(57)【要約】【課題】水回収用の流れの新規の改善された脱塩システム及び脱塩方法を提供すること。【解決手段】脱塩システムは、脱塩のための第１の流れと、第１の流れから除去されたイオンを運び出すための第２の流れとを受けるように構成された極性転換式電気透析装置と、極性転換式電気透析装置と流体連通した析出ユニットであって、極性転換式電気透析装置との間で第２の流れを循環させるように構成された析出ユニットとを備える。１以上の逆洗フィルターが、極性転換式電気透析装置と析出ユニットとの間に流体連通して配置され、通常作動モードで第２の流れを濾過するように構成される。脱塩方法もまた提供される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱塩システムであって、
脱塩のための第１の流れと、第１の流れから除去されたイオンを運び出すための第２の流れとを受けるように構成された極性転換式電気透析装置と、
極性転換式電気透析装置と流体連通した析出ユニットであって、極性転換式電気透析装置との間で第２の流れを循環させるように構成された析出ユニットと、
極性転換式電気透析装置と析出ユニットとの間に流体連通して配置され、通常作動モードで第２の流れを濾過するように構成された１以上の逆洗フィルターと
を備える、脱塩システム。
【請求項２】
１以上の逆洗フィルターが、濾過エレメントを含み、濾過エレメントがポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項１記載の脱塩システム。
【請求項３】
１以上の逆洗フィルターが、逆洗モードで、逆洗用の洗浄流体を受けて、排出液体を生成するよう更に構成される、請求項１記載の脱塩システム。
【請求項４】
第１の流れ及び洗浄流体が単一の水供給源により提供される、請求項３記載の脱塩システム。
【請求項５】
１以上の逆洗フィルターからの排出流れが、析出ユニットに導入されるように構成される、請求項３記載の脱塩システム。
【請求項６】
１以上の逆洗フィルターと極性転換式電気透析装置との間に流体連通して配置され、１以上の逆洗フィルターからの第２の流れを濾過するように構成されたフィルターを更に備える、請求項１記載の脱塩システム。
【請求項７】
フィルターが、カートリッジフィルターを含む、請求項６記載の脱塩システム。
【請求項８】
脱塩システムが、析出ユニットからの第２の流れを濾過するために互いに並列に配置された複数の逆洗フィルターを備える、請求項１記載の脱塩システム。
【請求項９】
析出ユニットが固液分離スペースを含み、固液分離スペースの上側部分が、極性転換式電気透析装置に導入するための第２の流れを提供するように構成されている、請求項１記載の脱塩システム。
【請求項１０】
析出ユニットの固液分離スペースにおける上昇速度が、約０．５０ガロン／分／平方フィートよりも大きい、請求項９記載の脱塩システム。
【請求項１１】
析出ユニットの固液分離スペースにおける上昇速度が、約１．０ガロン／分／平方フィートよりも大きい、請求項９記載の脱塩方法。
【請求項１２】
脱塩方法であって、
脱塩のため第１の流れを極性転換式電気透析装置に通過させるステップと、
析出ユニットを介して第２の流れを極性転換式電気透析装置に通過させ、第１の流れから除去されたイオンを運び出すステップと、
析出ユニットからの第２の流れを極性転換式電気透析装置に導入する前に、通常動作モードで１以上の逆洗フィルターによって第２の流れを濾過するステップと
を含む、方法。
【請求項１３】
析出ユニットが固液分離スペースを含み、第２の流れが、１以上の逆洗フィルターの通常動作モードで極性転換式電気透析装置に導入するために、固液分離スペースの上側部分から抽出される、請求項１２記載の脱塩方法。
【請求項１４】
第２の流れが極性転換式電気透析装置に導入するために固液分離スペースの上側部分から抽出されるときに、析出ユニットの固液分離スペースにおける上昇速度が、約０．５０ガロン／分／平方フィートよりも大きい、請求項１３記載の脱塩方法。
【請求項１５】
第２の流れが極性転換式電気透析装置に導入するために固液分離スペースの上側部分から抽出されるときに、析出ユニットの固液分離スペースにおける上昇速度が、約１．０ガロン／分／平方フィートよりも大きい、請求項１３記載の脱塩方法。
【請求項１６】
逆洗モードで、洗浄流体を１以上の逆洗フィルターに通して、排出流体を生成するステップを更に含む、請求項１２記載の脱塩方法。
【請求項１７】
排出流体を析出ユニットに導入するステップを更に含み、洗浄流体及び第１の流れが、同じ液体源によって提供される、請求項１６記載の脱塩方法。
【請求項１８】
１以上の逆洗フィルターと極性転換式電気透析装置との間に流体連通して配置されたフィルターを介して１以上の逆洗フィルターからの第２の流れを濾過するステップを更に含む、請求項１２記載の脱塩方法。
【請求項１９】
フィルターがカートリッジフィルターを含む、請求項１８記載の脱塩方法。
【請求項２０】
第２の流れを濾過するために、複数の逆洗フィルターが互いに並列に配置される、請求項１２記載の脱塩方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的に水回収用の脱塩システム及びその方法に関する。より詳細には、本発明は、生産水回収のため極性転換式電気透析（ＥＤＲ）装置を用いる脱塩システム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用プロセスにおいては、塩類水溶液のような大量の廃水が生成される。一般に、このような塩類溶液は、家庭用途又は産業用途において直接的に消費するのには好適ではない。適格な水源が限定されることを鑑みて、これらの用途に適格な水を生成するための選択肢となるのは、一般に脱塩として知られる、廃水、海水、又は淡海水のような流れの脱イオン化である。
【０００３】
このような流れの脱塩には、比較的高効率且つ高品質の生産水であるという理由から、極性転換式電気透析装置が利用されてきた。作動中、このような流れは、生産水回収用の脱塩のためにＥＤＲ装置に導入される。通常は、析出ユニットも利用して、流れの脱塩中にそれぞれのＥＤＲ装置に液体を循環させ、流れから除去される荷電種を運び出すようにする。
【０００４】
しかしながら、ＥＤＲ装置とそれぞれの析出ユニットとの間の液体の循環に伴って、液中の塩又は他の不純物の濃度が増大する。このことは、析出ユニットにおいて粒子析出物が生じる結果となり、粒子析出物は、液体によってＥＤＲ装置に取り込まれ、スケーリング又は汚損の性質がＥＤＲ装置に損傷を与えるおそれがある。
【０００５】
ＥＤＲ装置への粒子析出物の導入を排除する試みが行われてきた。例えば、析出ユニットとそれぞれのＥＤＲ装置との間にカートリッジフィルターを配置し、液体がＥＤＲ装置に導入される前に粒子析出物を濾過することができる。しかしながら、カートリッジフィルターは効率が低く、交換頻度が高いという欠点があり、運用コストの増大を招く可能性がある。
【０００６】
別の実施例では、固液分離用の沈降領域を追加して、液体の循環中にＥＤＲ装置への粒子析出物の導入の可能性を低減するようにするために、必要な析出ユニットのサイズが大きくなる可能性がある。しかしながら、大きなサイズの析出ユニットは、必要な設置スペース及び資本コストが増大し、並びにますます組み付け難くくなり、析出ユニットを広範囲に実装できなくなる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／２１００６９号明細書
【発明の概要】
【０００８】
従って、水回収用の流れの新規の改善された脱塩システム及び脱塩方法に対する必要性がある。
【０００９】
本発明の一実施形態では、脱塩システムが提供される。脱塩システムは、脱塩のための第１の流れと、第１の流れから除去されたイオンを運び出すための第２の流れとを受けるように構成された極性転換式電気透析装置と、極性転換式電気透析装置と流体連通した析出ユニットであって極性転換式電気透析装置との間で第２の流れを循環させるように構成された析出ユニットとを備える。極性転換式電気透析装置と析出ユニットとの間に１以上の逆洗フィルターが流体連通して配置され、通常作動モードで第２の流れを濾過するように構成される。
【００１０】
本発明の一実施形態では、脱塩方法が提供される。脱塩方法は、脱塩のため第１の流れを極性転換式電気透析装置に通過させるステップと、析出ユニットを介して第２の流れを極性転換式電気透析装置に通過させ、第１の流れから除去されたイオンを運び出すステップと、析出ユニットからの第２の流れを極性転換式電気透析装置に導入する前に、通常動作モードで１以上の逆洗フィルターによって第２の流れを濾過するステップとを含む。
【００１１】
これら及び他の利点並びに特徴は、添付図面に関連して提供された本発明の好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明からより理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る脱塩システムの概略図。
【図２】本発明の一実施形態に係る複数の逆洗フィルターの組立体の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、添付図面を参照しながら、本開示の好ましい実施形態を説明する。以下の説明において、本開示を不必要に詳細にすることで曖昧になるのを避けるために、よく知られた機能又は構造は詳細には説明していない。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る脱塩システム１０の概略図である。例示の実施例では、脱塩システム１０は、極性転換式電気透析（ＥＤＲ）装置１１と、ＥＤＲ装置１１と流体連通した析出ユニット１２と、ＥＤＲ装置１１及び析出ユニット１２間に配置され且つこれらと流体連通した（第１の）逆洗フィルター１３とを備える。
【００１５】
本発明の実施形態では、ＥＤＲ装置１１は、液体源（図示せず）から塩又は他の不純物を有する第１の流れ１４を受け取って脱塩し、第１の流れ１４の脱塩中に析出ユニット１２から第２の流れ１５を受け取って、第１の流れ１４から除去された荷電種（アニオン及びカチオン）をＥＤＲ装置１１の外に運び出すように構成される。非限定的な実施例では、塩は、マグネシウム（Ｍｇ2+）、カルシウム（Ｃａ2+）、ナトリウム（Ｎａ+）、塩素（Ｃｌ-）、及び／又は他のイオンのような荷電イオンを含むことができる。
【００１６】
従って、ＥＤＲ装置１１の外から現れる希釈液とすることができる第１の出力流れ（生産流）１６は、第１の流れ１４と比べて低い荷電種濃度を有することができる。第２の流出流れ（濃縮流）１７は、析出ユニット１２からＥＤＲ装置１１に入力する第２の流れ１５よりも高い荷電種濃度を有する。ある例では、第１の出力流れ１６は、ＥＤＲ装置１１に戻され、又は更に脱塩するために電気又は電気化学分離装置に送ることができる。
【００１７】
用途によっては、第１の流れ１４及び第２の流れ１５は、同一の塩又は不純物を含んでいてもいなくてもよく、同じ濃度の塩又は不純物を含んでいてもいなくてもよい。他の実施例では、第２の流れ１５における塩又は不純物の濃度は、飽和又は過飽和であってもよいし、なくてもよい。
【００１８】
周知のように、「ＥＤＲ」は、アニオン交換膜及びカチオン交換膜を用いて、周期的に極性を反転させながらＤＣ電流下で水又は他の流体からイオン又は荷電種を除去する電気化学分離装置である。非限定的な実施例では、スーパキャパシタ脱塩（ＳＣＤ）装置又は電気透析（ＥＤ）装置などの他の電気化学分離装置を用いることもできる。
【００１９】
ある非限定的な実施例では、ＥＤＲ装置１１は、アノード及びカソードとしてそれぞれ機能するように構成された電極対を含む。アノードとカソードの間に複数のアニオン及びカチオン交換膜が交互に配置され、それらの間に複数の希釈及び濃縮チャネルを交互に形成する。アニオン交換膜は、アニオンが通過できるように構成される。カチオン交換膜は、カチオンが通過できるように構成される。加えて、ＥＤＲ装置１１は、膜の各対の間及び電極と隣接する膜との間に配置された複数のスペーサを含む。
【００２０】
用途によっては、電極は導電性材料を含むことができ、熱伝導性であってもなくてもよく、粒径が小さく表面積の大きい粒子を有していてもよい。ある例では、電極は、チタンプレート又は白金でコートしたチタンプレートとすることができる。他の実施例では、導電性材料は、１種以上の炭素材料を含むことができる。炭素材料の非限定的な実施例は、活性炭素粒子、多孔質炭素粒子、炭素繊維、カーボンエアロゲル、多孔質メソカーボンマイクロビーズ、又はこれらの組合せを含む。他の実施例では、導電性材料は、マンガン又は鉄もしくは両方の酸化物、或いは、チタン、ジルコニウム、バナジウム、タングステン、又はこれらの組合せの炭化物などの導電性複合材料を含むことができる。
【００２１】
スペーサは、膜並びに多孔質及び非多孔質材料を含む、何らかのイオン透過可能な非導電性材料を含むことができる。非限定的な実施例では、アニオン交換膜は、第４級アミン基を含むポリマー材料を含むことができる。カチオン交換膜は、スルホン酸基及び／又はカルボン酸基を含むポリマー材料を含むことができる。
【００２２】
作動中、ＥＤＲ装置１１が正極性状態にあるときには、電流がＥＤＲ装置１１に印加される間、第１及び第２の流れ１４、１５のような液体は、実線２０、２１で示されるように、第１の入力管に沿って第１のバルブ１８、１９を通過し、それぞれの交互する希釈及び濃縮チャネルにそれぞれ流入する。
【００２３】
希釈チャネルでは、第１の流れ１４のカチオンは、カチオン交換膜を通ってカソードに向かって移動し、隣接するチャネルに流入する。アニオンは、アニオン交換膜を通ってアノードに移動し、他の隣接するチャネルに流入する。希釈チャネルの各側部上に位置する隣接チャネル（濃縮チャネル）において、電界がそれぞれの電極に向けてイオンに力を及ぼす（例えば、アニオンは、正に帯電したアノードに引き付けられる）が、カチオンはアニオン交換膜を移動することができず、アニオンは、カチオン交換膜を移動することができない。従って、アニオン及びカチオンは、それぞれの濃縮チャネルに留まって濃縮される。
【００２４】
結果として、第２の流れ１５は、濃縮チャネルを通過して、希釈チャネルから移動している濃縮アニオン及びカチオンをＥＤＲ装置１１の外に運び出し、その結果、第１の出力流れ（生産流れ）１６及び第２の出力流れ１７が第２のバルブ２２、２３を通過し、実線２４、２５で示すように、それぞれの第１の出力管に流入する。一部の構成において、第１の出力流れ（生産流れ）１６及び第２の出力流れ１７は、第１及び第２の流れ１４、１５と比べて、荷電種のそれぞれ低い濃度及び高い濃度を有することができる。
【００２５】
ＥＤＲ装置１１の電極の極性を反転させて、ＥＤＲ装置におけるスケーリング及び汚損傾向を低減させるようにすることができる。逆極性状態では、正極性状態での希釈チャネルは、濃縮チャネルとして機能して第２の流れ１５を受け取ることができ、正極性状態での濃縮チャネルは、希釈チャネルとして機能して第１の流れ１４を受け取ることができる。
【００２６】
従って、作動中、第１及び第２の流れ１４、１５は、破線２５、２７で示すように、それぞれ第２の入力管に沿ってＥＤＲ装置１１に流入することができる。第１の出力流れ１６及び第２の出力流れ１７は、破線２８、２９で示すように、それぞれの第２の出力管に沿って流れることができる。本発明の構成において、ＥＤＲ装置１１は、液体を処理するための何らかの特定の極性転換式電気透析（ＥＤＲ）装置に限定されない点に留意されたい。
【００２７】
図１に示すように、析出ユニット１２は、ベッセルを備え、第２の流れ１５を受け入れてＥＤＲ装置１１に導入し、第１の流れ１４から除去した荷電種を運び出し、第２の出力流れ１７を生成するようにする。図示の実施形態では、析出ユニット１２の上側部分（番号表記なし）は、中空円筒形状を有し、析出ユニット１２の下側部分（番号表記なし）は円錐形状である。或いは、析出ユニット１２は、円筒形状又は矩形形状などの他の形状を有することができる。
【００２８】
第２の出力流れ１７は、その上側端部（番号表記なし）から析出ユニット１２に再配向される。従って、第２の出力流れ１５は、第１の出力流れの脱塩のためにＥＤＲ装置１１と析出ユニット１２との間を循環される。用途によっては、第２の出力流れ１７は、析出ユニット１２に再配向されなくてもよく、液体源（図示せず）を設けて、液体１５を析出ユニット１２に導入することができる。
【００２９】
液体１５の循環が継続すると、液体１５が飽和又は過飽和するまで、塩又は他の不純物の濃度が連続的に増大する。結果として、飽和又は過飽和の度合いは、時間の経過に伴って液体１５中に粒子析出物が生じる点に達することができる。非限定的な実施例では、析出ユニット１２の上側部分の一部は、第２の流れ（液体）１５からの粒子析出物の分離を可能にするための固液分離スペースとして機能することができる。作動中、第２の流れ１５は、析出ユニット１２の固液分離スペースの上側部分から提供又は抽出することができる。他の実施例では、固液分離スペースは、定められる場合があり、又は定められない場合もある。
【００３０】
従って、析出ユニット１２にその上側端部から第２の出力流れ１７を導入している間、粒子析出物の少なくとも一部は、析出ユニット１２において液体１５から（又は第２の出力流れ１７から）分離することができる。ある例では、指定直径よりも大きな直径を有する粒子析出物は、析出ユニット１２の規定領域内に維持され、或いは、析出ユニット１２の下側部分に沈降させることができる。指定直径よりも小さな直径を有する他の粒子析出物は、液体１５中に分散させることができる。
【００３１】
用途によっては、分散された粒子析出物を濾過することなく液体１５が析出ユニット１２からＥＤＲ装置１１内に導入された場合、分散された粒子析出物がＥＤＲ装置１１に流入し、汚損又はスケーリング問題を引き起こす可能性がある。脱塩中のＥＤＲ装置１１への損傷を回避するために、例示の構成において、ＥＤＲ装置１１と析出ユニット１２との間に逆洗フィルター１３が配置され、液体１５が析出ユニット１２からＥＤＲ装置１１に導入される前に、液体１５を濾過して、液体１５から粒子析出物の少なくとも一部を除去するようにする。
【００３２】
本明細書で使用される用語「逆洗フィルター」は、洗浄流体により洗い流した後、例えば、濾過すべき液体の濾過の通常の流れ方向とは反対方向にフィルターを洗い流した後に、再利用することができる再生可能フィルターを意味する。
【００３３】
非限定的な実施例では、逆洗フィルターは、通常作動モードで濾過すべき液体の収容及び濾過のための濾過エレメント（図示せず）と、逆洗モードで、逆洗流体を供給して、再生のため流体濾過エレメント内の濾過した材料（蓄積した濾過ケーキとも呼ばれる）を逆洗フィルターから外に除去するために流体濾過エレメントと流体連通した逆洗管（図示せず）とを備えることができる。本明細書で使用される用語「通常作動モード」とは、逆洗フィルターが液体を濾過しているモードを意味する。用語「逆洗モード」とは、蓄積した濾過ケーキが逆洗フィルターの外に洗い流されるモードを意味する。非限定的な実施例では、濾過エレメントで使用される好適な材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含み、これは、ＰＴＦＥ濾過エレメントは、蓄積した濾過ケーキとＰＴＦＥ濾過エレメントとの間の接着力が小さいことに起因して逆洗が容易であるためである。
【００３４】
本発明の構成において、逆洗フィルター１３は、液体１５を濾過するための特定の逆洗フィルターに限定されない点に留意されたい。１つの実施例では、逆洗フィルター１３は、米国ニューヨーク州ポートワシントン市所在のＰａｌｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって販売されている。
【００３５】
従って、析出ユニット１２からの液体１５が通過して濾過され、ＥＤＲ装置１１に導入されるときには、液体１５中に分散した粒子析出物の少なくとも一部が濾過される。時間の経過と共に逆洗フィルター１３により濾過されると、濾過された粒子析出物がフィルターに蓄積することができる。用途によっては、濾過された粒子析出物が一定レベルまで蓄積すると、逆洗フィルター１３を通常作動モードから逆洗モードに切り換えることができ、洗浄流体３０を逆洗フィルター１３に導入し、蓄積した濾過粒子析出物を除去して逆洗フィルター１３を再生し、排出流体３１を生成することができる。非限定的な実施例では、洗浄流体３０は、逆洗フィルター１３に導入するための液体１５の流れ方向とは反対の方向に沿って導入することができる。
【００３６】
例示の実施例では、洗浄流体３０及び第１の流れ１４は、同じ（単一の）水供給源により提供され、そのため、第１の流れ１４の一部が洗浄流体３０として機能することができる。或いは、洗浄流体３０は、析出ユニット１２又は他の水供給源により提供してもよい。排出流体３１は、析出ユニット１２に導入してもよく、又は導入しなくてもよい。
【００３７】
逆洗フィルター１３を用いた濾過の後、液体１５中の粒子析出物の濃度を低下させることができる。図１に示すように、フィルター３２はまた、逆洗フィルター１３とＥＤＲ装置１１との間に配置されてこれらと流体連通し、逆洗フィルター１３による液体１５の更なる濾過のためのバックアップフィルターとして機能することができる。非限定的な実施例では、フィルター３２は、逆洗フィルター又は貫流フィルター（例えば、カートリッジフィルター）を含むことができる。１つの実施例では、フィルター３２は、カートリッジフィルターを含むことができる。
【００３８】
用途によっては、脱塩システム１０の連続作動を可能にするために、図２に示すように、第２の逆洗フィルター３６を第１の逆洗フィルター１３に並列に配置し、析出ユニット１２からの液体１５の濾過を行う。従って、第１の逆洗フィルター１３が逆洗モードにあるときには、第２の逆洗フィルター３６が濾過の通常作動モードにあり、脱塩システム１０の連続的な安定した作動を可能にすることができる。用途によっては、２つよりも多い逆洗フィルターを並列に配置して協働させ、脱塩の連続的な安定した作動を可能にすることができる。
【００３９】
幾つかの実施例では、析出ユニット１２の上側部分によりある量の流れ３３を析出ユニット１２の液体１５から取り出して、一定容積を維持し、及び／又は析出ユニット１２における一部の化学種の飽和度又は過飽和度を低減することができる。流れ３３は、析出ユニット１２の下側部分から取り出された流れ３４と混合され、排出流れ３５を形成することができる。
【００４０】
一部の実施形態では、塩又は他の不純物の析出は、その飽和度又は過飽和度が比較的極めて高くなるまでは生じない場合がある。従って、幾つかの実施例では、種粒子（図示せず）が析出ユニット１２に添加され、低い飽和度又は過飽和度で表面上に析出を誘起することができる。用途によっては、種粒子は、限定ではないが、析出誘起のためにＣａＳＯ4粒子及びその水和物を含む固体粒子を含むことができる。
【００４１】
本発明の実施形態では、脱塩システム１０は、１又は複数の逆洗フィルターを利用して、析出ユニット１２からの液体１５がＥＤＲ装置１１に導入される前に液体１５を濾過し、スケーリング又は汚損傾向を回避して、安定した作動を可能にする。カートリッジフィルターなどの貫流フィルターを利用する従来の脱塩システムと比べて、逆洗フィルターは、粒子析出物の取り込みに関してより高い耐性を有する。従来の脱塩システムにおけるカートリッジフィルターの交換頻度が比較的高いので、逆洗フィルターを利用することによりシステム効率が向上し、コストを低減することができる。
【００４２】
加えて、逆洗フィルター無しの一部の従来の脱塩システムにおいては、粒子析出物の少なくとも一部を液体から分離して沈降させ、析出ベッセルからの液体がＥＤＲ装置に導入された後にスケーリング又は汚損傾向を回避又は軽減するような固液分離スペースを定めるために、析出ベッセルが大きなサイズを有する場合がある。一般に、「上昇速度」とも呼ばれるエンジニアリングパラメータを用いて、析出ユニットにおける固液分離スペースのサイズを決定することができる。定義上、上昇速度は、固液分離スペースの上側部分から液体を抽出するときの表面上の上向きの線形流速である。上昇速度は、固液分離スペースの断面積に対する抽出流量の比である。
【００４３】
例えば、逆洗フィルター無しの一部の従来の脱塩システムにおいて、上昇速度は通常、０．５０ガロン／分／平方フィートよりも小さく、例えば、０．２５ガロン／分／平方フィートであるように設計され、好適なレベルの固液分離性能を確保し、従来の脱塩システムにおいて利用される使い捨てのカートリッジフィルターの交換頻度を少なくするようにする。
【００４４】
本発明の実施形態では、逆洗フィルターは、粒子析出物の取り込みに関してより高い耐性を有するので、析出ユニット１２のサイズを小さくすることができる。１つの非限定的な実施例では、逆洗フィルター１３を利用すると、析出ユニット１２の上昇速度は、０．５０ガロン／分／平方フィートよりも大きく、例えば、０．７５ガロン／分／平方フィートであるように設計される。他の実施例では、析出ユニット１２の上昇速度は、１．０ガロン／分／平方フィートよりも大きく、例えば、１．５ガロン／分／平方フィートであるように設計することができる。
【００４５】
上昇速度がより大きくなると、析出ユニット１２内の固液分離スペースを小さくすることができる。例えば、析出ユニット１２の上昇速度が０．２５ガロン／分／平方フィートから１．５０ガロン／分／平方フィートに増大した場合、逆洗フィルター無しの従来の析出ユニットと比べて、析出ユニットの固液分離スペースの容積が約８３％縮小され、これは、析出ユニット１２のサイズが大幅に縮小されたことを示す。用途によっては、析出ユニット１２は、逆洗フィルター１３を利用することによって固液分離スペースを排除できる可能性もある。
【００４６】
従って、析出ユニットの固液分離スペースのサイズ縮小に起因して、析出ユニットの占有面積を低減することができる。これと同時に、析出ユニットの資本コストを節減することができ、組み付け難さを軽減することができ、また、システムの柔軟性も改善することができる。産業用途において、脱塩システムは、高効率及び高性能を有しながら、実装を容易にし、コスト効率を良くすることができる。
【００４７】
本開示事項は、典型的な実施形態では図示し説明してきたが、本開示の技術的思想から逸脱することなく、種々の修正形態及び置き換えを可能とすることができることから、図示の詳細事項に限定されることを意図するものではない。従って、本明細書で開示された開示事項の更なる修正形態及び均等物は、当業者であれば日常的な経験と同程度のものを用いて想起することができ、全てのこのような修正形態及び均等物は、添付の請求項により定められる開示事項の技術的思想及び範囲内にあるものとみなされる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  脱塩システム
１１  極性転換式電気透析（ＥＤＲ）装置
１２  析出ユニット
１３  逆洗フィルター
１４  第１の流れ
１５  第２の流れ
１６  第１の出力流れ（生産流）
１７  第２の流出流れ（濃縮流）
１８、１９  第１のバルブ
２２、２３  第２のバルブ
３２  フィルター
３６  第２の逆洗フィルター
【図１】
2014533605.tif 000003
【図２】
2014533605.tif 000004
【国際調査報告】
2014533605.tif 000005
2014533605.tif 000006
2014533605.tif 000007