GB0317839D0 (en) 2003-07-30 2003-09-03 Univ Surrey Solvent removal process
IL157430A (en) 2003-08-17 2009-08-03 Avi Efraty Apparatus for continuous closed circuit desalination under variable pressure with a single container
US20070012556A1 (en) 2003-12-02 2007-01-18 Lum Gary W Water processing apparatus
US7678235B2 (en) 2005-10-19 2010-03-16 Sylvan Source, Inc. Water purification system
US20070068791A1 (en) 2003-12-02 2007-03-29 Thom Douglas M Automated water processing control system
US20080116134A1 (en) 2004-01-30 2008-05-22 Cartwright Peter S Brine-Conserving Nanofiltration Water Softener System
US20080102119A1 (en) 2006-11-01 2008-05-01 Medtronic, Inc. Osmotic pump apparatus and associated methods
US8152999B2 (en) 2004-05-21 2012-04-10 Wisconsin Alumni Research Foundation Membrane cascade-based separation
WO2005113119A1 (en) 2004-05-21 2005-12-01 Wisconsin Alumni Research Foundation Membrane cascade-based separation
US7316080B1 (en) 2004-05-27 2008-01-08 Solution Dynamics, Llc Methodology and apparatus to reduce fuel consumption in conveyor dryers and ovens
CN101044325B (zh) 2004-08-10 2012-05-30 L·豪格 压力交换器
ATE550090T1 (de) 2004-09-13 2012-04-15 Univ South Carolina Wasserentsalzungsverfahren und -vorrichtung
US7303666B1 (en) 2004-09-22 2007-12-04 Mitsis Charles W Water filtration system
CN1274614C (zh) 2004-10-26 2006-09-13 南京工业大学 燃煤电厂灰水回用工艺及其回用闭式循环系统
US8083942B2 (en) 2004-12-06 2011-12-27 Board of Regents of the Nevada System of Higher Education, on Behalf of the Universary of Nevada, Reno Systems and methods for purification of liquids
US7501064B2 (en) 2005-01-06 2009-03-10 Eet Integrated electro-pressure membrane deionization system
US20060157410A1 (en) 2005-01-14 2006-07-20 Saline Water Conversion Corporation (Swcc) Fully integrated NF-thermal seawater desalination process and equipment
US20060157409A1 (en) 2005-01-14 2006-07-20 Saline Water Conversion Corporation (Swcc) Optimal high recovery, energy efficient dual fully integrated nanofiltration seawater reverse osmosis desalination process and equipment
CA2606190A1 (en) 2005-04-27 2006-11-02 Hw Process Technologies, Inc. Treating produced waters
GB0509306D0 (en) 2005-05-06 2005-06-15 Univ Surrey Secondary oil recovery
GB0512248D0 (en) 2005-06-16 2005-07-27 Bp Exploration Operating Water flooding method
ITMI20051187A1 (it) 2005-06-23 2006-12-24 Esposito Servizi Ecologici S R Impianto e processo per il riciclaggio di rifiuti provenienti da spazzamento strade depuratori acque e simili
MX2008000067A (es) 2005-07-06 2008-03-24 Sylvan Source Inc Sistema de purificacion de agua.
US7727400B2 (en) 2005-09-23 2010-06-01 Michael Flynn Low water recovery rate desalination system and method
WO2007047674A2 (en) 2005-10-14 2007-04-26 Sylvan Source, Inc. Energy-efficient distillation system
ATE499428T1 (de) 2005-10-24 2011-03-15 Shell Int Research Verfahren zur filterung eines in einem in-situ- wärmebehandlungsprozess erzeugten flüssigkeitsstroms
US7527726B2 (en) 2006-01-25 2009-05-05 Q'max Solutions Inc. Fluid treatment apparatus
KR200414257Y1 (ko) 2006-02-09 2006-04-17 주식회사 노비타 정수필터 장치
WO2007103117A2 (en) 2006-03-03 2007-09-13 Sylvan Source, Inc. Contaminant prevention
US8794320B2 (en) 2006-03-27 2014-08-05 Shell Oil Company Water injection systems and methods
DK2007506T3 (da) 2006-03-31 2014-06-16 Danisco Us Inc Tangentialstrømningsfiltreringsapparater, -systemer og -fremgangsmådertil separering af forbindelser
ATE523474T1 (de) 2006-04-11 2011-09-15 Sorbwater Technology As Verfahren zur entfernung von materialien aus einem flüssigkeitsstrom
WO2007128062A1 (en) 2006-05-05 2007-11-15 Newcastle Innovation Limited Desalination method and apparatus
WO2007132477A1 (en) 2006-05-11 2007-11-22 Raman Ahilan A pretreatment process for the saline water feeds of desalination plants
CN100999364B (zh) 2006-05-16 2010-04-21 葛文宇 综合利用高效益零排放的海水淡化组合生产工艺方法
WO2007138327A1 (en) 2006-06-01 2007-12-06 Natco Uk Limited Method of providing a supply of water of controlled salinity and water treatment system
GB0611710D0 (en) 2006-06-14 2006-07-26 Vws Westgarth Ltd Apparatus and method for treating injection fluid
MX2009000653A (es) 2006-07-17 2009-04-16 Vecenergy Aegir Llc Aparato de desionizacion capacitivo en microescala.
SE532971C2 (sv) 2006-08-16 2010-05-25 Triomed Ab System för regenerering av en vätska
US7510656B2 (en) 2006-09-01 2009-03-31 Anticline Disposal, Llc Waste water treatment method
US8147696B1 (en) 2006-09-19 2012-04-03 Pandya Ken V High-efficiency water-softening process
WO2008036925A1 (en) 2006-09-22 2008-03-27 Altela, Inc. Novel enhanced systems, processes and methodologies for producing clean water and products thereby
BRPI0719253A2 (pt) 2006-10-10 2014-01-28 Texas A & M Univ Sys Sistema de dessalinização
US10377651B2 (en) 2006-10-30 2019-08-13 Perlemax Ltd Bubble generation for aeration and other purposes
US20080121585A1 (en) 2006-11-27 2008-05-29 Mavis James D Water treatment using de-supersaturation
US7815804B2 (en) 2006-12-12 2010-10-19 Otv Sa S.A. Method for treating wastewater or produced water
US20080164206A1 (en) 2007-01-10 2008-07-10 Southwest Turf Solutions, Inc. Method and apparatus for removing minerals from a water source
CN101678367A (zh) 2007-03-21 2010-03-24 森林圣源公司 水净化系统
US20080245737A1 (en) 2007-04-03 2008-10-09 Siemens Water Technologies Corp. Method and system for providing ultrapure water
WO2008137082A1 (en) 2007-05-02 2008-11-13 Yale University Method for designing membranes for osmotically driven membrane processes
US7901577B2 (en) 2007-05-11 2011-03-08 Arup K. Sengupta Brackish and sea water desalination using a hybrid ion exchange-nanofiltration process
US7731847B2 (en) 2007-05-25 2010-06-08 Huy Ton That Submersible reverse osmosis desalination apparatus and method
CN101720249A (zh) 2007-06-08 2010-06-02 瑞士净水有限公司 采用中压膜的液体净化系统
AU2008275969B2 (en) 2007-07-19 2011-06-09 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Water processing systems and methods
US7950921B1 (en) 2007-07-20 2011-05-31 Solution Dynamics, Llc Method and apparatus for cooling the underside of kiln cars
US20090032446A1 (en) 2007-08-01 2009-02-05 Triwatech, L.L.C. Mobile station and methods for diagnosing and modeling site specific effluent treatment facility requirements
US8790517B2 (en) 2007-08-01 2014-07-29 Rockwater Resource, LLC Mobile station and methods for diagnosing and modeling site specific full-scale effluent treatment facility requirements
US7824552B2 (en) 2007-09-05 2010-11-02 Halliburton Energy Services, Inc. Mobile systems and methods of sufficiently treating water so that the treated water may be utilized in well-treatment operations
JP2009095821A (ja) 2007-09-28 2009-05-07 Asahi Kasei Chemicals Corp 塩水の処理方法
US20090101587A1 (en) 2007-10-22 2009-04-23 Peter Blokker Method of inhibiting scale formation and deposition in desalination systems
US20090127210A1 (en) 2007-11-20 2009-05-21 Swisher Anthony E Method and apparatus for water remediation
US7520993B1 (en) 2007-12-06 2009-04-21 Water & Power Technologies, Inc. Water treatment process for oilfield produced water
US8808538B2 (en) 2008-01-04 2014-08-19 Fluid Equipment Development Company, Llc Batch-operated reverse osmosis system
US8353175B2 (en) 2008-01-08 2013-01-15 Calvin Wade Wohlert Roof top air conditioning units having a centralized refrigeration system
US7621330B1 (en) 2008-05-07 2009-11-24 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of using a lower-quality water for use as some of the water in the forming and delivering of a treatment fluid into a wellbore
US7621328B1 (en) 2008-05-07 2009-11-24 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of pumping fluids having different concentrations of particulate with different concentrations of hydratable additive to reduce pump wear and maintenance in the forming and delivering of a treatment fluid into a wellbore
US20090277640A1 (en) 2008-05-07 2009-11-12 Jonn Thompson Methods of using a higher-quality water with an unhydrated hydratable additive allowing the use of a lower-quality water as some of the water in the forming and delivering of a treatment fluid into a wellbore
US8216473B2 (en) 2008-06-13 2012-07-10 Solution Dynamics, Llc Apparatus and methods for solution processing using reverse osmosis
ES2442721T3 (es) 2008-07-09 2014-02-13 I.D.E. Technologies Ltd. Método para mejorar el rendimiento de un sistema de ósmosis inversa para desalación de agua de mar, y sistema de ósmosis inversa modificado obtenido a partir del mismo
WO2010027938A2 (en) 2008-09-04 2010-03-11 University Of Florida Research Foundation, Inc. Desalination apparatus and process
WO2010026589A1 (en) 2008-09-04 2010-03-11 I.D.E. Technologies Ltd. Improved water desalination system
US8771477B2 (en) 2008-09-17 2014-07-08 Sylvan Source, Inc. Large-scale water purification and desalination
US9393527B2 (en) 2008-11-11 2016-07-19 P & Ls Holding Gmbh Membrane separation devices and water treatment plants
CN101417208A (zh) 2008-11-14 2009-04-29 清华大学 一种利用膜分离技术回收水相中萃取剂的方法
KR101433086B1 (ko) 2008-11-17 2014-08-25 록우드 리튬 잉크 수용액으로부터 리튬의 회수
GB2519874B (en) 2008-12-02 2015-06-24 Xergy Inc Electrochemical compressor and refrigeration system
US8226800B2 (en) 2008-12-15 2012-07-24 Water Desalination International, Inc. Water desalination system
US20100163471A1 (en) 2008-12-30 2010-07-01 Irving Elyanow Water desalination plant and system for the production of pure water and salt
EP2216299A1 (en) 2009-02-06 2010-08-11 EMW Europa Mobil Vattenrening AB Method and device for purification of water
MY159880A (en) 2009-02-13 2017-02-15 Shell Int Research Aqueous displacement fluid injection for enhancing oil recovery from an oil bearing formation
US8864911B2 (en) 2009-03-26 2014-10-21 General Electric Company Method for removing ionic species from desalination unit
JP2012523316A (ja) 2009-04-10 2012-10-04 シルバン ソース， インコーポレイテッド 水溶液の浄化におけるスケーリングを減らす方法およびシステム
GB0906841D0 (en) 2009-04-21 2009-06-03 Aljohani Mohammed S Nanofiltration process
US20100282675A1 (en) 2009-05-08 2010-11-11 Lehigh University System and method for reversible cation-exchange desalination
AU2010246959A1 (en) 2009-05-13 2012-01-12 Renewed Water Minerals Ltd. Separation of Mg2+ ions from sea-and brackish water for the purpose of re-mineralization of water and wastewater
WO2010135561A2 (en) 2009-05-20 2010-11-25 Aquatech International Corporation Method for treatment and purification of seawater to recover high purity sodium chloride for industrial usage
US20110017677A1 (en) 2009-06-04 2011-01-27 Evans Thomas S Oil field water recycling system and method
BRPI1014338B1 (pt) 2009-06-25 2019-12-24 Shell Int Research método para injetar água em uma formação contendo hidrocarbonetos, e, método para preparar uma água com salinidade elevada
US20110024354A1 (en) 2009-07-30 2011-02-03 General Electric Company Desalination system and method
US8292272B2 (en) 2009-09-04 2012-10-23 Massachusetts Institute Of Technology Water separation under reduced pressure
JP2011056412A (ja) 2009-09-10 2011-03-24 Toshiba Corp 膜ろ過システム
US8252092B2 (en) 2009-10-05 2012-08-28 Massachusetts Institute Of Technology Water separation under varied pressure
GB0918800D0 (en) 2009-10-27 2009-12-09 Vws Westgarth Ltd Fluid treatment apparatus and method
JP5913113B2 (ja) 2009-10-28 2016-04-27 オアシス ウォーター，インコーポレーテッド 正浸透分離方法
GB0918916D0 (en) 2009-10-28 2009-12-16 Surrey Aquatechnology Ltd Thermal desalination
US9044711B2 (en) 2009-10-28 2015-06-02 Oasys Water, Inc. Osmotically driven membrane processes and systems and methods for draw solute recovery
CN101717161A (zh) 2009-10-30 2010-06-02 葛文宇 对海水反复循环提取实现100％综合利用和零排放的生产工艺方法
US20110120157A1 (en) 2009-10-30 2011-05-26 Calvin Wohlert Absorption refrigeration cycles; apparatus; and, methods
GB2486866B (en) 2009-11-02 2015-08-26 Shell Int Research Water injection systems and methods
EP2504283B1 (en) 2009-11-25 2016-01-27 Massachusetts Institute of Technology Water desalination using directional solvent extraction
EP2504081A1 (en) 2009-11-25 2012-10-03 I.D.E. Technologies Ltd. Reciprocal enhancement of reverse osmosis and forward osmosis
US9156006B2 (en) 2009-12-03 2015-10-13 Yale University High flux thin-film composite forward osmosis and pressure-retarded osmosis membranes
US8695343B2 (en) 2009-12-04 2014-04-15 General Electric Company Economical and sustainable disposal of zero liquid discharge salt byproduct
US20110155666A1 (en) 2009-12-30 2011-06-30 Chevron U.S.A. Inc. Method and system using hybrid forward osmosis-nanofiltration (h-fonf) employing polyvalent ions in a draw solution for treating produced water
WO2011088132A1 (en) 2010-01-12 2011-07-21 Sylvan Source, Inc. Heat transfer interface
CN102803148B (zh) 2010-01-14 2015-07-22 英国石油勘探运作有限公司 供应具有受控盐度的水的方法
US20110180479A1 (en) 2010-01-27 2011-07-28 Milton Roy Company Zero liquid discharge water treatment system and method
WO2011102848A1 (en) 2010-02-17 2011-08-25 Katana Energy Llc Zero discharge water desalination plant with minerals extraction integrated with natural gas combined cycle power generation
US8282823B2 (en) 2010-03-04 2012-10-09 Terragroup Corporation Lightweight modular water purification system with reconfigurable pump power options
US9314742B2 (en) 2010-03-31 2016-04-19 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Method and system for reverse osmosis predictive maintenance using normalization data
US20100314238A1 (en) 2010-04-30 2010-12-16 Sunlight Photonics Inc. Hybrid solar desalination system
US20130193074A1 (en) 2010-05-13 2013-08-01 Clean Teq Holdings Ltd. Water treatment process
CN102258942A (zh) 2010-05-26 2011-11-30 覃正元 三级反渗透
AU2011257925A1 (en) 2010-05-26 2013-01-24 Al-Samadi, Riad Dr Multi-use high water recovery process
US8647509B2 (en) 2010-06-15 2014-02-11 General Electric Company Seawater desalination plant and production of high purity salt
KR101200838B1 (ko) 2010-07-14 2012-11-13 한국기계연구원 염도차를 이용한 삼투발전 및 해수의 담수화를 위한 장치 및 방법
US8425673B2 (en) 2010-07-16 2013-04-23 Solution Dynamics Regenerative dryers with a bypass
US8894864B2 (en) 2010-08-10 2014-11-25 Evoqua Water Technologies Llc Controlled method of minimizing radioactive sludge generation in post stimulation flowback and/or produced water treatment from a saltwater, oil and/or gas well
US20120067820A1 (en) 2010-09-21 2012-03-22 Water Standard Company Llc Method and apparatus for dynamic, variable-pressure, customizable, membrane-based water treatment for use in improved hydrocarbon recovery operations
WO2012040880A1 (en) 2010-09-30 2012-04-05 General Electric Company Membrane filtration process with high water recovery
US20120145635A1 (en) 2010-10-14 2012-06-14 Lucas Iii Arthur L Treatment of waters with multiple contaminants
US20120090833A1 (en) 2010-10-15 2012-04-19 Shell Oil Company Water injection systems and methods
US8739869B2 (en) 2010-11-19 2014-06-03 Exxonmobil Upstream Research Company Systems and methods for enhanced waterfloods
US8999172B1 (en) 2010-12-16 2015-04-07 Global Water Advisors, Inc. Selective removal of dissolved substances from aqueous solutions
US20120174639A1 (en) 2011-01-11 2012-07-12 Herron John R Food Waste Concentration System and Related Processes
SG192081A1 (en) 2011-01-25 2013-08-30 Univ Nanyang Tech A forward osmosis membrane and method of forming a forward osmosis membrane
US8715498B2 (en) 2011-02-09 2014-05-06 Tervita Corporation System and apparatus for treating well flow-back and produced water or other wastewater
US8647477B2 (en) 2011-02-15 2014-02-11 Massachusetts Institute Of Technology High-efficiency thermal-energy-driven water purification system
US20120234765A1 (en) 2011-03-15 2012-09-20 Lehigh University Method of treatment of produced water and recovery of important divalent cations
JP6251040B2 (ja) 2011-03-15 2017-12-27 エムケイエス インストゥルメンツ， インコーポレイテッド 液体から溶解ガスを選択的に除去するためのシステムおよび方法
EP2694196B1 (en) 2011-04-01 2021-07-21 EMD Millipore Corporation Nanofiber containing composite structures
WO2012138502A1 (en) 2011-04-06 2012-10-11 Ysawyer John E Treatment of waters with multiple contaminants
MY165223A (en) 2011-04-14 2018-03-13 Basf Se Method of dissolving and/or inhibiting the deposition of scale on a surface of a system
WO2012148911A2 (en) 2011-04-25 2012-11-01 Oasys Water, Inc. Osmotic separation systems and methods
US20120292259A1 (en) 2011-05-17 2012-11-22 High Sierra Energy, LP System and method for treatment of produced waters containing gel
CA2821453C (en) 2011-05-24 2014-01-14 Saltworks Technologies Inc. Method, apparatus and system for concentrating solutions using evaporation
US20120312755A1 (en) 2011-06-10 2012-12-13 Aqua-Pure Ventures Inc. Mobile clarifier and sludge dewatering system for onsite waste water treatment
US8147697B2 (en) 2011-07-03 2012-04-03 King Abdulaziz City for Science and Technology (KACST) Apparatus and process for desalination of brackish water
US8187464B2 (en) 2011-07-03 2012-05-29 King Abdulaziz City for Science and Technology “KACST” Apparatus and process for desalination of brackish water using pressure retarded osmosis
US20130008079A1 (en) 2011-07-05 2013-01-10 Dr. Deborah Duen Ling Chung Coagulation of oil in water and the resulting floating semisolid complex
US20140311980A1 (en) 2011-07-20 2014-10-23 Robert Charles William Weston System to Provide a Supply of Controlled Salinity Water for Enhanced Oil Recovery
US9199866B2 (en) 2011-08-17 2015-12-01 Riad A. Al-Samadi High recovery drinking water process
CA2847882C (en) 2011-09-09 2020-12-15 Sylvan Source, Inc. Industrial water purification and desalination
AU2012308061B8 (en) 2011-09-15 2015-02-26 Saltworks Technologies Inc. A method of reducing salinity of a product in a stack
US8889000B2 (en) 2011-09-15 2014-11-18 Storm Drain Technologies, Llc Apparatus, methods, and system for treatment of stormwater and waste fluids
US9072984B2 (en) 2011-09-23 2015-07-07 Massachusetts Institute Of Technology Bubble-column vapor mixture condenser
US20130075098A1 (en) 2011-09-27 2013-03-28 Fluor Technologies Corporation Methods for treatment and use of produced water
CN103958417A (zh) 2011-10-04 2014-07-30 麻省理工学院 使用定向溶剂的水提取
US9382135B2 (en) 2011-10-06 2016-07-05 General Electric Company Seawater desalination process
WO2013057328A1 (es) * 2011-10-21 2013-04-25 Empresa Mixta De Aguas De Las Palmas (Emalsa) Desaladora de ósmosis inversa con sistema de recuperación de energía y su procedimiento
US9637397B2 (en) 2011-10-27 2017-05-02 Pentair Residential Filtration, Llc Ion removal using a capacitive deionization system
CN102363101B (zh) 2011-11-14 2013-08-28 天津森诺过滤技术有限公司 一种去除磷化液中悬浮物的浸没式膜过滤系统及工艺
WO2013078124A1 (en) 2011-11-23 2013-05-30 Advanced Aqua Group Water conversion system
US10329171B2 (en) 2011-12-22 2019-06-25 Water Standard Company (Mi) Method and control devices for production of consistent water quality from membrane-based water treatment for use in improved hydrocarbon recovery operations
SG11201403845TA (en) 2011-12-23 2014-10-30 Abb Technology Ltd A method and a system for monitoring and control of fouling and and optimization thereof of two side membrane fouling process
KR101394237B1 (ko) 2011-12-26 2014-05-15 한국건설기술연구원 다중수원 유입수 및 해수 유도용액을 이용한 해수담수화를 위한 삼투막 공정제어 시스템 및 그 방법
CN104011328B (zh) 2011-12-29 2017-05-03 国际壳牌研究有限公司 通过将经处理的水注入含油地层而提高油采收(eor)的方法和系统
US20130186822A1 (en) 2012-01-20 2013-07-25 Hydration Systems, Llc Low energy forward osmosis membrane water processing system
WO2013119666A2 (en) 2012-02-07 2013-08-15 Massachusetts Institute Of Technology Carrier-gas humidification-dehumidification using heat-transfer members for enhanced heat recovery
US11156041B2 (en) 2012-02-22 2021-10-26 Richard Paul Posa System and method for treating water
US9738553B2 (en) 2012-03-16 2017-08-22 Aquatech International, Llc Process for purification of produced water
US20130256228A1 (en) 2012-03-30 2013-10-03 Hydration Systems, Llc Use of novel draw solutes and combinations thereof to improve performance of a forward osmosis system and process
IN2014DN09405A (zh) 2012-04-12 2015-07-17 Dxv Water Technologies Llc
WO2013158315A1 (en) 2012-04-18 2013-10-24 Hydration Systems, Llc Method for producing water for enhanced oil recovery
CN103502158B (zh) 2012-04-23 2016-12-14 水技术国际公司 低能量反渗透方法
CA2818055C (en) 2012-04-25 2013-11-26 Saltworks Technologies Inc. Modular humidification-dehumidification apparatus for concentrating solutions
EP2841175A4 (en) 2012-04-25 2015-12-23 Saltworks Technologies Inc MODULAR HUMIDIFICATION-DEHUMIDIFICATION APPARATUS FOR CONCENTRATING SOLUTIONS
KR101356878B1 (ko) 2012-05-15 2014-01-29 고려대학교 산학협력단 압력 지연 삼투와 역삼투를 이용한 저에너지 염수담수화 방법 및 염수담수화 시스템
US9719179B2 (en) 2012-05-23 2017-08-01 High Sierra Energy, LP System and method for treatment of produced waters
US8695164B2 (en) 2012-05-30 2014-04-15 GM Global Technology Operations LLC Check link assembly with adjustable detent feature
KR101229482B1 (ko) 2012-07-12 2013-02-04 한국기계연구원 하이브리드형 해수 담수화 장치 및 방법
US8496234B1 (en) 2012-07-16 2013-07-30 Massachusetts Institute Of Technology Thermodynamic balancing of combined heat and mass exchange devices
WO2014025863A1 (en) 2012-08-09 2014-02-13 Shell Oil Company System for producing and separating oil
US9540574B2 (en) 2012-08-09 2017-01-10 Shell Oil Company Process for producing and separating oil
US10189733B2 (en) 2012-08-13 2019-01-29 Enviro Water Minerals Company, Inc. Heating system for desalination
DE102012017860A1 (de) 2012-09-11 2014-05-15 Peter Vinz Behandlungsmethode zum Ab- und Anreichern oder Trennen von Flüssigkeitsgemischen
WO2014058696A1 (en) 2012-10-10 2014-04-17 M-I L.L.C. Boron removal system and method
CA2831352C (en) 2012-10-28 2017-01-10 Syncrude Canada Ltd. Co-processing of fluid fine tailings and fresh oil sands tailings
AU2013356476B2 (en) 2012-12-07 2016-12-22 Aquatech International, Llc Water treatment process
JP2014133189A (ja) * 2013-01-08 2014-07-24 Hitachi Ltd 淡水化システム
US20150353397A1 (en) 2013-01-10 2015-12-10 Tzahi Y. Cath Water reuse system and method
US20140197022A1 (en) 2013-01-15 2014-07-17 King Abdulaziz City For Science And Technology Solar-powered humidification-dehumidification desalination system
US10287201B2 (en) 2013-01-18 2019-05-14 Chevron U.S.A. Inc. Methods and systems for treating produced water
WO2014121153A2 (en) 2013-02-01 2014-08-07 Lake Country Fracwater Specialists, Llc Method and apparatus for treating natural gas and oil well waste waters for removal of contaminants and dissolved solids
KR102047939B1 (ko) 2013-02-06 2019-11-22 한국과학기술원 무삼투압차 상태에서 유압-막공정 법으로 용질 함유 수용액을 고농도로 농축하는 방법
EP2953707A4 (en) 2013-02-08 2018-01-17 Oasys Water, Inc. Osmotic separation systems and methods
US9617179B2 (en) 2013-03-14 2017-04-11 Massachusetts Institute Of Technology Ion sequestration for scale prevention in high-recovery desalination systems
CN105142762B (zh) 2013-03-15 2019-05-31 波里费拉公司 包含多级净化的渗透驱动膜系统的改进
FR3004213B1 (fr) 2013-04-03 2015-07-03 Total Sa Production d'eau d'injection par couplage de procedes d'osmose directe et d'autres procedes de filtration
US20150053619A1 (en) 2013-08-21 2015-02-26 Baker Hughes Incorporated Process for Hardness and Boron Removal
US20140339162A1 (en) 2013-05-17 2014-11-20 Baker Hughes Incorporated Boron removal from oilfield water
WO2014188450A1 (en) 2013-05-23 2014-11-27 Council Of Scientific & Industrial Research Improved process to retain nutritious constituents in potable water obtained through desalination
US9120033B2 (en) 2013-06-12 2015-09-01 Massachusetts Institute Of Technology Multi-stage bubble column humidifier
US20150013987A1 (en) 2013-07-11 2015-01-15 Baker Hughes Incorporated Method for reducing sulfide in oilfield waste water and making treated water
WO2015009554A1 (en) 2013-07-15 2015-01-22 Hydration Systems, Llc Method and system for generating strong brines
CN105683093B (zh) 2013-08-05 2019-07-09 格雷迪安特公司 水处理系统及相关方法
CN105636661B (zh) 2013-09-12 2018-02-23 格雷迪安特公司 包括诸如泡罩塔冷凝器的冷凝装置的系统
CN105683095B (zh) 2013-09-23 2019-09-17 格雷迪安特公司 脱盐系统及相关方法
MY172015A (en) 2013-10-23 2019-11-12 Shell Int Research Process for reducing viscosity of polymer-containing fluid produced in the recovery of oil
CN105980656A (zh) 2013-10-23 2016-09-28 国际壳牌研究有限公司 由载油地层采收油的方法
US20150251930A1 (en) 2014-03-05 2015-09-10 newterra Itd. Differential reverse osmosis method and apparatus
CA2946577A1 (en) 2014-04-23 2015-10-29 Massachusetts Institute Of Technology Liquid purification 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
KR20170028351A (ko) 2014-07-07 2017-03-13 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 나노섬유 시트 상에 캐스팅된 막을 포함하는 복합 여과막
JP2016016384A (ja) 2014-07-10 2016-02-01 国立大学法人山口大学 浸透膜モジュールの評価装置及び評価方法
WO2016057764A1 (en) 2014-10-10 2016-04-14 Oasys Water, Inc. Osmotic separation systems and methods
US9221694B1 (en) 2014-10-22 2015-12-29 Gradiant Corporation Selective scaling in desalination water treatment systems and associated methods
US10258926B2 (en) 2015-02-11 2019-04-16 Massachusetts Institute Of Technology Hybridization of humidification-dehumidification and pressure-retarded osmosis
US20160228795A1 (en) 2015-02-11 2016-08-11 Gradiant Corporation Methods and systems for producing treated brines
US10167218B2 (en) 2015-02-11 2019-01-01 Gradiant Corporation Production of ultra-high-density brines
GB201503728D0 (en) 2015-03-05 2015-04-22 Surrey Aquatechnology Ltd Purification of highly saline feeds
US10143936B2 (en) 2015-05-21 2018-12-04 Gradiant Corporation Systems including an apparatus comprising both a humidification region and a dehumidification region with heat recovery and/or intermediate injection
US10179296B2 (en) 2015-05-21 2019-01-15 Gradiant Corporation Transiently-operated desalination systems and associated methods
US10143935B2 (en) 2015-05-21 2018-12-04 Gradiant Corporation Systems including an apparatus comprising both a humidification region and a dehumidification region
US9266748B1 (en) 2015-05-21 2016-02-23 Gradiant Corporation Transiently-operated desalination systems with heat recovery and associated methods
US9206060B1 (en) 2015-05-22 2015-12-08 Basel Abusharkh Method for purifying liquids
US9427705B1 (en) 2015-05-22 2016-08-30 Basel Abusharkh Method of solvent recovery from a dilute solution
EP3326977A4 (en) 2015-07-24 2019-08-07 Lab to Market Inc. METHOD FOR CONCENTRATING AN AQUEOUS SOLUTION CONTAINING A HIGH-CONCENTRATION SOLUTION BY REVERSE OSMOSIS IN A NON-OSMOTIC PRESSURE DIFFERENCE STATE
US10518221B2 (en) 2015-07-29 2019-12-31 Gradiant Corporation Osmotic desalination methods and associated systems
US20180236372A1 (en) 2015-08-14 2018-08-23 Gradiant Corporation Production of multivalent ion-rich streams using humidification-dehumidification systems
WO2017030937A1 (en) 2015-08-14 2017-02-23 Gradiant Corporation Production of multivalent ion-rich process streams using multi-stage osmotic separation
US10301198B2 (en) 2015-08-14 2019-05-28 Gradiant Corporation Selective retention of multivalent ions
WO2017044645A1 (en) 2015-09-08 2017-03-16 Gradiant Corporation Systems and methods for treatment of water, such as oilfield wastewater, via chemical coagulation
US20200231473A1 (en) 2015-09-08 2020-07-23 Gradiant Corporation Systems and methods for removal of boron from water, such as oilfield wastewater
US20190022550A1 (en) 2016-01-22 2019-01-24 Gradiant Corporation Formation of solid salts using high gas flow velocities in humidifiers, such as multi-stage bubble column humidifiers
US20170216774A1 (en) 2016-01-29 2017-08-03 Massachusetts Institute Of Technology Batch Pressure-Driven Membrane Liquid Separation Using A Pressure Exchanger for Efficiency
JP6971992B2 (ja) 2016-02-02 2021-11-24 トレヴィ システムズ インコーポレイテッドTrevi Systems Inc. 浸透圧補助逆浸透工程及びその使用方法
US10689264B2 (en) 2016-02-22 2020-06-23 Gradiant Corporation Hybrid desalination systems and associated methods
CN109475818B (zh) 2016-06-06 2021-09-07 巴特尔纪念研究所 多段渗透辅助的反渗透系统和方法
JP2018001111A (ja) 2016-07-05 2018-01-11 東洋紡株式会社 塩水の淡水化処理方法、および、塩水の淡水化処理システム
US20180008919A1 (en) 2016-07-06 2018-01-11 Gradiant Corporation Solids handling in water treatment systems and associated methods
JP7178987B2 (ja) 2016-08-22 2022-11-28 トレヴィ システムズ インコーポレイテッド 浸透流体精製及びその駆動化合物
CA3040312A1 (en) 2016-10-19 2018-04-26 Gradiant Corporation Osmotic membrane
JP6834360B2 (ja) 2016-11-02 2021-02-24 東洋紡株式会社 濃縮方法および濃縮装置
AU2018206467B2 (en) * 2017-01-09 2020-06-25 Veolia Water Solutions & Technologies Support System and method for the treatment of water by reverse osmosis or nanofiltration
WO2018136077A1 (en) 2017-01-20 2018-07-26 Trevi Systems Inc. Osmotic pressure assisted reverse osmosis membrane and module
JP2018130679A (ja) 2017-02-15 2018-08-23 株式会社日立製作所 逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法
GB201719153D0 (en) 2017-11-20 2018-01-03 Surrey Aquatechnology Ltd Solvent separation
SG11202005285RA (en) 2017-12-07 2020-07-29 Veolia Water Solutions & Tech Method for treating produced water
CA3109230A1 (en) 2018-08-22 2020-02-27 Gradiant Corporation Liquid solution concentration system comprising isolated subsystem and related methods
KR102457920B1 (ko) * 2018-08-29 2022-10-25 베올리아 워터 솔루션즈 앤드 테크놀러지스 써포트 큰 회수율의 가변 부피 역삼투 멤브레인 시스템
US10308524B1 (en) 2019-01-15 2019-06-04 Kuwait Institute For Scientific Research Pressure-reduced saline water treatment system
US10947143B2 (en) 2019-04-01 2021-03-16 Saline Water Conversion Corporation Desalination brine concentration system and method
WO2020251568A1 (en) 2019-06-12 2020-12-17 Hyrec Technologies Ltd. Osmotically assisted cascade water desalination systems, concentrators and hybrid systems
EP4034683A1 (en) 2019-09-25 2022-08-03 Veolia Water Solutions & Technologies Support Energy efficient process for concentrating and recovering lithium from a lithium containing brine
US10940439B1 (en) 2019-12-10 2021-03-09 Kuwait Institute For Scientific Research High water recovery hybrid membrane system for desalination and brine concentration

Also Published As

Publication number Publication date
CL2023001386A1 (es) 2023-10-13
CA3197204A1 (en) 2022-05-27
AU2021383601A1 (en) 2023-06-08
US11667549B2 (en) 2023-06-06
WO2022108891A1 (en) 2022-05-27
EP4247522A1 (en) 2023-09-27
US20220380233A1 (en) 2022-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2020227111B2 (en) Multistage osmotically assisted reverse osmosis system and method
US20230182076A1 (en) Methods of dewatering of alcoholic solutions via forward osmosis and related systems
KR102392316B1 (ko) 삼투압 지원 역삼투 공정 및 이를 사용하는 방법
US10500544B2 (en) Advancements in osmotically driven membrane systems including multi-stage purification
US10301198B2 (en) Selective retention of multivalent ions
US10245555B2 (en) Production of multivalent ion-rich process streams using multi-stage osmotic separation
US20230149853A1 (en) Removing components of alcoholic solutions via forward osmosis and related systems
US11629072B2 (en) Liquid solution concentration system comprising isolated subsystem and related methods
TW202327717A (zh) 涉及能量回收的滲透方法及系統
US20120238777A1 (en) Method and device for concentrating material solutions
JP2002001068A (ja) 膜分離方法および装置
US20240115999A1 (en) Osmosis modules having recirculation loops
US20230257285A1 (en) Osmotic methods and systems involving energy recovery
CN116685391A (zh) 涉及能量回收的渗透方法及系统
US20240109037A1 (en) Liquid separation using solute-permeable membranes and related systems
WO2024015543A2 (en) Liquid separation using solute-permeable membranes and related systems
TW202412927A (zh) 使用溶質可滲透的膜之液體分離及相關系統
JP2022186382A (ja) 水処理方法および水処理装置
JP2023038919A (ja) 水処理装置および水処理方法
CN117398849A (zh) 使用溶质可渗透的膜的液体分离和相关系统
WO2021245271A1 (en) Membrane filtration elements