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KR20040020053A - 재순환 탄젠셜 분리 시스템을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

재순환 탄젠셜 분리 시스템을 위한 장치 및 방법 Download PDF

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KR20040020053A
KR20040020053A KR10-2003-7013687A KR20037013687A KR20040020053A KR 20040020053 A KR20040020053 A KR 20040020053A KR 20037013687 A KR20037013687 A KR 20037013687A KR 20040020053 A KR20040020053 A KR 20040020053A
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KR
South Korea
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fluid
water
concentrated
permeate
reverse osmosis
Prior art date
Application number
KR10-2003-7013687A
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English (en)
Inventor
버디 돈 그레이
Original Assignee
버디 돈 그레이
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Filing date
Publication date
Application filed by 버디 돈 그레이 filed Critical 버디 돈 그레이
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Abstract

본 발명은 혼합물로부터 현저히 큰 비율의 다른 생성물을 추출하도록, 재순환 및 한 생성물의 농축을 사용하여 혼합물을 복수의 보다 농축된 생성물로 분리하는 방법 및 매우 높은 회수율, 효과적 전력 활용 및 긴 부품 수명을 달성할 수 있는, 역삼투 시스템 같은 시스템에서, 이 방법을 사용하는 장치에 관한 것이다. 역삼투 여과 시스템 같은 탄젠셜 분리 디바이스를 벗어나는 농축 생성물의 실질적인 100%가 농축물의 농도가 사전결정된 레벨에 도달할 때까지 재순환하고, 사전결정된 레벨에 도달하였을 때, 농축물이 시스템으로부터 퍼지되며, 새로운 사이클이 시작된다. 이는 RO 기반 물 정화 시스템에서, 1,000ppm의 총 용존 고형물을 가지는 급수에 대하여 약 70%로부터, 100ppm의 총 용존 고형물을 가지는 급수에 대하여 약 97% 정도까지의 회수율을 달성한다. 본 방법 및 장치는 또한, 자동화된 세정 및 분리 및 여과 소자의 정비를 제공하며, 따라서, 부품의 수명을 최적화한다.

Description

재순환 탄젠셜 분리 시스템을 위한 장치 및 방법{Method and apparatus for a recirculating tangential separation system}
수처리를 위해 역삼투(RO)를 사용하는 것은 널리 알려져 있으며, 다양한 문헌에 개시되어 있다. 농축물(폐기물)의 재순환을 구비하지 않는 표준 RO는 높은 품질의 물을 제공할 수 있지만, 일반적으로 그 전력 활용, 급수, 및 막 수명이 비효율적이다. 재순환 RO 시스템은 급수의 사용이 보다 효율적이지만, 일반적으로 그 문제점이 없는 것은 아니다. 재순환형의 시스템이 추가로 다루어지게 된다.
재순환형 RO 시스템에서, 간헐 유동 개루프형, 간헐 유동 폐루프형(도 2), 반연속 유동 폐루프형(도 3) 및 연속 유동형(도 4)과 2 펌프 총 농축물 재순환형(도 5)이 존재한다.
간헐 유동 개루프형(도 1)의 동작은 다음과 같다.
공급 탱크(44)는 완전한 신선한 원수(raw water)로 시작한다. 강제 공급 펌프(13)는 RO 소자(15)상의 RO 입구(14)에 급수를 펌핑한다. 강제 공급 펌프(13)에의해 펌핑된 체적의 일부(10 내지 15%)는 RO 막(16)을 투과하고, 나머지(농축물)는 RO 농축물 출구(17)를 통해 소자를 벗어난다. 제어 밸브(43)는 막을 가로질러 압력을 설정하여 농축수를 공급탱크(44)로 돌려보내며, 공급 탱크는 이를 이미 탱크내에 있는 물과 혼합한다. 이 사이클은 공급 탱크내의 물내의 오염물이 시스템이 더 이상 효율적이지 못해지는 지점까지 증가할 때까지 지속되며, 이때, 시스템은 정지되고, 공급 탱크가 배수되며, 신선한 원수로 재충전된다.
간헐 유동 폐루프형(도 2)의 동작은 다음과 같다.
공급 탱크(44)는 완전히 신선한 원수로 시작한다. 강제 공급 펌프(13)는 급수를 재순환 펌프(21)의 입구로 펌핑하며, 이는 순차적으로 물을 RO 소자(15)상의 RO 입구(14)로 보낸다. 재순환 펌프(21)에 의해 펌핑된 체적의 일부(10 내지 15%)는 막(16)을 투과하고, 나머지(농축물)는 RO 농축물 출구(17)를 통해 소자를 벗어난다. 재순환 펌프(21)는 농축물을 강제 공급 펌프(13)에 의해 펌핑된 급수와 혼합하고, 혼합된 물의 일부를 공급 탱크는 막을 가로질러 압력을 설정하는 제어 밸브(43)를 통해 공급 탱크(44)로 보내며, 나머지는 RO 입구(14)로 이동하게 된다. 이 사이클은 공급 탱크내의 물내의 오염물이 시스템이 더 이상 효율적이지 못해지는 지점까지 증가할 때까지 지속되며, 이때, 시스템은 정지되고, 공급 탱크가 배수되며, 신선한 원수로 재충전된다.
반연속 유동 페루프형(도 3)의 동작은 다음과 같다.
공급 탱크(44)는 완전히 신선한, 원수로 시작한다. 강제 공급 펌프(13)는 재순환 펌프(21)의 입구로 급수를 펌핑하고, 이는 순차적으로 물을 RO 소자(15)상의RO 입구(14)로 보낸다. 재순환 펌프(21)에 의해 펌핑된 체적의 일부(10 내지 15%)는 막(16)을 투과하고, 나머지(농축물)는 농축물 출구(17)를 통해 소자를 벗어난다. 재순환 펌프(21)는 농축물의 일부를 받아들이고, 농축물을 강제 공급 펌프(13)에 의해 펌핑된 급수와 혼합한다. 오염물의 나머지 부분은 막을 가로질러 압력을 설정하는 제어 밸브(43)를 통해 공급 탱크(44)로 다시 보내지고, 공급 탱크는 원수 입구(11)로부터 투과한 체적과 동일한 체적의 신선한 물을 받아들인다. 이 사이클은 공급 탱크내의 물내의 오염물이 시스템이 더 이상 효율적이지 못해지는 지점까지 증가할 때까지 지속되며, 이때, 시스템은 정지되고, 공급 탱크가 배수되며, 신선한 원수로 재충전된다.
연속 유동형(도 4)의 동작은 다음과 같다.
신선한 원수가 원수 입구(11)로부터 강제 공급 펌프(13)에 공급된다. 강제 공급 펌프(13)는 재순환 펌프(21)의 입구로 급수를 펌핑하고, 이는 순차적으로 물을 RO 소자(15)상의 RO 입구(14)로 보낸다. 재순환 펌프(21)에 의해 펌핑된 체적의 일부(10 내지 15%)는 막(16)을 투과하고, 나머지(농축물)는 농축물 출구(17)를 통해 소자를 벗어난다. 순환 펌프(21)는 강제 공급 펌프(13)에 의해 펌핑된 급수와 농축물을 혼합하고, 혼합된 물의 일부를, 막을 가로질러 압력을 설정하는 제어 밸브(43)를 통해 배수하기 위해 지속적으로 보내며, 나머지는 RO 입구(14)로 유동한다. 이 사이클은 재순환 루프내의 오염물 수준이 높은 수준에 도달하고, 따라서, 막을 투과할 수 있는 물의 양이 제한될 때까지 계속된다.
2 펌프 총 오염물 재순환형(도 5)의 동작은 다음과 같다.
신선한 원수가 운수 입구(11)로부터 강제 공급 펌프(13)에 공급된다. 강제 공급 펌프(13)는 급수를 RO 소자(15)상의 RO 입구(14)로 펌핑한다. 강제 공급 펌프(13) 및 재순환 펌프(21)에 의해 펌핑된, 강제 공급 펌프(13)에 의해 펌핑된 체적과 동일한, 총 체적의 일부(10 내지 15%)는 막(16)을 투과하고, 나머지(농축물)는 농축물 입구(17)를 통해 소자를 벗어난다. 이 지점의 농축물은 신선한 물로 동작하는 통상적인 RO형 시스템에서 약 200psi이다. 다음에, 농축수가 최대 가용 농도 레벨이 도달될 때를 결정하는 농축물 도전성 레벨 검출기(28)를 통과한다. 그후, 농축물은 재순환 펌프(26)로 유동하고, 여기서, 현저한 크기의 오염물이 재순환 스트림으로부터 여과된다. 그후, 농축물은 재순환 펌프(21)로 유동하고, 이는 재순환 농축물이 흐르는 속도를 형성한다. 펌프(21)로부터, 농축물은 도입되는 원료 급수와 혼합되고, 역삼투 투과 출구(18)를 벗어나며, 상기 원수는 펌프(13)에 의해 형성된 일정한 유동으로, 그리고, 막(16)을 투과하는 것과 동일한 비율로 펌핑된다. 원수 체크 밸브(23)는 재순환 고압 농축물이 원수 입구(11)내로 역공급되는 것을 방지한다. 농축물 및 원수 혼합물이 시스템을 통해 유동할 때, 농축물의 수준은 시스템을 통한 각 여정과 함께 증가한다. 레벨 검출기(28)에 의해 감지된 농축물이 사전결정된 레벨에 도달할 때, 퍼지 펌프 솔레노이드 밸브(24)가 개방되고, 시스템에서 오염물을 퍼지한다. 퍼지 동안, 재순환 수 체크 밸브(24)는 원수가 필터(26)를 통해 역류하는 것을 방지하며, 원수가 펌프(21)를 통해 고속으로 입구(14)내로, 그리고, 출구(17)외로 유동할 수 있게 한다. 이는 오염물을 시스템으로부터 효과적으로 퍼지한다. 사전결정된 조건이 충족된 이후에, 밸브(30)는 폐쇄되고, 사이클은 새로 시작한다.
이들 유형의 RO 시스템의 효율을 개선하기 위한 다양한 시도가 이루어져 왔다. 이들은 하기의 것들을 포함한다.
실질적으로 재순환형 RO 시스템으로 이루어지지는 않았지만, 미국 특허 제 3,959,146 호(Bray)는 급수로 막을 플러싱함으로써 막의 수명을 증가시키고, 전체 시스템 효율을 증가시키기를 시도한다. 이는 효율을 다소 향상시킬 수는 있지만, 플러싱은 저장 탱크로부터의 부산물 물의 인출에 관련되며, 급수 품질 또는 시스템 현재 조건에 관련되지 않는다.
도 4에 도시된 연속 유동형 시스템으로 이루어진 미국 특허 제 4,498,982 호(Skinner)는 정상 동작 동안 시스템을 통해 농축물의 일부를 재순환시킨다. 그러나, Skinner의 시스템은 어떠한 물도 인출되지 않을 때, 정화된 물이 시스템을 통해 재순환되도록 변형된다. 이는 미정화수 및 그 오염물을 막 외측에서 유지하는 것을 돕지만, 잉여 전력 소요는 이득을 급속히 저하시킨다.
도 1에 도시된 간헐 유동 개루프형으로 이루어진 미국 특허 제 4,626,346 호(Hall) 및 도 3에 도시된 바와 같은 반연속 유동 폐루프형으로 이루어진 미국 특허 제 5,282,972 호(Hanna 등) 및 미국 특허 제 5,520,816 호(Kuepper)는 다시 제한된 체적의 급수 탱크로, 또는, 직접적으로 공급 라인으로, RO 시스템으로부터의 농축물(폐기물) 스트림을 재순환시키며, 이 공급 라인은 RO 시스템 또는 화장실, 접시세척, 샤워 및 목욕 같은 비음용 물 응용처에 이를 공급하도록 기능한다. 이는 일반적으로 급수를 보전하는 것을 돕지만, 점차적으로 물이 오염되어가는 비음용수 응용처를 제공한다. 이전에는 상술한 비음용 수 응용처에 오염된 물을 사용하는 것이 무관한 것으로 생각되었지만, 이제 피부를 통한 오염물의 흡수 및 수증기의 흡입을 통해 다수의 유해한 영향이 초래될 수 있다는 것이 널리 알려져 있다.
도 4에 도시된 연속 유동형으로 이루어진 미국 특허 제 5,503,735 호(Vinas 등)는 RO 시스템을 통해 농축물 스트림의 일부를 재순환시킨다. 이는 보다 많은 급수를 사용하지만, 재순환은 단지 전체 농축물 스트림의 일부이다(나머지는 배수됨). 이는 급수 품질을 감지할 수 없는 압력 릴리프 밸브를 통해 제어된다. 이 시스템은 급수와 재순환 농축수의 조합으로 막을 플러싱하기 위한 수단을 가진다. 이 플러시는 시스템의 상태에 따르지 않으며, 사전결정된 간격으로 수행된다. 이는 조기 플러싱을 통해 물의 낭비를 초래하거나, 지연된 플러싱을 통해 RO 소자를 영구적으로 손상시킬 수 있다. 시스템을 위한 양호한 회수율은 50%이며, 이는 급수의 절반만이 정화되고, 나머지 절반은 배수된다는 것을 의미한다.
도 4에 도시된 바와 같은 연속 유동형으로 이루어진 미국 특허 제 5,597,487 호(Vogel 등)는 농축물 스트림의 일부 또는 전부를 RO 시스템을 통해 재순환시킨다. 모든 농축물을 시스템을 통해 재순환시키는 것은 급수 활용의 효율을 향상시키지만, 이 시스템은 소량으로 생산 및 1갈론 물병 같은 작은 휴대용 용기내에 분배하기 위한 것이다. 이 때문에, 그리고, 급수가 과오염되는 것을 방지하기 위해서, 시스템은 각 인출 이후, 또는 정해진 시간 단위로, 정화된 물, 급수 및 농축물의 혼합물로 플러시한다. 어떠한 방식으로도 RO 소자에 보내지는 물의 품질에 관한 소정의 최적의 시기에 플러싱이 수행되지 않는다. 이는 조기 플러싱을 통해 물을 낭비하거나, RO 소자에 과오염된 물이 공급되는 결과를 초래할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같은 연속 유동형으로 이루어진 미국 특허 제 5,647,973 호(Desaulniers)는 RO 소자에 공급되는 물의 품질에 기반하여 재순환되는 농축수의 비율을 제어함으로써 시스템의 급수 활용 효율을 향상시키기를 시도한다. 이는 시스템이 다소 변화하는 급수 품질에 적응할 수 있게 하지만, 여전히 농축수의 일부가 배수되며, 보다 적은 최적 회수량 및 이에 따른 급수 낭비를 초래한다.
도 4에 도시된 바와 같은 연속 유동형으로 이루어져 있는 미국 특허 제 5,817,231 호(Souza)는 농축수의 적어도 일부에서 전부까지를 재순환시키도록 설계되어 있지만, 시스템으로부터 소정의 농축수를 실제로 퍼지하기 위한 어떠한 수단도 제공하지 않는다. 오히려, 재순환되지 않은 부분이 배수되는 상태로, 재순환의 단지 일부만이 제어된다. 이는 또한 보다 적은 최적 회수량을 초래하며, 따라서, 급수 낭비를 초래한다.
상기 시스템들 모두는 공통적으로 소정의 재순환된 농축수가 최적화되지 않으며, 최대 희망 농도까지 농축된 재순환된 물의 부분만을 시스템에서 제거하기 위한 어떠한 정밀한 수단도 존재하지 않는다.
도 5에 도시된 유형으로 이루어진 동시계류중인, 2002년 1월 9일자로 출원된 발명의 명칭이 제어식 재순환을 가지는 역삼투 시스템인 PCT 출원(Gray)은 상술한 발명의 단점을 다수 극복하기를 시도하지만, 그러나, 부가적인 단점이 유도된다. 이들 단점은 하기의 것들을 포함한다.
양자 모두가 역삼투형 시스템에서 겪게되는 고압을 견딜수 있어야만 하는 두펌프에 대한 필요성.
재순환 필터는 고압을 견딜 수 있어야만 하며, 부정확한 동작 또는 손상의 경우에 안전 위해 요소가 될 수 있다.
재순환 필터상의 퍼지 밸브는 고압에서 동작하여야만 하며, 보다 낮은 압력에서, 어떠한 문제도 제기하지 않는 상태로 대량 누출이 발생할 수 있다.
도전성 레벨 검출기는 외부적 누출 또는 와이어를 통한 제어 박스 내로 스며들지 않고 고압을 견딜 수 있어야만 한다.
원수 체크 밸브는 오염된 원수가 다른 위치 또는 설비로 이동할 수 있는, 입구 급수 시스템의 교차 오염을 방지하기 위해, 저압 입구 급수와 고압 재순환 농축물 사이의 큰 차압에 대하여 적절히 기능할 수 있어야만 한다.
다수의 피팅, 커넥터 및 배관은 누출 없이 고압을 견딜 수 있어야만 한다.
처리 또는 여과 보조제 공급 펌프 및 솔레노이드 밸브와 시스템의 나머지는 처리 또는 여과 보조제를 시스템내로 공급하기 위해, 시스템의 고압을 견디고 극복할 수 있어야만 한다.
퍼지 사이클 동안, 정화수의 생산은 실질적으로 중단되어 시스템용량의 전체적인 감소를 초래한다.
또한, 정화수가 막을 투과할 수 있게 하면서, 막의 일 측면상에 오염물을 농축시킴으로써 물을 정화시키도록 하기 위해 RO 소자가 일반적으로 기능하기 때문에, 농축된 오염물이 막 그 자체의 표면상에 더 많이 농축되는 것을 피할 수 없다. 이런 현상이 발생할 때, 투과율 또는 플럭스가 감소될 수 있다. 마찬가지로, 막을투과하는 오염물의 양이 증가한다. 이 상황들 중 어느 하나 또는 양자 모두가 발생하는 경우에, 시스템의 성능이 감소한다. 종래의 시스템에서, 이 성능 감소를 방지하기 위해 어떠한 조치도 수행되지 않으며, 이는 특정 상황에서 허용될 수 있거나, 또는 물때방지제가 급수에 추가되어 막상에 물때가 형성되는 것을 방지하는 것을 돕거나, RO 소자가 시스템으로부터 물리적으로 제거되어 특수 세정 시스템을 사용하여 세정되거나, 대부분 소자가 제거 및 폐기되고 새로운 소자가 설치된다.
이 단점은 RO 시스템의 전체 동작, 비용 및 성능 측면에서 고려되어야만 하는 다양한 상황들을 유발한다. 이는 안전성 문제, 시스템 완전성 문제, 겪게되는 고압을 견디기 위한 고가 아이템 및 세정이 필요한 소자의 제거, 운송, 세정 및 교체를 위해 소요되는 많은 비용이 소모되는 가동중단 시간, 원료 급수의 품질, 생산된 물의 전체 품질, 배수되는 물의 양 및 생산된 물의 양을 포함한다.
따라서, RO 막의 수명을 연장시키면서, 전력 및 급수 양자 모두의 매우 효율적인 활용을 유지하고, 급수 품질을 변화시키기 위해 자체 조절될 수 있으면서, 동시에, 안전한 정화수의 부단한 가용 유동을 제공하는 가치있고 신뢰성있는 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 일반적으로 혼합물을 복수의 성분으로 분리하는 방법에 관한 것으로, 특히, 농축물이 시스템으로부터 주기적으로 퍼지(purge)되는, 실질적인 총 농축물 재순환이 이루어지는 역삼투 시스템에 관한 것이다.
도 1은 공지된 간헐 유동 개루프형 RO 시스템을 도시하는 도면.
도 2는 공지된 간헐 유동 폐루프형 RO 시스템을 도시하는 도면.
도 3은 공지된 반연속 유동 폐루프형 RO 시스템을 도시하는 도면.
도 4는 공지된 연속유동형 RO 시스템을 도시하는 도면.
도 5는 2-펌프 총 농축물 재순환형 RO 시스템을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 7은 항미생물 UV광의 선택적 배치 및 RO 소자의 적절한 동작을 보증하기 위한 부가 처리를 가지는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 8은 급수 조건의 범위에 대한 퍼지들 사이에서 생성된 물의 체적을 도시하는 그래프.
본 발명의 실시예는 일반적으로, 혼합물을 각각 원 혼합물 보다 실질적으로 순도가 높은 복수의 성분으로 분리하는 방법 및 혼합된 유체가 실질적으로 순수한 기초 유체(투과체)의 유체 흐름과, 비 기초 유체 및 유체내에 포함된 다른 물질들이 원 혼합물 유체 보다 농축되어 있는 분리 유체 흐름(농축물)으로 분리되는 유체처리 디바이스에 관한 것이다. 일 실시예에서, 본 방법 및 장치는 역삼투(RO) 같은 탄젠셜 여과를 사용하는 수처리 시스템에 관한 것이며, 프로세스 및 전체 프로세스의 효율 및 효과를 보증하기 위해 필요한 디바이스에 관한 것이다. 다른 실시예에서, 가내 응용을 위한 "전체 가옥" 또는 "도입점" 형 시스템이 제공되며, 여기서, 처리된 물은 주거 지역 내외의 모든 물 출구에 공급된다. 이상적으로, 오염물은 생성수 흐름으로부터 물리적으로 제거되며, 이들을 산화, 화학제 추가 또는 이온 교환을 통해 다른 형태로 변환하지 않는다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 실질적인 총 농축물 재순환을 가지는 역삼투 시스템이 제공되며, 여기서, 농축물은 시스템으로부터 주기적으로 퍼지되고, 퍼지는 퍼지 사이클을 개시하기 위해 농축물 농도를 전기 또는 기계적으로 감시하는 자동 제어에 의해 개시된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 시스템에 현재 공급되는 원수 품질에 따라 퍼지 사이클 사이의 주기를 자체 조절하는 시스템이 제공되며, 따라서, 설치 위치에서 물 품질을 위해 특별히 맞춰질 필요가 없는 보편적 배포에 적합한 시스템을 형성한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라서, 산업적, 상업적, 군사적, 비상시 및 의료 분야와 가내 및 휴양지 분야에 적합한 수처리 시스템이 제공된다.
상술한 바로부터 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예는 전체 가옥 또는 다른 시스템에 안전한 "음용수 품질"의 물을 제공할 수 있는 완전히 기능적인 시스템을 전체 가옥 또는 제공하며, 이는 평균 98%의 오염물이 물리적으로 제거되는 고순도 물의 비용 효율, 자원 보존, 에너지 효율적 소스의 장점을 취할 수 있다. 변형 또는 인력의 개입 없이, 광범위한 급수 품질에 걸쳐 기능하는 능력을 가지며, 급수 품질에 기초하여 급수의 최대 활용을 유지하도록 급수의 회수 비율을 자체 조절하고, 생성수 품질을 훼손시키지 않고 높은 수준의 오염물 배출을 유지하며, 에너지 사용을 최소화하면서 높은 회수율로 고품질 물을 생성한다.
또한, 본 발명은 RO 소자 및 그 막의 성능 및 완전성을 보존하기 위한 기능을 제공하며, 높은 신뢰도를 제공하면서 부품 수 및 복잡성을 최소로 유지하는 동시에 상술한 바 모두를 수행할 수 있는 기능을 제공하고, 재순환 농축물 스트림내의 오염물 수준을 감소시키고 RO 소자를 현장에서 세정할 수 있는 기능을 제공한다.
본 발명의 장치 부분은 하기의 시스템에 대한 필요성을 충족시킨다. 고순도 물의 비용 효율, 자원 보존, 에너지 효율적 소스의 장점을 가지고, 전체 가옥 또는 다른 시스템에 안전한 음용수 품질 물을 제공할 수 있은 완전히 기능적인 시스템이다. 광범위한 급수 품질에 걸쳐 변형 또는 인력 개입 없이 기능한다. 급수 품질에 기초한 급수의 최대 활용을 유지하도록 급수의 회수 비율을 자체 조절하는 기능을 가진다. 생성수 품질을 훼손시키지 않고 높은 수준의 오염물 배출을 유지하는 기능을 가진다. 에너지 사용을 최소로 유지하면서, 높은 회수율로 고품질 물을 생성하는 기능을 가진다. RO 소자 및 그 막의 성능 및 완전성을 보존하는 기능을 가진다. 높은 신뢰도를 제공하면서, 부품수 및 복잡성을 최소로 유지하는 동시에 상술한 모든 것을 수행하는 기능을 가진다.
본 발명의 상술한 바 및 다른 특징 및 장점들은 유사 소자가 유사 참조 번호로 표시되어 있는 하기의 도면을 참조로하여, 하기의 상세한 설명을 읽음으로써 보다 쉽고 완전하게 이해할 수 있을 것이다.
도 6을 참조하면, "전체 가옥" 또는 "도입점" 가내 역삼투(RO) 수처리 시스템으로서 사용하기에 적합한 유체 처리 장치인 본 발명의 실시예가 도시되어 있다. 이 시스템은 전체 거주공간(싱크, 욕조, 화장실, 세탁기, 식기세척기, 제빙기 및 다른 휴대형 및 비휴대형 수원들)에 음용수 품질의 물을 공급하기에 적합하다. 본 실시예는 있는 그대로, 또는 명백한 변경과 함께 산업적 및 상업적 응용 분야에 사용하기에도 적합하다.
정화 사이클 동안, 급수는 시수도 시스템, 우물, 샘, 또는 다른 적합한 소스로부터 공급될 수 있다. 이는 퍼지 동안 시스템의 최대 유동과 동일한 유량 및 정상 처리 동안 RO 막을 통한 투과율과 동일한 유량으로 시스템에 공급되는 것이 이상적이다. 급수는 급수 입구(11)를 통해 시스템으로 들어가고, 직접적으로 시스템의 예비여과 서브시스템(45)으로 들어간다. 본 특정 실시예의 경우에, 여과 서브시스템(45)은 단순히 탄소 블록 필터로 구성되지만, 소스에서 통상적으로 발견되는 오염물에 적합한 미립자 필터, 입자 활성 탄소 필터 또는 다른 상업적으로 가용한 필터 또는 처리 장치의 조합으로 구성될 수 있으며, 역삼투 소자(15)를 위해 미네랄, 산화제 및 다른 유해 화학제로부터의 필요한 보호를 제공하고, RO 프로세스를 통해 만족스럽게 제거되지 않은 화학제의 보다 낮은 피크 농도를 제공한다.
다음에, 예비처리된 급수는 원수 체크 밸브(23)를 통해, 그리고, 입구 솔레노이드 밸브(12)를 통해 유동하며, 입구 솔레노이드 밸브는 급수의 시스템내로의 유동을 정지시키기 위해 닫혀지고, 유동을 허용하도록 개방된다. 정상 종작 동안, 급수는 강제 공급 펌프(13)에 의해 픽업되고, 이 강제 공급 펌프는 최소한 RO 투과물 출구(18)에서 예상되는 생성수 체적의 1 내지 10배로부터 RO 소자에 의해 허용된 최대치까지의 급수 체적을 펌핑한다. 강제 공급 펌프(13)로부터, 급수는 그후, RO 입구(14)로 유동하고, RO 소자(15)내에서 급수는 RO 막(16)에 노출된다. 급수의 압력, 온도 및 다른 물리적 화학적 특성에 따라서, RO 소자(15)내로 유동하는 물의 5 내지 20%가 막(16)을 투과하고, 약 98%의 오염물이 제거된 정화된 생성수로서 역삼투 투과물 출구(18)를 통해 배출된다. 급수의 나머지 75% 내지 95%는 막(16)을 투과한 물로부터의 약 98%의 오염물과 함께 역삼투 농축물 출구(17)를 통해 유출되고, 시스템의 재순환부로 들어간다. 농축수는 압력 규제 밸브(20)에 도달할 때까지 b동하고, 이 압력 규제 밸브는 펌프(13)에 의해 생성된 압력을 형성하며, 그에 대해 막(16)이 노출되어 있다.
농축물 스트림이 밸브(20)를 통과할 때, 농축물 스트림의 압력은 펌프(13)에 의해 생성된 압력의 약 30% 이하 정도로 강하한다. 그후, 농축물은 재순환 필터(26)로 유동하고, 이 재순환 필터는 종래의 디바이스와는 달리 시스템의 RO 부분의 전체 압력을 견딜 필요가 없다. 유동은 재순환 필터 소자(29), 사이클이 이 부분동안 개방되어 있는 재순환 정지 솔레노이드 밸브(25)를 통해 물 조합 티(47; tee)로 이어지고, 여기서, 재순환 농축수는 RO 막(16)을 투과한 것과 동일한 양의 원수와 혼합된다.
이 지점으로부터, 혼합된 원수 및 재순환 농축수는 농축물 도전성 레벨 검출기(28)를 통해 흐르고, 이는 혼합수가 펌프(13)로 들어가기 이전에 혼합수의 도전성 또는 총 용존 고형물(TDS)을 측정하며, 펌프에서 물은 다시 가압되고, 상술한 사이클을 다시 시작하게 된다.
선택적으로, 열 교환기(57)가 사용되어 농축수의 온도를 증가시킬 수 있으며, 이는 순차적으로 RO 소자(15)에 들어가는 물의 온도를 증가시킨다. 대부분의 RO 소자는 보다 따뜻한 물에서 보다 높은 처리량을 제공한다. 따라서, 열 교환기(57)는 RO 소자로의 급수에 열 에너지를 주입함으로써, 성능을 향상시킨다.또한, 열 교환기(57)내로 주입된 열 에너지는 주 소스로부터 또는 폐수, 공조 배기물, 지상 또는 공중 소스로부터의 폐열로부터 얻어질 수 있다.
예로서, 1000ppm 및 분당 37.85 리터(10갈론)의 재순환 유동과 같은 개시 급수 농도를 가정한다. 물이 첫 번째로 RO 소자(15)를 통해 유동할 때, 유동의 20% 또는 분당 7.57리터(2갈론)가 강제로 RO 막(16)을 투과하게 되고, 분당 30.28리터(8 갈론)가 RO 농축물 출구(17)를 통해 유출된다. 이 물은 이제 수학식 1에 나타내진 바와 같이 1245ppm의 농도이다.
여기서, Fc= ppm 단위의 신선한 급수 농도
Pr= 회수율 백분율
Rp= 오염물의 투과 백분율
Cc= ppm 단위 농축물 농도
Cc= (1000-(1000·0.2·0.02))/(1-0.2)
Cc= (1000-4)/0.8
Cc= 966/0.8
Cc= 1245ppm
투과수내의 오염물의 농도는 RO 소자(15)에 공급된 농도의 약 2% 또는 20ppm이다. 농축수가 티(47)에서 분당 7.57리터(2갈론)의 유량의 신선한 급수와 혼합될 때, 재순환 급수내의 농도는 수학식 2에 도시된 바와 같이 1196ppm이 된다.
여기서, Frc= ppm 단위 재순환 급수 농도
Pr= 회수율 백분율
Pf= 투과물 유동
Cc= ppm 단위 농축물 농도
Frc= (1245·(1-0.2)) + (1000·0.2)
Frc= (1245·0.8)+(200)
Frc= (996)+(200)
Frc= 1196ppm
새로 혼합된 재순환 급수가 RO 소자(15)에 제공될 때, Frc가 수학식 1의 Fc를 대체하여 수학식 3을 형성한다.
Cc= (1196-(1196·0.2·0.02))/(1-0.2)
Cc= (1196-4.784)/0.8
Cc= 1191.2/0.8
Cc= 1489ppm
이 물은 다시 신선한 급수와 혼합되고, 그후, 다시 수학식 2에 적용되며, 이때는 새로운 Cc를 사용하고, 재순환 급수내의 새로운 농도는 이제 1391ppm이된다. 이 루프는 하기에 보다 상세히 설명된 바와 같이, 사전결정된 농도에 도달할 때까지 계속된다.
농축수가 시스템의 재순환부를 통해 재순환되는 동안, 이는 재순환 필터(26) 및 후속하여 재순환 필터 소자(29)를 통과한다. 이 필터는 몇몇 기능을 갖는다. 첫 번째는 내부에 포획되기에 충분히 큰 파편, 물 때 또는 다른 오염물의 입자를 수집하는 것이다. 두 번째는 통상적으로 가능한 것 보다 작은 미립자를 수집하기 위해 필터의 기능을 향상시키도록 상업적으로 가용한 화학적 여과 보조제가 사용되는 경우에, 이를 위한 지지부로서 기능하는 것이다. 세 번째는 오염물을 형성하는 물때의 침전을 유도하는 표면을 제공하는 것이다. 네 번째는 퍼지 덤프 솔레노이드 밸브(30)를 통해 포획된 오염물이 플러시 세정될 수 있는 표면을 제공하는 것이다. 시스템의 RO부의 전압을 견딜 수 있어야만 하는 도 5의 종래의 디바이스의 필터(26) 및 퍼지 덤프 솔레노이드 밸브와는 달리, 본 발명의 시스템에서는 이들두 부품 및 몇몇의 다른 것들도 단지 원수 입구(11)에서의 유입 급수의 압력에만 노출된다.
정상 재순환 모드 동안, 재순환수 솔레노이드 밸브(25)는 개방되고, 퍼지 덤프 솔레노이드 밸브(30)는 폐쇄되며, 생성수 퍼지 솔레노이드 밸브(41)가 폐쇄된다. 이는 실제로 RO 막(16)을 투과하는 재순환수의 단지 일부와 동일한 체적이 원수 입구(11)로부터 배수되는 강제 공급 펌프(13)를 가지는 반-폐루프를 형성한다.
농축물 도전성 레벨 검출기(28)는 혼합수가 펌프(13)에 들어갈 때, 그 내부의 오염물 농도를 지속적으로 감시한다. 오염물 농도가 사전결정된 수준(예로서, 2,500ppm의 사전결정된 레벨로 가정)에 도달할 때, 시스템은 퍼지 모드로 들어간다. 이 모드에서, 재순환 밸브(25)가 닫혀지고, 동시에, 퍼지 덤프 솔레노이드 밸브(30)가 개방된다. 이제 펌프(13)에 의해 펌핑된 물의 총 체적이 원수 입구(11)로부터 흡인되고, RO 소자(15)내로 펌핑된다. 시스템이 여전히 정상 시스템 압력에서 동작하기 때문에, 급수 체적 중 5 내지 20%는 여전히 막(16)을 투과하여 정화수로서 투과물 출구(18)를 통해 배출된다. 급수의 나머지 80% 내지 85%는 농축물 출구(17)를 통해, 밸브(20)를 통해, 필터 하우징(26)내로, 그리고, 그후, 퍼지 덤프 솔레노이드 밸브(30)를 통해 배수를 위해 외부로 배출되어 소자(29)로부터 포획된 오염물을 효과적으로 분리시키고 이들을 시스템으로부터 퍼지한다. 퍼지 모드 동안, 필터 소자(29)를 통한 정상 방향으로는 어떠한 유동도 존재하지 않는다는 것을 인지하여야 한다.
시스템은 사전설정된 시간 길이 동안 퍼지 모드로 계류하며, 이 사전설정된시간 길이는 통상적으로 이전의 재순환 수체적, 바람직하게는, 최소로 유지되는 체적의, 시스템을 퍼지하기 위해 소요되는 시간 길이에 대응한다. 퍼지 모드를 벗어날 때, 밸브(30)는 닫혀지고, 밸브(25)는 개방되어 정상 재순환 루프를 형성한다. 시스템은 생성물 저장조(33)가 물을 필요로하는 한, 재순환 모드와 퍼지 모드의 교번을 지속한다. 물 저장 시스템이 하기에 상세히 설명된다.
설명을 위해, 1000ppm이 원료 급수내의 오염물 레벨으로서 사용되며, 급수내의 실제 오염물 레벨은 장소에 따라 변화하며, 소정의 일 특정 위치에서 크게 변화할 수도 있다. 시스템을 공칭 오염물 레벨에 대하여 사전설정되게 하여 시스템이 최적의 성능 보다 낮게 기능하게 하는 대신, 그리고, 시스템이 각 설치 위치에 다라 수동으로 미세 조정되게 하는 대신, 본 시스템은 소정의 주어진 시간 또는 장소에서 급수내의 오염물 레벨에 적응되는 고유한 기능을 가진다. 테이블을 위한 기초로서 수학식 1, 2 및 3을 사용하여, 도 8에 도시된 바와 같은 그래프가 구성될 수 있다. 이 그래프는 급수 상태의 범위에 대한 퍼지 사이에 생성되는 수체적을 도시한다.
정화수가 RO 투과물 출구(18)로부터 유동할 때, 이는 투과물 도전성 레벨 검출기(19)를 통과하며, 이는 정화수가 저장조(33)에 들어가기 이전에, 정화수의 도전성을 일정하게 감시한다. 정화수가 사전결정된 도전성을 초과하는 경우에, 경보가 울리거나, 모뎀 또는 소정의 다른 통신 수단을 통해, 중앙 감시소로 전달되거나, 시스템이 가동 중단된다.
정상 상태하에서, 정화수는 투과물 체크 밸브(3)를 통해 이어지고,저장조(33)로 들어가며, 여기서, 정화수는 생성수 압력 펌프(37)에 공급될 필요가 있을때까지 저장되어 있고, 본 경우에는 물은 저장조 출구 솔레노이드 밸브(36)를 통해 저장조(33)를 벗어나게 된다. 물이 저장조(33)내에 저장되어 있지만, 이는 공기에 함유된 미생물 오염물에 노출된다. 미생물 오염물이 증식하지 않는 것을 보증하기위해서, 저장된 물은 항-미생물 UV 광(34)으로부터 UV광으로 연속적으로 또는 간설적으로 조사될 수 있다.
펌프(37)에 의해 저장조(33)로부터 물이 흡인될 때, 저장조(33)내의 수위는 하강한다. 저장조 수위 검출기(35)는 이 수위를 감지하고, 사전결정된 하한 수위에서, 이는 정화 사이클을 개시한다. 정화 사이클 동안, 검출기(35)에 의해 보다 낮은 수위로 하강하는 것이 검출된 경우에, 투과물 조정 솔레노이드 밸브(31)가 개방되고, 출구 솔레노이드 밸브(36)가 닫혀지며, 체크 밸브(32)가 닫혀지고, 정화수가 저장조(33)를 우회하여, 직접적으로 펌프(37)에 공급된다. 이는 펌프(37)에 의해 생성된 부합을 직접적으로 막(16)의 저압측 또는 투과물측에 인가함으로써 생산량을 증가시키는 것을 돕는다. 따라서, 막(16)의 고압측 또는 급수측상에 명백한 압력이 증가한다. 이는 또한 펌프(37)가 항상 물에대한 억세스를 가지면서, 저장조(33)가 건조상태로 펌핑되는 경우에 발생하게 되는 공기 내포상태가 되지 않게 하는 것을 보증한다.
저장조(33)내의 수위가 최하한 수위 위로 상승할 때, 투과 조정 솔레노이드 밸브(31)가 폐쇄되고, 출구 솔레노이드 밸브(36)가 개방되며, 체크 밸브(32)가 개방되어 정상 구성으로 유동을 북귀시킨다.
검출기(35)에 의해 저장조(33)내에서 고수위가 검출될 때, 펌프(13)로부터 전력을 제거하여 정화 사이클을 중단시킨다. 재순환 정지 솔레노이드 밸브(25)와 같이 입구 솔레노이드 밸브(12)가 닫혀진다. 삼투 처리를 현저히 감소시키거나, 막(16)의 농축물측으로부터 정화측으로의 오염물의 통과를 현저히 감소시키기 위해, 생성수 퍼지 솔레노이드 밸브(41) 및 퍼지 덤프 솔레노이드 밸브(30)가 사전결정된 시간 길이 동안 개방된다. 이 시간 길이는 생성수 압력 가압 탱크(39)로부터의 퍼지 솔레노이드 밸브(41)를 통해, 펌프(13) 입구로부터 RO 소자(15)의 급수측을 통해, 그후, 필터(26)의 하우징을 통해, 그리고, 퍼지 덤프 솔레노이드 밸브(30)를 통해 외부로 정화수와 함께 모든 오염수를 퍼지할 수 있게 하기에 충분한 길이다.
물이 사용될 때, 이는 압력하에 펌프가 정화수를 펌핑해 넣는 탱크(39) 외부로 생성수 탄소 필터(46)를 통해 생성수 출구(40) 외측으로 유동한다. 생성수 압력 검출기(38)는 탱크(39)내의 압력을 감시하고, 저압에서, 펌프(37)를 동작시키며, 고압에서 이는 펌프(37)를 작동 중단시킨다. 통상적인 저압은 30PSIG이고, 통상적인 고압은 45PSIG이다.
펌프(37)가 탱크(39)를 충전 및 가압하기위해 저장조(33)로부터 물을 인출할 때, 저장조(33)내의 수위는 하강한다. 이 수위가 검출기(35)에 의해 형성된 하한 수위 미만으로 하강할 때, 새로운 정화 사이클이 시작된다. 항상 시스템의 농축물측에 소정량의 오염물이 존재하기 때문에, 농축수가 시스템으로부터 퍼지된 경우에도, 사이클 시작시 사전결정된 시간 동안 생성수 퍼지 체크 밸브(54)가 폐쇄되고,생성수 재순환 밸브(52)가 개방되는 옵션이 존재할 수 있다. 이는 가동중단 시간을 통해 사무를 통해 막을 통과한 소정의 오염물이 효과적으로 재순환되고 생성수로부터 제거될 수 있게 한다.
도 7은 도 6에 도시되고 상술한 바와 같이 동작하는, 몇 가지 다른 사항을 가지는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 첫 번째로, RO 소자(15)를 현장에서 세정하기 위한 방법이 포함되어 있다. 두 번째로, 저장조(33)와 펌프(37) 사이의 도관내에 항미생물 UV광(34)이 배치되어 있으며, 이는 펌프(37)가 동작상태일 때만 동작한다. 시스템의 세정은 사전결정된 시간에 최상으로 수행되며, 이는 정상 시스템 퍼지와 동일하거나, 또는 주, 달 또는 소정의 다른 고정된 시간 기간 같이 주기적으로 수행될 수 있거나, 처리된 물의 체적에 기초하여 수행되거나, 다양한 센서 또는 제어 회로(미도시)에 의해 결정된 실제 시스템 성능에 기초하여 수행될 수 있다. 어떤 방법이 RO 소자(15)를 세정하기에 적절한 시간을 결정하기 위해 사용되던지, 펌프(13)가 동작하는 동안, 시스템은 퍼지 덤프 밸브(30)와 생성수 퍼지 솔레노이드 밸브(41)가 개방된 상태로 입구 솔레노이드 밸브(12)에 의해 퍼지된다. 퍼지 주기가 완료된 이후에, 세정된 솔레노이드 밸브(49)는 세정액 저장조(51)로부터 적정량의 세정제를 전달하기 위해 소정 시간 기간 동안 개방된다. 세정제는 세정제 공급 벤튜리(48)에 의해, 세정제 공급 체크 밸브(50)를 통해 인출되며, 세정제 공급 벤튜리에서 펌프(13)에 도입된 물의 흐름과 혼합된다. 대안적으로, 세정제는 별도의 펌프(미도시)에 의해 공급될 수 있다.
시스템에 세정제가 투입되고 나면, 퍼지 덤프 솔레노이드 밸브(30), 생성수퍼지 솔레노이드 밸브(41) 및 세정제 솔레노이드 밸브(49)가 닫혀지고, 입구 밸브(12)는 닫혀진 상태로 남아 있는다. 생성수 퍼지 체크 밸브(54)가 폐쇄되고, 생성수 재순환 밸브(52)가 개방되어 생성수가 생성수 체크밸브(53)를 통해 생성수 조합 티(55)로 유동할 수 있게 하고, 생성수 조합 티에서, 재순환 생성수는 재순환 농축수와 혼합된다. 세정 혼합물은 사전결정된 주기 동안 순환될 수 있으며, 이때, 생성수 퍼지 솔레노이드 밸브(41)와 퍼지 덤프 솔레노이드 밸브(30)가 개방되어 세정액을 시스템으로부터 퍼지한다. 퍼지가 완료되었을 때, 시스템은 가동 중단되고, 다음 정화 사이클의 시작을 대기한다.
부가적으로, 도시되어 있지는 않지만, 시스템내로 세정제를 공급하기 위해 사용된 것과 유사한 구조가 필터(26) 이전 및 압력 규제 밸브(20) 이후에 배치되어 여과 또는 처리 보조제가 시스템내에, 그리고, 필터 소자(29)상에 공급될 수 있게 할 수 있다.
다양한 밸브의 개폐, UV광의 동작, 다양한 펌프의 활성화 및 비활성화를 제어하는 제어 회로(미도시)가 제공된다. 제어 회로는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에게 공지된 부품으로 이루어질 수 있으며, 여기서는 상세히 설명하지 않는다. 이 제어 회로의 동작은 역삼투 방법 및 시스템의 상술한 다양한 실시예에 따라 이루어진다.
본 발명의 원리를 예시 및 설명하였지만, 본 발명의 실시에 사용된 구조, 배열, 특성, 소자, 재료 및 부품 및 기타사항들에 대하여, 본 발명의 개념과 범주로부터 벗어나지 않고 동작 조건 및 특정 환경에 특정히 적응된 변경이 이루어질 수있다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 하기의 청구항 및 그 등가체의 범주에 의해서만 한정된다.

Claims (25)

  1. 여과 시스템내에서, 공급 혼합물을 복수의 생성물로 분리하는 방법에 있어서,
    상기 공급 혼합물 보다 고순도인 제 1 생성물과 공급 혼합물 보다 농축된 제 2 생성물로 분리하기 위해 상기 공급 혼합물을 분리 디바이스를 통해 통과시키는 단계와,
    상기 분리 디바이스로의 도입 이전에, 상기 제 2 생성물을 상기 공급 혼합물을 유동과 혼합하는 단계와,
    상기 제 2 생성물이 사전결정된 농축 레벨에 도달할 때까지, 상기 분리 및 혼합 단계를 지속하는 단계와,
    상기 사전결정된 농도 레벨이 도달되었을 때, 상기 농축된 제 2 생성물을 퍼지하는 단계와,
    상기 분리, 혼합 및 퍼지 단계를 반복하는 단계를 포함하는 분리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공급 혼합물과의 혼합 이전에, 상기 제 2 생성물을 가열하는 단계를 포함하는 분리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 생성물과 상기 공급 혼합물의 혼합물은 상기 분리 단계 이전에 가열되는 분리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 시스템을 세정하기 위해 세정제를 도입하는 단계를 추가로 포함하는 분리 방법.
  5. 공급 유체 처리 장치에 있어서,
    상기 공급 유체를 받아들이기 위한 입구를 가지고, 상기 공급 유체를 실질적으로 오염물이 없는 삼투 유체와, 상기 공급 유체로부터 제거된 오염물이 농축되어 있는 농축 유체로 분리하도록 구성된 탄젠셜 여과 디바이스와,
    상기 탄젠셜 여과 디바이스를 벗어나는 상기 농축 유체를 받아들이고, 상기 농축 유체를 상기 탄젠셜 여과 디바이스의 입구로 다시 순환시키며, 상기 탄젠셜 여과 디바이스 이전에 상기 순환 농축 유체를 상기 공급 유체와 혼합시키도록 구성되어, 상기 농축 유체의 농도를 효과적으로 증가시키는 농축 유체 회로와,
    상기 농축 유체를 감시하고, 상기 농축 유체의 사전결정된 농도가 도달되었을 때, 상기 장치의 퍼지를 개시하도록 구성된 감시 디바이스와,
    상기 농축 유체의 상기 사전결정된 농도가 도달되었을 때, 상기 농축 유체를 상기 장치로부터 퍼지하도록 구성된 퍼지 시스템과,
    상기 탄젠셜 여과 디바이스를 투과한 투과 유체의 양을 대체하고, 장치에서 농축된 순환 농축 유체가 퍼지될 때, 신선한 공급 유체를 상기 장치에 보급하기 위해, 상기 순환 농축 유체에 공급 유체가 추가될 수 있게 하도록 구성된 입구를 포함하는 유체 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 농축 유체 회로는 상기 농축 유체의 일부를 포획하도록 구성되어 상기 농축 유체의 농도를 효과적으로 저하시키는 여과 디바이스를 추가로 포함하는 유체 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 여과 디바이스는 상기 여과 디바이스의 수명을 효과적으로 연장시키고 성능을 유지하기 위해 상기 여과 디바이스에 의해 포획된 상기 오염물의 적어도 일부를 상기 장치 외부로 퍼지하는 퍼지 디바이스를 추가로 포함하는 유체 처리 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 여과 디바이스가 상기 여과 디바이스를 정상적으로 통과하는 물질을 포획하게 하도록 상기 여과 디바이스와 상호협력하는 처리 디바이스를 추가로 포함하는 유체 처리 장치.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 탄젠셜 여과 디바이스가 사용 이후, 이전 성능을 실질적으로 재획득하게 하도록 구성된 처리 디바이스를 추가로 포함하는 유체 처리 장치.
  10. 제 5 항에 있어서, 상기 탄젠셜 여과 디바이스에 유해한 물질을 상기 공급 유체로부터 제거하도록 구성된 처리 디바이스를 추가로 포함하는 유체 처리 장치.
  11. 제 5 항에 있어서, 상기 탄젠셜 여과 디바이스를 투과하여 상기 투과 유체에 들어간, 상기 투과 유체에 대한 오염물인 오염물을 제거하도록 구성된 처리 디바이스를 추가로 포함하는 유체 처리 장치.
  12. 제 5 항에 있어서, 상기 탄젠셜 여과 디바이스의 성능을 증가시키기 위해, 폐기물 소스로부터 공급 유체로 에너지를 입력하도록 구성된 처리 디바이스를 추가로 포함하는 유체 처리 장치.
  13. 제 5 항에 있어서, 상기 투과 유체내의 농축물을 감시하도록 구성된 감시 디바이스를 추가로 포함하는 유체 처리 장치.
  14. 제 5 항에 있어서, 상기 투과 유체를 저장하도록 구성된 저장 장치를 추가로 포함하는 유체 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 저장 장치의 내용물에 기초하여 처리 사이클을 개시 및 정지시키기 위한 제어기를 추가로 포함하는 유체 처리 장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 투과 유체를 가압하기 위한 가압 디바이스를 추가로 포함하는 유체 처리 장치.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 투과 유체로부터 미생물 오염물을 제거하도록 구성된 살균 디바이스를 추가로 포함하는 유체 처리 장치.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 투과 유체의 품질을 감시하는 감시 수단과,
    사전결정된 오염 레벨을 초과한 투과 유체가 상기 저장 수단으로 들어가는 것을 방지하는 제어 수단을 추가로 포함하는 유체 처리 장치.
  19. 여과 방법에 있어서,
    원수를 역삼투 필터 시스템을 통해 투과 유체와 농축 유체로 여과하는 단계와,
    역삼투 필터 디바이스 이전에 상기 원수에 상기 농축 유체를 재순환시키는 단계와,
    상기 농축 유체가 사전결정된 농도 레벨에 도달할 때, 투과 유체로 상기 역삼투 필터 시스템을 퍼지하는 단계를 포함하는 여과 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 투과 유체를 가압 탱크내에 저장하는 단계를 추가로 포함하는 여과 방법.
  21. 제 19 항에 있어서, 적어도 상기 역삼투 필터 시스템을 정화하기 위해 상기원수에 세정액을 도입하고, 상기 세정액을 적어도 상기 역삼투 필터 시스템으로부터 퍼지하는 단계를 포함하는 여과 방법.
  22. 제 19 항에 있어서, 상기 농축 유체를 추가로 여과하기 위해 항미생물 UV 광을 사용하는 단계를 포함하는 여과 방법.
  23. 여과 디바이스에 있어서,
    원수를 받아들이는 원수 입구와,
    원수를 투과 유체와 농축 유체로 여과하도록 구성된 역삼투 여과 시스템과,
    상기 농축 유체를 받아들여, 상기 역삼투 여과 시스템 이전에 상기 원수와 혼합하도록 상기 역삼투 여과 시스템에 연결된 재순환 시스템과,
    상기 투과 유체를 받아들이고, 최종 생성물을 생성물 출구로 전달하도록 구성된 전달 시스템을 포함하는 여과 디바이스.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 역삼투 여과 시스템에 연결된 세정 회로를 추가로 포함하는 여과 디바이스.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 전달 시스템과 상기 역삼투 여과 시스템 사이에 연결된 퍼지 라인을 포함하는 여과 디바이스.
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