[发明专利]用于农业用途和饮用用途的盐水的处理

说明书

包括电驱动的分离设备和压力驱动的分离设备的水处理系统及其操作方法，所述电驱动的分离设备和压力驱动的分离设备被配置成从微咸水和盐水中的一种生产适合于用作灌溉水的第一处理过的水和适合于用作饮用水的第二处理过的水。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年8月21日提交的题为“TREATMENT OFSALINE WATER FOR AGRICULTURAL AND POTABLE USE”的美国临时专利申请第62/547,971号的优先权，所述美国临时专利申请出于所有目的通过引用以其整体并入本文。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及提供作物灌溉水以及饮用水(potable water)的系统和方法，并且更特别地，涉及从具有不可接受的溶解固体含量的水提供灌溉水和/或饮用水的系统和方法。

2.相关技术的讨论

随着全球温度升高并且农场需要更多的水来满足其作物的需求，预计气候变化对农业构成越来越大的威胁。通过农田灌溉来提供增加的水的限制是淡水的可用性。农业消耗比任何其他工业更多的淡水——估计占总的全球淡水提取量(withdrawal)的70％。许多地区已经用水紧张(water stressed)。持续的全球变暖可以通过例如改变淡水的地理分布和改变降雨的分布、量和年度时间来引起关于淡水可用性的另外的问题。因此，从另外的不合适的水源生产适合于灌溉目的的水可能越来越重要。

脱盐(desalting)或脱盐(desalination)指的是从例如水中去除盐的水处理工艺。在一些情况下，水源是微咸水或海水，并且其脱盐技术提供对适于饮用的饮用水(drinking water)的至少一部分的市政需求。脱盐技术典型地包括基于蒸馏以及反渗透技术的脱盐技术。脱盐的水也可以作为例如工艺进料水、锅炉进料水和灌溉水在商业应用和工业应用中被消耗。可以利用脱盐的水的工业的特定实例包括制药工业、采矿工业、造纸和纸浆工业、以及农业工业。

概述

根据一个方面，提供了用于从盐水生产饮用水和灌溉用水的水处理系统。所述系统包括：电渗析设备，该电渗析设备包括一个或更多个单价选择性膜，并且具有可流体地连接至待处理的水源的入口、稀释物出口和浓缩物出口，该待处理的水源具有在500mg/L和10,000mg/L之间的溶解盐的浓度；低压纳滤设备，该低压纳滤设备被定位在电渗析设备的下游，并且具有可流体地连接至电渗析设备的稀释物出口的入口、渗透物出口和渗余物出口；灌溉分配系统，该灌溉分配系统可流体地连接至纳滤设备的渗余物出口并且与电渗析设备的稀释物出口可流体地连接；以及分流系统，该分流系统被配置成改变从电渗析设备引导至灌溉分配系统的稀释物的量和从电渗析设备引导至纳滤设备的稀释物的量。

在一些实施方案中，电渗析系统的稀释物和纳滤系统的渗透物中的一种或两种被后处理以去除过量的硼。

在一些实施方案中，所述系统还包括预过滤系统，该预过滤系统在待处理的水源和电渗析设备的入口之间流体连通。预过滤系统可以包括微过滤器、沉降器、筛滤器、微砂过滤器和粗颗粒过滤器中的至少一种。预过滤系统之前可以是pH调节系统和空气汽提系统。

在一些实施方案中，所述系统还包括导管，该导管将纳滤设备的渗透物出口流体地连接至电渗析设备的浓缩隔室的入口或电极流隔室的入口中的至少一个。该导管可以将纳滤设备的渗透物出口直接地连接至电渗析设备的浓缩隔室的入口或电极流隔室的入口中的至少一个。

在一些实施方案中，电渗析设备的浓缩物出口可流体地连接至电化学发生系统的入口，用于生产氯气、次氯酸根离子、氢氧化钠、硫酸或盐酸中的一种或更多种。电化学发生系统可以可流体地连接至pH调节剂源，该pH调节剂源被配置成将pH调节剂引入到待处理的水中。

在一些实施方案中，所述系统还包括在电化学发生系统的入口的上游的水软化设备。