用于水萃取的系统的制作方法_5

文档序号:9307660阅读:来源:国知局
黏结至离胺酸,并使用来定量在胜肤中的离胺酸残基)。优选地 是,可使用HPLC定量离胺酸(及其它氨基酸)。
[0169] 向上浓缩的结果如下。
[0170] 实验条件:大规模实验,在司得力科技(Sterlitech)CF042舱中使用1升进料及1 升抽吸溶液
[0171] 进料:在IxTES缓冲液中200微克/毫升k离胺酸 [017引抽吸:2M化C1
[0173] 操作时间:约1175分钟
[0174]k离胺酸终止浓度为浓缩约7倍
[0175] 实验条件:如上述的大规模实验
[0176] 进料:在IxTES缓冲液中200微克/毫升k离胺酸
[0177]抽吸:2M化C1
[017引操作时间:约1175分钟
[0179]k离胺酸终止浓度为浓缩约6倍
[0180] 实验条件:小规模,1毫升
[0181] 进料:在IxTES缓冲液中50、200或500微克/毫升GGGSGAGKT [018引抽吸:2M化C1
[0183] 操作时间:约1175分钟
[0184] 向上浓缩体积及胜肤浓度系在下列表中:
[0185]
[0186]
[0187]结论:结果明确地显示出在该系统中,在少于20小时的前向渗透操作期间,该进 料的k离胺酸溶质可浓缩最高约6至7倍,W及对该进料胜肤溶液来说,运些可浓缩最高 6倍,其中,该进料体积系W相同级数大小浓缩。
[018引实施例4。W巧樣酸处理该薄膜
[0189] 薄膜是如在上述实验部分中描述般制备并测试对抗W巧樣酸处理的坚固性。将该 薄膜浸没在0. 3%巧樣酸溶液中并留下浸泡15分钟(n= 3)。
[0190] 在该浸泡工艺前及后,该薄膜WF0模式(具有5yM巧黄绿素进料及2M化C1作 为抽吸溶液)在CF042流动槽中运转900分钟。
[0191] 测试结果在下列表中:
[0192]
阳193] 其中,Jw是通过该薄膜的水通量;
[0194] .胃是通过该薄膜的逆向盐通量;W及
[019引R嚇综素是巧黄绿素擬除。
[0196] 如可从表中看见,该处理不负面影响水通量并且该巧黄绿素擬除维持在非常高程 度下。
[0197] 实施例5。W邸TA处理该薄膜
[019引薄膜系如在上述实验部分中所描述般制备并测试对抗W邸TA处理之坚固性。该 薄膜浸没在0. 8%邸TA溶液中并留下浸泡15分钟(n= 3)。
[0199] 在该浸泡工艺前及后,该薄膜系WF0模式(具有5yM巧黄绿素进料及2M化C1 作为抽吸溶液)在CF042流动槽中运转900分钟。
[0200] 测试结果系在下列表中:
[0201]
阳202] 其中,是通过该薄膜的水通量;
[020引,自.是通过该薄膜的逆向盐通量;及
[0204] R嚇综素是巧黄绿素擬除。
[0205] 如可从表中看见,该处理不负面影响该水通量并且该巧黄绿素擬除维持在非常高 程度下,此指示出完整的薄膜。
[020引实施例6。用于抑F0的水萃取系统
[0207] 在此实施例中,根据本发明在前向渗透水萃取系统中测试肥料抽吸前向渗透 (FDF0)的原理,其目标为研究通常包含在肥料中的植物营养盐的擬除速率及可达成的水通 量值。
[020引方法:
[0209] 通过将来自丹麦农业公司值anishAgro)具有下列组成物的干NPK颗粒溶解在 水例如自来水或MilliQ水中来制备66. 62克/升的浓营养溶液:总N14. 0%、硝酸盐-N 5. 7 %、锭-N8.3 %、憐(巧樣酸盐及可溶于水)3.0 %、钟(可溶于水)15.0 %、儀总共 2. 5%、硫总共10. 0%及棚总共0. 02%。
[0210] 所产生的溶液可使用在结合的抑F0/去盐系统中作为抽吸来源,参照图3。再者, 可使用商业浓液体植物营养溶液布鲁明度lomin)(丹麦葛洛斯楚普的斯科特公司(北欧) (TheScottsCompany(Nordic),Glost;rupDK))。此营养溶液由下列营养盐组成物及浓度 组成:氮(N)-4. 4% ;憐(P)-0. 9% ;钟化)-3. 3% ;棚度)-0. 0002% ;铜(Cu)-O. 006% ;铁 (化)-0. 02% ;儘(Mn)-O. 008% ;硫(S)-0. 0003% ;钢(Mo)-O. 0002% ;及锋狂n)-0. 004%。
[0211] 参照图3,该系统包含一海水进料源(10),该水系取样自哥本哈根的厄勒海峡接 近海岸的杜伯(Tuborg)港处,该水具有大约盐度约8.7克/升;(13)是一含有如上所述 制备的浓肥料溶液的容器(选择性安装有磁揽拌子或其类似物);(1)是司得力科技牌 (Sterlitech)CF042流动槽,其具有如在上述实验部分中所描述使用P8061共聚物所制备 的TFC-AqpZ薄膜(活性面积0. 003315m2) ; (12)是含有部分稀释的肥料溶液的容器,其中, 该肥料溶液可再循环W达成较高的稀释程度;(14)是用于肥料溶液的稀释程度的最后调 整的额外淡水池(可使用正常自来水);(11)是浓缩的进料流,例如向上浓缩的海水;(15) 是准备好使用之经稀释的肥料溶液。该系统最初将运转约900分钟及预计产生足够稀释准 备好使用或准备好在进一步稀释后使用的植物营养溶液,参照图3及于此对图3的说明。
[0212] 实施例7。在乳品加工业中从R0渗透物分离出尿素之水萃取系统
[021引参照图4,该系统包括含有乳品程序用水的进料槽(18),其具有总N在45mg/L至 75mg/L间,与约llOmg/L尿素相应;(16)是累;(17)是阀;(19)是渗透物及(20)是渗透物 槽。来自累(沃斯凯德牌(Washguard)SST)通过司得力科技牌(Sterlitech)CF042流动槽 及回至阀的流动是经加压125磅/平方英寸的流动,及相交流动速度系0. 26cm/s;剩余流 动是未加压的流动。尿素的渗透物含量预计减低至少50%。
[0214]参照图5,该系统包括进料流(21),其具有与上述在(18)中相同的组成物;(1)是 司得力科技牌(Sterlitech)CF042P流动槽,其含有如在上述实验部分中所描述般制备的 水通道蛋白薄膜(2) ; (22)是浓缩的进料流;(23)是浓抽吸溶液;(8)抽吸溶液,例如35g/ L化Cl在自来水中,与典型的卡得加特海峡盐度相应,其与该流动槽流体连通;(24)经稀 释的抽吸溶液;(9)抽吸溶液回收系统;及(25)无抽吸溶液溶质的去盐产物水。进料及抽 吸流均是W相对流模式在流动速度50. 03ml/min下累过该流动槽。在此系统中,所产生的 尿素擬除预计系约75%。
[0215] 实施例8。用W储存再生能量的水萃取系统
[0216] 此实施例显示出使用该水萃取系统从再生源储存能量,诸如来自日光、风、潮软、 波及地热的能量(即,绿色能量)。运些能量来源其本质经常系间歇性及对储存此能量的系 统有高度需求。
[0217] 能量W如在此实施例中所描述的盐梯度储存可与普通使用在电能过多期间将水 累至较高程度的场所(诸如山)的方法比较。当需要的电能高于产生容量时,使用水的势 能来驱动满轮机。然而,此已知的技术容易应用在山区,但无法应用在低高度区域或近海。 [021引根据此实施例的系统,由(近海)风车、波动力、太阳能电池或任何其它再生能源 生成的能量可胆存如为盐梯度。
[0219] 参照图11,若再生能源产生更多超过栅极可接纳的电能时,该能量可使用来通过 逆向渗透方法浓缩水溶液,诸如海水或甚至废水。全部所需要者为一用于盐溶液化4)的胆 存器(其最简单的形式可系海洋)、一用于去盐水的胆存器化3)、一由过剩的电能运转的压 力输送累(16),及一含有渗透薄膜(2)的流动槽(1)。该压力梯度迫使淡水(去盐海水) 加压通过薄膜,留下浓缩的盐水。
[0220] 有时,若需要更多超过该再生能源可产生的电能时,该方法可使用压力延迟渗透 (PRO)来倒转。在此方法中,在盐溶液侧化1)与去盐水侧化2)之间的盐梯度在渗透薄膜上 产生水压。因为盐无法通过薄膜但是水可W,水将通过薄膜朝向较高盐度(较高盐浓度) 因此产生水压,其然后可通过发电机(31)转化成电能。依减压的稀释盐溶液的盐度而定, 该流可流回(经由66)至盐溶液槽化4)或让其流出系统。输入化7)可W新鲜供应的盐溶 液来供应该系统。
[0221] 实施例9。再萃取来自使用过的透析溶液的血液透析水的水萃取系统。
[0222] 此实施例显示出将本发明的水萃取系统使用于透析液的后处理,参照图1。该透析 液是一种经稀释的无机离子及葡萄糖水溶液,其典型在血液透析期间W与来自患者的血液 相对的流通过中空纤维超微滤模组来进行。山姆(Sam)等人(2006年)掲示出血液透析物 的组成物及临床用途。透析液将穿越超微滤薄膜来维持足够关于必需从血液去除的溶质, 诸如尿素;降解产物,诸如硫酸吗I噪酪及对-甲酪;及过量的钟及憐的浓度梯度,因此维持 透析效率。为此目的,需要大量超纯水,每周立即要提供约400升的水。描述于本文的水萃 取系统在重复利用此超纯水的系统中是有用的,诸如在封闭回路中,该超纯水在使用于血 液透析后(例如在藉由通过血液透析过滤器从血液吸收废弃物质诸如尿素后),该(经稀 释)使用过的透析液当其通过进一步薄膜模组,即,包含水通道蛋白薄膜的流动槽(1)时可 作用为来源溶液(7),并且其中,浓缩的新鲜透析液(透析流体)可作用为抽吸溶液。理想 上,该浓缩的透析物可足够地稀释W便直接使用于连续血液透析。此可通过在包含水通道 蛋白的薄膜的进料侧上施加轻微的压力来实现(使用辅助式前向渗透的概念)。在此方法 中,仅从经污染的、使用过的透析液中萃取出纯水,并且此萃取出的纯水是使用作为其它方 面需要补充新的超纯水W用于透析浓缩物的稀释的置换。
[0223] 额外的优点是该使用过的透析液变浓而对废弃物的处置产生较小的体积。
[0224] 参考资料
[0225]Zhao,Yetal.Synthesisofrobustandhigh-performanceaquaporin-based biomimeticmembranesbyinterfacialpolymerization-membranepreparation and民0performancecharacterization.JournalofMembraneScience,Volumes 423-424, 15December2012,Pages422-428.(赵等,通过界面聚合薄膜制备及RO性能特 性的稳定合成的并且高性能的基于水通道蛋白的仿生薄膜,2012年12月15日第423-424 卷第4 22-428页)
[0226]Kimetal.JournalofMembraneScience419-420 (2012) 42-48.(齐姆等,薄膜 科技杂志,2012年419-420卷42-48页)
[0227]BranislavPetrusevski,SarojSharma,JanC.Schippers(UNESCO-IHE),and KathleenShordt(I民C),民eviewedby:ChristinevanWijk(I民C).ArsenicinDri
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