JP5513264B2 - 流体処理システムによって流体流を処理する方法および流体流処理システム - Google Patents
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Description
1.溶解された物質(例えば、スケーリングを防止するためのMgおよびCa(マグネシウムおよびカルシウム)のような二価金属)から沈殿または懸濁を誘導する;
2.小さな懸濁物を大きくて強力な塊(例えば、二酸化チタン(TiO2)ナノ粒子を再生し、先進の紫外線(UV)酸化システムにおいて光触媒として再生利用するための凝集体)に凝集するのを促進する;および
3.再利用のために、液体中の汚染物質を処理するように機能化された、量が分散した(volume dispersed)担体浮遊物(例えば、有機物および炭化水素を吸収する活性炭粒子、または標的の分析物を選択的に捕集して脅威となる生物因子(agent bio)を検出するように機能化されたポリスチレンビーズ)を捕集する。
・T1:衝撃的成長−凝集が粒子濃度およびオルトキネティクス(orthokinetics)によって引き起こされて衝突事象の可能性を高めるとき(凹状式(convex driven))、狭いチャネル内で迅速に混合されるときに生じる。
・T2:凝集体サイズ限界−流体剪断がファン・デル・ワールス力を超えると制限される。
・T3:サイズ・ロールオフ−化学的消耗、緻密化(compaction)および凝集体間相互作用に起因するかもしれない二次効果による凝集体サイズのロールオフである。
・地方自治体の水処理−この用途では本発明において得られた調整に関する議論から利益が得られるであろう。
・海水および汽水(brackish)の脱塩−逆浸透(RO)のための予備処理およびスケール除去(図6、図7、図8および図9)ならびに膜蒸留(図10)
・製造水(produced water)−フラクタル水(frac water)、逆流水(flow−back water)、油/水分離(図11および図12)
・バラスト水−海水からの有機物および他の懸濁物の分離(図13および図14)
・藻類脱水−バイオ燃料製造および処理される前の(prior to polished)海水放出(図16)
・農業用水−ブドウの洗浄水、パーム油圧搾流出物(図17および図15)
・量が分散した(volume dispersed)TiO2または機能化された合成粒子(図19)の凝集および回収
・廃水処理−一次流出物をダイジェスタ(消化槽:digester)に集めて、速度を増大させメタンを発生させる(図20および図21)
・プロセス水−例えば、乳製品工場のホエー水の洗浄
・生物学的流体−製薬上の処理(例えば、赤血球から白血球を分離すること、ワクチン流体の浄化)
・生物学的検出−高スループットのスクリーニングを行い選択性および感度を増大させる
・工業用水精製−例えば、シリコンの切削屑(kerf)回収
・スケール除去−発電所の冷却、海水予備処理
・地下水の改善−二価イオンの降下
・石油精製−油/水分離
・コロイド化学−化学処理
・採鉱
・食品および飲料
1)サブミクロンの有機物/無機物粒子を凝集させて流体力学的分離を行ってRO供給水を浄化する。
2)標準的なジャーテストプロトコル(すなわち、2分間迅速に混合した後、28分間および長期間の降下)に比して、スパイラル混合器/調整器を用いると凝固剤の使用量が50%低減される。
3)形式的なフロック形成工程および降下(sedimentation)が必要ない。
4)高速プロセス−時間単位ではなく分単位。
5)流れ制御を用いた、連続した流れまたは断続的な操作。
1)電気凝固により化学物質を現場で発生させられる。
2)サブミクロンの有機物/無機物粒子を凝集させて流体力学的分離を行ってRO供給水を浄化する。
3)標準的なジャーテストプロトコル(すなわち、2分間迅速に混合した後、28分間の緩やかな混合および長期間の降下)に比して、スパイラル混合器/調整器を用いると凝固剤の使用量が50%低減される。
4)形式的なフロック形成工程および降下が必要ない。
5)高速プロセス−時間単位ではなく分単位。
6)流れ制御を用いた、連続した流れまたは断続的な操作。
1)二価/三価イオンを沈殿させて流体力学的分離を行う。
2)スパイラル混合器の使用によりCa(OH)2使用量が低減される。
3)形式的なフロック形成工程および降下が必要ない。
4)高速プロセス−時間単位ではなく分単位。
5)流れ制御を用いた、連続した流れまたは断続的な操作。
1)5μm〜10μmの範囲の沈殿物が高速で抽出される。
2)サブミクロンの有機物/無機物粒子を凝集させて流体力学的分離を行ってRO供給水を浄化する。
3)標準的なジャーテストプロトコル(すなわち、2分間迅速に混合した後、28分間の緩やかな混合および長期間の降下)に比して、スパイラル混合器/調整器を用いると凝固剤の使用量が50%低減される。
4)形式的なフロック形成工程および降下が必要ない。
5)高速プロセス−日単位ではなく分単位。
6)流れ制御を用いた、連続した流れまたは断続的な操作。
1)未処理海水中の粒子を10μmまで分離する。
2)流れ制御を用いた、連続した流れまたは断続的な操作。
1)5μm〜10μmの範囲の沈殿物が高速で抽出される。
2)サブミクロンの粘土粒子を凝集して分離する。
3)標準的なジャーテストプロトコル(すなわち、2分間迅速に混合した後、28分間の緩やかな混合および長期間の降下)に比して、スパイラル混合器/調整器を用いると凝固剤の使用量が50%低減される。
4)形式的なフロック形成工程および降下が必要ない。
5)高速プロセス−日単位ではなく分単位。
6)流れ制御を用いた、連続した流れまたは断続的な操作。
1)水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)および炭酸カルシウム(CaCO3)を沈殿させる。
2)形式的なフロック形成工程および降下が必要ない。
3)高速プロセス
4)流れ制御を用いた、連続した流れまたは断続的な操作。
1)高スループットで、連続して流れを分離できる。
2)任意のフィルタの目詰まりが低減されるので、摂取口(in−take port)で処理しなくてもバックフラッシュ−バックフラッシュの頻度を抑えることができる。
3)摂取口で処理しなくても廃棄流が直接捨てられる。
1)サブミクロンの有機/無機粒子を凝集させて分離する。
2)標準的なジャーテストプロトコル(すなわち、2分間迅速に混合した後、28分間の緩やかな混合および長期間の沈殿)に比して、スパイラル混合器/調整器を用いると凝固剤の使用量が50%低減される。
3)形式的なフロック形成工程および降下が必要ない。
1)藻類の分離
2)90:10で分割して2段階で2桁の濃度が得られる。
3)分散型の実施−1つのセットアップで4つの池を処理するので、脱水の最大化、ポンプ圧送の最小化および循環の保証が実現される。
4)高速プロセス
5)流れ制御を用いた、連続した流れまたは断続的な操作。
1)サブミクロンの有機物/無機物粒子を凝集させて分離する。
2)標準的なジャーテストプロトコル(すなわち、2分間迅速に混合した後、28分間の緩やかな混合および長期間の沈殿)に比して、スパイラル混合器/調整器を用いると凝固剤の使用量が50%低減される。
3)形式的なフロック形成工程および降下が必要ない。
4)高速プロセス−日数単位ではなく分単位。
5)流れ制御を用いた、連続した流れまたは断続的な操作。
1)未処理のPOME中の粒子を5〜10μmまで初期分離する。
2)サブミクロンの有機物/無機物粒子を凝集させて分離、浄化する。
3)標準的なジャーテストプロトコル(すなわち、2分間迅速に混合した後、28分間の緩やかな混合および長期間の沈殿)に比して、スパイラル混合器/調整器を用いると凝固剤の使用量が50%低減される。
4)形式的なフロック形成工程および降下が必要ない。
5)日数単位ではなく分単位。
6)流れ制御を用いた、連続した流れまたは断続的な操作。
1)先進の酸化技術
・TiO2の体積分散(volume dispersion)および回収。
・流れがUV反応器を通過する。
2)スパイラル装置
・スパイラル混合器/調整器が凝集物質を混合する。
・スパイラル分離器が凝集されたTiO2を回収する。
1)サブミクロンの有機物/無機物粒子を凝集させて分離する。
2)標準的なジャーテストプロトコル(すなわち、2分間迅速に混合した後、28分間の緩やかな混合および長期間の沈殿)に比して、スパイラル混合器/調整器を用いると凝固剤の使用量が50%低減される。
3)形式的なフロック形成工程および降下が必要ない。
4)高速プロセス、連続した流れ、設置面積が小さい、低電力消費、低圧である。
5)廃棄流が一次浄化装置まで再循環される。
1)サブミクロンの有機物/無機物粒子を凝集させて分離する。
2)標準的なジャーテストプロトコル(すなわち、2分間迅速に混合した後、28分間の緩やかな混合および長期間の沈殿)に比して、スパイラル混合器/調整器を用いると凝固剤の使用量が50%低減される。
3)形式的なフロック形成工程および降下が必要ない。
4)高速プロセス、連続した流れ、設置面積が小さい、低電力消費、低圧である。
5)廃棄流は凝縮された有機体および栄養物であり、嫌気性ダイジェスタに送られる。
Claims (2)
- 流体処理システムによって流体流を処理する方法であって、
流体流を流体処理システムの入力セクションに入力する工程と、
前記入力セクションと作動的に関連するように位置決めされており、入力された流体流を混合および調整するスパイラル混合器/調整器によって流体流を受け取る工程と、
混合および調整された流体流をスパイラル分離器にて受け取る工程と、
前記スパイラル分離器にて受け取られた混合および調整された流体流を少なくとも2つの流体流に分離する工程であり、第1の流体は入力された流体流中の粒子が除去されており且つ第2の流体流は入力された流体流中の粒子が凝縮されている工程と、
該2つの流体流を前記スパイラル分離器から出力する工程と、
を含み、
前記スパイラル混合器/調整器のチャネルの幅および前記スパイラル混合器/調整器への入力流の速度を用いて、前記スパイラル混合器/調整器におけるカスタマイズされた剪断速度を決定する工程を更に含み、
前記スパイラル混合器/調整器は、混合器セクションと調整器セクションとを含み、
前記混合器セクション中の入力流の流れが臨界ディーン数150以上であり、
前記調整器セクション中の入力流の流れが臨界ディーン数150未満であることを特徴とする方法。 - 流体流処理システムであって、
流体流を受け取るための入力セクションと、
前記入力セクションと作動的に関連するように位置決めされており、混合器セクションと調整器セクションとを含むスパイラル混合器/調整器と、
混合および調整された流体流を受け取るように前記スパイラル混合器/調整器と作動的に関連するように位置決めされており、分離セクションと出力セクションとを含んでおり、出力セクションは、入力された流体流から粒子が前記分離セクションによって除去された流れおよび入力された流体流から粒子が前記分離セクションによって凝縮された流れを含む少なくとも2つの流れを出力するように構成されている、スパイラル分離器と、
を備え、
前記混合器セクション中の入力流の流れが臨界ディーン数150以上であり、
前記調整器セクション中の入力流の流れが臨界ディーン数150未満であり、
前記スパイラル混合器/調整器における剪断速度が、前記スパイラル混合器/調整器のチャネルの幅および前記スパイラル混合器/調整器への入力流の速度により決定されることを特徴とする流体流処理システム。
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