[发明专利]用于从废水中脱除单价阴离子物质的系统和方法

说明书

用于从废水中脱除单价阴离子物质的方法、系统和技术。系统包括进行脱盐的电渗析堆。该堆具有阴极、阳极和至少一个电渗析池。该至少一个电渗析池包括产品室、与产品室的阴极侧相邻的金属阳离子浓缩室、以及与产品室的阳极侧相邻的转移溶液室。产品室和金属阳离子浓缩室每个均由阳离子交换膜界定并共享该阳离子交换膜，产品室和转移溶液室每个均由单价阴离子交换膜界定并共享该单价阴离子交换膜，并且转移溶液室在阳极侧由阴离子交换膜和单价阴离子交换膜之中的一个交换膜界定。该废水可以是通过烟气脱硫过程产生的。

相关申请引用

本申请要求于2018年11月1日提交的名称为“用于从烟气脱硫废水中有选择性去除单价阴离子的系统和方法”的美国临时专利申请62/754,068的优先权。

技术领域

本公开涉及用于从废水中脱除单价阴离子物质的系统、方法和技术。更具体地说，通过单价电渗析系统和方法处理来自烟气脱硫过程的含有单价阴离子物质(例如氯化钙)的废水，以有选择性地脱除单价阴离子物质，并回收废水以在烟气脱硫过程中重新使用。

背景技术

脱盐和水重用是至少部分地实现可持续性用水目标的一种方式。最常用的脱盐技术是反渗透(“RO”)、热蒸发和电渗析(“ED”)。在反渗透中，迫使水通过反渗透膜以产生基本上无盐的(“纯”)水。在热蒸发中，水被蒸发，然后冷凝成蒸馏纯水。在电渗析中，水中的盐离子在电驱动力的作用下被脱除。与产生纯水的反渗透和热蒸发不同的是，电渗析可产生留存预定盐含量的部分脱盐的产品水。

发明内容

根据第一方面，提供了一种用于从废水中脱除单价阴离子物质的系统，该系统包括电渗析堆，该电渗析堆包括：i)阴极和阳极；以及ii)阴极与阳极之间的第一电渗析池，其中该第一电渗析池包括：a)产品室；b)与产品室的阴极侧相邻的金属阳离子浓缩室；以及c)与产品室的阳极侧相邻的转移溶液室，其中产品室和金属阳离子浓缩室每个均由阳离子交换膜界定并共享该阳离子交换膜，其中产品室和转移溶液室每个均由单价阴离子交换膜界定并共享该单价阴离子交换膜，并且其中转移溶液室在阳极侧由阴离子交换膜和单价阴离子交换膜之中的一个交换膜界定。

转移溶液室的阳极侧可由阴离子交换膜界定，而不是由单价阴离子交换膜界定。

转移溶液室的阳极侧可由单价阴离子交换膜界定，而不是由阴离子交换膜界定。

单价阴离子交换膜对于单价氯阴离子的渗透性与对于多价硫酸根阴离子的渗透性相比至少为3.0。

该系统还可包括与转移溶液室和金属阳离子浓缩室之中的至少一者流体连通的多价阴离子去除单元。该多价阴离子去除单元可配置为从已经离开转移溶液室和金属阳离子浓缩室之中的至少一者的溶液中去除至少一部分多价阴离子。

该多价阴离子去除单元可包括多价阴离子沉淀单元和纳滤单元之中的至少一者。

该电渗析堆还可包括与第一电渗析池相邻的第二电渗析池，该第二电渗析池包括：i)金属阳离子浓缩室，该金属阳离子浓缩室与第一电渗析池的转移溶液室的阳极侧相邻，并且共享阴离子交换膜和单价阴离子交换膜之中的界定第一电渗析池的转移溶液室的阳极侧的该一个交换膜；ii)与第二电渗析池的金属阳离子浓缩室的阳极侧相邻的产品室，其中第二电渗析池的产品室和第二电渗析池的金属阳离子浓缩室由阳离子交换膜界定并共享该阳离子交换膜；以及iii)与第二电渗析池的产品室的阳极侧相邻的转移溶液室，其中第二电渗析池的产品室和第二电渗析池的转移溶液室由单价阴离子交换膜界定并共享该单价阴离子交换膜。