EA017151B1 - Способ и система орошения - Google Patents

Abstract

Установка электрической сепарации может быть использована для обессоливания морской воды и/или солоноватой воды для получения ирригационной воды, имеющей желательное значение степени адсорбции натрия (SAR).

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка согласно статье 35 Свода законов США (И.8.С.), § 119(е) утверждает приоритет предварительной заявки США с серийным номером 60/805512, озаглавленной Электродиализ для опреснения морской воды и солоноватой воды для сельскохозяйственного употребления, поданной 22 июня 2006 г., и предварительной заявки США с серийным номером 60/804,610, озаглавленной Электродиализ и фильтрация для получения сельскохозяйственной воды, поданной 13 июня 2006 г., которые приведены здесь для сведения.

Уровень техники Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системам и способам приготовления воды для орошения сельскохозяйственных культур, а также питьевой воды и, более конкретно, к системам и способам приготовления ирригационной воды и/или питьевой воды из воды, имеющей неприемлемое содержание растворенных твердых веществ.

Обсуждение предшествующего уровня техники

Опреснение, или обессоливание, обозначает процесс обработки воды, который удаляет соль, например, из воды. В некоторых случаях источник воды является солоноватой или морской водой, и способы опреснения таковых составляют по меньшей мере часть коммунальных технических требований для пригодной для питья питьевой воды. Способы опреснения типично включают таковые, основанные на перегонке, а также методах обратного осмоса. Обессоленная вода также может потребляться в областях коммерческого и промышленного применения, например в качестве воды для обеспечения производственных процессов, воды для снабжения водонагревательных устройств и воды для орошения. Конкретные примеры промышленных отраслей, которые могут использовать обессоленную воду, включают фармацевтическую, горную, целлюлозно-бумажную промышленность и сельское хозяйство.

Сущность изобретения

Некоторые аспекты изобретения представляют один или более вариантов осуществления, включающих способ, включающий введение обрабатываемой воды в установку электрической сепарации, для приготовления ирригационной воды, имеющей значение степени адсорбции натрия относительно кальция и магния (8ЛК или Ι<Να) менее чем около 20. Значение 8ЛК может быть определено согласно формуле тытга’ где [Να] представляет концентрацию частиц натрия в мол./м³ в ирригационной воде, [Са] - концентрацию частиц кальция-, в мол./м³ в ирригационной воде и [Мд] - концентрацию частиц магния в мол./м³ в ирригационной воде.

Прочие аспекты изобретения представляют один или более вариантов осуществления, включающих систему орошения, включающую установку электрической сепарации, находящуюся в жидкостной коммуникации с источником обрабатываемой воды, и систему распределения ирригационной воды, находящуюся в жидкостной коммуникации с установкой электрической сепарации.

Краткое описание чертежей

Сопроводительные чертежи не предполагают изображения в масштабе. В чертежах каждый идентичный или почти идентичный компонент, который иллюстрирован в различных фигурах, представлен сходным кодовым номером. Для ясности не каждый компонент может быть обозначен номером в каждом чертеже.

Фиг. 1 представляет собой схематическую иллюстрацию системы в соответствии с одним или более признаками изобретения;

фиг. 2 - схематическую иллюстрацию ирригационной системы в соответствии с дальнейшими признаками изобретения;

фиг. 3 - еще одну схематическую иллюстрацию, показывающую еще одну систему в соответствии с еще дальнейшими признаками изобретения;

фиг. 4 - график, изображающий показательные диапазоны приемлемых уровней характеристик воды в соответствии с некоторыми аспектами изобретения;

фиг. 5 - график, показывающий прогнозированное значение степени адсорбции натрия относительно кальция и магния в воде, опресненной с помощью электродиализа, относительно общего уровня растворенных твердых веществ при использовании селективной мембраны для одновалентных катионов при разнообразных уровнях селективности в соответствии с некоторыми признаками изобретения;

фиг. 6 - график, показывающий аспекты постадийной обработки согласно изобретению для получения обработанной воды, имеющей одну или более желательных характеристик;

фиг. 7 - график, показывающий влияние селективности мембраны на общее содержание растворенных твердых веществ в водном продукте, обработанном в установке в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения; и фиг. 8А и 8В - графики, представляющие сравнительную иллюстрацию некоторых характеристик

- 1 017151 обработанной воды, полученной с помощью систем и способов согласно изобретению, относительно других неселективных процессов.

Подробное описание

Настоящее изобретение не ограничивается в своем применении подробностями конструкции и компоновки компонентов, изложенных в нижеследующем описании или иллюстрированных в чертежах. Изобретение допускает варианты осуществления и реализацию или проведение разнообразными путями сверх таковых, представленных здесь примерами.

Один или более аспектов изобретения может включать системы и способы приготовления воды, пригодной для сельскохозяйственных предприятий. Другие аспекты изобретения могут давать воду, питьевую воду или воду, пригодную для применения или потребления человеком, а также для домашнего скота и домашней птицы. Некоторые системы и способы согласно изобретению могут преобразовывать или иным образом делать непитьевую воду пригодной для сельскохозяйственных нужд, потребления домашним скотом, домашней птицей и/или человеком. Еще дальнейшие аспекты изобретения могут включать системы и способы, которые предпочтительно или селективно удаляют некоторые частицы по сравнению с прочими частицами из обрабатываемой жидкости для получения продукта, имеющего одну или более желательных характеристик. В отличие от неселективных способов некоторые аспекты изобретения, касающиеся селективного удаления, могут быть более экономичными благодаря исключению или сокращению дополнительных процессов последующей обработки, таких как смешение. Таким образом, системы и способы согласно изобретению экономично обеспечивают получение обработанной воды, которая является более пригодной для предполагаемого употребления.

В некоторых вариантах осуществления изобретения некоторые типы частиц остаются в обработанном потоке, в то время как другие типы частиц предпочтительно удаляются. Полученная в виде продукта жидкость может быть использована в разнообразных вариантах применения и/или иным образом удовлетворять одному или более техническим требованиям. Прочие аспекты изобретения могут включать системы и способы, которые дают воду, имеющую одно или более свойств или характеристик, точно приспособленных для удовлетворения требований конкретного назначения. Некоторые варианты осуществления изобретения тем самым могут включать системы и способы, которые дают один или более потоков или объемов воды, которые имеют один или более характерных признаков, которые были отрегулированы на основе одного или более параметров пункта применения или предприятия, в которых используется поток или объем.

Еще дальнейшие аспекты изобретения могут включать системы и способы, которые экономично обеспечивают получение воды для сельскохозяйственных, промышленных, коммерческих нужд и обслуживания по месту жительства. Далее некоторые конкретные аспекты изобретения могут включать приготовление воды для обеспечения множества технических требований или уровней чистоты или качества. Так, в некоторых вариантах осуществления системы и способы согласно изобретению могут представлять один или более потоков или объемов воды в предприятие широкомасштабного назначения. В особенности преимущественные аспекты изобретения могут включать приготовление множества потоков или объемов воды, каждый из которых может иметь различающиеся уровни качества воды, от источника воды, имеющего высокое содержание твердых веществ, для множества пунктов применения, каждый из которых может предъявлять различающиеся требования. Такие аспекты изобретения могут представлять системы и способы, которые, например, обрабатывают непитьевую воду для преобразования ее в питьевую и/или пригодную для орошения, для потребления домашним скотом и/или домашней птицей, и для потребления или применения человеком.

В некоторых аспектах изобретения вода, имеющая высокий уровень содержания одной или более нежелательных частиц, растворенных в ней, может быть обработана для удаления или, по меньшей мере, снижения концентрации таких частиц для приемлемого уровня. Одна или более нежелательных частиц может представлять собой любую частицу, которая делает необработанную воду непригодной для конкретного употребления. Например, вода может содержать на высоком уровне или в нежелательной концентрации одновалентные катионы и/или анионы, которые оказывают вредное влияние или нежелательным образом препятствуют сохранению или поглощению влаги в почве, или прочие частицы, например, включающие двухвалентные или даже многовалентные частицы. Если техническое требование имеет отношение к орошению сельскохозяйственных культур, нежелательные состояние или характеристика могут включать воду, которая содержит одну или более частиц, которые наносят ущерб характеристикам проницаемости и/или инфильтрации орошаемой почвы. Например, некоторые аспекты изобретения могут включать очистку или обработку воды для предпочтительного удаления одновалентных частиц по сравнению с неодновалентными частицами.

В соответствии с одним или более конкретными аспектами изобретение может включать варианты осуществления, направленные на системы и/или способы, включающие подачу или введение обрабатываемой воды в установку электрической сепарации. Некоторые варианты осуществления изобретения могут включать ирригационную систему, включающую установку электрической сепарации, находящуюся в жидкостной коммуникации или, по меньшей мере, пригодную к подсоединению, с одним или более источниками предназначенной для обработки воды, и по меньшей мере одну систему распределе

- 2 017151 ния ирригационной воды.

В других аспектах изобретения некоторые варианты осуществления такового могут включать способ получения питьевой воды. А именно, некоторые аспекты изобретения могут давать ирригационную воду и/или питьевую воду без применения основанных на термическом воздействии способов сепарации или производственных операций. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения способ может включать одну или более операций или стадий подведения обрабатываемой воды и обработки по меньшей мере части обрабатываемой воды в установке электрической сепарации для получения первой обработанной воды. Способ далее может включать одну или более операций обработки части обрабатываемой воды, типично отдельной порции, в одной или более установках сепарации под давлением, для получения второй обработанной воды. В некоторых случаях способ далее может включать стадию смешения первой обработанной воды и второй обработанной воды для получения питьевой воды. Питьевая вода типично имеет целевое или желательное содержание растворенных твердых веществ (ΤΏ8).

Аспекты изобретения, направленные на системы, которые дают питьевую воду, могут включать источник обрабатываемой воды, установку сепарации под давлением, имеющую входной патрубок, который находится в жидкостной коммуникации или, по меньшей мере, пригоден к подсоединению, с источником обрабатываемой воды. Установка сепарации под давлением также может иметь один или более выходных патрубков, типично по меньшей мере один выходной патрубок для продукта в качестве выходного патрубка для обработанной воды. Установка сепарции под давлением также типично имеет по меньшей мере один патрубок для выпуска стоков в качестве выпускного патрубка для потока, содержащего одну или более частиц, типично нежелательных частиц, удаленных из обработанной воды. Система для получения питьевой воды далее может включать одну или более установок электрической сепарации, которые могут находиться в жидкостной коммуникации или пригодны к подсоединению, с источником обрабатываемой воды, с установкой сепарации под давлением или обоими таковыми. Например, как более подробно описано ниже, одна или более установок электрической сепарации могут находиться в жидкостной коммуникации с патрубком для выпуска стоков установки сепарации под давлением. В соответствии с конкретными вариантами осуществления изобретения система для получения питьевой воды может далее включать один или более смесителей, имеющих один или более входных патрубков, находящихся в жидкостной коммуникации или пригодных к подсоединению, с выходным патрубком для обработанной воды в установке сепарации под давлением и выходным патрубком для водного продукта, выпускаемого из установки электрической сепарации. Смеситель может включать любую производственную операцию смешения, которая облегчает, по меньшей мере частично, смешение или комбинирование одного или более потоков продуктов, включая в некоторых случаях поток из источника обрабатываемой воды, с образованием потока конечного продукта, имеющего одну или более желательных характеристик.

Обрабатываемая вода может включать морскую воду, солоноватую воду и/или воду, содержащую растворенные твердые вещества или соли в высоких концентрациях. Прочие источники обрабатываемой воды могут включать воду, которая была бы непригодной для применения в сельскохозяйственных предприятиях по соображениям инфильтрации и/или токсичности.

Системы и способы согласно изобретению могут включать, где это уместно, подсистемы предварительной обработки для облегчения одного или более принципов действия таковых. Одна или более производственных операций предварительной обработки и последующей обработки могут быть применены в одном или более вариантах осуществления изобретения. Например, системы и способы согласно изобретению могут включать подсистему предварительной обработки, включающую один или множество фильтров, которые отделяют или удаляют по меньшей мере часть любых суспендированных твердых веществ в обрабатываемой воде. Такие подсистемы предварительной обработки типично удаляют дисперсный материал, который мог бы вредно влиять на любые последующие производственные операции систем согласно изобретению. Прочие производственные операции предварительной обработки включают, например, микрофильтры, а также системы, основанные на седиментации, которые могут удалять суспендированные твердые вещества, частицы которых имеют размеры от 1 мкм или более.

Далее операции предварительной обработки могут быть применены для улучшения эффективности одной или более производственных операций согласно изобретению. Например, подсистема предварительной обработки может включать холодильник или нагреватели, которые, соответственно, охлаждают или нагревают обрабатываемую воду перед операциями сепарации. Охлаждение потока подаваемого сырья или любого промежуточного производственного потока может быть выполнено, например, для облегчения транспорта нежелательных частиц или для препятствования транспорту желательных частиц из обрабатываемого потока. Подобным образом, нагревание может быть выполнено для повышения температуры потока подаваемого сырья или одного или более промежуточных производственных потоков до желательной температуры, которая, например, облегчает экономичное или эффективное действие одной или более разделительных установок. Неограничивающие примеры процессов нагревания могут включать нагреватели, печи или теплообменники, которые могут быть связаны с производственными операциями процесса или системы согласно изобретению или представлять собой таковые. Например, нагревание может быть обеспечено с помощью теплообменника силовой установки, которая не обяза

- 3 017151 тельно связана с обрабатывающими системами согласно изобретению.

Производственные операции последующей обработки могут регулировать, удалять или понижать концентрацию одной или более частиц в обработанной воде. Например, одна или более ионообменных колонн могут быть использованы для удаления частиц, которые с трудом удаляются в установке электрической сепарации и/или установке сепарации под давлением.

Неограничивающие примеры частиц, которые типично могут быть удалены или, по меньшей мере, могут быть снижены их концентрации предпочтительно до нетоксических и/или не являющихся нежелательными уровней, в операциях последующей обработки включают таковые, которые могут оказывать вредное влияние на укрупнение частиц почвы, просачивание воды и/или могут быть токсичными для роста растений, такие как алюминий, мышьяк, бериллий, кадмий, кобальт, хром, медь, железо, фторид, литий, марганец, молибден, никель, свинец, селен, олово, титан, вольфрам, ванадий, бор и цинк. Другие частицы, которые могут быть целью одной или более операций последующей обработки, включают таковые, которые могут быть токсичными или нежелательными для людей, домашней птицы и/или домашнего скота в питьевой воде, такие как, но не ограниченные таковыми, нитраты, нитриты, и ванадий, и сульфиды. Также могут быть выполнены процессы дезинфекции, чтобы, по меньшей мере частично, инактивировать или понизить концентрацию колониеобразующих микроорганизмов, которые могут быть вредными для человека и/или домашнего скота.

Альтернативно или в сочетании с одной или более регулировочными производственными операциями, системы и способы согласно изобретению могут включать добавление одной или более частиц по меньшей мере к части обработанной воды. Например, гипс может быть добавлен для регулирования концентрации одной или более желательных частиц или регулирования характеристик воды. Прочие добавки могут включать удобрения или другие дополнения, которые облегчают рост сельскохозяйственных культур, когда вода используется для орошения.

Установка электрической сепарации типично использует потенциальное поле для создания движущей силы, которая заставляет одну или более частиц, типично целевых частиц, которые могут включать желательные, а также нежелательные частицы, мигрировать из носителя или жидкости. Установка электрической сепарации может использовать один или более компонентов, которые отделяют целевые частицы во время миграции и/или подавляют возвращение или обратимый процесс.

Неограничивающие примеры таких устройств включают устройства электродиализа (ΕΌ), в том числе устройства электродиализа с реверсированием электрического поля (ΕΌΚ.), а также устройства электродеионизации (ΕΌΙ). Однако настоящее изобретение не ограничивается одной такой или комбинацией таких установок электрической сепарации и может быть реализовано с помощью других установок, которые создают движущую силу, которая облегчает преимущественную миграцию одной или более целевых частиц по сравнению с прочими частицами в обрабатываемой жидкости.

Установки электрической сепарации согласно изобретению типично используют ионселективные мембраны для облегчения процесса сепарации. В некоторых случаях избирательно проницаемая мембрана может преимущественно или селективно обеспечивать транспорт некоторых частиц относительно других частиц. Например, катионселективные мембраны могут быть применены в некоторых камерах установки электрической сепарации. В других случаях в одной или более камерах могут быть использованы анионселективные мембраны. В еще других случаях установка электрической сепарации согласно изобретению может включать одну или более селективных мембран для одновалентных частиц, чтобы способствовать избирательному переносу одновалентных катионных или анионных частиц. Действительно, в некоторых вариантах осуществления изобретения разделительная установка согласно изобретению может включать селективные мембраны для одновалентных катионов и одну или более селективных мембран для одновалентных анионов, типично в одной или более камерах концентрирования установки. Неограничивающие примеры имеющихся в продаже селективных мембран для одновалентных частиц включают катион- и анионселективные мембраны типа ΝΕΟ8ΕΡΤΑ® фирмы А8ТОМ Сотрогайои, Токио, Япония, или фирмы Токиуата Сотрогайои, Токио, Япония.

Установка сепарации под давлением типично использует один или более барьеров для подавления миграции через таковые, в то же время позволяя проникновение через другие. Движущая сила, облегчающая процесс сепарации, типично включает приложение давления к обрабатываемой жидкости. Неограничивающие примеры установок сепарации под давлением включают установки микрофильтрации, нанофильтрации (ΝΡ), а также системы обратного осмоса (ВО).

Один или более вариантов осуществления изобретения может быть направлен на систему обработки воды 100, как в качестве примера показано на фиг. 1. Система 100 может представлять собой систему для приготовления питьевой воды, ирригационной воды или обеих, например для употребления в пункте применения 114. Система обработки 100 может включать по меньшей мере одну производственную операцию сепарации или разделительную установку 110, которая, в некоторых случаях, селективно удаляет одну или более частиц или типов частиц из источника 102 обрабатываемой воды. Система может необязательно включать одну или более подсистем мониторинга, которые обеспечивают индикацию одной или более рабочих характеристик системы обработки. Как иллюстрировано, система 100 может иметь один или более контрольно-управляющих датчиков 108, которые типично выдают показания качества

- 4 017151 полученной или иным образом обработанной воды, поступающей из разделительной установки 110. В некоторых аспектах настоящего изобретения система 100 может использовать контрольную систему или контроллер, скомпонованный или сконструированный и приспособленный для регулирования одного или более параметров одной или более производственных операций в системах согласно изобретению. Обращаясь опять к фиг. 1, система 100 тем самым может иметь один или более контроллеров 106, которые регулируют по меньшей мере один рабочий параметр разделительной установки 110, типично по меньшей мере до одного желательного состояния. Для регулирования по меньшей мере одного рабочего параметра любой производственной операции в системе 100 может быть использован любой пригодный способ контроля, чтобы получать обработанную воду, имеющую одну или более желательных характеристик.

Системы и способы согласно изобретению могут включать одну или более систем распределения воды, которые облегчают доставку обработанной воды к одному или более пунктам применения. Например, система распределения может включать ирригационную систему распределения, которая подает ирригационную воду к разнообразным пунктам применения в сельскохозяйственном предприятии. Для облегчения доставки обработанной воды система распределения может включать одну или более систем хранения, таких как резервуары, баки, водоемы или другие емкости и контейнеры. Системы орошения согласно изобретению могут использовать способы дождевания и/или поверхностного орошения для доставки воды в назначенную область. Компоненты систем орошения тем самым могут применять стационарные, а также подвижные устройства.

Одна или более систем хранения могут рассматриваться как часть системы распределения или представлять собой вспомогательную подсистему системы обработки. Одна или более систем хранения могут далее облегчать доставку обработанной воды, имеющей желательные характеристики. Например, обработанная вода, имеющая первое состояние или характеристику, может храниться в одном или более промежуточном хранилище перед дальнейшей обработкой или переработкой, например смешением, с еще одним потоком или объемом обработанной или необработанной воды.

Фиг. 2 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую в качестве примера некоторые признаки изобретения, имеющие отношение к ирригационной системе 200. Ирригационная система 200 может включать разделительную установку 230, находящуюся в жидкостной коммуникации и, как показано, расположенную для приема обрабатываемой воды из источника 202 через ирригационную систему распределения воды 224.

Разделительная установка 220 может обрабатывать воду из источника 202 и подавать обработанную воду в первый пункт применения 228, иллюстрированный здесь как первый тип сельскохозяйственной культуры. Пункт применения 228 может быть частью сельскохозяйственной культуры, которая, например, находится в стадии роста, отличной по меньшей мере от одной части всех сельскохозяйственных культур. Система 200 может далее включать одну или более установок вторичной сепарации 230. Разделительная установка 230 также может обрабатывать воду из источника 202 и подавать обработанную воду к второму пункту применения 238, иллюстрированному как второй тип сельскохозяйственной культуры, через вторую ирригационную систему распределения 234. Пункт применения 228, второй пункт применения 238 могут быть частью того же типа орошаемой сельскохозяйственной культуры, как, например, в первом пункте применения 228, или частью второй сельскохозяйственной культуры на иной стадии роста. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения разделительная установка 230 может необязательно доставлять обработанную воду к первому пункту применения 228 вместо обработанной воды и/или в дополнение к таковой от разделительной установки 220 через трубопровод или соединение 244. Некоторые варианты осуществления изобретения рассматривают, по меньшей мере частично, схему постадийной обработки. Например, первая разделительная установка 220 может давать обработанную воду, имеющую первое качество или характеристику воды, которая может быть далее обработана во второй разделительной установке 230 через трубопровод или систему распределения 242. Множество вторых разделительных установок 230 может быть использовано с одной или более первыми разделительными установками 220 для приготовления обработанной воды для одного или более пунктов применения. Некоторые варианты осуществления изобретения могут включать последовательную компоновку разделительных установок, и другие варианты осуществления могут использовать разделительные установки в параллельной конфигурации для приготовления обработанной воды, чтобы удовлетворить объемные требования одного или более пунктов применения. Однако в некоторых случаях комбинация последовательных и параллельных путей обработки может быть применена, чтобы подводить обработанную воду со скоростью или многими скоростями, в которых каждый из одного или более потоков обработанной воды имеют одну или более желательных характеристик.

Система 200 может включать один или более контроллеров (не показаны) для контроля одного или более рабочих параметров любого компонента или подсистемы системы 200. Подобно системе, в качестве примера проиллюстрированной на фиг. 1, система 200 может иметь один или более контроллеров, которые могут регулировать один или более рабочих параметров. Например, один или более контроллер системы 200 может регулировать ток, напряжение или и то, и другое прилагаемого электрического поля в любой из разделительных установок. Прочие параметры, которые могут быть отрегулированы, вклю

- 5 017151 чают, например, содержание растворенных твердых веществ (ΤΌ8), давление, температуру, величину рН, расход жидкости или любую комбинацию в любом потоке системы.

В соответствии с некоторыми аспектами изобретения одна или более характеристик потока обработанной воды может представлять собой измеренный или производный показатель потока продукта, чтобы сделать его пригодным для его предполагаемого применения в п.114. Однако изобретение не ограничивается таковым; например, характеристика воды может представлять собой показатель потока обработанной воды или водного продукта в единицах сравнительно с потоком обрабатываемой воды. Показатель или параметр может быть одиночной, или композиционной, или совокупной характеристикой воды. Конкретные неограничивающие примеры таких показателей могут включать удельную электрическую проводимость или удельное электрическое сопротивление воды, присутствие, отсутствие или концентрацию одной или более конкретных частиц или типов частиц в воде, а также комбинации таковых.

В соответствии с одним или более вариантами осуществления изобретения системы и способы согласно изобретению дают воду, имеющую желательный показатель воды, который может быть представлен или количественно определен как составной символ. Составной символ может представлять показание пригодности обработанной воды для конкретного назначения. Следовательно, системы и способы согласно изобретению могут включать операции, которые имеют целью или, по меньшей мере, способствуют получению воды, имеющей одну или более желательных композиционных характеристик. При использовании для орошения показатель обработанной воды может быть соотнесен с ее пригодностью в качестве ирригационной воды. Таким образом, некоторые аспекты изобретения могут быть направлены на обработку непитьевой воды и улучшение воды как обработанной воды, пригодной для орошения в одном или более сельскохозяйственных предприятий, путем регулирования одной или более характеристик таковой. Некоторые аспекты изобретения могут давать ирригационную воду, точно приспособленную для одной или более сельскохозяйственных культур, растущих или выращиваемых в одном или более сельскохозяйственных предприятий. Например, опять с привлечением фиг. 2 системы и способы согласно изобретению могут давать первую обработанную воду, имеющую первую композиционную характеристику, для первого типа сельскохозяйственной культуры 228 и вторую обработанную воду, имеющую вторую композиционную характеристику, для второго типа сельскохозяйственной культуры 238. Вторая обработанная вода может быть использована для дополнения и/или регулирования характеристики первой обработанной воды и, наоборот, первая обработанная вода может быть применена для регулирования одной или более характеристик второй обработанной воды. Одна или более характеристик могут быть подогнаны для соответствия конкретному техническому требованию, например, путем смешения вместе или примешивания одного или более потоков обработанной воды. Конкретная целевая характеристика может быть достигнута путем регулирования соотношений или относительных количеств или скоростей потоков обработанной воды, предназначенных для смешения.

Во время типичной операции каждая из одной или более разделительных установок 220 и 230 типично создает один или более вторичных потоков. Типично один или более вторичных потоков содержат неприемлемый уровень одной или более нежелательных частиц. Любые один или более вторичных потоков могут быть выведены в виде потоков отходов. Например, поток отходов, типично содержащий одну или более частиц, выведенных из потока, обработанного в разделительной установке 220, может быть выгружен или перенесен к источнику обрабатываемой воды 202 через трубопровод или распределительную систему 236. Подобным образом, другие варианты осуществления изобретения рассматривают комбинирование одного или более вторичных потоков типично из одной или более разделительных установок, расположенных ниже по потоку, с потоком воды, которая должна быть обработана в одной или более разделительных установок, расположенных выше по потоку. Поток отходов также может быть выведен с другими потоками, которые могут быть или могут не быть непосредственно связаны с системой обработки. Например, выводимый поток может быть возвращен к источнику предназначенной для обработки воды после того, как будет смешан с одним или более потоками, выдуваемыми, например, из градирни, каковая может не являться производственной операцией системы обработки. Однако в других случаях один или более потоков отходов могут быть сохранены и объединены с водой, имеющей очень низкую минерализацию, для разрешения проблем просачивания воды, которые могут иметь результатом вымывание растворимых минералов и солей, таких как кальций, из поверхностных слоев почвы.

В некоторых вариантах осуществления изобретения вторичный поток, содержащийся в трубопроводе 236 из второй разделительной установки 230, может быть введен в первую разделительную установку 220 отдельно или в комбинации, как показано на фиг. 2, с водой, предназначенной для обработки из источника 202, как поставляемой через трубопровод 222.

Схематически иллюстрированные системы, изображенные на фиг. 1 и 2, далее могут включать производственные операции, которые облегчают обработку воды. Например, необязательная система может быть использована выше по потоку относительно разделительных установок 220 и 230 для фильтрования или иным путем удаления по меньшей мере части суспендированных твердых веществ в воде из источника 202. Неограничивающие примеры производственных операций предварительной обработки, которые могут быть использованы для снижения концентрации по меньшей мере одного суспендированного твердого вещества, увлекаемого в обрабатываемой воде, включают микрофильтры, отстойники и фильт

- 6 017151 ры для грубодисперсных частиц.

Далее одна или более производственных операций могут быть использованы для дальнейшей обработки одного или более потоков обработанной воды. Например, слой тонкой очистки может далее удалять одну или более частиц из одного или более потоков, обработанных в распределительных системах 224 и 234. Неограничивающие примеры таких производственных операций, которые могут быть использованы для удаления по меньшей мере части слабоионизированных или способных к ионизации частиц, таких как, но не ограничивающихся таковыми, бор, селенит и мышьяк, включают ионообменные колонны.

Далее производственные операции, которые облегчают последующую обработку одного или более потоков обработанной воды согласно изобретению, включают таковые, которые добавляют или иным образом регулируют концентрацию одной или более желательных частиц или характеристик потока воды. Операции последующей обработки могут быть использованы для того, чтобы сделать один или более потоков отходов пригодными для выведения в окружающую среду.

Соответственно этому ниже по потоку относительно одной или более разделительных установок согласно изобретению может быть размещен смеситель, который облегчает введение еще одного потока обработанной или необработанной воды, дезинфицирующих средств, питательных добавок и/или желательных солей из одного или более источников таковых. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения один или более источников соли могут быть расположены для введения в поток обработанной воды. Например, в системе обработки или ирригационной системе согласно изобретению может быть использована разделительная установка, которая селективно удаляет или понижает концентрацию двухвалентных или прочих неодновалентных частиц из потока обрабатываемой воды. Такая необязательная установка типично давала бы, по меньшей мере, поток продукта, имеющего относительно высокую концентрацию неодновалентных частиц, который может быть введен в обработанный поток для регулирования по меньшей мере одной характеристики такового, чтобы сформировать поток или объем воды с целевым или желательным состоянием. Примеры систем и способов, которые преимущественно формируют благоприятные, обогащенные частицами потоки, включают таковые, представленные в находящейся на рассмотрении заявке США с серийным номером 11/474299, озаглавленной Установка электрической сепарации, которая приведена здесь для сведения. Однако в некоторых случаях один или более иным образом отделенных или отличающихся источников, например солей кальция и/или магния, могут быть применены для регулирования одной или более характеристик потока обработанной воды перед ее употреблением. Дополнительно могут быть далее отрегулированы одно или более внутренне присущих и/или привнесенных свойств потока воды. Например, поток воды может быть охлажден или нагрет для регулирования температуры такового. Величина рН потока или объема воды также может быть отрегулирована, например, добавлением одной или более кислот или оснований для достижения желательного значения рН. Желательное свойство или характеристика могут быть зависимыми от множества факторов, включающих, например, величину рН орошаемой почвы, устойчивости к солям орошаемых сельскохозяйственных культур, в некоторых случаях содержание влаги в почве. Таким образом, некоторые признаки изобретения обеспечивают дальнейшие возможности, направленные на достижение одной или более желательных композиционных характеристик.

Дальнейшее регулирование одного или более свойств или характеристик может быть выполнено после обработки в разделительной установке, перед употреблением или подачей в пункт применения или во время хранения обработанной воды в одном или более резервуарах.

Однако некоторые аспекты изобретения рассматривают преимущественные или экономически привлекательные показатели таких вторичных потоков, содержащих высокие концентрации одной или более растворенных частиц, относительно потока первого или обработанного потока и/или потока, введенного в разделительную установку. Например, вторичный поток продукта может содержать большие количества растворенных твердых веществ и может служить в качестве сырьевого потока, который может быть далее обработан для получения дополнительных продуктов или, по меньшей мере, дать поток продукта, имеющий высокую концентрацию желательных частиц.

Одна или более характеристик воды, применяемой в некоторых системах и способах согласно изобретению, может обеспечивать показание пригодности воды для сельскохозяйственного употребления. Например, одна или более характеристик воды может быть представлена как соленость, как общее количество растворенных солей или содержание твердых веществ, и/или удельная электропроводность, а также или в сочетании с любым параметром из щелочности, содержания железа и величины рН воды. В некоторых случаях уровень солености воды может становиться отдельным параметром, будучи рассматриваемым относительно типа сельскохозяйственных культур, которые должны орошаться, по меньшей мере частично, обработанной водой. Таким образом, в соответствии с некоторыми аспектами изобретения соленость воды может быть использована для регулирования по меньшей мере одного рабочего параметра системы согласно изобретению. В других вариантах осуществления систем и способов согласно изобретению характеристическое значение может быть представлено как отношение концентрации частиц, которые склонны к приданию почве непроницаемости для воды, к концентрации частиц, которые имеют склонность сообщать почве способность к агрегатированию или поглощению воды.

- 7 017151

В соответствии с некоторыми аспектами изобретения характеристическое значение может обеспечивать показание пригодности воды для целей орошения, для потребления человеком и/или применения для домашнего скота или домашней птицы. В некоторых вариантах осуществления характеристическое значение потока или объема воды может быть представлено как отношение концентрации одновалентных частиц к концентрации двухвалентных частиц в воде. Например, характеристическое значение может быть, по меньшей мере частично, выражено как степень адсорбции натрия относительно кальция и магния или как процентная доля обменного натрия. Предпочтительно значение 8АК потока или объема воды может давать показание того, может ли вода быть пригодна для орошения типа или сорта сельскохозяйственной культуры. Таким образом, в соответствии с некоторыми аспектами изобретения некоторые варианты осуществления такового касаются систем и способов, которые могут включать контролирование одного или более рабочих параметров, основанных, по меньшей мере частично, на желательном характеристическом значении, которое, по меньшей мере частично, выводится, по меньшей мере частично, из одного технического требования в пункте применения. Там, где пункт применения представляет собой, например, орошаемую сельскохозяйственную культуру, желательное характеристическое значение может быть основано на солевыносливости сельскохозяйственной культуры и/или одном или более показателях или характеристиках почвы.

Значение степени адсорбции натрия типично определяется согласно формуле (1) ^Са]+[М₈] где [Ыа] представляет концентрацию частиц натрия в мол./м³ в воде, [Са] - концентрацию частиц кальция в мол./м³ в воде, [Мд] - концентрацию частиц магния в мол./м³ в воде.

Могут быть применены другие характеристические значения воды, по отдельности или в сочетании с другими характеристическими значениями. Так, в некоторых случаях, характеристическое значение воды, которое может служить как показатель качества воды или ее пригодности для предполагаемого назначения, включает общую концентрацию растворенных твердых веществ в воде, величину рН и/или концентрацию одной или более токсичных или опасных частиц.

Регулирование значения 8АК, например, ирригационной воды может быть выполнено путем регулирования одного или более рабочих параметров водной системы. Например, относительный показатель обработанной воды, имеющий разнообразные связанные с таковым значения 8АК, может быть отрегулирован для создания композитной или комбинированной смеси водного продукта, имеющего желательное значение 8АК. Другие способы, включающие снижение скорости потока воды через одну или более разделительных установок или увеличение времени пребывания или продолжительности обработки, может облегчить достижение желательного значения 8АК. В дополнение к такому способу или в сочетании с таковым, уровень приложенного потенциала, например, в установке электрической сепарации или сепарации под давлением также может дать обработанную воду, имеющую одну или более желательных характеристик.

Обработанная вода, произведенная в системе согласно изобретению, может представлять собой обессоленную морскую воду и/или солоноватую воду для получения ирригационной воды, которая исключает или сокращает масштабы проблем проницаемости почвы и/или инфильтрации.

Одно или более характеристических значений обработанной воды могут представлять собой относительную корреляцию между частицами, содержащимися в воде. Например, характеристическое значение может представлять собой отношение растворенных натриевых частиц к растворенных кальциевым. Предпочтительное желательное отношение натриевых частиц к кальциевым не более чем около 3:1 может исключить или уменьшить вероятность проблем инфильтрации воды вследствие диспергирования частиц почвы и засорения и закупоривания поверхностных почвенных пор. Далее некоторые варианты осуществления изобретения могут селективно снижать концентрацию одновалентного натрия в ирригационной воде, источник воды, относительно обогащенной кальцием, может быть обеспечен для противодействия любому явлению распространения натрия при орошении.

Водный продукт может иметь значение 8АК в диапазоне от около 2 до около 8. Целевое или желательное значение 8АК, однако, может зависеть от одного или более факторов в сельскохозяйственном предприятии. Например, целевое значение 8АК зависит от типа сельскохозяйственных культур, выращиваемых в предприятии, от стадии роста одной или более сельскохозяйственных культур в предприятии и от состояния почвы, включая инфильтрацию воды, содержание натрия и/или щелочность почвы. Конкретные нормы, которые могут быть использованы для представления одной или более целевых характеристик ирригационной воды, включают таковые, указанные Организацией ООН по вопросам продовольствия и сельского хозяйства (РАО). Например, уровень обменного натрия, который может коррелировать со значением 8АК, может служить в качестве желательного характеристического значения для воды, употребляемой для ирригационных целей. В частности, чувствительные сельскохозяйственные культуры, такие как, но не ограниченные таковыми, фрукты, орехи и цитрусовые, типично требуют применения ирригационной воды, имеющей значение 8АК до около 8; прочие чувствительные сельскохозяйственные

- 8 017151 культуры, такие как бобовые, могут быть устойчивыми к ирригационной воде, имеющей значение 8АК до около 18; умеренно толерантные сельскохозяйственные культуры, такие как клевер, овес и рис, могут выдерживать ирригационную воду, имеющую значение 8ЛК до уровня от около 18 до 46; и устойчивые сельскохозяйственные культуры, такие как, но не ограниченные таковыми, пшеница, ячмень, томаты, свекла и пырей удлиненный, могут выносить ирригационную воду, имеющую значение 8ЛК вплоть до уровня от около 46 до 102.

Проблемы инфильтрации типично возникают, когда ирригационная вода не поступает в почву и становится недоступной для сельскохозяйственных культур. В отличие от проблем засоления, которые сокращают доступность воды, проблемы инфильтрации могут эффективно уменьшать количество воды, доступной для употребления сельскохозяйственными культурами. Инфильтрация воды может возрастать с повышением засоленности и может снижаться с уменьшением засоленности или возрастанием содержания натрия относительно кальция и магния. Далее вода с малой соленостью, менее чем около 0,5 й8/ш (децисименс/м, соответственно г/л), типично является коррозионно-агрессивной и имеет склонность вымывать из поверхностного слоя почвы растворимые минералы и соли, такие как кальциевые, которые, в свою очередь, могут снижать агрегирование и структурирование почвы. Почва без соли или имеющая низкое содержание соли имеет склонность к диспергированию на мелкие частицы почвы, которые забивают поровые пространства, интенсивно закупоривая поверхность почвы и снижая скорость инфильтрации воды. Почва может быть склонна к формированию корки, которая сокращает количество воды, поступающей в подповерхностный слой, и также может препятствовать колошению сельскохозяйственных культур. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления изобретения желательное качество воды может быть далее основано на солености ирригационной воды. Например, фиг. 4, которая основывается на публикации авторов Ауегк, Р.8. и \Усйео1. ЭЛУ., озаглавленной Качество воды для сельского хозяйства, издание РАО 1тда1юи аий Птатаде, статья 29, теу. 1, Организация ООН по вопросам продовольствия и сельского хозяйства, 1989, 1994, и которая показывает влияние солености, представленной в виде концентрации растворенных твердых веществ (ΤΏ8), и значения 8АК на инфильтрацию, может в совокупности представить желательные уровни солености и значений 8АК ирригационной воды, которые сокращают или исключают проблемы инфильтрации. На фиг. 4 свойства морской воды были использованы для выведения значений концентрации растворенных твердых веществ (ΤΏ8) из данных удельной электропроводности согласно вышеприведенной литературной ссылке. В частности, корреляции между плотностью и соленостью и между соленостью и удельной электропроводностью морской воды при температуре 20°С были определены на основе опубликованных физических свойств. Эти корреляции затем были использованы для преобразования значений удельной электропроводности морской воды из вышеназванной литературной ссылки в соответствующие концентрации растворенных твердых веществ (ΤΌ8), которые затем были отображены на графике относительно соответствующих значений 8АК для получения норм инфильтрации, представленных на фиг. 4.

Дальнейшие варианты осуществления изобретения также могут представлять пригодную ирригационную воду, когда она имеет композиционное характеристическое значение, такую как имеющую значение 8АК менее чем около 8, в то же время имеющую уровень растворенных твердых веществ (ΤΌ8) около 1500 миллионных долей или более.

Некоторые варианты осуществления изобретения могут представлять системы и способы обессоливания, которые селективно удаляют нежелательные частицы, которые отличаются от таких неселективных способов обессоливания, каковые основываются на процессах термической сепарации или сепарации под давлением. Далее некоторые системы и способы согласно изобретению могут представлять поток водного продукта без необходимости дальнейшего добавления предпочтительных частиц. Например, изобретение может давать ирригационную воду, которая не предусматривает дальнейшего регулирования характеристических значений путем добавления дополнительных частиц.

Фиг. 3 иллюстрирует дальнейшие признаки и аспекты изобретения. Система обработки 300, иллюстрированная в качестве примера, может включать первую разделительную установку 304 и вторую разделительную установку 306. Разделительная установка 304 и 306 типично обрабатывает жидкость из одного или более источников 302. Обрабатываемая вода из источника 302 типично содержит высокий или неприемлемый уровень растворенных частиц. Одна или более разделительных установок тем самым могут быть использованы, по меньшей мере, для частичного удаления одной или более нежелательных частиц из воды или снижения концентрации таковых. Как иллюстрировано в качестве примера, обработанная вода из разделительной установки 304 может быть скомбинирована с обработанной водой из разделительной установки 306 в одной или более операциях смешения или смесителе 308 для получения потока обработанной воды, имеющей желательные свойства и/или характеристики для пункта применения 314. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения обработанная вода может быть сделана пригодной для употребления в качестве питьевой воды и/или воды для плавательных бассейнов в одном или более пунктах применения 314.

Первая разделительная установка 304 может представлять собой установку электрической сепарации или установку сепарации под давлением. Подобным образом, вторая разделительная установка 306

- 9 017151 может представлять собой установку электрической сепарации или установку сепарации под давлением. В соответствии с некоторыми аспектами изобретения разделительная установка 304 удаляет по меньшей мере часть из множества нежелательных частиц в обрабатываемой воде из источника 302. В некоторых случаях первая разделительная установка может без разбора удалять по меньшей мере часть из множества нежелательных частиц из обрабатываемой воды. Например, первая разделительная установка может использовать способы, основанные на обратном осмосе (ВО) и/или нанофильтрации (ΝΕ), для удаления типично без предпочтения или селективности по меньшей мере части любых нежелательных частиц. Поток обработанной воды, полученной из установки сепарации под давлением, предпочтительно превосходит требования к качеству питьевой воды.

Вторая разделительная установка может удалять одну или более нежелательных частиц из потока обрабатываемой воды. В некоторых случаях разделительная установка селективно удаляет по меньшей мере часть одной или более нежелательных частиц из воды для получения потока водного продукта. Если поток водного продукта из второй разделительной установки оказывается не в состоянии соответствовать требованиям к качеству питьевой воды или превосходить таковые, часть обработанной воды из первой разделительной установки, которая превосходит требования к качеству питьевой воды, может быть введена или примешана к таковой. Например, где первая разделительная установка дает водный продукт, имеющий уровень растворенных твердых веществ (ΤΏ8) около 250 мг/л, и вторая разделительная установка дает водный продукт, имеющий уровень растворенных твердых веществ (ΤΏ8) около 1000 мг/л, потоки водного продукта могут быть смешаны в объемном соотношении около 2:1 для получения смешанного продукта, имеющего уровень растворенных твердых веществ (ΤΏ8) около 500 мг/л. Целевой уровень может представлять собой концентрацию, которая соответствует или превосходит одну или более норм, предложенных Всемирной Организацией Здравоохранения. Другие потоки воды также могут быть смешаны с одним или более потоками продукта из разделительных установок согласно изобретению для получения питьевой воды и/или воды для плавательных бассейнов, которая соответствует или превосходит нормы или требования, типично установленные правительственными регулятивными организациями.

Один или более потоков отходов из первой разделительной установки, типично содержащие относительно высокие уровни частиц, удаленных из первого потока обработанного продукта, могут быть выведены в канализацию, направлены к одному или более вспомогательным пунктам применения 310 или возвращены в источник 302. Дальнейшие варианты осуществления изобретения рассматривают комбинирование потоков сточных вод с водой из источника 302 через трубопровод 322 для обработки во второй разделительной установке. Вторичный поток, или поток сточных вод из второй разделительной установки, также может быть выведен в канализацию, направлен к одному или более вспомогательным пунктам применения 310 и/или 312, возвращен в источник 302, как показано, через трубопровод 316.

Как отмечено выше, вспомогательные системы могут быть использованы в системах и способах согласно изобретению в операциях последующей обработки. Например, одна или более систем дезинфекции, таких как таковые, которые подвергают облучению, окисляют или иным образом сокращают микробиологическую активность в воде, могут быть размещены для дальнейшей обработки воды. Далее могут быть также применены одна или более систем хранения, как обсуждается выше.

Некоторые признаки изобретения включают системы и способы, включающие установку электрической сепарации, которая использует селективные мембраны, как обсуждается выше. Как иллюстрировано на фиг. 7, качество обработанной воды, что, например, представляется содержанием растворенных твердых веществ (ΤΌ8), может быть обусловлено селективностью используемой мембраны. Фиг. 8А и 8В показывают производительности селективных разделительных установок в соответствии с некоторыми аспектами изобретения. Как показано на фиг. 8А, вода, имеющая желательный набор характеристик, может быть получена для орошения сельскохозяйственных культур при применении установки электрической сепарации. В некоторых вариантах осуществления изобретения установки электрической сепарации используют селективные мембраны для одновалентных частиц, чтобы облегчить обработку воды, такой как морская вода и/или солоноватая вода, для получения воды, пригодной для орошения в сельскохозяйственных предприятиях. Напротив, неселективные способы или даже селективные технологии для неодновалентных частиц, такие как таковые, которые включают установки обратного осмоса, перегонные установки, а также нанофильтрацию, не могут гибко обеспечивать получение воды, которая удовлетворяет целевым характеристикам. Фиг. 8В, в частности, иллюстрирует, что установка электрической сепарации, включающая селективные мембраны для одновалентных частиц, может давать обработанную воду, имеющую приемлемое значение степени адсорбции натрия относительно содержания растворенных твердых веществ (ΤΏ8) около 2500 или даже 3000 миллионных долей. Таким образом, некоторые аспекты изобретения могут представлять системы и способы, которые целенаправленно удаляют нежелательные частицы, в то же время оставляя менее нежелательные частицы.

Далее поскольку некоторые варианты осуществления изобретения могут селективно удалять одновалентные частицы, любые полученные вторичные или концентрированные потоки должны быть менее чувствительными к масштабированию и засорениям. Этот признак преимущественно позволяет некоторым вариантам исполнения сепарации согласно изобретению работать при более высоких скоростях ре

- 10 017151 генерации воды по сравнению с неселективными способами, поскольку объемное отношение любых вторичных потоков может быть эффективно понижено без нежелательного осаждения или при менее заметном таковом. Таким образом, некоторые варианты осуществления изобретения, направленные на системы и способы утилизации, которые селективно отделяют одновалентные частицы, могут действовать при более высоких скоростях регенерации по сравнению с неселективными разделительными установками, основанными на электродиализе (ΕΌ) и перегонке, и даже с гораздо более высокими скоростями регенерации по сравнению с разделительными установками, основанными на обратном осмосе (КО) и нанофильтрации (ΝΕ). Примечательно, что поскольку разделительные системы, основанные на обратном осмосе (КО) и нанофильтрации (ΝΕ), селективно понижают концентрацию неодновалентных частиц, эти процессы не могут эффективно обеспечивать получение обработанной воды, имеющей низкие значения 8ЛК.

Дальнейшее преимущество систем и способов селективной сепарации согласно изобретению имеет отношение к сокращению количества или удалению неионизированных частиц, которые оказывают незначительное влияние на рост сельскохозяйственных культур или не оказывают такового. Например, оксид кремния типично не удаляется предпочтительно в системах, основанных на электродиализе (ΕΌ) согласно изобретению, тем самым избегая любых проблем масштабирования или засорения во вторичных потоках, которые типично возникают, когда вода, содержащая оксид кремния, подвергается обработке в установках обратного осмоса (КО) и перегонных аппаратах. В дополнение, поскольку вторичные потоки некоторых вариантов осуществления изобретения типично имеют пониженные тенденции в плане масштабирования, скорости регенерации в системах и способах сепарации согласно изобретению являются более высокими, чем скорости регенерации в системах, основанных на обратном осмосе (КО) и перегонке.

Контроллер 106 систем согласно изобретению может быть реализован с использованием одной или более компьютерных систем. Компьютерная система может представлять собой, например, компьютер общего назначения, такой как таковой, основанный на процессоре типа 1и1е1 ΡΕΝΤίυΜ®, процессоре Мо1ого1а РотегРС®, процессоре 8ии иИга8РАКС®, процессоре Не^1ей-Раскагй РА-Ш8С® или любом другом типе процессора или комбинации таковых. Компьютерная система может быть реализована с использованием специально запрограммированного оборудования специального назначения, например, специализированной для решения конкретной задачи интегральной микросхемы (А81С) или контроллеров, предназначенных для системы обработки воды.

Компьютерная система может включать один или более процессоров, типично соединенных с одним или более устройствами памяти, которые могут включать, например, любые одно или более из устройств памяти в виде накопителя на дисках, устройства флэш-памяти, оперативного запоминающего устройства (КАМ), или другого устройства для хранения данных. Компонент или подсистема памяти типично применяется для хранения программ и данных во время работы системы 100 и/или компьютерной системы. Например, компонент памяти может быть использован для хранения накопленных данных относительно параметров за длительный период времени, а также производственных данных. Программное обеспечение, включая пакет программ для реализации вариантов осуществления изобретения, может сохраняться в компьютере в считываемом и/или распечатываемом виде на энергонезависимом носителе записи, и затем типично копироваться в подсистему памяти, в которой оно может быть затем исполнено с помощью одного или более процессоров. Такой пакет программ может быть написан на любом из множества языков программирования, например 1ауа, У18иа1 Вале, С, С#, или С++, Еойгаи, Ра§са1, Е1йе1, Ваис или любом из многообразия комбинаций таковых.

Компоненты компьютерной системы могут быть связаны с помощью системы с внутренними связями, которая может включать одну или более шин, которые обеспечивают коммуникацию между компонентами, которые интегрированы внутри одного устройства и/или связаны с сетью, которая создает коммуникацию или взаимодействие между компонентами, которые располагаются в отдельных устройствах. Система с внутренними связями типично обеспечивает взаимосвязи, включающие, но не ограничивающиеся таковыми, данные и машинные команды, для взаимообмена между компонентами системы.

Компьютерная система может также включать одно или более устройств ввода, например клавиатуру, мышь, трекбол-мышь, микрофон, сенсорный экран, и одно или более устройств вывода, например, принтерное устройство, экран монитора или динамик. В дополнение, компьютерная система может содержать один или более интерфейсов, которые могут соединять компьютерную систему с сетью связи, в дополнение или в качестве альтернативы сети, которая может быть сформирована одним или более компонентами системы.

Согласно одному или более вариантам осуществления изобретения одно или более устройств ввода может включать датчики для измерения параметров. Альтернативно, датчики, дозировочные клапаны и/или насосы, или все из этих компонентов могут быть соединены с сетью связи, которая находится в оперативном режиме соединения с компьютерной системой. Например, один или более датчиков 108 могут быть скомпонованы как устройства ввода, которые непосредственно связаны с контроллером 106, дозировочные клапаны, насосы и/или компоненты установки 102 могут быть скомпонованы как устрой

- 11 017151 ства вывода, которые соединены с контроллером 108. Любые один или более из таких субкомпонентов или подсистем могут быть связаны с еще одной компьютерной системой или компонентом, чтобы быть в коммуникации с компьютерной системой через сеть связи. Такая конфигурация позволяет одному датчику располагаться на значительном отдалении от еще одного датчика или позволяет любому датчику быть расположенным на существенном расстоянии от любой подсистемы и/или контроллера, в то же время обеспечивая обмен данными между таковыми.

Контроллер может включать один или более компьютерных носителей информации, таких как считываемые и/или распечатываемые энергонезависимые носители записи, на которых могут сохраняться сигналы, которые определяют программу, исполняемую одним или более процессорами. Носитель может, например, представлять собой компакт-диск или флэш-память. В типичной операции процессор может вызывать данные, такие как команды, которые реализуют один или более вариантов осуществления изобретения, для прочтения с носителя данных в память, которая позволяет быстрее получить доступ к информации с помощью одного или более процессоров, чем с помощью этого носителя. Память типично является оперативной памятью прямого доступа, такой как динамическое запоминающее устройство с произвольной выборкой (ΌΚΆΜ), или запоминающее устройство статического типа (8КА.М), или другие пригодные устройства, которые облегчают передачу информации на один или более процессоров или от таковых.

Хотя контрольная система описана в качестве примера как один тип компьютерной системы, с помощью которой могут быть реализованы разнообразные аспекты изобретения, следует принимать во внимание, что изобретение не ограничивается реализацией с помощью программного обеспечения, или на компьютерной системе, показанной в качестве примера.

Действительно, скорее, чем быть реализованно, например, с помощью компьютерной системы общего назначения, контроллера или компонентов или субсекций таковых, оно может быть альтернативно исполнено как специализированная система или специализированный контроллер с программируемой логикой (РЬС), или в системе многопунктового управления. Далее следует принимать во внимание, что один или более признаков или аспектов изобретения могут быть реализованы с помощью пакета программ, оборудования или программно-аппаратных средств, или любых комбинаций таковых. Например, один или более сегментов алгоритма, исполняемого контроллером 106, может быть выполнен в отдельном компьютере, который, в свою очередь, может быть связан через одну или более сетей.

Хотя разнообразные варианты осуществления, показанные в качестве примера, были описаны как использующие датчики, следует принимать во внимание, что изобретение этим не ограничивается. Изобретение рассматривает модификации существующего оборудования для модернизации одной или более систем, подсистем или компонентов, и исполнения способов согласно изобретению. Таким образом, например, существующее предприятие, в особенности сельскохозяйственное или выращивающее культуры предприятие, может быть модифицировано для включения одной или более систем, скомпонованных для получения ирригационной воды, питьевой воды или обеих, соответственно любому одному или более вариантам осуществления, обсуждаемым здесь в качестве примеров. Альтернативно, существующие системы, и/или компоненты, или подсистемы таковых могут быть модифицированы для выполнения любых одного или более действий согласно изобретению.

Примеры

Назначение и преимущества этих и прочих вариантов осуществления изобретения могут быть далее поняты из нижеприведенных примеров, которые иллюстрируют полезные свойства и/или преимущества одной или более систем и способов согласно изобретению, но не показывают всей области изобретения.

Пример 1.

Этот пример описывает ожидаемую производительность установки электродиализа, когда она применяется для селективного удаления одновалентных катионов из обрабатываемого потока и получения обработанной воды, имеющей более низкое значение 8АК.

Фиг. 5 представляет собой график, показывающий значение 8АК в обработанной воде при использовании разнообразных селективных мембран для одновалентных частиц, с различными уровнями селективности. Как показано, если приемлемое или желательное значение 8АК составляет менее чем около 6, то уровень растворенных твердых веществ (ΤΏ8) около 3500 миллионных долей может быть достигнут с помощью селективной мембраны для одновалентных частиц, имеющей селективность около 5. Кроме того, если приемлемое или желательное значение 8АК составляет менее чем около 3, то уровень растворенных твердых веществ (ΤΏ8) около 2700 миллионных долей может быть достигнут с помощью селективной мембраны для одновалентных частиц, имеющей селективность около 10.

Прогнозируемое энергопотребление для установки электродиализа (ΕΌ) является меньшим, чем прогнозируемое потребление, необходимое для установки обратного осмоса (ΚΌ).

Далее прогнозируемая энергия, требуемая для обработки воды в установке электрической сепарации согласно изобретению, предполагается находящейся в линейной зависимости от солености обрабатываемой воды. В некоторых вариантах осуществления изобретения температура подаваемого сырьевого потока может быть отрегулирована для сокращения энергии, нужной для обеспечения экономичной сепарации в установке электрической сепарации. Например, повышение температуры подаваемого сырьевого потока,

- 12 017151 состоящего из морской воды, примерно на 25°С для достижения в продукте уровня растворенных твердых веществ (ΤΌ8) около 1500 миллионных долей и регенерации около 50%, может иметь результатом снижение прогнозируемого энергопотребления примерно на 6% в модуле электродиализа (ΕΌ).

Пример 2.

Этот пример описывает производительность системы, использующей способ согласно изобретению, каковой, по существу, представлен в схематической иллюстрации фиг. 1 за исключением того, что для регулирования рабочего параметра системы контроллер не применялся.

Колонна (стэк) электродиализа (ΕΌ) состояла из десяти эффективных парных ячеек из камер концентрата и камер фильтрата, пяти парных ячеек в нисходящем потоке жидкости и пяти парных ячеек в восходящем потоке жидкости, составляя для всего потока жидкости в целом рабочий маршрут около 28 дюймов (711,2 мм). В парных ячейках использовались катионселективные мембраны, гомогенные селективные мембраны для одновалентных ионов с СМ8 (системой контроля состояния мембраны) от фирмы Токиуата СогрогаЕоп для преимущественного удаления катионов натрия, и гетерогенные ионообменные мембраны для анионселективной мембраны (анионная мембрана ΙΟΝΡυΚΕ™, толщина 0,018 дюйма (0,457 мм)). Разделительные прокладки, которые имели толщину 0,020 дюйма (0,508 мм), и экструдированные экраны с примерно 70%-ной открытой поверхностью и толщиной 0,020 дюйма (0,508 мм), были использованы, чтобы, по меньшей мере частично, сформировать камеры. Установка электродиализа (ΕΌ) работала при приложенном потенциале около 2 В на парную ячейку, через титановые электроды с покрытием из оксида рутения (КиО₂).

Подаваемую сырьевую воду готовили растворением синтетической смеси морской соли Ιηδΐαηΐ Осеап®, производимой фирмой 8рес!гит Вгап'к 1пс., в деминерализованной воде. Хлорид натрия добавляли по необходимости для получения сырьевого раствора, который имел значение 8ЛК морской воды (около 54).

Модуль работал в режиме однократной циркуляции, в котором как разбавленный, так и концентрированный потоки возвращались в сырьевой резервуар. Электродные камеры были скомпонованы как камеры разбавления и питались отдельно. Концентрации кальциевых и магниевых частиц в подаваемом сырьевом потоке и потоке продукта определяли стандартными методами титрования. Уровень растворенных твердых веществ (ΤΌ8) рассчитывали, основываясь на измеренном значении удельной электропроводности. Концентрацию натрия также рассчитывали.

Табл. 1 и 2 соответственно показывают характеристики входных и продуктовых водных потоков. Как показано в табл. 2, системы и способы согласно изобретению могут давать поток водного продукта, имеющего одну или более желательных характеристик. Например, системы и способы согласно изобретению могут селективно снижать концентрацию одновалентных частиц для получения воды, имеющей желательное значение 8ЛК.

Далее представленные в таблицах данные показывают, что сочетание двух или более установок электрической сепарации может обеспечить получение обработанной воды, имеющей желательное значение 8ЛК. То есть первая установка электрической сепарации может понижать значение 8ЛК водного потока для формирования потока промежуточного продукта, имеющего промежуточное значение 8ЛК. Поток промежуточного продукта, в свою очередь, может быть введен во вторую установку электрической сепарации для получения обработанной воды, имеющей желательное значение 8ΆΒ. В частности, фиг. 6 показывает, что уровень растворенных твердых веществ (ΤΌ8) и значение 8ЛК могут быть снижены до желательных уровней с использованием установки электродиализа (ΕΌ), имеющей селективные мембраны для одновалентных частиц, примерно в три стадии, основываясь на этой компоновке. Прочие конфигурации могут включать больше или меньше стадий для достижения одной или более желательных характеристик воды.

Далее данные показывают, что разнообразные параметры могут быть отрегулированы для точного соответствия значения 8ЛК в водном продукте. Например, для достижения целевого значения 8ЛК может быть повышен или понижен расход обрабатываемой жидкости. Альтернативно или в сочетании с регулированием расхода жидкости приложенный потенциал и/или общая длина маршрута потока жидкости могут быть использованы в качестве регулируемых рабочих параметров в одном или более аспектах изобретения.

- 13 017151

Таблица 1

Характеристики подаваемого сырьевого потока

Таблица 2

Характеристики потока продукта

Скорость потока	Удельная электропроводность	Са	Мд	Т1)3	Ыа	ЗАВ
Литров в	мСм/см	Миллион-	Миллион-	Миллион-	Миллион-	-
минуту		ных	ных долей	ных	ных
		долей		долей	долей
0,064	16,0	236	1584	10766	2094	10,7
0,072	16,2	252	1588	10880	2116	10,8
0, 072	22,1	284	1756	15164	3453	16, 8
0,076	24,8	292	1720	17159	4192	20,5
0,1	5,2	124	740	3374	374	2,8
0,122	23,3	276	1724	16С31	3800	18,6
0,148	36,4	268	1652	26163	7493	37,5

Пример 3.

Этот пример сравнивает производительность установки электрической сепарации с производительностью установок термической сепарации и сепарации под давлением.

Использованный модуль электродиализа (ΕΌ) имел десять парных ячеек в извилистом маршруте потока жидкости, чтобы поток проходил через пять парных ячеек камер разбавления и концентрирования, затем поворачивая и проходя еще через пять парных ячеек. Каждая ячейка в модуле была составлена экраном и разделительной прокладкой с толщиной 0,020 дюйма (0,508 мм). Ячейки имели размеры 14 дюймов (355,6 мм) на 1,2 дюйма (30,5 мм). Использованная катионселективная мембрана для одновалентных ионов представляла собой мембрану с СМ3 от фирмы Токиуата Зоба Согрогабоп. В качестве анионселективной мембраны использовали гетерогенную мембрану ΙΟΝΡυΚΕ™. В модуле электродиализа (ΕΌ) применяли титановые пластины с платиновым покрытием. Величины приложенных напряжения и силы тока, скорости течения и составы сырьевого потока варьировали для получения разнообразных условий эффективной селективности.

Табл. 3 и 4 перечисляют свойства подаваемого сырьевого водного потока и потока водного продукта. Фиг. 7 представляет собой график, показывающий влияние уровня растворенных твердых веществ (ΤΌ3) обработанной воды на селективность мембраны, использованной в модуле электродиализа (ΕΌ). Анализировали содержание растворенных твердых веществ (ΤΌ3) в подводимом сырьевом потоке воды и потоке продукта, а также концентрации натрия, кальция и магния. Эти измеренные значения были использованы для расчета эффективной селективности согласно формуле (2)

- 14 017151

где ν представляет собой молярность ионных частиц ΐ и Δν представляет изменение молярности ионных частиц ΐ.

Таблица 3

Характеристики подаваемого сырьевого потока

	Са	Мд	Растворенные твердые вещества (Τϋ3)	ЗАК.	Иа
	Миллион-	Миллион-	Миллионных	-	Миллион-
	ных долей	ных долей	долей		ных долей
1	126	428	37426	121,66	12822
2	141	1928	24836	75,42	8283
3	136	1940	24062	72,92	8009
4	136	1940	24062	72,92	8009
5	136	1940	24062	72,92	8009
6	136	1940	24062	72,92	8009
7	355	5112	40268	72,13	12850
8	306	4396	35028	67,75	11193
9	234	3396	27129	59,78	8674
10	163	2340	19281	51,29	6184
11	98	1336	11356	39,93	3651
12	90	1196	10596	39,45	3419
13	32	384	4014	26,5	1313
14	32	384	4014	26,5	1313

Таблица 4 Характеристики потока продукта и расчетная селективность

Са

Мд

Растворенные твердые вещества (ЮЗ)

ЗАК

Ыа

Селективность

	Миллионных долей	Миллион- ных долей	Миллионных долей		Миллион -ных долей
1	107	396	26163	87,84	8852	1,8
2	292	1720	17159	54,42	5614	1,4
3	276	1724	16031	50,72	5217	1,4
4	252	1588	10880	34,66	3420	1,5
5	284	1756	15164	47,14	4897	1,8
6	236	1584	10766	34,51	3386	1,4
7	804	5036	34123	60,92	10707	3,1
8	704	4276	29348	56,79	9217	2,5
9	536	3324	21566	47,05	6724	3,7
10	304	1972	8897	23,73	2604	1,7
11	188	1148	6187	22,26	1871	1,6
12	124	740	3374	14,58	986	0,9
13	44	236	1321	10,4	400	0,9
14	32	168	651	5,57	181	0,8

Данные в табл. 3 и 4, а также фиг. 7 показывают, что по мере снижения содержания растворенных твердых веществ (ΤΌ8) в подаваемой сырьевой воде селективность катионселективной мембраны также

- 15 017151 снижается. Корреляция между селективностью и величиной содержания растворенных твердых веществ (ΤΏ8) определяется согласно следующей формуле (3):

Селективность=0,5905+(5*10~^ь) (Т05)

Это соотношение селективность/ΤΏδ затем использовали для охарактеризования производительностей установки электрической сепарации в соответствии с изобретением в единицах композиционной характеристики, как представлено на фиг. 8А и 8В, относительно прочих неселективных технологий обратного осмоса, перегонки и нанофильтрации.

Предполагается, что около 96% одновалентных катионных частиц в морской воде составляет натрий и около 4% составляет калий. Далее предполагается, что все катионные частицы составляют примерно 37% содержания растворенных твердых веществ (ΤΏ8) так, что изменение величины ΤΏ8 может быть определено согласно формуле (4)

Далее предполагается, что двухвалентные частицы кальция и магния ведут себя сходным образом, когда удаляются в установке электрической сепарации, может быть использована следующая формула:

_ ^Са Ч

Вышеуказанные допущения с использованием формул (2), (3) и (4) были использованы для прогнозирования значения 8ЛК в водном продукте относительно уровня растворенных твердых веществ (ΤΏ8). Результаты представлены на фиг. 8А и 8В, последняя показывает увеличенный фрагмент первой. Фиг. 8В, которая включает наложение картины, определяющей зону предпочтительных характеристик для некоторых сельскохозяйственных культур, показывает, что способы сепарации согласно изобретению могут обеспечивать множество реальных потоков продуктов, которые удовлетворяют или укладываются в пределы набора целевых характеристик. Примечательно, что системы и способы сепарации согласно изобретению представляют промежуточные и/или точно настраиваемые параметры, которые не могут быть напрямую достигнуты при использовании неселективных альтернатив. Однако чтобы получить основу для сравнения, промежуточные свойства обработанной воды были аппроксимированы путем приближения предполагаемой смеси реально полученного продукта с пропорциональным количеством сырьевой или необработанной морской воды. Например, чтобы оценить характер соотношения 8ΆΚ/ΤΏ8 для дистиллированного водного продукта, сырьевую морскую воду смешивали с реальной дистиллированной водой, чтобы прогнозировать характеристические значения промежуточного продукта. Хотя такие практические приемы обычно не применяются, иллюстрированные прогнозы промежуточных характеристик, как отмечено пунктирной линией, соединяющей реальные данные, были представлены для сравнения в отношении систем селективной сепарации. Сущность соотношения 8ΆΚ/ΤΏ8 для систем обратного осмоса и нанофильтрации подобным образом аппроксимировали путем оценки свойств теоретически смешанного продукта. Таким образом, для каждого из дискретных, непригодных к точному регулированию способов пунктирные линии, соединяющие точки реальных данных, представляют гипотетически достижимый подогнанный продукт, тогда как сплошные линии, соединяющие значения реальных данных, показывают достижимый продукт, допускающий точное регулирование.

Реальные свойства воды, полученной путем перегонки, были получены из публикации Департамента внутренних дел США, Бюро мелиорации, офис в Денвере, озаглавленной Отчет о программе технологии обработки воды, № 7, 1995. Реальные данные для свойств водного продукта, полученного неселективным электродиализом (ΕΏ), были заимствованы из публикации автора Μ. Τη тек Экономичное опреснение морской воды электродиализом, издание ОезаНпайоп, № 153, стр. 371-376, 2002. Реальные данные для свойств воды, полученной нанофильтрацией, были взяты из публикации авторов Τ8еηβ, е! а1., Оптимизация двухстадийных мембран для нанофильтрации при опреснении морской воды, Л\\'\\'Л, 2003, СА-Νν Ап. Ра11 СопТ, 2003.

Располагая теперь описанными некоторыми иллюстративными вариантами осуществления изобретения, квалифицированные специалисты в этой области технологии со всей очевидностью поймут, что вышеизложенное является исключительно иллюстративным и не ограничивающим. Многочисленные модификации и прочие варианты исполнения находятся в пределах компетенции любого обычного специалиста, квалифицированного в этой области технологии, и рассматриваются как попадающие в рамки области изобретения. В частности, хотя многие из представленных здесь примеров включают конкретные комбинации методических действий или системных компонентов, следует понимать, что эти действия и эти компоненты могут быть скомбинированы другими путями для достижения тех же целей. Например, установки электродиализа (ΕΏ) и электродеионизации (ΕΏΙ) могут быть скомбинированы в двухстадийном процессе, в котором установка электродиализа (ΕΏ) понижает уровень растворенных твердых веществ (ΤΏ8) в морской воде до диапазона от около 5000 до около 6000 миллионных долей, и установка электродеионизации (ΕΏΙ) последовательно сокращает уровень растворенных твердых ве

- 16 017151 ществ (ΤΌ8) до диапазона от около 1500 до около 2000 миллионных долей.

Далее действия, компоненты и признаки, обсужденные только в связи с одним вариантом осуществления, не предполагаются отстраненными от исполнения подобной роли в прочих вариантах осуществления.

Следует принимать во внимание, что разнообразные изменения, модификации и усовершенствования могут быть легко сделаны квалифицированными специалистами в этой области технологии и что такие изменения, модификации и усовершенствования предполагаются составляющими часть описания и находятся в пределах смысла и рамок изобретения. Например, степень адсорбции натрия может быть представлена согласно альтернативной формуле (5) где Να представляет собой концентрацию натрия в воде в м-экв./л;

Са_х - модифицированное значение содержания кальция в м-экв./л, которое представляет концентрацию частиц кальция в воде с компенсированием вследствие солености воды, отношения НСО₃/Са (в м-экв./л) и предполагаемого парциального давления СО₂ в поверхностном слое почвы; и

Мд - концентрацию частиц магния в воде в м-экв./л.

Более того, следует также принимать во внимание, что изобретение направлено на каждый признак, систему, подсистему или способ, описанные здесь, и любую комбинацию двух или более признаков, систем, подсистем и способов, описанных здесь, и любая комбинация двух или более признаков, систем, подсистем и/или методов, если такие признаки, системы, подсистемы и способы не являются взаимно несовместимыми, рассматривается как находящаяся в пределах изобретения, как представлено в пунктах формулы изобретения.

Применение порядковых терминов, таких как первый, второй, третий и тому подобных, в пунктах формулы изобретения для модифицирования признака формулы изобретения само по себе не подразумевает любого преимущества, старшинства или порядка любого признака формулы изобретения над другим, или временного порядка, в каковом выполняются действия способа, но используются только в качестве обозначений для различения одного признака формулы изобретения, имеющего определенное наименование, от другого признака, имеющего такое же наименование (но для применения порядкового термина), при различении признаков формулы изобретения.

Квалифицированные специалисты в этой области технологии должны принимать во внимание, что параметры и конфигурации, описанные здесь, являются примерными, и что реальные параметры и/или конфигурации будут зависеть от конкретного применения, в котором используются системы и способы согласно изобретению. Квалифицированные специалисты в этой области технологии должны также распознать или быть в состоянии определить, используя не более чем общепринятый эксперимент, эквиваленты конкретным вариантам осуществления изобретения. Поэтому должно быть понятно, что описанные здесь варианты осуществления представлены только в качестве примеров, и что в пределах рамок прилагаемых пунктов формулы изобретения и эквивалентов таковых изобретение может быть реализовано иным путем, нежели это конкретно описано.

Как применяемый здесь, термин множество означает два или более предмета или компонента. Термины заключающий, включающий, несущий, имеющий, содержащий и касающийся, будь то в письменном описании или в пунктах формулы изобретения и тому подобном, являются неограниченными терминами, то есть означающими включающий, но не ограниченный таковыми. Таким образом, применение таких терминов означает включение объектов, перечисленных после этого, и эквивалентов таковых, а также дополнительных объектов. Только переходные фразы состоящий из и состоящий по существу из представляют собой закрытые или полузакрытые переходные выражения, соответственно, в отношении пунктов формулы изобретения. Далее применение термина питьевая в отношении воды, в особенности обработанной воды, не ограничивает области предмета изобретения и может обозначать воду, пригодную для использования домашним скотом, включая потребление.

Claims (24)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ орошения по меньшей мере части сельскохозяйственного предприятия, включающий этапы, на которых определяют значение степени адсорбции натрия (8ΆΚ) ирригационной воды на основании по меньшей мере одного: характеристики почвы сельскохозяйственного предприятия или солевыносливости по меньшей мере одной сельскохозяйственной культуры, выращиваемой на сельскохозяйственном предприятии, причем значение 8ΆΚ определяют согласно формуле _5ΛΕ- [Υ«]

   1[Са] + [М^ ’ где [Να] представляет собой концентрацию частиц натрия, в мол./м³, в ирригационной воде,

   - 17 017151 [Са] - концентрацию частиц кальция, в мол./м³, в ирригационной воде и [Мд] - концентрацию частиц магния, в мол./м³, в ирригационной воде, вводят обрабатываемую воду в установку электрической сепарации для получения ирригационной воды, регулируют рабочий параметр установки электрической сепарации, включающий в себя по меньшей мере одно: расход обрабатываемой жидкости, приложенный потенциал или общую длину маршрута потока, для селективного удаления или уменьшения частиц по меньшей мере одного: натрия, кальция или магния из воды для достижения предварительно заданного значения 8АВ ирригационной воды, и орошают ирригационной водой по меньшей мере часть сельскохозяйственного предприятия.
2. 2. Способ по п.1, в котором дополнительно нагревают обрабатываемую воду.
3. 3. Способ по п.1, в котором обрабатываемая вода включает в себя по меньшей мере одну: морскую воду или солоноватую воду.
4. 4. Способ по п.1, в котором ирригационная вода имеет общее содержание растворенных твердых веществ (ΤΌ8) менее чем около 3500 миллионных долей.
5. 5. Способ по п.1, в котором дополнительно удаляют по меньшей мере часть любых содержащих бор частиц в ирригационной воде.
6. 6. Способ по п.1, в котором установка электрической сепарации содержит селективную мембрану для одновалентных ионов.
7. 7. Способ по п.6, в котором селективная мембрана для одновалентных ионов представляет собой селективную мембрану для одновалентных катионов.
8. 8. Способ по п.6, в котором селективная мембрана для одновалентных ионов представляет собой селективную мембрану для одновалентных анионов.
9. 9. Способ по п.6, в котором установка электрической сепарации содержит устройство электродиализа.
10. 10. Способ по п.1, в котором значение 8АВ ирригационной воды составляет менее чем около 20.
11. 11. Способ по п.1, в котором значение 8АВ ирригационной воды составляет менее чем около 9.
12. 12. Способ по п.1, в котором значение 8АВ ирригационной воды составляет менее чем около 3.
13. 13. Способ по п.1, в котором дополнительно удаляют суспендированный дисперсный материал из обрабатываемой воды перед введением воды в установку электрической сепарации.
14. 14. Способ по п.13, в котором дополнительно вводят ирригационную воду в слой ионообменного материала.
15. 15. Способ по п.1, в котором дополнительно добавляют по меньшей мере одну: морскую воду или солоноватую воду к ирригационной воде для получения смешанной ирригационной воды, имеющей предварительно заданное значение 8АК..
16. 16. Ирригационная система, включающая в себя установку электрической сепарации, находящуюся в жидкостной коммуникации с источником обрабатываемой воды; и систему распределения ирригационной воды, находящуюся в жидкостной коммуникации с установкой электрической сепарации, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит контроллер, выполненный с возможностью регулирования по меньшей мере одного рабочего параметра установки электрической сепарации для получения ирригационной воды, имеющей предварительно заданное значение степени адсорбции натрия.
17. 17. Ирригационная система по п.16, в которой установка электрической сепарации содержит устройство электродиализа.
18. 18. Ирригационная система по п.16, дополнительно включающая в себя нагреватель, находящийся в жидкостной коммуникации с установкой электрической сепарации.
19. 19. Ирригационная система по п.16, в которой обрабатываемая вода включает в себя по меньшей мере одну: морскую воду или солоноватую воду.
20. 20. Ирригационная система по п.16, дополнительно включающая в себя источник по меньшей мере одной соли: соли магния или соли кальция, находящийся в жидкостной коммуникации между установкой электрической сепарации и системой распределения ирригационной воды.
21. 21. Ирригационная система по п.16, дополнительно включающая в себя фильтр, расположенный выше по потоку относительно установки электрической сепарации.
22. 22. Ирригационная система по п.16, дополнительно включающая в себя слой ионообменного материала, расположенный выше по потоку относительно системы распределения ирригационной воды.
23. 23. Ирригационная система по п.16, дополнительно включающая в себя смеситель, имеющий входной патрубок, находящийся в жидкостной коммуникации с установкой электрической сепарации, и выходной патрубок, находящийся в жидкостной коммуникации с системой распределения ирригационной воды.
24. 24. Ирригационная система по п.23, в которой смеситель дополнительно включает в себя входной патрубок, находящийся в жидкостной коммуникации с источником воды, имеющей значение степени адсорбции натрия более чем около 20.