(57)【要約】  本発明は、処理すべき液体を分離部材（３）の二室（Ａ，Ｂ）へ同時に供給する少なくとも一つの液体供給源（１）を含み、前記二室が半透過性膜により分離される逆浸透浄化システムに関し、前記二室の一方へ運ばれる液体は前記二室の他方への液体よりも高い圧力で運ばれ、前記分離部材（３）は濃縮液（５）及び希釈液（６）を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理すべき液体を分離要素（３）の二室（Ａ，Ｂ）へ同時に供給する少なくとも一つの液体供給源（１）を含み、前記二室が半透過性膜により分離され、前記二室の一方への液体は前記二室の他方への液体よりも高い圧力で運ばれ、前記分離要素（３）は濃縮液（５）及び希釈液（６）を出力として提供する、逆浸透浄化システム。
【請求項２】
前記液体供給源は、二つの枝（２，２’）に分かれた供給源を含み、少なくとも一方の枝は加圧手段（４）により圧力下に設置され、かつ他方の枝は前記加圧手段のバイパス（２’）を含み、各枝は前記分離要素（２）の一室（Ａ，Ｂ）に供給されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記液体供給源は二つの独立の枝（２，２’）に分かれた供給源を含み、前記枝の少なくとも一方は加圧手段（４）により圧力下に設置され、各枝は前記分離要素（２）の一室（Ａ，Ｂ）に供給され、かつ各枝は各容器（１，１’）に連結されている、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記液体供給源は、第一室（Ａ）へ供給するために加圧手段（４）により圧力下に設置された第一枝（２）、及び前記加圧手段（４）の下流に第一枝から離れた第二枝（２’）を含み、第二枝は、第一室の圧力に対して低い圧力で第二室に供給するための減圧弁（７）を含む、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項５】
第一予備希釈段階として請求項１から４のいずれか一に記載のシステムを含み、かつ一側で浄化液（６’）そして他側で濃縮液（５’）に分離するために、半透過性膜を使用しかつ希釈液（６）を搬入する少なくとも一つの第二分離段階（３’）を更に含む、システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一に記載の幾つかのシステムを含む水等の液体を処理する装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一に記載の少なくとも一つのシステムまたは請求項６に記載の装置を使用する処理方法。
【請求項８】
溶解化合物を含有する液体を処理するために、
−処理すべき液体を分離要素の二室へ搬入し、かつ
−濃縮液と希釈液を前記分離要素からの出力として収集する、各工程を含み
前記二室が半透過性膜により分離していて、前記液体は逆浸透効果を奏するように前記二室の一方に圧力下で収容される、液体処理方法。
【請求項９】
幾つかの連続的逆浸透工程を実行する、請求項８に記載の液体処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜を通過させることにより液体を浄化する分野に関する。
【０００２】
特に、本発明は、顕著には例えば海水等の、水の脱塩分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
数々の水浄化システムが当分野で既知である。
【０００４】
逆浸透は特に海水の淡水化に使用される方法の一つである。この方法は利用可能文献に豊富に記載されている（例えば、Degremontの"Memento...de l'eau")。
【０００５】
逆浸透は、好適には溶解化合物を食い止めるが加圧作用下で水の通過を可能にする半透過性膜へ水を圧力下で通過させることにより水を浄化するシステムである。
【０００６】
水含有溶質、特に塩含有の場合を検討する。濃度の異なる二つの溶液を濾膜の各側上に載置すると、水は膜を横断し、その濃度が平衡になる。これが浸透現象である。反対方向に静水圧を加えることにより浸透圧は逆向きになり、かつ水は付勢されて反対方向において膜を横断し、一側で溶液が更に一層希釈された浸透水として知られる水（従って、より一層純粋な水）、かつ他側で濃縮水として知られる一層濃縮された水の形成が可能である。
【０００７】
逆浸透の欠点は次の通りである。
膜の寿命（通常は約３から５年）。水の損失。一つまたは複数の膜を通過しない塩を全て含有する濃縮水があまりにも多くの塩を含有し損失となる。
【０００８】
加圧ポンプにより消費されるエネルギ。加えられる圧力は浸透圧よりも高くしなければならない。例えば、略３６ｇ／ｌの塩を含有する海水の場合に、浸透圧は約２９バールそして逆浸透流を発生させるために通常加えられる圧力は習慣的に５０から６０バールのオーダーである。
【０００９】
エネルギ消費を最適にする技術的装置が存在する。特に、例えば、Peltonタービン等の機械的エネルギ回復システムを使用可能であり、このタービンは濃縮水中に含有されたエネルギを回復可能であり、かつそれを使用して生水を加圧可能である。このようなシステムは工業的規模のプラントで普通に使用されているが小規模プラントでは使用困難である。
【００１０】
一例として、ＵＳＰ６１８７２００は、海水を淡水化するために逆浸透を使用する装置を開示する。図示装置において、淡水化のための海水は圧力下（ポンプにより）で第一段階（stage)へ射出され、そこで第一希釈流及び第一濃縮流が形成される。第一濃縮流は圧力下（ポンプにより）で第二段階へ射出され、そこで第二希釈流及び第二濃縮流が形成される。第二希釈流は第一希釈流と混合され、第二濃縮流はエネルギ回復システムで使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＵＳＰ６１８７２００
【発明の概要】
【００１２】
［一般的原理］
【００１３】
本発明の一課題は、逆浸透を使用して水または他の液体を浄化するための既知方法及び装置を改良することにある。
【００１４】
更に具体的には、本発明の課題の一つは、機械的回復装置に頼ることなくエネルギ消費を最適化する液体浄化法及びシステムを提案することにある。
【００１５】
本発明の他の課題は、実施するのに簡単かつ廉価な方法及びシステムを提供することにある。
【００１６】
本発明によるシステムは、従来使用されている圧力よりも低い圧力で水を浄化するために逆浸透及び特別の流体分配を使用する。このことはエネルギ消費を減少する効果を齎し、かつシステム構築費用を最適化する初歩設計を可能にする。本発明によるシステムの使用は、特に海水淡水化に理想的である。
【００１７】
［詳細な説明］
【００１８】
本発明の原理の一つは、数段階で浄化を達成し、第一段階では生水の流れを予備希釈する。
【００１９】
第一段階において予備希釈は、分離される化合物の濃度が同一または類似の液体を、半透過性膜の濃縮側（サイドＡ）のみならず浸透側（サイドＢ）に供給することにより行われる。分離されるべき化合物の濃度は、従って、膜の各側で同様である。
【００２０】
浸透側に供給しない従来システムと比較して、浸透圧はそのようにして大幅には減少しかつ膜へ水を流通させるために加えられるべき圧力は大幅に減少する。
【００２１】
そのようにして浸透側（サイドＢ）で得られる液体は、供給源から供給される溶質を高い比率で含有する液体と膜を通過した溶質を殆ど含有しない液体との混合物である。結果として平均的濃度は、生水供給と比較して非常に希釈され、かつ従来逆浸透システムにおける中圧で容易に処理され得る。
【００２２】
本発明によるシステムは異なる濃度を有する液体と共働する。
【００２３】
本発明によるシステムは、同一段階かつ／または他の従来逆浸透段階と組み合わせて（連続的かつ／または並列）取り付けられる。
【００２４】
本発明の原理を採用する予備希釈段階を含むシステムの全体的エネルギ消費は、大きく減少する。
【００２５】
機械的エネルギ回復システムは、エネルギ消費を最適化するための付加的選択である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一実施形態を示す。
【図２】本発明の第二実施形態を示す。
【図３】本発明の第三実施形態を示す。
【図４】本発明の第四実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
添付図面は非制限例として本発明のシステムの可能形態を示す。
【００２８】
第一実施形態において（図１）、液体、例えば３６ｇ／ｌの塩濃度を有する塩水が容器１内に収容される。液体はこの容器から供給ライン２，２’により逆浸透の原理を使用する分離要素３へ運ばれる。分離要素３に到達する前に、液体は二つの流れに分割され、流れの一つは分離要素に直接到達し（サイドＢ）、かつ他方の流れはポンプ４または他の同等手段により加圧され、その後に膜の他側（サイドＡ）で分離要素へ侵入する。このようにして、分離要素において、液体は逆浸透フィルタの両側に知見されるが、一側（サイドＡ）で液体は他側（サイドＢ）におけるよりも高圧である。逆浸透の原理により、一方で濃縮液５、そして他方で希釈液６が、分離容器の出口側で得られる。
【００２９】
第二実施形態において（図２）、二つの容器１及び１’における二つの液体源が使用される。これは、特に、異なる濃度の液体の使用を可能にする。上述のように、液体の一方は他方に対して、例えばポンプ４を使用して加圧される。図１を参照して説明したものと同様の他方の要素は同一参照番号により示され、同様の説明が適用される。当然ながら、他方の同様手段は、この加圧を行うために使用できる。更に、二つのポンプ（各液体用に一つ）の使用が可能であり、本発明の原理に従って、分離要素３に異なる圧力で液体を供給する。
【００３０】
本発明の第三実施形態において、ポンプ４は流体流の分離の上流に位置決めされ、かつ減圧弁７は、従って、逆浸透原理に従って、分離要素３を横切る圧力差を得るためにサイドＢの供給ラインに付設される。図１及び２の実施形態と同様の他の要素は同一参照番号により示されている。
【００３１】
本発明の第四実施形態（図４）は本発明による装置の二段階実施形態を示す。この実施形態において、第一段階（図４の左）には、図１に対応する処理装置が同一参照番号で示されていて、上述の説明が適用される。第一段階は、予備希釈段階として使用され、下流で希釈液を処理するための第二段階に続き、加圧手段４’（例えば、ポンプ）、分離要素３’（室Ａ’及びＢ’を有する）を含み、一方で出力として濃縮液５’を提供し、かつ他方で希釈液６’を提供する。
【００３２】
理解されるように、図４の実施形態に使用される第一段階は、図１または２または３の段階と同一であってよく、図４は単に可能実施形態を示すのみである。他の選択が幾つかの連続的要素のカスケードを含んでよい。
【００３３】
当然ながら、図示形態は、非制限例として提示され、予備希釈段階の実施にあたって種々の変更が可能である。同様に、本発明によるシステムを連続的かつ／または並列に幾つかの段階に使用することが可能である。
【００３４】
同様に、本発明は、水の脱塩以外の用途、及び水以外の液体に使用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１    容器（または液体供給源）
３    分離要素
４    ポンプ
５    濃縮液
６    希釈液
７    減圧弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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