[发明专利]脱盐系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水回收(Water Recovery)的脱盐(Desalination)系统和方法，尤其涉及一种通过移除流体中硬度离子(Hardness Ions)以进行水回收的脱盐系统和方法。

背景技术

在工业领域中，大量的废水，如含盐的水溶液被生产出来。通常，这样的废水并不适合直接在家庭或工业中使用。鉴于可使用的水资源的有限性，从流体，如废水、苦咸水、海水或其他含盐溶液中回收合格的可使用的水就显得尤为重要。

在一定的应用中，由于具有可连续性操作且可稳定的生产具有较高质量的产品水，电去离子(Eelectrodeionization，EDI)装置被越来越广泛地用来处理流体，比如来生产高纯水。通常，电去离子装置利用传统的电渗析系统并装载离子交换树脂(Ion Exchange Resin)来处理流体。然而，在操作过程中，由于过高浓度的多价阳离子可能引起在装置内，特别是在浓室内产生结垢的风险，电去离子装置对于处理的流体的硬度具有一定的要求。比如，许多商业化的电去离子装置要求其处理的流体的硬度小于1ppm。这就需要在流体输入进电去离子装置进行处理前对该流体进行严格的预处理来降低其硬度以便于在电去离子装置中进行处理。

已经有多种尝试来来对流体进行预处理以降低其硬度。比如，利用两级(Two Stages)反渗透(Reverse Osmosis)膜装置来降低流体的硬度。然而，利用两反渗透膜装置来降低流体的硬度，这就相应地导致系统处理成本的上升，对于整个系统来说是不利的。

所以，需要提供一种新的可以移除流体中硬度离子以进行水回收的脱盐系统和方法。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种用于从流体中进行离子移除的脱盐系统。该脱盐系统包括至少一个脱盐装置单元。该脱盐装置单元包括第一和第二电极、阴离子交换层和阳离子交换层、隔网装置及离子交换树脂。阴离子交换层和阳离子交换层分别设置在相应的所述第一和第二电极上。隔网装置及离子交换树脂分别设置在所述第一和第二电极间。

本发明另一个实施例提供了一种用于从流体中进行离子移除的脱盐系统。该脱盐系统包括脱盐装置。该脱盐装置包括第一和第二电极、双极性电极、阴离子和阳离子交换层、复数个隔网装置及离子交换树脂。双极性电极设置在所述第一和第二电极间。复数个隔网装置设置在每一对相邻的电极间。阴离子和阳离子交换层分别设置在每一对相邻的电极中的相应的电极上。离子交换树脂设置在每一对相邻的电极间。

本发明的实施例进一步提供了一种用于移除流体中离子的脱盐方法。该脱盐方法包括在脱盐装置单元处于充电状态时，提供第一输入流体通过设置在阴离子交换层和阳离子交换层间的离子交换树脂并产生输出流体及在脱盐装置单元处于放电状态时，提供第二输入流体通过所述离子交换树脂以把从所述第一输入流体中移除的离子带出所述脱盐装置单元并产生浓缩流体。所述阴离子交换层和阳离子交换层间分别设置在所述脱盐装置单元的第一和第二电极上。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为本发明脱盐系统的一个实施例的示意图；

图2为本发明脱盐系统的脱盐装置的一个实施例的示意图；

图3为本发明脱盐装置处理第一输入流体的一个实施例的实验图表；

图4为在处理过程中，本发明脱盐装置在设置有离子交换树脂颗粒及未设置离子交换树脂颗粒情况下时的电压实验图表；

图5到图6为本发明脱盐系统的脱盐装置中的离子交换树脂颗粒的其他两个实施例的设置示意图；及

图7到图8为本发明脱盐系统的脱盐装置的其他两个实施例的示意图。

具体实施方式

图1所示为本发明脱盐系统10的一个实施例的示意图。在本实施例中，脱盐系统10包括脱盐装置11及与该脱盐装置11流体相通的电去离子(Electrodeionization，EDI)装置12。在一些示例中，脱盐装置11可用来接收来自于第一流体源(未图示)且含有多种物质或其他杂质的第一输入流体13以对其进行脱盐处理以移除其内含有的带电离子或目标离子并产生输出流体14。