高回收率电渗析法制造技术

公开了用于微咸水的水处理系统。该水处理系统包括流体地连接到下游的第二电化学分离级的第一电化学分离级以及控制系统，其中第二电化学分离级的浓缩物出口可流体地连接到第一电化学分离级的浓缩隔室，控制系统被配置成调节被引导到第一电化学分离级和第二电化学分离级的浓缩隔室的进料。公开了处理微咸水以产生饮用水的方法和使用本发明专利技术的系统处理微咸水的方法。通过控制被引导到系统的第一电化学分离级和第二电化学分离级的浓缩隔室的补充进料水的源和流量，唐南电势差和渗透水损失被减小。被减小。被减小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高回收率电渗析法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.
§
119(e)要求于2018年10月9日提交的标题为“HIGH RECVOERY ELECTRODIALYSIS METHOD”的美国临时申请序号62/743,194的优先权，该美国临时申请为了所有目的通过引用以其整体并入本文。


[0003]本文公开的方面和实施方案大体上涉及水处理系统，并且更具体地，涉及利用电渗析的水处理系统，该系统具有高的水回收率、高的回收水纯度和低的总能量消耗。
[0004]概述
[0005]根据一个方面，提供了一种用于处理微咸水的系统。该系统可以包括第一电化学分离级(first electrochemical separation stage)，该第一电化学分离级具有浓缩隔室、稀释物出口(diluate outlet)、浓缩物出口和可流体地连接到微咸水的源的稀释隔室入口。该系统还可以包括第二电化学分离级，该第二电化学分离级被定位在第一电化学分离级的下游并且具有浓缩隔室、产品水出口、浓缩物出口和可流体地连接到第一电化学分离级的稀释物出口的稀释隔室入口，第二电化学分离级的浓缩物出口是可流体地连接到第一电化学分离级的浓缩隔室的。该系统可以另外包括控制系统，该控制系统被配置成调节被引导到第一电化学分离级和第二电化学分离级的浓缩隔室的进料，并且被配置成保持大于约90％的总产品水回收率(recovery rate)，具有小于约500ppm的溶解盐的浓度。
[0006]在一些实施方案中，微咸水的源还是可流体地连接到第二电化学分离级的浓缩隔室的。在一些实施方案中，第一电化学分离级的稀释物出口还是可流体地连接到第二电化学分离级的浓缩隔室的。
[0007]在另外的实施方案中，该系统包括可流体地连接在第一电化学分离级和第二电化学分离级的浓缩隔室之间的断流水箱(break tank)。在另外的实施方案中，该系统包括可流体地连接到第一电化学分离级和第二电化学分离级的浓缩物出口的传感器，所述传感器被配置成测量总溶解盐(TDS)浓度和流量中的至少一种。
[0008]在一些实施方案中，控制系统被电连接到传感器，并且被配置成响应于来自第一电化学分离级的浓缩物的传感器测量结果，调节来自第二电化学分离级的浓缩物的体积。在一些实施方案中，控制系统被电连接到传感器，并且被配置成响应于来自第二电化学分离级的浓缩物的传感器测量结果，调节来自第一电化学分离级的稀释物的体积。在一些实施方案中，控制系统被电连接到传感器，并且被配置成响应于来自第二电化学分离级的浓缩物的传感器测量结果，调节来自微咸水的源的微咸水进料的体积。
[0009]在一些实施方案中，控制系统被配置成保持小于约4kWh/m3产品水的总能量消耗。在一些实施方案中，控制系统被配置成减小在第一电化学分离级和第二电化学分离级的稀释隔室和浓缩隔室之间的唐南电势差(Donnan potential difference)。在一些实施方案中，控制系统被配置成减小在第一电化学分离级和第二电化学分离级的稀释隔室和浓缩隔室之间的渗透水损失。
[0010]根据另一个方面，提供了一种处理微咸水以产生饮用水的方法。在一些实施方案中，该方法包括将来自微咸水的源的微咸水引入到第一电化学分离级的稀释隔室的入口。该方法可以包括在第一电化学分离级中处理微咸水以产生稀释物。该方法还可以包括确定被引导到第二电化学分离级的稀释隔室的入口的稀释物的量。该方法可以包括在第二电化学分离级中处理第一电化学分离级的稀释物，以产生具有小于约500ppm的溶解盐的浓度的饮用水。该方法还可以包括控制被引导到第一电化学分离级和第二电化学分离级的浓缩隔室的补充进料水的源和流量，以保持大于约90％的总产品水回收率。
[0011]在一些实施方案中，该方法还可以包括将来自第二电化学分离级的浓缩隔室的一定体积的浓缩物引导到第一电化学分离级的浓缩隔室。在一些实施方案中，该方法还可以包括将来自微咸水的源的一定体积的微咸水引导到第二电化学分离级的浓缩隔室。在一些实施方案中，该方法还可以包括将来自第一电化学分离级的一定体积的稀释物引导到第二电化学分离级的浓缩隔室。
[0012]在一些实施方案中，该方法还可以包括控制被引导到第一电化学分离级和第二电化学分离级的浓缩隔室的补充进料水的源和流量，以保持小于约4kWh/m3产品水的总能量消耗。在一些实施方案中，该方法还可以包括控制被引导到第一电化学分离级和第二电化学分离级的浓缩隔室的补充进料水的源和流量，以减小在第一电化学分离级和第二电化学分离级的稀释隔室和浓缩隔室之间的唐南电势差。在一些实施方案中，该方法还可以包括控制被引导到第一电化学分离级和第二电化学分离级的浓缩隔室的补充进料水的源和流量，以减小在第一电化学分离级和第二电化学分离级的稀释隔室和浓缩隔室之间的渗透水损失。
[0013]根据另一个方面，提供了一种处理微咸水的方法。在一些实施方案中，该方法包括将来自微咸水的源的微咸水引入到第一电化学分离级的多于一个电化学分离模块的稀释隔室的入口。该方法可以包括在第一电化学分离级中处理微咸水以产生第一稀释物和第一浓缩物。该方法可以包括回收第一稀释物作为产品水。该方法还可以包括将第一浓缩物引导到第二电化学分离级的多于一个电化学分离模块的稀释隔室的入口。该方法可以包括在第二电化学分离级中处理第一浓缩物以产生第二稀释物和第二浓缩物。该方法还可以包括控制被引导到第一电化学分离级和第二电化学分离级的第一电化学分离模块和第二电化学分离模块的浓缩隔室的补充进料水的源和流量，以减小在第一电化学级和第二电化学级的电化学分离模块的稀释隔室和浓缩隔室之间的唐南电势差。
[0014]在一些实施方案中，该方法还可以包括将一定体积的第一浓缩物引导到第二电化学分离级的浓缩隔室。在一些实施方案中，该方法还可以包括将第二稀释物引导到微咸水的源。在一些实施方案中，该方法还可以包括将来自微咸水的源的一定体积的微咸水引导到第一电化学分离级的浓缩隔室。在一些实施方案中，该方法还可以包括控制被引导到第一电化学分离级和第二电化学分离级的浓缩隔室的补充进料水的源和流量，以减小在第一电化学分离级和第二电化学分离级的电化学分离模块的稀释隔室和浓缩隔室之间的渗透水损失。在一些实施方案中，该方法还可以包括控制被引导到第一电化学分离级和第二电化学分离级的浓缩隔室的补充进料水的源和流量，以保持大于约85％的总产品水回收率。在一些实施方案中，该方法还可以包括控制被引导到第一电化学分离级和第二电化学分离级的浓缩隔室的补充进料水的源和流量，以保持小于约1.5kWh/m3的总能量消耗。
[0015]附图简述
[0016]附图并不意图是按比例绘制。在附图中，在各个图中图示出的每个相同的部件或近似相同的部件由类似的数字表示。为了清楚的目的，并非每个部件都可以在每个附图中被标记。在附图中：
[0017]图1是根据某些实施方案的水处理系统的示意图；
[0018]图2是根据某些实施方案的水处理系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理微咸水的系统，所述系统包括：第一电化学分离级，所述第一电化学分离级具有浓缩隔室、稀释物出口、浓缩物出口和可流体地连接到微咸水的源的稀释隔室入口；第二电化学分离级，所述第二电化学分离级被定位在所述第一电化学分离级的下游并且具有浓缩隔室、产品水出口、浓缩物出口和可流体地连接到所述第一电化学分离级的所述稀释物出口的稀释隔室入口，所述第二电化学分离级的所述浓缩物出口是可流体地连接到所述第一电化学分离级的所述浓缩隔室的；以及控制系统，所述控制系统被配置成调节被引导到所述第一电化学分离级和所述第二电化学分离级的所述浓缩隔室的进料，并且被配置成保持大于约90％的总产品水回收率，具有小于约500ppm的溶解盐的浓度。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述微咸水的源还是可流体地连接到所述第二电化学分离级的所述浓缩隔室的。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一电化学分离级的所述稀释物出口还是可流体地连接到所述第二电化学分离级的所述浓缩隔室的。4.根据权利要求1所述的系统，还包括可流体地连接在所述第一电化学分离级和所述第二电化学分离级的所述浓缩隔室之间的断流水箱。5.根据权利要求1所述的系统，还包括可流体地连接到所述第一电化学分离级和所述第二电化学分离级的所述浓缩物出口的传感器，所述传感器被配置成测量总溶解盐(TDS)浓度和流量中的至少一种。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述控制系统被电连接到所述传感器，并且被配置成响应于来自第一电化学分离级的浓缩物的传感器测量结果，调节来自所述第二电化学分离级的浓缩物的体积。7.根据权利要求5所述的系统，其中所述控制系统被电连接到所述传感器，并且被配置成响应于来自所述第二电化学分离级的浓缩物的传感器测量结果，调节来自所述第一电化学分离级的稀释物的体积。8.根据权利要求5所述的系统，其中所述控制系统被电连接到所述传感器，并且被配置成响应于来自所述第二电化学分离级的浓缩物的传感器测量结果，调节来自所述微咸水的源的微咸水进料的体积。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制系统被配置成保持小于约4kWh/m3产品水的总能量消耗。10.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制系统被配置成减小在所述第一电化学分离级和所述第二电化学分离级的所述稀释隔室和所述浓缩隔室之间的唐南电势差。11.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制系统被配置成减小在所述第一电化学分离级和所述第二电化学分离级的所述稀释隔室和所述浓缩隔室之间的渗透水损失。12.一种处理微咸水以产生饮用水的方法，所述方法包括以下步骤：将来自微咸水的源的微咸水引入到第一电化学分离级的稀释隔室的入口；在所述第一电化学分离级中处理所述微咸水以产生稀释物；确定被引导到第二电化学分离级的稀释隔室的入口的所述稀释物的量；在所述第二电化学分离级中处理所述第一电化学分离级的所述稀释物，以产生具有小
于约500ppm的溶解盐的浓度的饮用水；以及控制被引导到所述第一电化学分离级和所述第二电化学分离级的浓缩隔室的补充进料水的源和流量，以保持大于约90％的总产品水回收率。13.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁荔乡，
申请(专利权)人：懿华水处理技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：