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公開番号2024160703
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-14
出願番号2024111013,2021512851
出願日2024-07-10,2019-10-08
発明の名称高度回収電気透析法
出願人エヴォクアウォーターテクノロジーズエルエルシー,Evoqua Water Technologies LLC
代理人個人,個人,個人
主分類C02F 1/469 20230101AFI20241107BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】水の高度回収、回収水の高純度、及び低い全エネルギー消費量を有する電気透析法を利用する、半塩水を処理するシステム並びに半塩水を処理して飲用水を生成する方法を提供する。
【解決手段】この水処理システムは第1の電気化学的分離段110及び制御システムを含み、第1の電気化学的分離段は下流の第2の電気化学的分離段120に流体接続され、第2の電気化学的分離段の濃縮物出口は第1の電気化学的分離段の濃縮区画140に流体接続可能であり、制御システムは、第1及び第2の電気化学的分離段の濃縮区画へ指向される供給物を調整するように構成されている。半塩水を処理して飲用水を生成する方法、及び本発明のシステムを用いて半塩水を処理する方法を開示する。システムの第1及び第2の電気化学的分離段の濃縮区画へ指向される補給水の供給源及び流量を制御することによって、ドナン電位差及びオスミウム水損失を減少させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半塩水を処理するシステムであって、
第１の電気化学的分離段と、
第２の電気化学的分離段と、
制御システムとを具えたシステムにおいて、
前記第１の電気化学的分離段は、半塩水源に流体接続可能な希釈区画の入口と、濃縮区
画と、希釈物出口と、濃縮物出口とを有し、
前記第２の電気化学的分離段は、前記第１の電気化学的分離段の下流に配置され、前記
第１の電気化学的分離段の前記希釈物出口に流体接続可能な希釈区画の入口と、濃縮区画
と、生産水出口と、濃縮物出口とを有し、前記第２の電気化学的分離段の前記濃縮物出口
は、前記第１の電気化学的分離段の前記濃縮区画に流体接続可能であり、
前記制御システムは、前記第１の電気化学的分離段の前記濃縮区画及び前記第２の電気
化学的分離段の前記濃縮区画へ指向される供給物を調整し、約５００ppm未満の溶解塩の
濃度を有する生産水全体で約９０％以上の回収率を維持するように構成されているシステ
ム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記半塩水源が、さらに前記第２の電気化学的分離段の前記濃縮区画に流体接続可能で
ある、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の電気化学的分離段の前記希釈物出口が、さらに前記第２の電気化学的分離段
の前記濃縮区画に流体接続可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の電気化学的分離段の前記濃縮区画と前記第２の電気化学的分離段の前記濃縮
区画との間に流体接続可能な貯留タンクをさらに具えている、請求項１に記載のシステム
。
【請求項５】
前記第１の電気化学的分離段の前記濃縮物出口及び前記第２の電気化学的分離段の前記
濃縮物出口に流体接続可能なセンサをさらに具え、該センサは全溶解塩（ＴＤＳ）濃度及
び流量の少なくとも一方を測定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記制御システムが、前記センサに電気接続され、前記第１の電気化学的分離段からの
濃縮物のセンサ測定値に応答して、前記第２の電気化学的分離段からの濃縮物の量を調整
するように構成されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記制御システムが、前記センサに電気接続され、前記第２の電気化学的分離段からの
濃縮物のセンサ測定値に応答して、前記第１の電気化学的分離段からの濃縮物の量を調整
するように構成されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記制御システムが、前記センサに電気接続され、前記第２の電気化学的分離段からの
濃縮物のセンサ測定値に応答して、前記半塩水源からの半塩水の供給量を調整するように
構成されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記制御システムが、生産水１m
3
当たり約４kWh未満の全エネルギー消費量を維持する
ように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記制御システムが、前記第１の電気化学的分離段及び前記第２の電気化学的分離段の
、前記希釈区画と前記濃縮区画との間のドナン電位差を減少させるように構成されている
、請求項９に記載のシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願のクロスリファレンス
本願は、35U.S.C.§119(e)の下で、米国特許仮出願第６２／７４３１９４号、発明の名
称”HIGH RECOCERY ELECTRODIALYSIS METHOD”、２０１８年１０月９日出願により優先権
を主張し、この米国特許仮出願はその全文を全目的で参照することによって本明細書に含
める。
続きを表示（約 2,700 文字）【０００２】
技術分野
本明細書中に開示する態様及び実施形態は、一般に水処理システムに指向し、より具体
的には、水の高度回収、回収水の高純度、及び低い全エネルギー消費量を有する電気透析
法を利用する水処理システムに指向している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
概要
一態様によれば、半塩水を処理するシステムが提供される。このシステムは第１の電気
化学的分離段を具えることができ、第１の電気化学的分離段は、半塩水源と流体接続可能
な希釈区画の入口、濃縮区画、希釈物出口、及び濃縮物出口を有する。このシステムは、
第１の電気化学的分離段の下流に配置された第２の電気化学的分離段をさらに具えること
ができ、第２の電気化学的分離段は、第１の電気化学的分離段の希釈物出口に流体接続可
能な希釈区画の入口、濃縮区画、生産水出口、及び濃縮物出口を有し、第２の電気化学的
分離段の濃縮物出口は第１の電気化学的分離段の濃縮区画に流体接続可能である。このシ
ステムは制御システムを追加的に具えることができ、この制御システムは、第１及び第２
の電気化学的分離段の濃縮区画へ指向される供給量を調整し、約５００ppm未満の溶解（
溶存）塩の濃度を有する生産水の約９０％以上の回収率を維持するように構成されている
。
【０００４】
一部の好適例では、上記半塩水源がさらに第２の電気化学的分離段の濃縮区画に流体接
続可能である。一部の好適例では、第１の電気化学的分離段の希釈物出口がさらに第２の
電気化学的分離段の濃縮区画に流体接続可能である。
【０００５】
追加的な好適例では、上記システムが貯留タンクを含み、この貯留タンクは、第１の電
気化学的分離段の濃縮区画と第２の電気化学的分離段の濃縮区画との間に流体接続可能で
ある。追加的な好適例では、上記システムがセンサを含み、このセンサは、第１及び第２
の電気化学的分離段の濃縮物出口に流体接続可能であり、全溶解塩（ＴＤＳ：total diss
olved salt）濃度及び流量の少なくとも一方を測定するように構成されている。
【０００６】
一部の好適例では、上記制御システムが、上記センサに電気接続され、第１の電気化学
的分離段からの濃縮物のセンサ測定値に応答して第２の電気化学的分離段からの濃縮物の
量を調整するように構成されている。一部の好適例では、上記制御システムが、上記セン
サに電気接続され、第２の電気化学的分離段からの濃縮物のセンサ測定値に応答して、第
１の電気化学的分離段からの希釈物の量を調整するように構成されている。一部の好適例
では、上記制御システムが、上記センサに電気接続され、第２の電気化学的分離段からの
濃縮物のセンサ測定値に応答して、上記半塩水源からの半塩水供給の量を調整するように
構成されている。
【０００７】
一部の好適例では、上記制御システムが、生産水１m
3
当たり約４kWh未満の全エネルギ
ー消費量を維持するように構成されている。一部の好適例では、上記制御システムが、第
１及び第２の電気化学的分離段の希釈区画と濃縮区画との間のドナン（Donnan）電位差を
減少させるように構成されている。一部の好適例では、上記制御システムが、第１及び第
２の電気化学的分離段の希釈区画と濃縮区画との間のオスミウム水損失を減少させるよう
に構成されている。
【０００８】
他の好適例によれば、半塩水を処理して飲用水を生産する方法が提供される。一部の好
適例では、この方法が、半塩水源からの半塩水を第１の電気化学的分離段の希釈区画へ導
入するステップを含む。この方法は、半塩水を第１の電気化学的分離段内で処理して希釈
物を生成するステップを含むことができる。この方法は、第２の電気化学的分離段の希釈
区画の入口へ指向させる希釈物の量を決定するステップをさらに含むことができる。この
方法は、第１の電気化学的分離段の希釈物を第２の電気化学的分離段内で処理して、約５
００ppm未満の溶解塩の濃度を有する飲用水を生成するステップをさらに含むことができ
る。この方法は、第１及び第２の電気化学的分離段の濃縮区画へ指向される補給水の供給
源及び流量を制御して、生産水全体で約９０％以上の回収率を維持するステップをさらに
含むことができる。
【０００９】
一部の好適例では、上記方法が、第２の電気化学的分離段の濃縮区画からの濃縮物のう
ちの一定量を第１の電気化学的分離段の濃縮区画へ指向させるステップをさらに含むこと
ができる。一部の好適例では、上記方法が、半塩水源からの半塩水のうちの一定量を第２
の電気化学的分離段の濃縮区画へ指向させるステップをさらに含むことができる。一部の
好適例では、上記方法が、第１の電気化学的分離段からの希釈物のうちの一定量を第２の
電気化学的分離段の濃縮区画へ指向させるステップをさらに含むことができる。
【００１０】
一部の好適例では、上記方法が、第１及び第２の電気化学的分離段の濃縮区画へ指向さ
れる補給水の供給源及び流量を制御して、生産水１m
3
当たり約４kWh未満の全エネルギー
消費量を維持するステップをさらに含むことができる。一部の好適例では、上記方法が、
第１及び第２の電気化学的分離段の濃縮区画へ指向される補給水の供給源及び流量を制御
して、第１及び第２の電気化学的分離段の希釈区画と濃縮区画との間のドナン電位差を減
少させるステップをさらに含むことができる。一部の好適例では、上記方法が、第１及び
第２の電気化学的分離段の濃縮区画へ指向される補給水の供給源及び流量を制御して、第
１及び第２の電気化学的分離段の希釈区画と濃縮区画との間のオスミウム水損失を減少さ
せるステップをさらに含むことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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