BRPI0908960A2

BRPI0908960A2 - Sistema de tratamento de água, método para facilitar um processo de tratamento de água, módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espiral

Info

Publication number: BRPI0908960A2
Application number: BRPI0908960-8A
Authority: BR
Inventors: L. Mcginnis Robert; Robert L. McGinnis
Original assignee: Yale University
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2020-06-23
Also published as: EP2259864A4; EA201071107A1; WO2009151709A2; US20150157988A1; IL208138A; CA2714969A1; CN102026713A; AU2009258055A1; JP5603323B2; CN102026713B; IL208138A0; SG188901A1; EP2259864A2; US8815091B2; JP2012520750A; MX2010010163A; US20110036774A1; KR20110002036A; EA022232B1; AU2009258055B2

Abstract

sistema de tratamento de água, método para facilitar um processo de tratamento de água módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espiral a presente invenção refere-se a um módulo de membrana enrolada em espiral para uso em osmose reversa que é descrito. o módulo de membrana pode, em geral, incluir uma membrana de osmose reversa em uma configuração enrolada em espiral. o módulo pode incluir duas entradas e duas saídas e pode definir primeiro e segundo trajetos de fluxo de fluido. as entradas em cada um dos trajetos de fluxo de fluido podem, em geral, ser isoladas de modo a impedir mistura. em algumas modalidades, o módulo de membrana pode incluir uma região distribuidora e uma região coletora.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE Í TRATAMENTO DE ÁGUA, MÉTODO PARA FACILITAR UM PROCESSO . DE TRATAMENTO DE ÁGUA MÓDULO DE MEMBRANA DE OSMOSE REVERSA ENROLADA EM ESPIRAL". — PEDIDOS RELACIONADOS O presente pedido reivindica o benefício de prioridade ao Pedido de Patente Provisório dos Estados Unidos número de série 61/070.087, depositado em 20 de Março de 2008; o qual é aqui incorporado por referência na íntegra.

CAMPO DA TECNOLOGIA A presente invenção refere-se de modo geral, à separação os- mótica. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a módulos de membrana para uso em osmose manipulada, tal como osmose retardada pela pressão ou qualquer separação osmótica de solutos e água a partir de uma solução aquosa, por exemplo, osmose reversa, tal como dessalinização de água do mar, dessalinização de água salobra, purificação de água resi- dual e remediação de água contaminada.

ANTECEDENTES Osmose reversa tem sido usada para dessalinização. Em geral, um processo de dessalinização por osmose reversa envolve um recipiente tendo —duascâmaras separadas por uma membrana semipermeável. Uma câmara con- tém água salgada. A outra câmara contém uma solução concentrada que gera um gradiente de concentração entre a água salgada e a solução concentrada. Esse gradiente extrai água da água salgada através da membrana, a qual permi- te que água passe seletivamente, mas não sais, para a solução concentrada. Gradualmente, a água que entra na solução concentrada dilui a solução. Os so- lutos são, então, removidos da solução diluída para gerar água potável.

SUMÁRIO A presente invenção refere-se, de modo geral, a sistemas e mé- todos para separação osmótica. De acordo com uma ou mais modalidades, um módulo de membra- na de osmose reversa enrolada em espiral pode compreender uma membrana de osmose reversa enrolada em espiral que define uma bolsa de membrana

“ 2 - tendo uma região interior e uma região exterior, a nembrana de osmose rever- - sa enrolada em espiral tendo primeira e segunda extremidades. O módulo pode ainda compreender uma região distribuidora na primeira extremidade compre- endendo uma primeira entrada em comunicação de fluido com a região interior —dabolsademembranae uma segunda entrada em comunicação de fluido com a região exterior da bolsa de membrana. O módulo pode ainda compreender uma região coletora na segunda extremidade compreendendo uma primeira saída em comunicação de fluido com a região interior da bolsa de membrana e uma segunda saída em comunicação de fluido com a região exterior da bolsa demembrana. Em algumas modalidades, a primeira entrada pode ser fluidica- Ã mente isolada da segunda entrada. A primeira saída pode ser fluidicamente isolada da segunda saída. A região distribuidora pode compreender uma tampa terminal a qual pode ser construída e disposta para isolar fluidicamente as pri- meirae segunda entradas. Em uma modalidade, a tampa terminal pode com- preender pelo menos um tubo tendo um lumen fluidicamente conectado à regi- ão interior da bolsa de membrana e uma região exterior em comunicação de fluido com a região exterior da bolsa de membrana. A primeira entrada pode ser fluidicamente conectada ao lumen do, pelo menos um, tubo. A segunda entrada —podeestarem comunicação de fluido com a região exterior do, pelo menos um, tubo.

Em algumas modalidades, pelo menos uma porção de uma das primeira e segunda extremidades da membrana de osmose reversa enrolada em espiral pode ser conservada em um recipiente. Em outras modalidades, pe- lomenos uma porção das primeira e segunda extremidades da membrana de osmose reversa enrolada em espiral pode ser montada em uma placa. O módu- lo pode ainda compreender pelo menos um espaçador posicionado ao longo de um trajeto de fluxo de fluido definido pela região interior da bolsa de membrana da primeira entrada para a primeira saída. O módulo pode também compreen- —derpelomenos um espaçador posicionado ao longo de um trajeto de fluxo de fluido definido pela região exterior da bolsa de membrana da segunda entrada para a segunda saída. Em algumas modalidades, uma espessura do pelo me-

- Ú nos um espaçador pode variar ao longo de um eixo longitudinal do módulo de : membrana. Pelo menos uma modalidade do módulo pode incluir um suporte central em cooperação mecânica com a membrana de osmose reversa enrola- da em espiral. Em algumas modalidades, a membrana de osmose reversa en- roladaemespiral é assimétrica. A região exterior da bolsa de membrana pode ser definida por uma camada de rejeição da membrana de osmose reversa en- rolada em espiral. Em algumas modalidades, o módulo pode ser integrado em um sistema de osmose retardada pela pressão.

De acordo com uma ou mais modalidades, um sistema de trata- —mentode água pode compreender um módulo de membrana de osmose rever- sa enrolada em espiral compreendendo uma membrana de osmose reversa - enrolada em espiral construída e disposta para definir primeiro e segundo traje- tos de fluxo de fluido substancialmente paralelos ao longo de um eixo longitudi- nal do módulo, uma primeira entrada e uma primeira saída fluidicamente conec- tadaaoprimeiro trajeto de fluxo de fluido e uma segunda entrada e uma segun- da saída fluidicamente conectadas ao segundo trajeto de fluxo de fluido. O sis- tema de tratamento de água pode ainda compreender uma fonte de uma pri- meira solução fluidicamente conectada à primeira entrada e uma fonte de uma segunda solução fluidicamente conectada à segunda entrada.

Em algumas modalidades, as primeira e segunda entradas podem estar posicionadas em uma primeira extremidade da membrana de osmose re- versa enrolada em espiral. A fonte da primeira solução pode ser uma fonte de uma solução salina. Em algumas modalidades, a solução salina compreende água salgada. A fonte da segunda solução pode compreender uma fonte de umasolução de extração. Em pelo menos uma modalidade, a solução de extra- ção pode compreender amônia e dióxido de carbono em uma proporção molar de mais de cerca de 1 para 1.

Em algumas modalidades, o sistema de tratamento de água pode ainda compreender um segundo módulo de membrana de osmose reversa en- roladaemespiral. O sistema pode também incluir um sistema de controle confi- gurado para controlar pelo menos um de uma taxa de fluxo da primeira solução na primeira entrada e uma taxa de fluxo da segunda solução na segunda entra-

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da. Em pelo menos uma modalidade, o sistema pode incluir um sistema de se- - paração fluidicamente conectado a uma das primeira e segunda saídas. Em algumas modalidades, uma saída do sistema de separação pode ser fluidica- mente conectada a uma das primeira e segunda entradas. Em pelo menos uma —modalidade,osistema é um sistema de osmose retardada pela pressão com- preendendo uma turbina fluidicamente conectada a jusante de uma das primei- ra e segunda saídas. De acordo com uma ou mais modalidades, um método para facilitar um processo de dessalinização pode compreender fornecimento de um módulo demembrana de osmose reversa enrolada em espiral compreendendo prover uma membrana de osmose reversa enrolada em espiral que define uma bolsa - de membrana tendo uma região interior e uma região exterior, a membrana de osmose reversa enrolada em espiral tendo primeira e segunda extremidades, uma região distribuidora na primeira extremidade compreendendo uma primeira entradaem comunicação de fluido com a região interior da bolsa de membrana e uma segunda entrada em comunicação de fluido com a região exterior da bolsa de membrana e uma região coletora na segunda extremidade compreen- dendo uma primeira saída em comunicação de fluido com a região interior da bolsa de membrana e uma segunda saída em comunicação de fluido com a região exterior da bolsa de membrana. O método de facilitação pode ainda in- cluir conexão fluídica de uma fonte de uma solução de extração à primeira en- trada e conexão fluídica de uma fonte de uma solução de salmoura à segunda entrada.

Em algumas modalidades, conexão fluídica de uma fonte de uma —soluçãode extração à primeira entrada pode compreender conexão fluídica de uma fonte de uma solução de extração compreendendo amônia e dióxido de carbono em uma proporção molar maior do que cerca de 1 para 1. O método pode ainda compreender conexão fluídica da primeira saída a uma coluna de destilação. Em pelo menos uma modalidade, o método pode ainda compreen- —derconexão fluídicade uma saída da coluna de destilação à primeira entrada. A membrana de osmose reversa enrolada em espiral ou o módulo fornecido pode ser construído e disposto para definir primeiro e segundo trajetos de fluxo de fluido isolados e substancialmente paralelos ao longo de um eixo longitudinal BR do módulo. Em pelo menos uma modalidade, o método é um processo de os- mose retardada pela pressão ainda compreendendo conexão fluídica da região coletora do módulo de membrana a uma turbina.

5 Ainda outros aspectos, modalidades e vantagens desses aspectos e modalidades exemplificativas são discutidas em detalhes abaixo. Além disso, deve ser entendido que a informação precedente e a descrição detalhada a se- guir são exemplos meramente ilustrativos de vários aspectos e modalidades e se destinam a fornecer uma visão geral ou estrutura para compreensão da na- turezae caráter dos aspectos e modalidades reivindicados. Os desenhos em anexo são incluídos para fornecer uma ilustração e uma compreensão adicional - dos vários aspectos e modalidades e são incorporados em e constituem uma parte da presente especificação. Os desenhos, junto com o restante da especi- ficação, servem para explicar os princípios e operações dos aspectos e modali- dades descritos e reivindicados.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS Vários aspectos de pelo menos uma modalidade são apresentados nas figuras em anexo. As figuras são fornecidas para fins de ilustração e expli- cação e não se destinam a ser uma definição dos limites da invenção. Nas figu- ras A figura 1 apresenta um esboço esquemático de um módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espiral de acordo com uma ou mais modalidades; A figura 2 apresenta um esboço esquemático de um componente —domódulodemembrana de osmose reversa enrolada em espiral com tampas terminais de acordo com uma ou mais modalidades; A figura 3 apresenta um esboço esquemático de uma tampa termi- nal de acordo com uma ou mais modalidades; A figura 4 apresenta uma vista lateral esquemática de uma tampa terminal de acordo com uma ou mais modalidades; A figura 5 apresenta uma vista seccional transversal esquemática de uma tampa terminal de acordo com uma ou mais modalidades;

A figura 6 apresenta um esboço esquemático de uma porção termi- ' nal de um módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espiral de acordo com uma ou mais modalidades; e A figura 7 apresenta um esboço esquemático de um padrão de flu- xo atravésde um componente do módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espiral de acordo com uma ou mais modalidades.

DESCRIÇÃO DETALHADA De acordo com uma ou mais modalidades, um método osmótico para extração de água de uma solução aquosa pode, em geral, envolver expo- siçãoda solução aquosa a uma primeira superfície de uma membrana de os- Mmose reversa. Uma segunda solução ou solução de extração, com uma con- centração aumentada com relação àquela da solução aquosa, pode ser exposta a uma segunda superfície oposta da membrana de osmose reversa. Água po- de, então, ser extraída da solução aquosa através da membrana de osmose reversae para a segunda solução, gerando uma solução enriquecida em água via osmose reversa a qual utiliza propriedades de transferência de fluido envol- vendo movimento de uma solução menos concentrada para uma solução mais concentrada. A solução enriquecida em água, também referida como uma solu- ção de extração diluída, pode ser coletada em uma primeira saída e sofrer um —outroprocesso de separação para produzir água purificada. Uma segunda cor- rente de produto, isto é, uma solução de processo aquosa concentrada ou es- gotada, pode ser coletada em uma segunda saída para descarga ou tratamento adicional. Pressão hidráulica pode, em geral, promover o transporte das pri- meiraesegunda soluções através de um módulo de membrana ao longo de um eixo longitudinal de seus respectivos canais, enquanto que pressão osmótica pode, em geral, promover o transporte de água através de uma membrana de osmose reversa no módulo da solução de alimentação para a solução de extra- ção. Alternativamente, pressão hidráulica pode ser exercida sobre a solução de alimentação para auxiliar o fluxo de água da solução de alimentação para a so- lução de extração ou pressão hidráulica pode ser colocada sobre a solução de extração para permitir a produção de energia a partir da expansão do volume da solução de extração em virtude de fluxo de água na membrana a partir de : solução de alimentação acionado pela diferença de pressão osmótica entre as duas soluções (PRO). Em geral, canais de fluxo dentro do módulo são criados para minimizar a pressão hidráulica necessária para causar fluxo através des- sescanais (fluxo transversal), mas isso frequentemente está em conflito com o desejo de criar turbulência nos canais de fluxo, benefício para geração eficiente de diferença de pressão osmótica entre as duas soluções, a qual tem uma ten- dência de aumentar a resistência ao fluxo.

Maiores diferenças de pressão os- mótica podem, em geral, aumentar o fluxo transmembrana, mas também pode terumatendênciade aumentar a quantidade de calor requerida para separar os solutos de extração da solução de extração diluída para produção de um produ-

to aquoso diluído e uma solução de extração reconcentrada.

De acordo com uma ou mais modalidades, um módulo de membra- na de osmose reversa pode incluir uma ou mais membranas de osmose rever- sa Asmembranas de osmose reversa podem, em geral, ser semipermeáveis, por exemplo, permitindo a passagem de água, mas excluindo solutos dissolvi- dos na mesma, tais como cloreto de sódio, carbonato de amônio, bicarbonato de amônio e carbamato de amônio.

Muitos tipos de membranas semipermeá- veis são adequados para essa finalidade, contanto que elas sejam capazes de permitirapassagem de água (isto é, o solvente), ao mesmo tempo em que blo- queiam a passagem dos solutos e não reagem com os solutos na solução.

A membrana pode ter uma variedade de configurações, incluindo filmes finos, membranas de fibra oca, membranas enroladas em espiral, monofilamentos e tubos de disco.

Existem numerosas membranas semipermeáveis bem- conhecidas comercialmente disponíveis que são caracterizadas por terem po- ros pequenos o bastante para permitir que a água passe, ao mesmo tempo em que retêm as moléculas de soluto, tais como cloreto de sódio e suas espécies moleculares iônicas, tal como cloreto.

Tais membranas semipermeáveis podem ser feitas de materiais orgânicos ou inorgânicos.

Em algumas modalidades, “membranas feitas de materiais tais como acetato de celulose, nitrato de celulo- se, polissulfona, fluoreto de polivinilideno, poliamida e copolímeros de acrilonitri- la podem ser usadas.

Outras membranas podem ser membranas minerais ou membranas cerâmicas feitas de materiais tais como ZrO, e TiO,.

' De preferência, o material selecionado para uso como a membrana semipermeável deverá, em geral, ser capaz de suportar várias condições de processo às quais a membrana pode ser submetida. Por exemplo, pode ser — desejávelqueamembrana seja capaz de suportar temperaturas elevadas, tais como aquelas associadas à esterilização ou outros processos em alta tempera- tura. Em algumas modalidades, um módulo de membrana de osmose reversa pode ser operado em uma temperatura na faixa de cerca de O graus Celsius a cerca de 100 graus Celsius. Em algumas modalidades não limitativas, as tem- —peraturas de processo podem oscilar de cerca de 40 graus Celsius a cerca de 50 graus Celsius. Da mesma forma, pode ser desejável que a membrana seja capaz de manter a integridade sob várias condições de pH. Por exemplo, uma ou mais soluções no ambiente da membrana, tal como a solução de extração, podem ser mais ou menos ácidas ou básicas. Em algumas modalidades não limitativas, um módulo de membrana de osmose reversa pode ser operado em um nível de pH de dentre cerca de 2 e cerca de 11. Em determinadas modali- dades não limitativas, o nível de pH pode ser cerca de 7 a cerca de 10. As membranas usadas não precisam ser feitas de um desses materiais e elas po- dem ser compostas de vários materiais. Em pelo menos uma modalidade, a “membrana pode ser uma membrana assimétrica, tal como com uma camada ativa sobre uma primeira superfície e uma camada de suporte sobre uma se- gunda superfície. Em algumas modalidades, uma camada ativa pode, em geral, ser uma camada de rejeição. Por exemplo, uma camada de rejeição pode blo- quear a passagem de sais em algumas modalidades não limitativas. Em algu- —masmodalidades, uma camada de suporte, tal como uma camada de revesti- mento pode, em geral, ser inativa.

De acordo com uma ou mais modalidades, a pelo menos uma membrana de osmose reversa do módulo de membrana pode ser enrolada em espiral. Uma configuração enrolada em espiral pode, em geral, ser eficiente em termos de facilitação de osmose reversa dentro do módulo. A configuração en- rolada em espiral pode ser desejável em termos de contenção de grandes quantidades de área de superfície por unidade de volume. A configuração enro-

É 9 lada em espiral pode também ser desejável em termos de contato de área de : superfície ao longo de um trajeto de fluxo de fluido com relação ao tempo de residência de uma corrente de processo dentro do módulo de osmose reversa. O módulo de membrana pode também ser beneficamente criado de modo a — reduzira resistência ao atrito ao fluxo transversal de fluido através dos canais de fluxo de fluido e reduzir espaços mortos e pobre transporte de massa, ao mesmo tempo em que encoraja o fluxo turbulento. Em pelo menos uma modali- dade, a solução de extração e a solução de alimentação podem trafegar ao longo do eixo longitudinal do módulo de membrana com resistência ou desvio defluxomínimos. Um módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espiral pode ser de quaisquer dimensões desejadas.

De acordo com uma ou mais modalidades, pelo menos uma mem- brana de osmose reversa pode estar posicionada dentro de um alojamento ou envoltório. O alojamento pode, em geral, ser dimensionado e formatado para —acomodarasmembranas posicionadas no mesmo. Por exemplo, o alojamento pode ser substancialmente cilíndrico se alojando membranas de osmose rever- sa enroladas em espiral. O alojamento do módulo pode conter entradas para fornecer soluções de alimentação e extração ao módulo, bem como saídas para extração de correntes de produto do módulo. Em algumas modalidades, o alo- —jamento pode proporcionar pelo menos um reservatório ou câmara para conter ou armazenar um fluido a ser introduzido ou extraído do módulo. Em pelo me- nos uma modalidade, o alojamento pode ser isolado. Em algumas modalidades não limitativas, um conjunto de módulo pode ser vedado dentro de um aloja- mento tubular, de modo que água salgada é passada em um espaço entre blo- cosde epóxie a principal espiral da folha. Solução de extração pode passar através do interior de tubos planos que levam a solução através de um lado de camada de sustentação dentro da espiral da folha.

De acordo com uma ou mais modalidades, um módulo de membra- na de osmose reversa pode, em geral, ser construído e disposto de modo a —manteruma primeira solução e uma segunda solução em contato com primeiro e segundo lados de uma membrana semipermeável, respectivamente. Embora as primeira e segunda soluções possam permanecer estagnadas, é preferível ú 10

Ú que as primeira e segunda soluções sejam introduzidas através de fluxo trans- : versal, isto é, fluam em paralelo à superfície da membrana semipermeável.

Isso pode, em geral, aumentar o contato de área de superfície da membrana ao lon- go de um ou mais trajetos de fluxo de fluido, desse modo, aumentando a efici- — ênciada osmose reversa.

Em algumas modalidades, as primeira e segunda soluções podem fluir na mesma direção.

Em outras modalidades, as primeira e segunda soluções podem fluir em direções opostas.

Em pelo menos algumas modalidades, dinâmica de fluido similar pode existir sobre ambos os lados da superfície de uma membrana.

Isso pode ser obtido por meio de integração es- tratégica da uma ou mais membranas de osmose reversa no módulo ou aloja-

mento.

De acordo com uma ou mais modalidades, um módulo de membra- na de osmose reversa pode, em geral, ser construído e disposto de modo a proporcionar um primeiro trajeto de fluxo de fluido e um segundo trajeto de fluxo defluido.

Os trajetos de fluxo podem, em geral, correr ao longo de um eixo lon- gitudinal do módulo, tal como de uma primeira extremidade para uma segunda extremidade.

Os primeiro e segundo trajetos de fluxo de fluido podem ser sepa- rados por meio da membrana de osmose reversa.

Uma primeira solução pode trafegar ao longo do primeiro trajeto de fluxo de fluido e uma segunda solução —podetrafegar ao longo de um segundo trajeto de fluxo de fluido através do mó- dulo.

No caso de uma membrana de osmose reversa assimétrica, uma camada ativa da membrana pode estar associada a um primeiro trajeto de fluxo de flui- do e uma camada de sustentação pode estar associada a um segundo trajeto de fluxo de fluido.

Em pelo menos uma modalidade, água aquosa a ser tratada, talcomo água salgada, pode estar em contato com a camada ativa da mem- brana de osmose reversa, enquanto que a solução de extração pode estar em contato com a camada de sustentação.

Em outras modalidades, o oposto pode se aplicar.

Em algumas modalidades, os primeiro e segundo trajetos de fluxo de fluido podem ser geral ou substancialmente paralelos um ao outro ao longo de umeixolongitudinal do módulo de membrana.

Em pelo menos uma modalida- de, os primeiro e segundo trajetos de fluxo de fluido podem ser substancialmen- te isolados um do outro, de modo a impedir, em geral, mistura entre os mes-

. y mos, embora passagem osmótica transmembrana de água da primeira solução para a segunda solução dentro do módulo seja desejada para realizar separa- ção e purificação do solvente, conforme descrito acima.

De acordo com uma ou mais modalidades, a primeira solução pode — serqualquer solução aquosa ou solvente contendo um ou mais solutos para os quais separação, purificação ou outro tratamento é desejado. Em algumas mo- dalidades, a primeira solução pode ser água não potável, tal como água salga- da, água do mar, água salobra, água cinza e algumas águas industriais. Uma corrente de processo a ser tratada pode incluir sais e outras espécies iônicas, tais como cloreto, sulfato, brometo, silicato, iodeto, fosfato, sódio, magnésio, cálcio, potássio, nitrato, arsênico, lítio, boro, estrôncio, molibdênio, manganês, alumínio, cádmio, cromo, cobalto, cobre, ferro, chumbo, níquel, selênio, prata e zinco. Em alguns exemplos, a primeira solução pode ser salmoura, tal como água salgada ou água do mar, água residual ou outra água contaminada. À primeira solução pode ser distribuída a partir de um sistema de tratamento com membrana de osmose reversa de uma unidade de operação a montante, tal como instalação industrial ou qualquer outra fonte, tal como o oceano. A se- gunda solução pode ser uma solução de extração contendo uma maior concen- tração de soluto com relação à primeira solução. Uma ampla variedade de so- luçõesde extraçãopodem ser usadas. Por exemplo, a solução de extração po- de compreender uma solução salina termolítica. Em algumas modalidades, uma solução de extração de amônia e dióxido de carbono pode ser usada, tal como aquela descrita na Publicação de Pedido de Patente U.S. Número 2005/0145568 para McGinnis, a qual é aqui incorporada por referência na ínte- grapara todas as finalidades. Em uma modalidade, a segunda solução pode ser uma solução concentrada de amônia e dióxido de carbono. Em pelo menos uma modalidade, a solução de extração pode compreender amônia e dióxido de carbono em uma proporção molar maior do que cerca de 1 para 1. A solução de extração tem, em geral, uma concentração maior do que aquela da solução de alimentação. Isso pode ser obtido usando solutos que são solúveis o bastante para produzir uma solução que tem uma maior concentração do que a solução de alimentação. De preferência, o soluto dentro da segunda solução deverá ser facilmente removível da segunda solução por : meio de um processo de separação, de pelo menos uma espécie que é mais prontamente dissolvida no solvente da segunda solução, isto é, a espécie solú- vel e uma espécie que não é prontamente dissolvida dentro do solvente, isto é, aespéciemenos solúvel e não impõe risco para a saúde se quantidades resi- duais da espécie de soluto permanece no solvente resultante. A existência de espécies de soluto solúvel e menos solúvel permite que as soluções sejam a- justadas ou manipuladas conforme necessário. Tipicamente, as espécies de soluto solúvel e menos solúvel atingem um ponto em solução no qual, sob as condições particulares de temperatura, pressão, pH etc., nenhuma espécie de soluto aumenta ou diminui uma com relação à outra, isto é, a proporção das espécies de soluto solúvel para insolúvel é estática. Isso é referido como equili- brio. Dadas as condições particulares da solução, a espécie de soluto não pre- cisa estar presente em uma proporção de um para um em equilíbrio. Mediante aadiçãode um produto químico, referido como um reagente, o equilíbrio entre as espécies de soluto pode ser desviado. Usando um primeiro reagente, o equi- líbrio da solução pode ser desviado para aumentar a quantidade da espécie de soluto solúvel. Da mesma forma, usando um segundo reagente, o equilíbrio da solução pode ser desviado para aumentar a quantidade da espécie de soluto — menos solúvel. Após a adição dos reagentes, a proporção de espécies de solu- tos pode se estabilizar em um novo nível o qual é favorecido pelas condições da solução. Manipulando o equilíbrio a favor da espécie de soluto solúvel, uma segunda solução com uma concentração próxima da saturação pode ser obtida, um estado no qual o solvente nas soluções não pode dissolver mais o soluto.

Solutos preferidos para a segunda solução (extração) podem ser gases amônia e dióxido de carbono e seus produtos, carbonato de amônio, bi- carbonato de amônio e carbamato de amônio. Amônia e dióxido de carbono, quando dissolvidos em água em uma proporção de cerca de 1, formam uma solução compreendida primariamente de bicarbonato de amônio e, até uma extensãomenor, os produtos relacionados carbonato de amônio e carbamato de amônio. O equilíbrio nessa solução favorece a espécie de soluto menos so- lúvel, bicarbonato de amônio, com relação às espécies de soluto solúvel, car-

Ú bamato de amônio e, até uma extensão menor, carbonato de amônio. Tampo- namento da solução compreendida primariamente de bicarbonato de amônio com um excesso de gás amônia, de modo que a proporção de amônia para dióxido de carbono aumenta de cerca de 1,75 para cerca de 2,0, desviará o equilibriodasolução para a espécie do soluto solúvel, carbamato de amônio. O gás amônia é mais solúvel em água e é, de preferência, adsorvido pela solu- ção. Em virtude do fato de o carbamato de amônio ser mais prontamente ad- sorvido pelo solvente da segunda solução, sua concentração pode ser aumen- tada para o ponto onde o solvente não pode mais adsorver qualquer soluto, isto é, saturação. Em algumas modalidades não limitativas, a concentração de solu- tos dentro dessa segunda solução obtida por meio dessa manipulação é maior do que cerca de 2 molar, maior do que cerca de 6 molar ou cerca de 6 a cerca de 12 molar.

Gás amônia pode ser um primeiro reagente preferido para carba- matode amônio, uma vez que ele é um dos elementos químicos que resulta quando o soluto carbamato de amônio é decomposto, de outro modo referido como um elemento constituinte. Em geral, é preferido que o reagente para o solvente seja um elemento constituinte do soluto, uma vez que qualquer rea- gente em excesso pode ser facilmente removido da solução quando o solvente éremovidoe, em uma modalidade preferida, o elemento constituinte pode ser reciclado como o primeiro reagente. Contudo, outros reagentes que podem ma- nipular o equilíbrio da espécie de soluto em solução são considerados, na me- dida em que o reagente seja facilmente removido da solução e o reagente não imponha risco para a saúde se elementos residuais do reagente permanecem dentrodo solvente final.

De acordo com uma ou mais modalidades, um módulo de membra- na de osmose reversa pode, em geral, incluir primeira e segunda entradas. As primeira e segunda entradas podem estar associadas à fontes de primeira e segunda soluções. Em algumas modalidades, uma fonte de uma primeira solu- —çãopode serum primeiro reservatório de solução e uma fonte de uma segunda solução pode ser um segundo reservatório de solução. Uma primeira entrada pode ser fluidicamente conectada a uma fonte de uma solução aquosa a ser tratada e uma segunda entrada pode ser fluidicamente conectada a uma fonte de uma solução de extração. As primeira e segunda entradas podem também estar associadas aos primeiro e segundo trajetos de fluxo de fluido, respectiva- mente, de modo a facilitar a distribuição de primeira e segunda soluções ao —módulodemembrana para osmose reversa. Em algumas modalidades, a pri- meira entrada pode estar em comunicação de fluido com o primeiro trajeto de fluxo de fluido e a segunda entrada pode estar em comunicação de fluido com o segundo trajeto de fluxo de fluido. As primeira e segunda entradas podem ser fluidicamente isoladas uma da outra. Em pelo menos uma modalidade, as pri- meirae segunda entradas são posicionadas em uma extremidade, isto é, em uma primeira ou segunda extremidade, do módulo de membrana de osmose reversa. Em outras modalidades, as primeira e segunda entradas podem estar posicionadas em extremidades opostas do módulo de membrana de osmose reversa.

De acordo com uma ou mais modalidades, um módulo de membra- na de osmose reversa pode, em geral, incluir primeira e segunda saídas. As primeira e segunda saídas podem estar associadas ao primeiro e segundo tra- jetos de fluxo de fluido, respectivamente, de modo a facilitar remoção de uma ou mais correntes de produto do módulo de membrana de osmose reversa.

Uma primeira saída pode coletar uma solução de extração diluída e uma se- gunda saída pode coletar uma corrente de processo aquosa esgotada ou con- centrada. Em algumas modalidades, a primeira saída pode estar em comunica- ção de fluido com o primeiro trajeto de fluxo de fluido e a segunda saída pode estar em comunicação de fluido com o segundo trajeto de fluxo de fluido. As primeirae segunda saídas podem ser fluidicamente isoladas uma da outra. Em pelo menos uma modalidade, as primeira e segunda saídas estão posicionadas em uma extremidade do módulo de membrana de osmose reversa. Em outras modalidades, as primeira e segunda saídas podem estar posicionadas em ex- tremidades opostas do módulo de membrana de osmose reversa.

Em algumas modalidades, as primeira e segunda entradas podem, em geral, estar posicionadas em uma primeira extremidade do módulo de membrana de osmose reversa, enquanto que as primeira e segunda saídas

. 15 podem, em geral, estar posicionadas em uma segunda extremidade do módulo de membrana de osmose reversa. Em algumas de tais modalidades, uma regi- ão distribuidora pode, em geral, proporcionar as primeira e segunda entradas e uma região coletora pode, em geral, proporcionar as primeira e segunda saí- das. Aregião distribuidora pode estar posicionada em uma primeira extremida- de do módulo de membrana e a região coletora pode estar posicionada em uma segunda extremidade do módulo de membrana. De acordo com uma ou mais modalidades, a membrana de osmose reversa do módulo pode ser construída e disposta para definir um compartimen- todemembrana. Um compartimento de membrana pode, em geral, definir pelo menos um espaço parcialmente encerrado. Assim, um compartimento de mem- brana pode ter uma região interior e uma região exterior. Um ou mais lados de um compartimento de membrana podem ser vedados. Em algumas modalida- des, um compartimento de membrana pode, em geral, ser referido como uma bolsademembrana tendo uma região interior e uma região exterior. Um primei- ro trajeto de fluxo de fluido pode estar associado à região interior da bolsa de membrana e um segundo trajeto de fluxo de fluido pode estar associado à regi- ão exterior da bolsa de membrana. A bolsa de membrana pode, em geral, facili- tar o isolamento dos primeiro e segundo trajetos de fluxo de fluido para impedir mistura, além do transporte transmembrana osmótica desejado para separação. Em uma modalidade envolvendo uma membrana assimétrica, uma primeira camada da membrana pode proporcionar uma superfície da região interior do compartimento, enquanto que uma segunda camada da membrana pode pro- porcionar uma superfície da região exterior do compartimento. Em algumas modalidades, uma camada de rejeição pode estar associada à região exterior da bolsa de membrana e uma camada de sustentação pode estar associada à região interior da bolsa de membrana.

De acordo com uma ou mais modalidades, um módulo de membra- na de osmose reversa pode incluir uma pluralidade de membranas de osmose reversa. Um módulo pode incluir uma pluralidade de membranas de osmose reversa enroladas em espiral. Em modalidades em que as membranas são construídas e dispostas para proporcionar ou definir um compartimento ou bol-

| sa de membrana, o módulo pode compreender uma pluralidade de tais compar- timentos, cada um tendo uma região interior e uma região exterior.

Um módulo de membrana pode, portanto, compreender uma pluralidade de primeiros traje- tos de fluido e uma pluralidade de segundos trajetos de fluido.

Em algumas mo- —dalidades,os primeiros trajetos de fluxo de fluido podem estar associados às regiões interiores de bolsas de membrana, enquanto que segundos trajetos de fluxo de fluido podem estar associados à regiões exteriores de bolsas de mem- brana ou espaços entre membranas adjacentes do módulo.

Uma primeira solu- ção pode fluir ao longo de cada um dos primeiros trajetos de fluido e uma se- —gunda solução pode fluir ao longo de cada um dos segundos trajetos de fluido.

Assim, um módulo pode ser escalonado aumentando o número de membranas de osmose reversa, tais como membranas de osmose reversa enroladas em espiral, presentes no módulo.

De acordo com uma ou mais modalidades, um membrana de os- —mosereversa enrolada em espiral pode incluir uma ou mais características para facilitar a introdução de primeira e segunda soluções no módulo de membrana, ao mesmo tempo em que impede mistura entre as mesmas.

Da mesma forma, um membrana de osmose reversa enrolada em espiral pode incluir uma ou mais características para facilitar a extração ou coleta de primeira e segunda soluções do módulo de membrana, ao mesmo tempo em que impede mistura entre as mesmas.

Em algumas modalidades, uma tampa terminal pode estar posicionada em cada extremidade de um membrana enrolada em espiral.

Em pelo menos uma modalidade, tampas terminais podem estar posicionadas em cada extremidade de uma membrana enrolada em espiral.

Em módulos tendo uma pluralidadedemembranas enroladas em espiral, cada uma das membra- nas enroladas em espiral pode ter uma tampa terminal posicionada em cada extremidade.

A tampa terminal pode incluir pelo menos uma entrada e/ou saída em comunicação de fluido com um ou mais trajetos de fluxo de fluido dentro do módulo.

A tampa terminal pode ser construída e disposta de modo a facilitar o isolamento de um ou mais trajetos de fluxo de fluido dentro do módulo.

A tampa terminal pode ser construída e disposta de modo a isolar uma ou mais entradas de fluido e/ou saídas de fluido.

: Em algumas modalidades, uma tampa terminal pode compreender uma primeira entrada em comunicação de fluido com um primeiro trajeto de fluxo de fluido e uma segunda entrada em comunicação de fluido com um se- gundo trajeto de fluxo de fluido. Em uma modalidade, uma tampa terminal pode compreender uma primeira entrada em comunicação de fluido com uma região interior de um compartimento da membrana. A tampa terminal pode compreen- der uma segunda entrada em comunicação de fluido com uma região exterior do compartimento de membrana.

Em algumas modalidades, uma tampa terminal pode compreender umaprimeirasaída em comunicação de fluido com um primeiro trajeto de fluxo de fluido e uma segunda saída em comunicação de fluido com um segundo tra- . jeto de fluxo de fluido. Em uma modalidade, uma tampa terminal pode compre- ender uma primeira saída em comunicação de fluido com uma região interior de um compartimento de membrana. A tampa terminal pode também incluir uma segunda saída em comunicação de fluido com uma região exterior do compar- timento de membrana.

Em outras modalidades, uma primeira tampa terminal pode incluir uma primeira entrada em comunicação de fluido com um primeiro trajeto de fluxo de fluido e uma primeira saída em comunicação de fluido com um segun- dotrajetode fluxo de fluido. Uma segunda tampa terminal pode incluir uma se- gunda entrada em comunicação de fluido com o segundo trajeto de fluxo de fluido e uma segunda saída em comunicação de fluido com o primeiro trajeto de fluxo de fluido. A primeira tampa terminal pode estar posicionada em uma pri- meira extremidade de uma membrana enrolada em espiral e a segunda tampa terminal pode estar posicionada em uma segunda extremidade da membrana enrolada em espiral. O primeiro trajeto de fluxo de fluido pode estar ao longo de uma região interior de uma bolsa de membrana e o segundo trajeto de fluxo de fluido pode estar ao longo de uma região exterior da bolsa de membrana.

De acordo com uma ou mais modalidades, uma tampa terminal po- de compreender um ou mais orifícios em comunicação de fluido com um ou mais trajetos de fluxo de fluido do módulo de membrana. Os orifícios da tampa terminal podem, em geral, facilitar o isolamento de soluções introduzidas em ou

Ú extraídas do módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espiral na tampa terminal. Os orifícios podem ter qualquer estrutura capaz de impedir, em geral, mistura de várias soluções introduzidas e/ou extraídas em uma tampa terminal. Um orifício pode ser construído e disposto para isolar várias soluções introduzidas e/ou extraídas em uma tampa terminal. Um orifício pode compre- ender uma primeira região em comunicação de fluido com um primeiro trajeto de fluxo de fluido e uma segunda região em comunicação de fluido com um se- gundo trajeto de fluxo de fluido. As primeira e segunda regiões podem estar dispostas de modo a impedir mistura entre as soluções introduzidas e/ou extra- ídasdasmesmas. Os orifícios podem, em geral, ser dimensionados e espaça- dos de modo a facilitar o fluxo de fluido através do módulo de membrana, de forma a obter um fluxo desejado. Esse fluxo é, em geral, obtido encorajando fluxo turbulento em um trajeto de fluxo relativamente reto de uma extremidade do módulo de membrana para a outra, com desvio mínimo de trajeto de fluxo e resistência mínima ao fluxo proveniente das dimensões especiais do trajeto de fluxo.

Em algumas modalidades, os orifícios podem compreender tubos tendo, cada um, uma região de lumen e uma região exterior. Em pelo menos uma modalidade, os tubos podem ser tubos substancialmente planos. Outras modalidades consideram aberturas de tubo oval ou circular e espaços entre os tubos tomando formatos retangular, oval, triangular ou corrugado, por exemplo. Um ou mais lumens podem ser fluidicamente conectados a um primeiro trajeto de fluxo de fluido, tal como uma região interior de uma bolsa de membrana e uma região exterior dos tubos pode estar em comunicação de fluido com um segundo trajeto de fluxo de fluido, tal como uma região exterior da bolsa de membrana. Os lumens podem ser fluidicamente conectados a uma primeira entrada do módulo de membrana para facilitar a introdução de uma primeira solução a um primeiro trajeto de fluxo, enquanto que a região exterior dos tubos pode ser fluidicamente conectada a uma segunda entrada do módulo de mem- —branaparafacilitara introdução de uma segunda solução a um segundo trajeto de fluxo de fluido. Os lumens de outra tampa terminal podem ser fluidicamente conectados a uma primeira saída do módulo de membrana para facilitar a ex-

tração de uma primeira solução de um primeiro trajeto de fluxo, enquanto que a região exterior dos tubos pode ser fluidicamente conectada a uma segunda saí- da do módulo de membrana para facilitar a extração de uma segunda solução de um segundo trajeto de fluxo de fluido. Em modalidades onde uma tampa terminal compreende uma entrada e uma saída, os lumens podem ser fluidica- mente conectados a uma primeira entrada do módulo de membrana para distri- buir uma primeira solução a um primeiro trajeto de fluxo de fluido, enquanto que a região exterior dos tubos pode ser fluidicamente conectada a uma primeira saída do módulo de membrana para extrair uma segunda solução de um se- gundotrajeto de fluxo de fluido. Várias outras configurações, além dessas con- figurações exemplificativas, são possíveis.

- De acordo com uma ou mais modalidades, um módulo de membra- na pode incluir uma ou mais características para assegurar isolamento dos tra- jetos de fluxo de fluido dentro do módulo, mas para o transporte transmembra- nadesejado para separação. As tampas terminais descritas acima podem ser uma de tais características. Outras características podem ser implementadas isoladamente ou em conjunto com as tampas terminais. Em algumas modalida- des, pelo menos uma porção de uma ou mais extremidades de uma membrana de osmose reversa enrolada em espiral pode ser montada com uma placa ou outraabordagem estrutural ou mecânica capaz de impedir mistura entre várias soluções fornecidas ou extraídas do módulo. Em outras modalidades, pelo me- nos uma porção de uma ou mais extremidades de uma membrana de osmose reversa enrolada em espiral podem ser conservadas em um recipiente para facilitar isolamento de trajetos de fluxo de fluido. Várias técnicas e materiais de conservaçãoem um recipiente de membrana são bem-conhecidos e envolvem, em geral, uso de materiais de resina curável. Em algumas modalidades, con- servação em um recipiente pode, em geral, impedir que um fluido que entra ou sai de um primeiro trajeto de fluxo de fluido também entre ou saia de um se- gundo trajeto de fluxo de fluido e vice versa. Por exemplo, conservação em um recipiente pode impedir que um primeiro fluido que flui para os lumens de tubos de tampa terminal também flua entre os tubos. Da mesma forma, conservação em um recipiente pode, em geral, impedir que um segundo fluido que flui entre

' os tubos da tampa terminal também flua para os lumens dos tubos de tampa terminal. Em algumas modalidades não limitativas, isso pode ser obtido com uma substância semelhante a epóxi que é líquida e, então, solidifica. Alguns materiais de conservação em um recipiente são caracterizados como sendo geralmente rígidos, enquanto que outros são mais flexíveis. Cada propriedade tem benefícios associados e, em algumas modalidades, pode ser desejável u- sar uma combinação de materiais de resina para conservação em um recipien- te. Em modalidades onde uma tampa terminal e/ou placa ou outro dispositivo estrutural ou mecânico é usado, conservação em um recipiente pode oferecer proteção suplementar contra mistura indesejável em entradas e/ou saídas de fluido de um módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espiral.

- De acordo com uma ou mais modalidades, um módulo de membra- na de osmose reversa pode, em geral, ser construído e disposto para promover fluxo uniforme através do módulo de membrana, tal como ao longo de um eixo longitudinal do módulo. Um fluxo uniforme pode, em geral, promover uso efici- ente da área de superfície disponível da membrana. Considerações de design as quais promovem fluxo uniforme incluem otimização de parâmetros tais co- mo, por exemplo, taxa de fluxo, turbulência de corrente, equilíbrio das concen- trações e volumes das soluções de alimentação e extração, altura do canal de fluxo, formação de padrões sobre a superfície da membrana, distribuidores de fluxo ou distribuidores de fluxo suplementares na extremidade do módulo de membrana para assegurar fluxo uniforme por todos os canais em qualquer pon- to sobre o eixo radial do módulo e o diâmetro e comprimento do módulo de membrana.

De acordo com uma ou mais modalidades, uma estrutura de sus- tentação pode estar associada ao módulo de membrana enrolada em espiral. Por exemplo, uma haste ou eixo pode sustentar uma membrana enrolada em espiral. Em algumas modalidades, uma ou mais membranas de osmose rever- sa podem ser enroladas em torno de uma estrutura de sustentação. Em deter- —minadas modalidades, uma ou mais bolsas de membrana de osmose reversa, tal como uma pluralidade, podem ser enroladas em espiral em torno de uma estrutura de sustentação. A uma ou mais membranas podem estar conectadas

: à estrutura de sustentação. Em outras modalidades, elas podem estar soltas. Em algumas modalidades, o módulo não inclui um tubo permeado, tal como um tubo permeado central, para introdução ou coleta de uma ou mais correntes de fluido. Assim, em pelo menos uma modalidade, a estrutura de sustentação não é umtubopermeado.

De acordo com uma ou mais modalidades, um ou mais espaçado- res podem estar posicionados ao longo de um ou mais trajetos de fluxo de flui- do. Espaçadores podem, em geral, facilitar a promoção de fluxo uniforme ao longo de trajetos de fluxo de fluido, podem dirigir o fluxo de fluido ao longo dos trajetos de fluxo e podem promover qualquer turbulência desejável dentro do i módulo. Um ou mais espaçadores podem ser posicionados ao longo de um - primeiro trajeto de fluxo de fluido e/ou um segundo trajeto de fluxo de fluido. Em algumas modalidades, espaçadores podem ser posicionados ao longo de uma bolsa de membrana e/ou ao longo de uma região exterior de uma bolsa de membrana. Em pelo menos algumas modalidades, espaçadores podem ser posicionados entre membranas adjacentes de um módulo de membrana. Espa- çadores podem ser usados para ajustar estrategicamente um ou mais parâme- tros associados a um trajeto de fluxo de fluido. Por exemplo, as dimensões, tais como espessura, largura ou altura de espaçadores podem ser selecionados de modo aresultar em uma altura, volume, fluxo ou outro parâmetro desejado de um trajeto de fluxo de fluido. Pode ser desejável variar um ou mais parâmetros de um trajeto de fluxo de fluido ao longo de um eixo longitudinal de um trajeto de fluxo de fluido. Em pelo menos uma modalidade, a espessura de espaçado- res ao longo de um eixo longitudinal do módulo de membrana pode ser variada paraobterum perfil desejado. Por exemplo, pode ser desejável afunilar um ou mais trajetos de fluxo de fluido ao longo de um eixo longitudinal de um módulo.

Em pelo menos uma modalidade, um módulo de membrana de os- Mmose reversa enrolada em espiral não inclui linhas de cola ou é substancial- mente isento de linhas de cola. Uso de linhas de cola é comumente conhecido porfacilitar direcionamento de fluxo de fluido dentro de um módulo de membra- na. Em algumas modalidades, uma membrana de osmose reversa, tal como uma dobrada ou de outro modo construída e disposta para formar um compar-

' timento ou bolsa, não inclui uma linha de cola ao longo de um trajeto de fluxo : de fluido, de modo a dirigir o fluxo de fluido. Por exemplo, algumas modalidades podem não incluir uma linha de cola associada a uma região interior de uma bolsa de membrana. Uma ou mais de tais membranas sem linhas de cola po- demserenroladas em espiral dentro de um módulo de membrana de osmose reversa de acordo com uma ou mais modalidades. Em algumas modalidades, cola ou adesivo ainda pode ser usado ao longo das bordas de uma bolsa de membrana de modo a vedar a bolsa, prender tampas terminais e/ou conectar a membrana a uma estrutura de suporte.

Um módulo de membrana enrolada em espiral de acordo com uma ou mais modalidades pode ser usado em osmose retardada pela pressão. Os- mose retardada pela pressão pode, de modo geral, referir-se à derivação de poder osmótico ou energia de gradiente de salinidade a partir de uma diferença de concentração de sal entre duas soluções, tal como uma solução de extração concentrada e um fluido de trabalho diluído. Em alguns exemplos, água salgada pode ser uma primeira solução e água doce ou água quase desionizada pode ser uma segunda solução. Em algumas modalidades, um ou mais módulos de membrana de osmose reversa enrolada em espiral podem ser encerrados em um vaso de pressão para facilitar osmose retardada pela pressão. Um ou mais aspectos de design do módulo de membrana de osmose reversa, tais como uma ou mais características ou parâmetros referentes às membranas, tampas terminais, espaçadores ou trajetos de fluxo, podem ser modificados para uso em osmose retardada pela pressão. Dentro de osmose retardada pela pressão, uma solução de extração pode ser introduzida em uma câmara de pressão so- breum primeiro lado de uma membrana, tal como ao longo de um primeiro tra- jeto de fluxo de fluido de um módulo de membrana enrolada em espiral. Em algumas modalidades, pelo menos uma porção da solução de extração pode ser pressurizada baseado em uma diferença de pressão osmótica entre a solu- ção de extração e um fluido de trabalho diluído. O fluido de trabalho diluído po- —deserintroduzido sobre um segundo lado da membrana, tal como ao longo de um segundo trajeto de fluxo de fluido do módulo de membrana enrolada em espiral. O fluido de trabalho diluído pode, em geral, se mover através da mem- :

brana via osmose, assim, aumentando o volume sobre o lado com solução de extração pressurizada da membrana. Á medida que a pressão é compensada, uma turbina pode girar para gerar eletricidade. Uma solução de extração diluída resultante pode, então, ser processada, tal como separada, para reutilização. —Emalgumas modalidades, uma fonte de calor de menor temperatura, tal como calor residual industrial, pode ser usado em ou facilitar um sistema ou processo de osmose retardada pela pressão. Em uma modalidade não limitativa, um sistema de osmose retarda- da pela pressão incorporando um ou mais módulos de membrana enrolada em espiral pode ser um motor térmico osmótico, tal como aquele descrito na Publi- cação WIPO No. WO2008/060435 para McGinnis et a/., a qual é aqui incorpo- rada por referência na íntegra para todas finalidades. Um motor térmico osmóti- co pode converter energia térmica em trabalho mecânico usando uma membra- na semipermeável para converter pressão osmótica em energia elétrica. Uma —soluçãode extração de amônia-dióxido de carbono concentrada pode criar altas pressões osmóticas as quais geram fluxo de água através de uma membrana semipermeável contra um gradiente de pressão hidráulica. Despressurização do volume de solução de extração aumentado em uma turbina pode produzir energia elétrica. O processo pode ser mantido em operação em estado cons- tante mediante separação de solução de extração diluída em uma solução de extração reconcentrada e fluido de trabalho de água desionizada, para reutiliza- ção no motor térmico osmótico.

Em algumas modalidades, um módulo de osmose reversa pode o- perar em pressões de até cerca de 13,79 MPa (cerca de 2000 psi). Algumas —modalidadesde osmose reversa não limitativas podem envolver pressões entre cerca de 138 KPa e cerca de 345 KPa (cerca de 20 psi a cerca de 50 psi). Em operação, condições exemplificativas não limitativas para um módulo de osmo- se reversa podem incluir solução de extração a cerca de 5 molar sem outra pressão hidráulica exercida sobre a mesma que não os cerca de 138 KPa e cercade276KPa (cerca de 20 psi a cerca de 40 psi) necessários para realizar fluxo transversal através do canal de fluxo de solução de extração, a qual é dilu- ída para uma concentração de aproximadamente cerca de 1,5 molar pelo fluxo transmembrana de água da solução de alimentação através da membrana se- mipermeável. A solução de alimentação, nesse caso seria, por exemplo, uma alimentação de água salgada (aproximadamente cerca de 0,5 molar) a qual não é de outro modo pressurizada hidraulicamente que não os cerca de 138 KPa e cercade276KPa (cerca de 20 psi a cerca de 40 psi) para induzir a seu fluxo transversal através do canal de fluxo de alimentação.

Em algumas modalidades, um módulo de osmose retardada pela pressão pode ser operado em pressões de até cerca de 13,79 MPa (cerca de 2000 psi). Algumas modalidades de osmose retardada pela pressão não limita- tivas podem envolver pressões entre cerca de 6,89 MPa e cerca de 13,79 MPa (cerca de 1000 psi e cerca de 2000 psi). Em operação, condições exemplificati- - vas não limitativas para um módulo de osmose retardada pela pressão podem incluir uma concentração de solução de extração de cerca de 5 molar que se torna diluída para cerca de 3 molar, sob uma pressão hidráulica de aproxima- — damente cerca de 100 atm. A solução de alimentação, nesse caso seria, por exemplo, um fluido de trabalho de água desionizada sob apenas a pressão hi- dráulica (cerca de 138 KPa a cerca de 276 KPa (cerca de 20 psi a cerca de 40 psi)) necessária para induzir a seu fluxo através do canal de fluxo de alimenta- ção.

A figura 1 apresenta um módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espiral 100 de acordo com uma ou mais modalidades não limitati- vas. O módulo 100 inclui uma pluralidade de membranas de osmose reversa enroladas em espiral 110. Cada extremidade do módulo 100 inclui uma câmara 120, 130. A câmara 120 inclui entradas 124, 126, enquanto que a câmara 130 incluientradas 134, 136. Cada extremidade das membranas 110 é conservada em um recipiente em vasos 140.

O módulo 100 pode ser dimensionado com quaisquer dimensões desejadas. Por exemplo, dimensionamento pode ser baseado em diversos fato- res, incluindo requisitos de taxa de fluxo e espaço disponível para padroniza- — ção. Módulos podem, em geral, ser escalonados para mais ou menos a fim de ir de encontro às especificações de uma aplicação particular. Em algumas moda- lidades não limitativas, as dimensões físicas do módulo 100 podem estar entre cerca de 0,5 metros e cerca de 2 metros de comprimento. Em uma modalidade ' específica, o módulo 100 pode ter cerca de 1 metro de comprimento. Em algu- mas modalidades não limitativas, o módulo 100 pode ter entre cerca de 2,54 cm e cerca de 127 cm (cerca de 1 polegada e cerca de 50 polegadas) de diâmetro. — Emalgumas modalidades específicas, o módulo 100 pode ter cerca de 2, cerca de 4, cerca de 8 ou cerca de 16 polegadas de diâmetro.

A figura 2 apresenta um esquema de uma única membrana de os- mose reversa 210 desenrolada ou antes de enrolamento em espiral. Uma plura- lidade de tais membranas 210 pode compreender as membranas 110 da figura

1.Uma tampa terminal 250 está posicionada em cada extremidade da mem- brana de osmose reversa 210. Em algumas modalidades não limitativas, uma - tampa terminal pode ser criada de acordo com a tampa terminal 350 apresen- tada na figura 3. A tampa terminal 350 pode incluir uma série de orifícios 370, separados por espaços 380 entre os mesmos. Em algumas modalidades, orifí- cios370 podem ser tubos planos. Uma estrutura de fixação ou manifold 360 pode facilitar vedação da tampa terminal 350 ao lado da membrana 210. As dimensões dos orifícios 370, espaços 380 e manifold 360 podem ser quaisquer medidas desejadas e podem ser separadamente otimizadas.

Uma vista lateral de uma tampa terminal 450 é apresentada na figu- ra4.Omanifold 460 pode, em geral, facilitar a fixação da tampa terminal 450 a uma bolsa de membrana. Em operação, um primeiro fluido pode fluir através da tampa terminal 450 apenas através dos lumens 475 dos tubos planos 470. Um segundo fluido pode fluir dentro do espaço 480 em torno dos tubos planos 470. A figura 5 detalha uma seção transversal de uma tampa terminal 550 na qual o tuboplano570 está em interface com o manifold 560. O manifold 560 pode ser vedado a uma bolsa de membrana. Uma porção interna do manifold 560 pode estar em comunicação de fluido com lumens de tubos 570 e com uma região interior da bolsa de membrana, enquanto que uma porção externa do manifold 560 pode estar em comunicação de fluido com o espaço 580 em torno dos tu- bos570e coma região exterior da bolsa de membrana. Assim, primeira e se- gunda entradas de fluido podem ser isoladas uma da outra para impedir mistu- ra, conforme ilustrado na figura 6. A figura 6 ilustra uma extremidade de um módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espiral 600. Tubos 670 : da tampa terminal 650 definem lumens 675 e regiões exteriores 680. Um pri- meiro fluido pode entrar no módulo 600 na primeira entrada 624, a qual está em comunicação de fluido com lumens 675. Um segundo fluido pode entrar no mó- —dulo600na segunda entrada 626 em comunicação de fluido com regiões exte- riores 680. Conservação em um recipiente 640 pode facilitar o isolamento de fluido das primeira e segunda entradas 624, 626. Trajetos de fluxo de fluido de- finidos pelas regiões interior e exterior da bolsa de membrana podem também ser fluidicamente isoladas, além do transporte transmembrana desejado para — separação osmótica, conforme ilustrado na figura 7. A figura 7 ilustra uma bolsa de membrana com um primeiro trajeto de fluxo de fluido de Solução A ao longo . de sua região exterior e um segundo trajeto de fluxo de fluido de Solução B ao longo de sua região interior.

De acordo com uma ou mais modalidades, uma membrana de folha plana pode ser usada na produção de um módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espiral.

Em algumas modalidades não limitativas, uma membrana de osmose reversa de folha plana pode ser dobrada sobre si mes- ma, tal como substancialmente ao meio.

Uma primeira borda de uma folha de membrana pode ser dobrada em uma segunda borda paralela da folha de “membrana.

No caso de uma membrana de osmose reversa assimétrica, a folha pode ser dobrada de modo que uma camada de sustentação de um lado se encontra defronte à camada de sustentação do outro e a camada de rejeição de cada lado está uma defronte para a outra.

Uma bolsa ou compartimento pode, em geral, ser formado pela membrana dobrada.

Em outra modalidade, cama- dasativaspodem estar uma defronte para a outra na região interior da bolsa de membrana.

Outras configurações de camadas de revestimento e adesiva são também possíveis.

Uma borda naturalmente vedada do compartimento é for- mada via a operação de dobra.

Uma borda oposta e paralela à borda natural- mente vedada pode ser vedada através de qualquer técnica comumente co- —nhecida, incluindo o uso de cola, epóxi, adesivo ou atrito.

As duas extremidades da membrana dobrada também podem ser substancialmente vedadas, confor- me descrito abaixo, ao mesmo tempo em que proporciona entradas e saídas

' fluidicamente isoladas. Em outras modalidades, duas ou mais folhas de mem- : brana podem ser presas para formar um compartimento de membrana ao invés de dobra de uma única folha.

De acordo com uma ou mais modalidades, uma tampa terminal po- desercolocada sobre cada uma das duas bordas terminais da folha de mem- brana dobrada (as bordas as quais normalmente estão em qualquer extremida- de de um alojamento enrolado em espiral) de forma a obter fluxo distinto de soluções de alimentação e extração através do módulo. Os lados no sentido do comprimento da tampa terminal podem, em geral, ser vedados. O lado no sen- tidodocomprimento o qual estará no centro do feixe de espiral quando de enro- lamento pode ser opcionalmente afixado a uma barra ou outro suporte estrutu- . ral interno para o enrolamento da folha. Qualquer técnica conhecida pode ser usada para prender vedavelmente uma tampa terminal a cada uma das bordas terminais da folha de membrana de osmose reversa dobrada. Um ou mais es- —paçadores de turbulência podem ser incluídos no interior da bolsa de membra- na.

A folha de membrana de osmose reversa dobrada modificada resul- tante, incluindo tampas terminais, pode ser enrolada em uma espiral. Nesse ponto, a membrana enrolada pode ter os tubos planos das tampas terminais se projetando da extremidade do feixe de membrana enrolada. Essas extremidade podem, então, ser conservadas em um recipiente. Em algumas modalidades, cada extremidade pode ser imersa em um epóxi ou outra forma de vedante. As extremidades das vedações de epóxi podem, então, ser cortadas após conser- vação em um recipiente para permitir fluxo de fluido nos lumens dos tubos. Em — algumas modalidades não limitativas, aproximadamente um quarto do compri- mento dos tubos pode permanecer vedado.

Cada extremidade do feixe de membrana pode, então, ser montado ou vedado dentro de um alojamento exterior. Durante operação, solução de alimentação, tal como solução salina ou água salgada, pode ser dirigida ao es- paçoentreo bloco de epóxi e a principal espiral da folha, fluindo em torno dos orifícios no alojamento e ao longo do lado de água salgada da membrana. Da mesma forma, solução de extração pode ser dirigida às extremidades abertas

' dos orifícios, fluindo no alojamento da membrana e ao longo do lado de solução de extração da membrana. Essa configuração pode permitir dinâmica de fluido similar sobre ambos os lados da membrana osmótica.

Um sistema, tal como um sistema de dessalinização ou outro tra- tamento, pode incluir uma pluralidade de módulos de membrana de osmose reversa enrolada em espiral. Uma pluralidade de módulos de membrana de osmose reversa enrolada em espiral pode estar disposta em uma série. Um sistema pode incluir uma pluralidade de entradas e saídas. Uma fonte de pri- meira e segunda soluções pode estar fluidicamente conectada ao(s) módulo(s) demembrana, tal como uma fonte de uma solução de alimentação e uma fonte de uma solução de extração. Em algumas modalidades, um sistema de separa- ção, tal como um sistema de destilação, pode estar fluidicamente conectado a uma saída do módulo de membrana. O sistema de separação pode tratar uma solução de extração diluída produzida pelo processo de osmose reversa a fim de produzir água ou outra corrente de produto, bem como recuperar a solução de extração. A solução de extração pode, então, ser reciclada para uma entra- da do(s) módulo(s) de membrana de osmose reversa, enquanto que a água resultante pode ser distribuída a um ponto de uso. Colunas de destilação, tais como aquelas descritas na Publicação WIPO No. WO 2007/146094 para MC Ginnisetal. a qual é incorporada aqui por referência na íntegra para todas as finalidades, podem ser implementadas de acordo com várias modalidades. De acordo com uma ou mais modalidades, dispositivos, sistemas e métodos podem, em geral, envolver um controlador para ajustar ou regular pelo menos um parâmetro operacional do dispositivo ou um componente do sistema talcomo, mas não limitado a, válvulas de acionamento e bombas, bem como ajustar uma propriedade ou característica de uma ou mais correntes de fluxo de fluido do módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espiral. Um controlador pode estar em comunicação eletrônica com pelo menos um sensor configurado para detectar pelo menos um parâmetro operacional do sistema, tal como uma concentração, taxa de fluxo, nível de pH ou temperatura. O controla- dor pode, em geral, ser configurado para gerar um sinal de controle para ajustar um ou mais parâmetros operacionais em resposta a um sinal gerado por um f sensor. Por exemplo, o controlador pode ser configurado para receber uma re- presentação de uma condição, propriedade ou estado de qualquer corrente, componente ou sub-sistema de um dispositivo de separação por osmose rever- sa. O controlador inclui, tipicamente, um algoritmo que facilita a geração de pelo menos um sinal de saída o qual é, tipicamente, baseado em uma ou mais de qualquer uma das representações e um valor alvo ou desejado, tal como um ponto de ajuste. De acordo com um ou mais aspectos particulares, o controla- dor pode ser configurado para receber uma representação de qualquer proprie- dade medida de qualquer corrente e gerar um controle, acionamento ou sinal de saída a qualquer um dos componentes do sistema, para reduzir qualquer desvio de um valor alvo da propriedade medida.

- Tendo agora descrito algumas modalidades ilustrativas da inven- ção, será evidente para aqueles versados no campo que o precedente é mera- mente ilustrativo e não limitativo, tendo sido apresentado à guisa de exemplo apenas. Numerosas modificações e outras modalidades estão dentro do esco- po daqueles versados no campo e são consideradas como caindo dentro do escopo da invenção. Em particular, embora muitos dos exemplos apresentados aqui envolvam combinações específicas de partes de método ou elementos de sistema, deverá ser entendido que essas partes e esses elementos podem ser combinados em outras formas para obter os mesmos objetivos.

Será apreciado que modalidades dos dispositivos, sistemas e mé- todos discutidos aqui não estão limitados em aplicação aos detalhes de cons- trução e à configuração de componentes apresentados na descrição a seguir ou ilustrados nos desenhos em anexo. Os dispositivos, sistemas e métodos são capazes de implementação em outras modalidades e de serem praticados ou serem concretizados de várias formas. Exemplos de implementações especiífi- cas são fornecidos aqui para fins ilustrativos apenas e não se destinam a ser limitativos. Em particular, atos, elementos e características discutidos com rela- ção a qualquer uma ou mais modalidades não se destinam a ser excluídos de um papelsimilar em quaisquer outras modalidades.

Aqueles versados no campo apreciarão que os parâmetros e confi- gurações descritos aqui são exemplificativos e que parâmetros e/ou configura-

Ú ções reais dependerão da aplicação específica na qual os sistemas e técnicas da invenção são usados. Aqueles versados no campo também reconhecerão ou serão capazes de determinar, usando não mais do que experimentação de rotina, equivalentes às modalidades específicas da invenção. Portanto, deve serentendido que as modalidades descritas aqui são apresentadas à guisa de exemplo apenas e que, dentro do escopo das reivindicações em anexo e equi- valentes das mesmas, a invenção pode ser praticada de outro modo que não conforme especificamente descrito. Além disso, deverá também ser apreciado que a invenção é dirigida acadacaracterística, sistema, sub-sistema ou técnica descrita aqui e qualquer combinação de duas ou mais características, sistemas, sub-sistemas ou técni- - cas descritas aqui e qualquer combinação de duas ou mais características, sis- temas, sub-sistemas e/ou métodos, se tais características, sistemas, sub- sistemas e técnicas não são mutuamente inconsistentes, considera-se como estando dentro do escopo da invenção, conforme concretizado nas reivindica- ções. Ainda, atos, elementos e características discutidos apenas com relação a uma modalidade não se destinam a ser excluídos de um papel similar em ou- tras modalidades.

A fraseologia e terminologia usadas aqui são para fins de descrição enãodeverão ser consideradas como limitativas. Conforme usado aqui, o ter- mo "pluralidade" refere-se a dois ou mais itens ou componentes. Os termos "compreendendo", "incluindo", "trazendo", "tendo", "contendo" e "envolvendo", seja na descrição por escrito ou nas reivindicações e semelhantes, são termos de sentido aberto, isto é, significam "incluindo, mas não limitado a". Assim, o usodetaistermos se destina a abranger os itens listados após os mesmos e equivalentes dos mesmos, bem como itens adicionais. Apenas as frases transi- tórias "consistindo em" e "consistindo essencialmente em" são frases transitó- rias fechadas ou semifechadas, respectivamente, com relação às reivindica- ções. Uso de termos ordinais, tais como "primeiro", "segundo", "terceiro" e se- —melhantes nas reivindicações para modificar um elemento reivindicado não tem, em si, conotação de qualquer prioridade, precedência ou ordem de um elemen- to reivindicado com relação a outro ou a ordem temporal na qual partes de um

' método são realizadas, mas são usados meramente como identificadores para distinguir um elemento reivindicado tendo um determinado nome de outro ele- mento tendo um mesmo nome (mas para uso do termo ordinal) para distinguir os elementos reivindicados.

Claims

: REIVINDICAÇÕES

1. Módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espiral - caracterizado por compreender: uma membrana de osmose reversa enrolada em espiral que de- fineuma bolsade membrana tendo um primeiro lado fechado e um segundo lado fechado oposto, uma região interior, uma região exterior, uma primeira extremidade aberta e uma segunda extremidade aberta; uma primeira tampa de extremidade acoplada de forma vedada à primeira extremidade aberta e compreendendo pelo menos uma primeira entrada e um coletor que possui uma porção interior em comunicação de fluido com a pelo menos uma entrada, e a região interior da bolsa de mem- brana e uma porção exterior tendo pelo menos uma segunda entrada em comunicação de fluido com a região exterior da bolsa de membrana; e uma segunda tampa de extremidade acoplada de forma vedada à segunda extremidade aberta e compreendendo pelo menos uma primeira saída e um coletor que possui uma porção interior em comunicação de fluido com a pelo menos uma primeira saída e a região interior da bolsa de mem- brana e uma porção exterior tendo pelo menos uma segunda saída em co- municação de fluido com a região exterior da bolsa de membrana.

2. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma primeira entrada é fluidicamente isolada da pelo menos uma segunda entrada.

3. Módulo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma primeira saída é fluidicamente isolada da pelo menos uma segunda saída.

4. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma primeira entrada compreende pelo menos um tubo tendo um lumen fluidicamente conectado à região interior da bolsa de membrana.

5. Módulo de acordo com a reivindicação 4, em que a pelo me- nos uma segunda estrada está em comunicação de fluido com uma região exterior do pelo menos um tubo.

. 6. Módulo de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção das pri- - meira e segunda tampas de extremidade da membrana de osmose reversa enrolada em espiral é conservada em um recipiente.

7. Módulo de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, caracterizado pelo fato de que ainda compreende pelo menos um espaçador posicionado ao longo de um trajeto de fluxo de fluido definido pe- la região interior da bolsa de membrana da pelo menos uma primeira entra- da para a pelo menos uma primeira saída.

8. Módulo de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, caracterizado pelo fato de que ainda compreende pelo menos um espaçador posicionado ao longo de um trajeto de fluxo de fluido definido pe- la região exterior da bolsa de membrana da pelo menos uma segunda entra- da para a pelo menos uma segunda saída.

9. Módulo de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que uma espessura do pelo menos um, espaçador varia ao lon- go de um eixo longitudinal do módulo de membrana.

10. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um suporte central em cooperação mecânica comamembrana de osmose reversa enrolada em espiral.

11. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a membrana de osmose reversa enrolada em espiral é assimé- trica.

12. Módulo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fatode que a região exterior da bolsa de membrana é definida por uma ca- mada de rejeição da membrana de osmose reversa enrolada em espiral.

13. Módulo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o módulo é integrado em um sistema de osmose retardada pela pressão.

14. Sistema de tratamento de água caracterizado por compre- ender: um módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espi-

. ral compreendendo: uma membrana de osmose reversa enrolada em espiral que de- - fine uma bolsa de membrana tendo um primeiro lado fechado e um segundo lado fechado oposto, uma região interior, uma região exterior, uma primeira extremidade aberta e uma segunda extremidade aberta; uma primeira tampa de extremidade acoplada à primeira extre- midade aberta e compreendendo pelo menos uma primeira entrada em co- municação de fluido coma região interior da bolsa de membrana e pelo me- nos uma segunda entrada em comunicação de fluido com a região exterior dabolsademembrana; uma segunda tampa de extremidade acoplada segunda extremi- dade aberta e compreendendo pelo menos uma primeira saída em comuni- cação de fluido com a região interior do bolso de membrana e pelo menos uma segunda saída em comunicação de fluido com a região exterior da bol- sade membrana, em que o módulo de membrana é construído e disposto para definir primeiro e segundo trajetos de fluxo de fluido isolados e subs- tancialmente paralelos entre a primeira tampa de extremidade e a segunda tampa de extremidade ao longo de um eixo longitudinal do módulo; a pelo menos uma primeira entrada e uma pelo menos uma pri- meira saída são fluidicamente conectadas ao primeiro trajeto de fluxo de fluido; e a pelo menos uma segunda entrada e a pelo menos segunda sa- ída são fluidicamente conectadas ao segundo trajeto de fluxo de fluido.

15. Sistema de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pe- lo fato de que ainda compreendendo uma fonte de uma primeira solução fluidicamente conectada à pelo menos uma primeira entrada e uma fonte de uma segunda solução fluidicamente conectada à pelo menos uma segunda entrada.

16. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pe- lofatode que a fonte da primeira solução é uma fonte de solução salina.

17. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pe- lo fato de que a fonte da segunda solução compreende uma fonte de uma y solução de extração.

18. Sistema de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pe- - lo fato de que asolução de extração compreende amônia e dióxido de carbo- no em uma proporção molar maior do que cerca de 1 para 1.

19. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um sistema de controle configurado para controlar pelo menos um de uma taxa de fluxo da primeira solução na pelo menos uma primeira entrada e uma taxa de flu- xo da segunda solução na pelo menos uma segunda entrada.

20. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ainda compreendendo um sis- tema de separação fluidicamente conectado a uma das pelo menos umas primeira e segunda saídas.

21. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o sistema é um sistema de os- mose retardada pela pressão ainda compreendendo uma turbina fluidica- mente conectada a jusante de uma das pelo menos umas primeira e segun- da saídas.

22. Método para facilitar um processo de tratamento de água ca- racterizado por compreender: fornecimento de um módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espiral, em que o módulo compreende: uma membrana de osmose reversa enrolada em espiral que de- fine uma bolsa de membrana tendo um primeiro lado fechado e um segundo lado fechado oposto, uma região interior, uma região exterior, uma primeira extremidade aberta e uma segunda extremidade aberta; uma primeira tampa de extremidade acoplada de forma vedada à primeira extremidade aberta e compreendendo pelo menos uma primeira entrada e um coletor que possui uma porção interior em comunicação de fluidocom a pelo menos uma entrada, e a região interior da bolsa de mem- brana e uma porção exterior tendo pelo menos uma segunda entrada em comunicação de fluido com a região exterior da bolsa de membrana; e uma segunda tampa de extremidade acoplada de forma vedada à segunda extremidade aberta e compreendendo pelo menos uma primeira - saída e um coletor que possui uma porção interior em comunicação de fluido com a pelo menos uma primeira saída e a região interior da bolsa de mem- 5 branae uma porção exterior tendo pelo menos uma segunda saída em co- municação de fluido com a região exterior da bolsa de membrana; conexão fluídica de uma fonte de uma solução de extração à pe- lo menos uma primeira entrada; e conexão fluídica de uma fonte de uma solução aquosa a ser tra- tadaàpelomenos uma segunda entrada.

23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pe- lo fato de que conexão fluídica de uma fonte de uma solução de extração à pelo menos uma primeira entrada compreende conexão fluídica de uma fon- te de uma solução de extração compreendendo amônia e dióxido de carbo- noem uma proporção molar maior do que cerca de 1 para 1.

24. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pe- lo fato de que ainda compreendendo conexão fluídica da pelo menos uma primeira saída a uma coluna de destilação.

25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pe- lofatode que ainda compreendendo conexão fluídica de uma saída da colu- na de destilação à pelo menos uma primeira entrada.

26. Módulo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a região interior da bolsa de membrana é definida por uma ca- mada de rejeição da membrana de osmose reversa enrolada em espiral.

27. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma primeira tampa de extremidade e a segunda tampa de extremidade são acopladas à membrana através de um adesivo.

28. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um alojamento configurado para receber a o módulo de mem- brana de osmose reversa enrolada em espiral; uma câmara distribuidora disposta em uma extremidade do alo-

jamento e que compreende uma primeira entrada em comunicação de fluido com a pelo menos uma entrada da primeira tampa de extremidade e uma R segunda entrada em comunicação de fluido com a pelo menos uma segunda entrada da primeira tampa de extremidade; e uma câmara coletora disposta em uma segunda extremidade do alojamento e que compreende uma primeira saída em comunicação de fluido com a pelo menos uma primeira saída da segunda tampa de extremidade segunda e uma segunda saída em comunicação de fluido com a pelo menos uma segunda saída da segunda tampa de extremidade .

29. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: uma segunda membrana de osmose reversa enrolada em espi- ral definindo uma segunda bolsa de membrana tendo um primeiro lado fe- chado e um segundo lado fechado oposto, uma região interior, uma região exterior, uma primeira extremidade aberta, e uma segunda extremidade a- berta; uma primeira tampa de extremidade acoplada de forma vedada à primeira extremidade aberta da segunda membrana de osmose reversa enrolada em espiral e compreendendo pelo menos uma primeira entrada e um coletor que possui uma porção interior em comunicação de fluido com a pelo menos uma primeira entrada e a região interior da segunda membrana de bolso e uma porção exterior tendo pelo menos uma segunda entrada em comunicação de fluido com a região exterior da segunda bolsa de membra- na,e uma segunda tampa de extremidade acoplada de forma vedada à segunda extremidade aberta da segunda membrana de osmose reversa enrolada em espiral e compreendendo pelo menos uma primeira saída e um coletor que possui uma porção interior em comunicação de fluido com a pelo menos uma primeira saída e a região interior da segunda bolsa de membra- naeuma porção exterior tendo pelo menos uma segunda saída em comuni- cação de fluido com a região exterior da segunda bolsa de membrana.

30. Módulo de acordo com a reivindicação 29, caracterizado por compreender ainda: um alojamento configurado para receber a membrana de osmo- " se reversa enrolada em espiral; uma câmara distribuidora disposta em uma extremidade do alo- jamentoe que compreende uma primeira entrada em comunicação de fluido com as pelo menos umas primeiras entradas das primeiras tampas de ex- tremidade e uma segunda entrada em comunicação de fluido com as pelo menos umas segundas entradas das primeiras tampas de extremidade; e uma câmara coletora disposta em uma segunda extremidade do alojamento e que compreende uma primeira saída em comunicação de fluido com as pelo menos umas primeiras saídas das segundas tampas de extre- midade e uma segunda saída em comunicação de fluido com as pelo menos umas segundas saídas das segundas tampas de extremidade.

31. Módulo de membrana de osmose reversa enrolada em espi- ral, caracterizado por compreender: uma membrana de osmose reversa enrolada em espiral que de- fine uma bolsa de membrana tendo um primeiro lado fechado e um segundo lado fechado oposto, uma região interior, uma região exterior, uma primeira extremidade aberta, e uma segunda extremidade aberta; uma primeira tampa de extremidade acoplada de forma vedada à primeira extremidade aberta e que compreende pelo menos uma primeira entrada e um coletor que possui uma porção interior em comunicação de fluido com a pelo menos uma primeira entrada e a região interior da bolsa de membrana e uma porção exterior que possui pelo menos uma primeira saída em comunicação de fluido com a região exterior da bolsa de membrana; e uma segunda tampa de extremidade acoplada de forma vedada à segunda extremidade aberta e compreendendo pelo menos uma segunda saída e um coletor que possui uma porção interior em comunicação de fluido com a pelo menos uma segunda saída e a região interior da bolsa de mem- branae uma porção exterior que possui pelo menos uma segunda entrada em comunicação de fluido com a região exterior da bolsa de membrana.

32. Módulo de acordo com a reivindicação 31, caracterizado por compreender ainda: É um alojamento configurado para receber o módulo de membrana - de osmose reversa enrolada em espiral; uma câmara distribuidora disposta em uma extremidade do alo- jamentoe que compreende uma entrada em comunicação de fluido com a pelo menos uma primeira entrada da primeira tampa de extremidade e uma saída em comunicação de fluido com a pelo menos uma primeira saída da primeira tampa de extremidade; e uma câmara coletora disposta em uma segunda extremidade do alojamento e que compreende uma entrada em comunicação de fluido com a pelo menos uma segunda entrada da segunda tampa de extremidade e uma saída em comunicação de fluido com a pelo menos uma segunda saída da segunda tampa de extremidade.