CN103304003B - 脱盐系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种脱盐系统及方法。该脱盐系统包括可接收第一输入流体来移除该流体内二氧化硅的二氧化硅移除单元。该二氧化硅移除单元包括第一和第二电极、复数片离子交换膜及复数个隔网装置。该复数片离子交换膜设置在所述第一和第二电极间并包括一对阳离子交换膜及一对设置在所述阳离子交换膜间的阴离子交换膜，从而在所述阴离子交换膜间定义有第一通道及在阴离子交换膜与相应的邻近的阳离子交换膜间分别定义有第二通道和第三通道。该复数个隔网装置设置在相邻的每两片离子交换膜之间及第一和第二电极与各自相邻的离子交换膜之间。

Description

脱盐系统和方法
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，尤其涉及一种利用离子交换膜(Ion Exchange Membranes)来移除流体中的二氧化硅(Silica)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。
二氧化硅是自然水体中含有的一种常见物质。由于在通常条件下，其在水中的溶解度较低，因而许多工业过程用水，例如锅炉进水、循环冷却塔补水等都对水中含有的二氧化硅含量的上限有一定要求，以避免在用水装置中造成结垢等不利影响。因此，在许多情况下需要对水中的二氧化硅进行一定程度的移除，以满足特定的用途要求。
已经有多种尝试来从含有二氧化硅的废水或其他水源中移除二氧化硅。比如，含有二氧化硅的流体被输入进脱盐装置，如在较高的pH值条件下操作的反渗透(Reverse Osmosis)膜装置来进行二氧化硅的移除。其间，由于流体具有较高的pH值可促进其内含有的二氧化硅离子化，因此，该流体的pH值被提高来促使二氧化硅的移除。然而，在现有应用中，此种二氧化硅的移除方式需要复杂而严格的预处理程序且效率较低，导致成本增加，因而在一些情况下丧失经济性。此外，有时也会由于预处理系统不可预见的波动导致流体中含有的难溶或部分可溶盐，如氢氧化镁或碳酸钙等在脱盐装置中结垢或沉积。这对于二氧化硅的移除及脱盐装置本身来说都是不利的。
所以，需要提供一种新的进行二氧化硅移除的脱盐系统和方法。
发明内容
本发明的一个实施例提供了一种脱盐系统。该脱盐系统包括可接收第一输入流体来移除该流体内二氧化硅的二氧化硅移除单元。该二氧化硅移除单元包括第一和第二电极、复数片离子交换膜及复数个隔网装置。该复数片离子交换膜设置在所述第一和第二电极间并包括一对阳离子交换膜及一对设置在所述阳离子交换膜间的阴离子交换膜，从而在所述阴离子交换膜间定义有第一通道及在阴离子交换膜与相应的邻近的阳离子交换膜间分别定义有第二通道和第三通道。该复数个隔网装置设置在相邻的每两片离子交换膜之间及第一和第二电极与各自相邻的离子交换膜之间。
本发明另一个实施例提供了一种脱盐系统。该脱盐系统包括可接收第一输入流体来移除该流体内二氧化硅的二氧化硅移除装置。该二氧化硅移除装置包括第一和第二电极、复数片离子交换膜及复数个隔网装置。该复数片离子交换膜设置在所述第一和第二电极间并包括至少三片阳离子交换膜及至少两对阴离子交换膜，每一对阴离子交换膜设置在两个相邻的阳离子交换膜间，从而所述每一对阴离子交换膜间定义有第一通道及在每一对阴离子交换膜中的每片阴离子交换膜与相应的邻近的阳离子交换膜间分别定义有第二通道和第三通道。该复数个隔网装设置在相邻的每两片离子交换膜之间及第一和第二电极与各自相邻的离子交换膜之间。
本发明的实施例进一步提供了一种用于从流体中移除二氧化硅的方法。该方法包括输入第一输入流体到定义于设置在二氧化硅移除装置中的第一和第二电极间的至少一对阴离子交换膜间的第一通道中进行二氧化硅移除并产生第一输出流体；输入第二输入流体到定义在所述至少一对阴离子交换膜中的阴离子交换膜与邻近的设置在该至少一对阴离子交换膜与所述第一电极间的阳离子交换膜间的第二通道中以把从所述第一输入流体中移除的二氧化硅带出所述二氧化硅移除装置并产生第二输出流体；及输入第三输入流体到定义在所述至少一对阴离子交换膜中的阴离子交换膜与邻近的设置在该至少一对阴离子交换膜与所述第二电极间的阳离子交换膜间的第三通道中以促使二氧化硅从第一通道向邻近的第二通道中迁移并产生第三输出流体。
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为本发明脱盐系统的脱盐装置的另一个实施例的示意图；
图4为本发明脱盐系统的另一个实施例的示意图；及
图5为图3中所示的本发明脱盐装置的二氧化硅移除率的一个实施例的实验图表。
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。该脱盐装置11可用来接收来自于第一流体源(未图示)且含有多种物质及其他杂质的第一输入流体12以对其进行脱盐处理以产生第一输出流体13。进一步的，该脱盐装置11也可接收分别来自于第二流体源和第三流体源(未图示)的第二输入流体14和第三输入流体15，从而通过第二输入流体14和第三输入流体15的配合把从第一输入流体12中移除的带电物质移除出脱盐装置11并产生第二和第三输出流体16、17。
在非限定示例中，第一输入流体12中包含的物质及其他杂质可包括带电离子，比如镁离子(Mg2+)、钙离子(Ca2+)、二氧化硅(Silica)、钠离子(Na+)、氯离子(Cl-)和其他离子。在一个非限定示例中，第一输入流体12中的带电离子可至少包括一部分目标物质，如离子化的二氧化硅。这样，脱盐装置11就可作为二氧化硅移除装置使用来移除第一输入流体12中的二氧化硅。
这样，由于脱盐装置11的脱盐作用，与第一输入流体12相比较，来自于该脱盐装置11的第一输出流体(产品流体)13就含有较低浓度的带电离子。在一些示例中，第一输出流体13也可被再次输入进脱盐装置11或其他脱盐装置，如倒极电渗析(Electrodialysis Reversal)装置中进行进一步的脱盐处理。
二氧化硅常以难电离或部分电离的形式存在于第一输入流体12中。通常，增加第一输入流体12的pH值可提高二氧化硅在该第一输入流体12内的离子化以便于在电场作用下对二氧化硅进行移除。这样，如图1所示，脱盐系统10进一步包括与脱盐装置11流体相通的pH调整单元18来对第一输入流体12的pH值进行调节从而来提高该第一输入流体12中二氧化硅的离子化程度。
在一些示例中，pH调整单元18可用来调整第一输入流体12的pH值大于7，比如在从8到11.5的范围内。在其他示例中，第一输入流体12的pH值可被调整到处于9.5到11.5的范围内。在一个非限定示例中，调整后，第一输入流体12的pH值为11。在对二氧化硅离子化后，第一输入流体12中的二氧化硅的至少一部分可以HSiO3 -及/或SiO3 2-或其他离子形式存在。为了便于说明，在本发明实施例中，以HSiO3 -为例进行说明。
在一些示例中，pH调整单元18可包括pH调整源，其可输入添加剂到第一输入流体12中以调整其pH值。在非限定示例中，pH调整单元18可输入碱性添加剂到第一输入流体12中。碱性添加剂可包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化铵。在一些应用中，该碱性添加剂可自动或手动的被输入进第一输入流体12中。在一定的应用中，pH调整单元18也可不设置，第一输入流体12的pH值可预先调整好。
图2所示为本发明脱盐装置11的一个实施例的示意图。如图2所示，在本实施例中，脱盐装置11为脱盐单元，该脱盐单元包括第一电极19、第二电极20、复数片离子交换膜及复数个隔网装置(Spacer)25。在本实施例中，复数片离子交换膜包括一对阳离子交换膜21、22及一对阴离子交换膜23、24。
第一和第二电极19、20分别与电源(未图示)的正负极相连从而可分别作为正极和负极。在其他实施例中，第一和第二电极17、18的极性也可进行改变。在一些实施例中，第一和第二电极19、20可由片状、网状或其它形状的金属材料，如钛或涂敷有铂等贵金属的钛等组成。在另一些实施例中，第一和第二电极19、20可包括其他可导热或不导热的导电材料，且其可包括具有较小尺寸和较大的表面积的颗粒。在一些示例中，导电材料可包括一种或多种碳材料。
在非限定示例中，碳材料可包括活性碳颗粒(Activated Carbon Particles)、多孔碳颗粒(Porous Carbon Particles)、碳纤维(Carbon Fibers)、碳气溶胶(Carbon Aerogels)、多孔中间相碳微球(Porous Mesocarbon Microbeads)或其组合。在其他示例子，导电材料可包括导电复合材料，如锰，铁，锰和铁的氧化物，钛、锆、钒、钨的碳化物或其组合。
在本实施例中，第一和第二电极19、20可具有板状的结构，从而可彼此平行设置以形成堆叠(Stack)的结构。在其他示例中，第一和第二电极19，20也可具有不同的形状，比如片状、块状(Block)或柱状(Cylinder)，且按照不同的架构进行设置。例如，第一和第二电极19、20可同心设置，从而在其间定义了一个螺旋状连续的空间。
阳离子离子交换膜21、22和阴离子交换膜23、24设置在第一和第二电极19、20间，其可分别用来通过阳离子和阴离子。在本实施例中，阴离子交换膜23、24设置在阳离子交换膜21、22间。这样，阳离子交换膜21设置在阴离子交换膜23和第一电极19间，阳离子交换膜22设置在阴离子交换膜24和第二电极20间，从而在成对的阴离子交换膜23、24间定义有第一通道26用来接收第一输入流体12。第二和第三通道27、28分别定义在阳离子交换膜21、22和相应的邻近的阴离子交换膜23、24间以来接收第二和第三输入流体14、15。
在一些示例中，在操作时，第一通道26可作为淡室来使用。第二通道27可作为浓室使用来接收从第一输入流体12中移除的二氧化硅。在其他实施例中，第三通道28也可作为浓室使用来接收从第一输入流体12中移除的二氧化硅。
在图2所示的实施例中，每一个阳离子交换膜21、22均包括常规阳离子交换膜。每一个阴离子交换膜23、24均包括常规阴离子交换膜。常规阳离子交换膜不仅可通过多价阳离子而且可通过单价阳离子。常规阴离子交换膜不仅可通过多价阴离子而且可通过单价阴离子。在一定的应用中，阴离子交换膜23、24也可包括单价阴离子交换膜，其仅可通过单价阴离子。阳离子交换膜21、22也可包括单价阳离子交换膜，其仅可通过单价阳离子。
隔网装置25设置每两个相邻的离子交换膜21-24间及第一和第二电极19、20与各自相邻的离子交换膜21、22间。在一些示例中，隔网装置25可包括任何离子可通过(Ion-permeable)的、非电子导电(ElectronicallyNonconductive)的材料，该材料可为膜及多孔或无孔的材料。
这样，在操作时，电流施加在脱盐装置11上，流体，如第一、第二和第三输入流体12、14、15被分别输入进第一、第二及第三通道26、27、28中。在一定的应用中，第一、第二和第三输入流体12、14、15可同时或不同时的输入进脱盐装置11中。
由于第一通道26定义在阴离子交换膜23、24间，从而在第一通道26中，第一输入流体12中的至少一部分离子化的二氧化硅，如HSiO3 -和其他离子，如OH-通过阴离子交换膜23朝向阳极19移动从而进入第二通道27中。第一输入流体12中的阳离子，如Ca2+和Na+则不能通过阴离子交换膜24而仍处在第一通道26中。
在定义于阴离子交换膜23和阳离子交换膜21间的第二通道27中，第二输入流体14中的阳离子，即使在电场对其施加一定的牵引力的情况下也不能通过阴离子交换膜23向阴极20移动，从而仍停留在相应的第二通道27中。第二通道27中的来自于第二输入流体14中的阴离子及来自于第一通道26中的阴离子，如氢氧根离子(OH-)和二氧化硅离子(HSiO3 -)也不能通过阳离子交换膜21朝向阳极19移动，从而停留在第二通道27中。
此外，为了保护电极19、20及维持电极19、20间的导电性，第四输入流体29可通过分别定义于电极19、20和相应的邻近阳离子交换膜21、22间的第四通道101、102。在一个非限定示例中，第四输入流体29可包括硫酸钠溶液，这样，其中的钠离子在装置11操作时可进入并停留在第二通道27中。
在图1所示的实施例中，为了便于二氧化硅离子(HSiO3 -)进入到第二通道27中，在对第一输入流体12处理过程中，第三输入流体15通过第三通道28，从而其内的阴离子可进入第一通道26来确保二氧化硅离子的移动过程中的电荷平衡。这样，第二和第三输入流体相配合来达成对第一输入流体中二氧化硅离子的移除。其间，第三输入流体15中的阳离子可通过阳离子交换膜22朝向阴极20移动。
在非限定示例中，第三输入流体15可包括包含有活性离子的可溶盐，比如氯化钠(NaCl)溶液。在一些示例中，第二输入流体14也可包括氯化钠溶液，而且该氯化钠溶液的浓度可与第三输入流体15中的氯化钠溶液的浓度相通或不同。此外，第二输入流体14中也可包括有与第三输入流体15中不同的物质。比如，第二输入流体14中包括纯水。在一个示例中，第三输入流体17也可被输入进第二通道27中以作为第二输入流体14。
这样，如图2所示，在操作中，第二输入流体14通过第二通道27以把来自第一通道26中的二氧化硅离子带出脱盐装置11。相应的，相较于第一和第二输入流体12、14，第一输出流体13和第二输出流体16就分别具有较低和较高浓度的包括离子化二氧化硅在内的目标离子。
通常，提高第一输入流体12的pH值可导致流体内的阳离子，如钙离子(Ca2+)在脱盐装置内发生沉淀或结垢。然而，在图1所示的实施例中，在第一输入流体12中的离子化二氧化硅被移除的同时，其内的阳离子，如钙离子仍然处在第一通道26内而不会进入第二通道27中进行浓缩。这样，就大大降低了阳离子在第二通道27内发生结垢或沉淀的趋势。
在一些示例中，脱盐装置11的第一和第二电极19，20的极性可以反转。这样，在操作时，在第一通道26中，第一输入流体12中的至少一部分离子化的二氧化硅，如HSiO3 -和其他离子，如OH-通过阴离子交换膜24朝向阳极20移动从而进入第三通道28中。第一输入流体12中的阳离子，如Ca2+和Na+则不能通过阴离子交换膜23而仍处在第一通道26中。第二输入流体14通过第三通道28从而把来自于第一通道26的目标离子，如二氧化硅离子移除出脱盐装置11。其间，第三输入流体15通过第二通道27，其内的阴离子可进入第一通道26来确保二氧化硅离子的移动过程中的电荷平衡。这样，第二和第三输入流体14、15相配合来达成对第一输入流体12中二氧化硅离子的移除。
在一定的应用中，脱盐装置11可包括复数个脱盐单元。比如，复数个脱盐单元均分别独立设置，其中每一个脱盐单元的结构与图2中所示的脱盐单元相似。在其他应用中，复数个脱盐单元也可设置来以具有共同的电极。
图3所示为本发明脱盐系统10中的脱盐装置11的另一个实施例的示意图。图2和图3中相同的标号可表示相似的元件。如图3所示，脱盐装置11包括第一电极30、第二电极31、复数个离子交换膜及复数个隔网装置32。在本实施例中，离子交换膜包括五对分别成对的阴离子交换膜33-42及六片阳离子交换膜43-48。在其他示例中，脱盐装置11可包括至少两对阴离子交换膜及至少三个阳离子交换膜。第一和第二电极30、31分别与电源(未图示)的正负极相连从而可分别作为正极和负极，其包括有与图2中所示的第一和第二电极19、20相似的材料和形状。
阴离子交换膜33-42和阳离子交换膜43-48设置在第一和第二电极30、31间，其分别含有与相应的阴离子交换膜和阳离子交换膜21-24相似的材料。在图3所示的实施例中，每一对阴离子交换膜33-42设置在每两个相邻的阳离子交换膜43-48间，从而在每一对阴离子交换膜间定义有第一通道49来通过第一输入流体12。第二和第三通道50、51设置在每一对的阴离子交换膜中的阴离子交换膜与相应的邻近的阳离子交换膜间来通过第二和第三输入流体14、15。
与图2中所示的第一、第二和第三通道26-28相似，在操作时，第一通道49可作为淡室来使用。第二通道50可作为浓室使用来接收从第一输入流体12中移除的二氧化硅。在其他实施例中，第三通道51也可作为浓室使用来接收从第一输入流体12中移除的二氧化硅。
为了保护电极30、31及维持电极30、31间的导电性，与图2中所示的第四流体29相似，第四输入流体52可通过分别定义于电极30、31和相应的邻近阳离子交换膜43、48间的第四通道103、104。在一个非限定示例中，第四输入流体52可包括硫酸钠溶液。
在一定的应用中，第四输入流体52中可能含有杂质，比如Ca2+及/或Mg2+等的多价阳离子。这样，为了避免第四输入流体52中可能含有的杂质进入设置在阴离子交换膜33和阳离子交换膜43间的第二通道50中以在其内导致结垢或沉淀的发生，如图3所示，可在电极30与阳离子交换膜43间设置额外的阴离子交换膜53。该阴离子交换膜53可包含有与其他阴离子33-42相似的材料。当然，该阴离子交换膜53也可不设置。
隔网装置32设置在每两个相邻的离子交换膜间及第一和第二电极30、31与各自相邻的离子交换膜48，53间。与图2中所示的隔网装置25相似，隔网装置32可包括任何离子可通过(Ion-permeable)的、非电子导电(Electronically Nonconductive)的材料，该材料可为膜及多孔或无孔的材料。
这样，在操作时，电流施加在脱盐装置11上，流体，如第一、第二和第三输入流体12、14、15被分别输入进第一、第二及第三通道49、50、51中，从而第一输入流体12中的二氧化硅被移除并被第二输入流体14带出脱盐装置11。与第一和第二输入流体12、13相比较，第一输出流体(产品流体)13和第二输出流体16就分别含有较低和较高浓度的带电离子，比如离子化的二氧化硅等目标离子。在非限定示例中，在操作中，来自第三通道51的第三输出流体17可作为第二输入流体14而被输入进第二通道50中。
在一定的应用中，为了避免或减轻由于pH调整单元18的设置而导致阳离子，如钙离子和镁离子在脱盐装置11中发生沉淀或结垢的可能性，脱盐系统10可设置有预处理单元。该预处理单元可用来在第一输入流体12被输入进二氧化硅移除装置之前来处理流体以至少移除部分多价阳离子，从而产生具有合适总溶解固体(Total Dissolved Solids，TDS)水平和阳离子浓度的第一输入流体12。
图4所示为本发明脱盐系统10的另一个实施例的示意图。如图4所示，该实施例与图1所示的实施例相似，二者不同之处在于在图4所示的实施例中，预处理单元54设置在脱盐装置11的上游并与其流体相通来预处理输入流体55以移除其内至少一部分离子化程度较高的离子，如钙离子和镁离子，从而产生具有合适总溶解固体水平和阳离子浓度的第一输入流体12。
在本实施例中，预处理单元54包括倒极电渗析(Electrodialysis Reverse，EDR)装置。在其他实施例中，预处理单元34可包括电渗析(Electrodialysis，ED)装置、超级电容脱盐(Supercapacitor Desalination，SCD)装置或阳离子交换软化(Softening)装置来对流体55进行预处理。
这样，在操作时，流体55被输入进倒极电渗析装置54中进行处理以移除其内含有的至少一部分阴离子和阳离子，如钙离子和镁离子，从而产生可用来输入进脱盐装置11中进行处理的具有合适的总溶解固体水平和阳离子浓度的第一输入流体12。其间，流体56也被输入进倒极电渗析装置54中以把从流体55中移除的离子带出该倒极电渗析装置54中，从而产生输出流体57。相较于流体56，该输出流体57包含有较高浓度的带电离子。
在一定的应用中，如图5所示，脱盐系统10可进一步包括与倒极电渗析装置54流体相通的沉淀单元58。在一些示例中，沉淀单元58可用来提供流体56以使其循环进入倒极电渗析装置54中。随着流体56的不断循环，其内的盐或其他杂质的浓度可能不断增加，部分溶解度较低的盐，如硫酸钙等甚至在流体56中达到饱和或超饱和。这样，当该饱和或超饱和达到一定的程度，沉淀就在沉淀单元58中发生。在一些示例中，随着操作的进行，沉淀产生的固体(未图示)和一部分流体56可通过管道59自沉淀单元58排出。流体60也可输入来补充流体56。在非限定示例中，流体60和流体55可来自相同的流体源。
图5所示为本发明脱盐装置11的二氧化硅移除率的一个实施例的实验图表。为了便于说明，以图3中所示的脱盐装置11为例。实验中第一输入流体12的进水中含二氧化硅约60ppm，其流速大约为每单元100毫升/分钟，在其进入二氧化硅移除装置11前其pH值被调节到约11。第三输入流体为氯化钠溶液，其中氯化钠的浓度大约为40000ppm。第三输出流体17被输入进第二通道50中作为第二输入流体14。该第二输入流体14的流速大致为每单元2毫升/分钟。通过脱盐装置11的电流大约为2.5毫安/平方厘米。
如图5所示，在持续运行3天时间的过程中，脱盐装置11的二氧化硅的移除率维持在30％以上且比较稳定，这显示了第一输入流体12中的二氧化硅可被有效的移除的同时，脱盐装置11内发生的沉淀或结垢现象也得以避免或减轻。
图1到图4所示的实施例仅是示意性的。在本发明实施例中，图1到图4所示的实施例可被用来移除流体中的二氧化硅。在其他示例中，其也可被用来移除其它合适的离子，比如从流体中移除二价阴离子。
在本发明实施例中，每一对阴离子交换膜设置在相邻的两片阳离子交换膜间，从而在成对的阴离子交换膜间定义有第一通道及在阴离子交换膜及相邻的阳离子交换膜间定义有第二及第三通道。第一、第二及第三输入流体可通过相应的第一、第二及第三通道来移除第一输入流体中的二氧化硅。这样，第一输入流体12中的二氧化硅就可被有效且稳定的移除。
在一些应用中，第三输出流体可作为第二输入流体使用从而提高水的回收。另外，可在阳极及邻近阳极的阳离子交换膜间选择性的设置额外的阴离子交换膜来避免或减轻在由该阳离子交换膜及相应的阴离子交换膜形成的通道中发生结垢或沉淀的趋势。进一步的，也可设置预处理单元以避免对第一输入流体12的处理过程中发生结垢或沉淀的趋势。
虽然结合特定的实施例对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (16)

1.一种脱盐系统，包括：
可接收第一输入流体来移除该流体内二氧化硅的二氧化硅移除单元，包括：
第一和第二电极；
复数片离子交换膜，其设置在所述第一和第二电极间并包括一对阳离子交换膜及一对设置在所述阳离子交换膜间的阴离子交换膜，从而在所述阴离子交换膜间定义有第一通道、在阴离子交换膜与靠近第一电极的阳离子交换膜间定义有第二通道及在阴离子交换膜与靠近第二电极的阳离子交换膜间定义有第三通道；
该第一通道用于接收第一输入流体，对第一输入流体内的二氧化硅进行移除并产生第一输出流体；该第二通道用于接收第二输入流体，把从第一输入流体中移除的二氧化硅带出二氧化硅移除单元并产生第二输出流体；该第三通道用于接收第三输入流体，以促使二氧化硅从第一通道向邻近的第二通道中迁移并产生第三输出流体；及
复数个隔网装置，其设置在相邻的每两片离子交换膜之间及第一和第二电极与各自相邻的离子交换膜之间。
2.如权利要求1所述的脱盐系统，其中该第二输入流体包括氯化钠溶液，该第三输入流体包括氯化钠溶液。
3.如权利要求1所述的脱盐系统，其中该第三输入流体通过第三通道，该第三输入流体中的阴离子通过设置于第三通道与第一通道之间的阴离子交换膜进入第一通道，以确保离子化的二氧化硅移动过程中的电荷平衡。
4.如权利要求1所述的脱盐系统，其进一步包括有与所述二氧化硅移除单元流体相通的pH调整单元，该pH调整单元可用来调整所述第一输入流体的pH值，以用于提高第一输入流体内二氧化硅的离子化。
5.如权利要求1所述的脱盐系统，其进一步包括有与所述二氧化硅移除单元流体相通的预处理单元，该预处理单元可用来至少部分移除流体中的多价阳离子以产生所述第一输入流体。
6.一种脱盐系统，包括：
可接收第一输入流体来移除该流体内二氧化硅的二氧化硅移除装置，包括：
第一和第二电极；
复数片离子交换膜，其设置在所述第一和第二电极间并包括至少三片阳离子交换膜及至少两对阴离子交换膜，每一对阴离子交换膜设置在相邻的两片阳离子交换膜间，从而在所述每一对阴离子交换膜间定义有第一通道、在每一对阴离子交换膜中的每片阴离子交换膜与相应的邻近的且靠近第一电极的阳离子交换膜间定义有第二通道及在每一对阴离子交换膜中的每片阴离子交换膜与相应的邻近的且靠近第二电极的阳离子交换膜间定义有第三通道；
该第一通道用于接收第一输入流体，对第一输入流体内的二氧化硅进行移除并产生第一输出流体；该第二通道用于接收第二输入流体，把从第一输入流体中移除的二氧化硅带出二氧化硅移除单元并产生第二输出流体；该第三通道用于接收第三输入流体，以促使二氧化硅从第一通道向邻近的第二通道中迁移并产生第三输出流体；及
复数个隔网装置，其设置在相邻的每两片离子交换膜之间及第一和第二电极与各自相邻的离子交换膜之间。
7.如权利要求6所述的脱盐系统，其中该第二输入流体包括氯化钠溶液，该第三输入流体包括氯化钠溶液。
8.如权利要求6所述的脱盐系统，其中该第三输入流体通过第三通道，该第三输入流体中的阴离子通过设置于第三通道与第一通道之间的阴离子交换膜进入第一通道，以确保离子化的二氧化硅移动过程中的电荷平衡。
9.如权利要求6所述的脱盐系统，其中所述复数片离子交换膜进一步包括设置在所述第一电极与邻近该第一电极的阳离子交换膜间的额外的阴离子交换膜。
10.如权利要求6所述的脱盐系统，其进一步包括有与所述二氧化硅移除装置流体相通的pH调整单元，该pH调整单元可用来调整所述第一输入流体的pH值，以用于提高第一输入流体内二氧化硅的离子化。
11.一种用于从流体中移除二氧化硅的方法，包括：
输入第一输入流体到定义于设置在二氧化硅移除装置中的第一和第二电极间的至少一对阴离子交换膜间的第一通道中进行二氧化硅移除并产生第一输出流体；
输入第二输入流体到定义在所述至少一对阴离子交换膜中的阴离子交换膜与邻近的设置在该至少一对阴离子交换膜与所述第一电极间的阳离子交换膜间的第二通道中以把从所述第一输入流体中移除的二氧化硅带出所述二氧化硅移除装置并产生第二输出流体；及
输入第三输入流体到定义在所述至少一对阴离子交换膜中的阴离子交换膜与邻近的设置在该至少一对阴离子交换膜与所述第二电极间的阳离子交换膜间的第三通道中以促使二氧化硅从第一通道向邻近的第二通道中迁移并产生第三输出流体。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述二氧化硅移除装置可进一步包括设置在所述第一电极与邻近该第一电极的阳离子交换膜间的额外的阴离子交换膜。
13.如权利要求11所述的方法，其进一步包括输入所述第三输出流体到所述第二通道中以作为第二输入流体。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述第三输入流体中包括有活性阴离子，所述第三输出流体中的该活性阴离子的浓度小于所述第三输入流体中该活性阴离子的浓度。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述第二输入流体包括纯水，所述第三输入流体包括氯化钠溶液。
16.如权利要求12所述的方法，其进一步包括在所述第一输入流体进入所述二氧化硅移除装置前调整所述第一输入流体的pH值，所述第一输入流体pH值被调整到处于9.5到11.5的范围内。
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