EA019880B1 - Способ и устройство для опреснения - Google Patents
Способ и устройство для опреснения Download PDFInfo
- Publication number
- EA019880B1 EA019880B1 EA200970300A EA200970300A EA019880B1 EA 019880 B1 EA019880 B1 EA 019880B1 EA 200970300 A EA200970300 A EA 200970300A EA 200970300 A EA200970300 A EA 200970300A EA 019880 B1 EA019880 B1 EA 019880B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- water
- nanofiltration
- electrodeionization
- kwh
- unit
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 title description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 170
- 238000009296 electrodeionization Methods 0.000 claims abstract description 74
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 claims abstract description 69
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 22
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 20
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 17
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 9
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005276 aerator Methods 0.000 claims 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 52
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract description 14
- 239000012466 permeate Substances 0.000 abstract description 11
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 abstract description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 3
- 238000011962 continuous elektro deionisation Methods 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 53
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 35
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 34
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 25
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 24
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 24
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 21
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 18
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 17
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 13
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 11
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 10
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 9
- -1 hydroxyl ions Chemical class 0.000 description 9
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 8
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 8
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000012206 bottled water Nutrition 0.000 description 6
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 6
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 6
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 5
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 5
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 5
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 4
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 description 3
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- NKWPZUCBCARRDP-UHFFFAOYSA-L calcium bicarbonate Chemical compound [Ca+2].OC([O-])=O.OC([O-])=O NKWPZUCBCARRDP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000020 calcium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 2
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 2
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 2
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001669 calcium Chemical class 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000009924 canning Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005587 carbonate group Chemical group 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000012272 crop production Methods 0.000 description 1
- 238000011968 cross flow microfiltration Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000779 depleting effect Effects 0.000 description 1
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002384 drinking water standard Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012569 microbial contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012264 purified product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 102220036542 rs144706057 Human genes 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000009287 sand filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006152 selective media Substances 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/442—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/422—Electrodialysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/58—Multistep processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
- C02F1/4693—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis
- C02F1/4695—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis electrodeionisation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
- B01D2317/02—Elements in series
- B01D2317/025—Permeate series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/027—Nanofiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/147—Microfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
- B01D61/46—Apparatus therefor
- B01D61/48—Apparatus therefor having one or more compartments filled with ion-exchange material, e.g. electrodeionisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
- C02F1/4693—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/33—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using wind energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Предлагаются способ и устройство для очистки воды. Исходная вода, например морская вода, может быть подана в фильтр, такой как микропористая или нанофильтрующая мембрана, для получения пермеата, который, в свою очередь, может быть подан в устройство для электродеионизации для получения пресной воды. Способ включает обработку морской воды, имеющей общее содержание растворенных твердых веществ примерно от 20000 до 40000 млн, путем селективного уменьшения концентрации одного или нескольких неодновалентных компонентов в морской воде на первой стадии, включающей пропускание морской воды через узел для нанофильтрации с получением возвратного потока и фильтрата; рекуперацию энергии из указанного возвратного потока в узле рекуперации и селективное уменьшение концентрации одного или нескольких одновалентных компонентов в фильтрате на второй стадии, включающей пропускание фильтрата с первой стадии через узел для электродеионизации с пониженным электросопротивлением. Система для опреснения морской воды содержит узел для нанофильтрации, соединенный по текучей среде с источником морской воды; узел для рекуперации энергии из возвратного потока, отводимого из узла для нанофильтрации; и узел для электродеионизации, соединенный по текучей среде с узлом для нанофильтрации, где узел для электродеионизации содержит концентрирующие ячейки и разбавляющие ячейки, имеющие ширину менее примерно 10 мм, что обеспечивает пониженное электросопротивление. Указанные способ и устройство позволяют получить воду, имеющую общее содержание растворенных твердых веществ примерно от 230 до 500 млн, при этом общее количество энергии, потребляемое в узле
Description
Данное изобретение относится к способу и устройству для очистки воды и, в частности, к опреснению воды при использовании фильтрации и электродеионизации.
Уровень техники, предшествующий данному изобретению
Возрастающая мировая потребность в пресной воде для питья для промышленных и сельскохозяйственных видов применения привела к увеличению потребности в способах очистки, которые используют в качестве источников воды морскую воду, солоноватую (жесткую) воду или другую воду с увеличенной минерализацией. Очистка воды с высокой минерализацией посредством удаления растворенных твердых веществ, таких как соли, выполняется несколькими путями, включая дистилляцию и обратный осмос (ВО). В этих способах исходную морскую или другую солоноватую воду предварительно обрабатывают и затем очищают (например, опресняют) до уровня, который подходит для потребления людьми или для других целей. Несмотря на то что морская вода, и часто солоноватая вода, является исходным материалом, имеющимся в изобилии, энергия, требующаяся для ее преобразования в питьевую воду при использовании имеющихся в настоящее время методов обратного осмоса или дистилляции, часто стоит непомерно дорого.
Океан предоставляет неограниченный источник воды, если может быть разработан эффективный способ опреснения при незначительном воздействии на окружающую среду. Хотя стоимость оборудования может быть высокой, наибольшие текущие затраты при опреснении воды с высокой минерализацией приходятся на энергию. Небольшое повышение эффективности использования энергии может привести к значительной экономии в расходах вследствие больших объемов воды, которые обычно обрабатываются системами опреснения.
Например, энергия, требующаяся для получения питьевой воды из морской воды способом обратного осмоса, включает главным образом энергию, которая требуется для преодоления осмотического давления морской воды, наряду с компенсацией неэффективных потерь давления во время обработки. Поскольку как к пермеату обратного осмоса, так и к сточным водам от обратного осмоса (часто 70% общего количества воды, поданной в систему, теряются в виде отходов) должно быть приложено давление, то потребление энергии при обратном осмосе много больше теоретического термодинамического минимума, требующегося для опреснения. Обычно требуются дорогие механические устройства для утилизации давления, чтобы возвратить часть потерь энергии, требующейся для приложения давления.
Морская вода обычно имеет общее содержание растворенных твердых веществ (ΤΌ8) примерно 20000-40000 млн-1 (мг/л), и источники солоноватой воды могут иметь от 2000 до 20000 млн-1 ΤΌ8. Эти растворенные твердые вещества включают множество одновалентных, двухвалентных, поливалентных и/или многовалентных солей или компонентов, при этом содержание хлорида натрия обычно составляет примерно 75% или более от общего содержания твердых веществ.
Несмотря на то что способы с испарением, такие как дистилляция, традиционно используются для производства питьевой воды, эти способы обычно требуют еще большего количества энергии, чем системы с использованием технологии обратного осмоса. Кроме того, эти системы обычно используют сложные методы рекуперации тепла, чтобы улучшить эффективность использования энергии. Поскольку способы, основанные на обратном осмосе или дистилляции, функционируют при повышенном давлении или температуре и поскольку вода с высокой минерализацией обладает значительным корродирующим действием, то требуются металлы и сплавы со специальными свойствами, чтобы противостоять рабочим условиям, и, соответственно, необходимость в использовании в этих способах усложненного оборудования для сбережения энергии дополнительно увеличивает первоначальные затраты на оборудование и значительно уменьшает надежность оборудования.
Метод обратного осмоса может быть эффективен при удалении ионных соединений из морской воды. Однако существенным недостатком систем обратного осмоса является то, что мембраны обратного осмоса селективным образом отфильтровывают не одновалентные или многовалентные соли в большей степени по сравнению с одновалентными солями. Соответственно, для целей очистки в таких областях применения, как сельское хозяйство, в которых большинство двухвалентных ионов, таких как кальций и магний, фактически полезны при орошении, эти ионы селективным образом отфильтровываются, что приводит к необходимости повышения рабочего давления и увеличивает потенциальную возможность засорения мембраны, образования на ней отложений и/или потерю ценных минералов для использования в растениеводстве.
Разность в осмотическом давлении между морской водой, содержащей более 3,5% твердого вещества, и питьевой водой с ΤΌ8 менее 1000 или менее 500 млн-1, определяет необходимость использования высокого давления при получении пермеата питьевого качества только лишь для того, чтобы преодолеть разность термодинамической свободной энергии. На практике, поскольку морская вода обычно обрабатывается при увеличенном отборе воды в качестве продукта, чтобы снизить затраты на предварительную обработку посредством уменьшения количества воды, которое требуется подготовить для последующей обработки, то требующееся осмотическое давление даже еще выше, чем то, которое необходимо для обработки морской воды при 3,5% твердого вещества. Например, давление, используемое в системах обратного осмоса, обычно составляет более 800, 900 или даже 1000 фунтов/кв.дюйм (5520, 6210 или даже
- 1 019880
6900 кПа), и из практических соображений в отношении функционирования при высоком давлении, коррозионной стойкости, предотвращения потерь энергии и предотвращения образования отложений вследствие селективности для двухвалентных ионов и отфильтровывания кремнезема имеются ограничения в отборе воды в качестве продукта (отношении воды, полученной в качестве продукта и отвечающей определенным стандартам, и общего водопритока), составляющие примерно от 30 до 40%. Это ограничение приводит к высоким приростным издержкам в отношении предварительной обработки и использования воды в случае систем обратного осмоса, когда считается, что изменение в отборе воды в качестве продукта от примерно 67 до примерно 33% приводит к удваиванию стоимости оборудования для предварительной обработки и к удваиванию общего потребления воды для заданной потребности в чистой воде. Последние достижения в области мембран для обратного осмоса и в методах повторного использования энергии понизили потребление энергии системами для получения питьевой воды с использованием обратного осмоса до величины примерно от 7 до 14 кВт-ч на 1000 галлонов (от 7 до 14 кВт-ч/килогаллон) (от 1,85 до 3,70 кВт-ч/м3 или от 6,66 до 13,32 МДж/м3) получаемой воды.
Для снижения потребления энергии при получении пресной воды из морской воды также разработаны альтернативные методы, использующие комбинацию процессов. Например, системы с двухпроходной нанофильтрацией проявили способность к получению питьевой воды при использовании общего рабочего давления примерно 750 фунтов/кв.дюйм (5175 кПа); примерно 500 фунтов/кв.дюйм (3450 кПа) на первой стадии и примерно 250 фунтов/кв.дюйм (1725 кПа) на второй стадии. Поскольку использование энергии относится к рабочему давлению, то общее рабочее давление примерно 750 фунтов/кв.дюйм (5175 кПа) обеспечивает систему, более эффективную в отношении потребления энергии по сравнению с обычной системой обратного осмоса, функционирующей при давлении более 800 фунтов/кв.дюйм (5520 кПа). См., например, идею Уиоид в публикации патента США № И8 2003/0205526, которая включена в данный документ посредством ссылки на нее.
В другом способе, используемом для получения пресной воды из морской воды, используются методы нанофильтрации в сочетании с методами обратного осмоса или испарения при быстром понижении давления. См., например, идею Наккап в патенте США № 6508936, который включен в данный документ посредством ссылки на него.
Сущность изобретения
Предмет данного изобретения может включать в некоторых случаях взаимосвязанные продукты, альтернативные решения для конкретных задач и/или множество разных видов использования одной системы или продукта.
В одном из аспектов данного изобретения предлагается способ очистки морской воды, имеющей общее содержание растворенных твердых веществ примерно от 20000 до 40000 млн-1. Способ включает стадии подачи исходной воды в узел для нанофильтрации, где осуществляется селективное уменьшение концентрации одного или нескольких не одновалентных компонентов в морской воде, при рабочем давлении в узле для нанофильтрации примерно 600 фунтов/кв.дюйм (4140 кПа) или менее с получением возвратного потока и первого фильтрата; рекуперации энергии из указанного возвратного потока в узле рекуперации и пропускания первого фильтрата с первой стадии через узел для электродеионизации, где узел для электродеионизации содержит концентрирующие и разбавляющие ячейки, имеющие ширину менее примерно 10 мм, что обеспечивает пониженное электросопротивление, с получением воды, имеющей общее содержание растворенных твердых веществ примерно от 230 до 500 млн-1, в котором вышеуказанные стадии нанофильтрации и деионизации выполняются при потреблении нетто-энергии, не превосходящем 7,2 кВт-ч/килогаллон (1,9 кВт-ч/м3 или 6,85 МДж/м3) получаемой в качестве продукта воды.
В соответствии с другим аспектом данного изобретения предлагается устройство (система) для опреснения морской воды, имеющей общее содержание растворенных твердых веществ примерно от 20000 до 40000 млн-1. Система содержит узел для нанофильтрации, соединенный по текучей среде с источником морской воды и функционирующий при рабочем давлении примерно 600 фунтов/кв.дюйм (4140 кПа) или менее; узел для рекуперации энергии из возвратного потока, отводимого из узла для нанофильтрации; и узел для электродеионизации, соединенный по текучей среде с узлом для нанофильтрации, где узел для электродеионизации содержит концентрирующие и разбавляющие ячейки, имеющие ширину менее примерно 10 мм, что обеспечивает пониженное электросопротивление. При этом общее количество энергии, потребляемое в узле нанофильтрации с учетом рекуперации и узле электродеионизации, не превосходит 7,2 кВт-ч/килогаллон (1,9 кВт-ч/м3 или 6,85 МДж/м3) получаемой воды, имеющей общее содержание растворенных твердых веществ примерно от 230 до 500 млн-1.
Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением предлагается способ обработки исходной морской воды или другой воды с высокой минерализацией, чтобы уменьшить суммарное содержание растворенных твердых веществ при приложении энергии в количестве, не превосходящем примерно 7,2 кВт-ч/килогаллон (1,9 кВт-ч/м3 или 6,85 МДж/м3) фильтрата к устройству, и удаления фильтрата из установки, при этом фильтрат содержит примерно от 230 до 500 млн-1 суммарного количества растворенных твердых веществ.
- 2 019880
Краткое описание чертежей
Другие преимущества, особенности и виды применения данного изобретения станут очевидными из представленного ниже подробного описания неограничивающих вариантов осуществления данного изобретения, рассмотренных с привлечением прилагаемых чертежей, которые являются схематичными и представлены не в масштабе. Следует уточнить, что отмечен не каждый компонент и также не каждый компонент каждого варианта осуществления данного изобретения показан там, где иллюстрирование не является необходимым для понимания данного изобретения средними специалистами в данной области. На чертежах показано:
фиг. 1 - схематическое изображение, которое иллюстрирует систему в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления данного изобретения; и фиг. 2 - схематическое изображение, которое иллюстрирует систему в соответствии с одним или несколькими другими вариантами осуществления данного изобретения.
Подробное описание чертежей
Это изобретение не ограничивается в своем применении деталями конструкции и расположением компонентов, рассмотренными в представленном ниже описании или проиллюстрированными чертежами. Данное изобретение может быть выполнено в виде других вариантов осуществления и может быть осуществлено на практике или реализовано различными путями. Кроме того, фразеология и терминология, использованные в данном документе в описательных целях, не должны рассматриваться в качестве ограничения. Использование слов включающий, содержащий, имеющий, имеющий в своем составе и включающий в себя и их вариантов означает охватывание приведенных далее элементов и их эквивалентов, а также дополнительных элементов. В случаях, когда данное описание и материалы, упомянутые для сведения, включают противоречивые моменты, данное описание должно превалировать.
Питьевая вода обычно имеет ΤΌ8 менее примерно 1000 млн-1; и в некоторых случаях питьевая вода может иметь ΤΌ8 менее примерно 500 млн-1. Примерами не питьевой воды являются морская вода или соленая вода, солоноватая вода, сточные воды и некоторые виды воды для промышленного водоснабжения. Ссылки на морскую воду в данном документе, как правило, применимы к другим видам не питьевой воды.
Некоторые особенности данного изобретения относятся к способам и устройству для очистки морской воды и другой не питьевой воды, которые используют, помимо прочего, системы электроопреснения и электрохимические системы, а также методы, которые могут быть совмещены с мембранными системами с использованием давления и/или системами для обработки воды. Электрохимические методы могут в общем также включать такие процессы, как непрерывная деионизация, электродиализ с заполненными ячейками, электрохимическая деионизация и реверсивный электродиализ. Как это использовано в данном документе, термин очищать относится к уменьшению суммарного содержания растворенных твердых веществ и опционально к уменьшению концентрации суспендированных твердых веществ, содержания коллоидных частиц и ионизованных и неионизованных примесей в исходной воде до уровня, при котором очищенная вода считается питьевой и может быть использована для тех же целей, что и пресная вода, включая, однако без ограничения ими, потребление людьми и животными, орошение и промышленные виды применения. Опреснение является видом очистки, при котором из морской воды удаляется соль. Исходная вода или вода, подлежащая обработке, в целом может быть из разных источников, включая воду с ΤΌ8 от примерно 3000 до примерно 40000 млн-1 или более. Исходная вода может быть, например, морской водой, солоноватой водой, сточными водами, промышленными сточными водами и возвратными водами нефтяной промышленности. Исходная вода может содержать высокие уровни одновалентных солей, двухвалентных и многовалентных солей и органические компоненты.
В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления данное изобретение направлено на способ обработки морской воды или солоноватой воды, при этом исходная вода содержит растворенную смесь, в которой одновалентные ионы присутствуют в более высокой концентрации по сравнению с концентрациями двухвалентных и других многовалентных ионов. Необязательная первоначальная стадия, включающая обработку микрофильтрацией или обработку ультрафильтрацией, предлагается для удаления суспендированного твердого вещества, коллоидных веществ и/или растворенных веществ с увеличенной молекулярной массой. После указанной необязательной стадии в этом варианте осуществления обеспечивается первая стадия специализированного электроопреснения, чтобы селективным образом удалить фракцию одновалентных ионов, за которой, после любой стадии промежуточной обработки, следует этап, включающий вторую стадию мембранной обработки, такую как электродеионизация, чтобы получить воду, обладающую желательной конечной чистотой. Данный способ в целом обеспечивает функционирование при отборе воды в качестве продукта от 30 до 70% или более.
Электродеионизация (ΕΌΙ) представляет собой способ, который удаляет из воды или, по меньшей мере, уменьшает содержание в ней одного или нескольких ионизированных или способных к ионизации компонентов при использовании электрически активной среды и электрического потенциала, чтобы влиять на перенос ионов. Электрически активная среда обычно служит для поочередного сбора и разряда ионизированных или способных к ионизации компонентов и в некоторых случаях, чтобы способствовать переносу ионов, который может быть непрерывным, посредством механизмов ионного или электронного
- 3 019880 замещения. Устройства для электродеионизации (ΕΌΙ) могут содержать электрохимически активную среду с постоянным или временным зарядом и могут функционировать периодически, прерывистым образом, непрерывно и/или даже в режимах с изменением полярности. Устройства для электродеионизации могут функционировать для содействия протеканию одной или нескольких электрохимических реакций, специально разработанных для достижения или улучшения эксплуатационных характеристик. Кроме того, такие электрохимические устройства могут содержать электрически активные мембраны, такие как полупроницаемые или селективно проницаемые ионообменные или биполярные мембраны. Устройства для непрерывной электродеионизации (0ΈΌΙ) представляют собой устройства для электродеионизации, известные специалистам в данной области, которые функционируют таким образом, чтобы очистка воды могла выполняться непрерывно, наряду с тем, что ионообменный материал восстанавливается непрерывным образом. См., например, патенты США № 6824662, 6312577, 6284124, 5736023 и 5308466, каждый из которых включен в данный документ посредством ссылки на него. Технология непрерывной электродеионизации может включать такие процессы, как непрерывная деионизация, электродиализ с заполненными ячейками или электрохимическая деионизация. При контролируемых напряжении и условиях минерализации в системах непрерывной электродеионизации молекулы воды могут расщепляться с образованием водорода или ионов или групп гидроксония и гидроксида или гидроксильных ионов или групп, которые могут регенерировать ионообменную среду в устройстве и, соответственно, способствовать высвобождению из нее захваченных компонентов. Таким образом, поток воды, подлежащей обработке, может очищаться непрерывно без необходимости химического восстановления ионообменной смолы.
Устройства для электродиализа (ΕΌ) функционируют на основе принципа, сходного с устройствами для непрерывной электродеионизации, за исключением того, что устройства для электродиализа не содержат электроактивной среды между мембранами. Вследствие отсутствия электроактивной среды функционирование устройств для электродиализа может затрудняться исходной водой с низкой минерализацией по причине ее повышенного электрического сопротивления. Также, поскольку функционирование устройства для электродиализа при высокой минерализации исходной воды может приводить к увеличенному электрическому току, устройство для электродиализа наиболее эффективно при использовании исходной воды со средней минерализацией. В системах на базе электродиализа из-за отсутствия электроактивной среды расщепление воды неэффективно, и функционирования в таком режиме обычно избегают.
В устройствах для непрерывной электродеионизации и устройствах для электродиализа несколько смежных ячеек или отсеков обычно разделены селективно проницаемыми мембранами, которые позволяют прохождение либо положительно, либо отрицательно заряженных компонентов, однако обычно не тех и других вместе. В таких устройствах разбавляющие или обедняющие отсеки обычно расположены между концентрирующими или концентрационными отсеками. Когда вода протекает через обедняющие отсеки, то ионные и другие заряженные компоненты обычно втягиваются в концентрационные отсеки под действием электрического поля, такого как поле постоянного тока. Положительно заряженные компоненты притягиваются к катоду, обычно расположенному на одном конце стека из множества обедняющих и концентрационных отсеков, а отрицательно заряженные компоненты аналогичным образом притягиваются к аноду таких устройств, обычно расположенному на противоположном конце стека отсеков. Электроды обычно расположены в электролитных отсеках, которые, как правило, отделены от жидкостных каналов обедняющими и/или концентрационными отсеками. При нахождении в концентрационном отсеке заряженные компоненты обычно захватываются барьером из селективно проницаемой мембраны, по меньшей мере частично, определяющей концентрационный отсек. Например, дальнейшая миграция анионов из концентрационного отсека в направлении к катоду обычно предотвращается катионной селективной мембраной. Захваченные в концентрационном отсеке заряженные компоненты могут быть удалены потоком концентрата.
В устройствах для непрерывной электродеионизации и устройствах для электродиализа поле постоянного тока обычно прикладывается к ячейкам источником электрического напряжения и тока, соединенным с электродами (анодом или положительным электродом и катодом или отрицательным электродом). Источник напряжения и тока (в собирательном значении источник электропитания) может сам по себе питаться от устройств различного вида, таких как источник питания переменного тока или, например, источник питания с использованием солнечной энергии, энергии ветра или морских волн. На поверхностях раздела электрод/жидкость протекают электрохимические полуэлементные реакции, которые инициируют перенос ионов через мембраны и отсеки и/или способствуют ему. Специфические электрохимические реакции, которые происходят на электродах/поверхностях раздела, могут контролироваться до некоторой степени концентрацией соли в специализированных отсеках, в которых размещены электродные сборки. Например, при подаче в анодные электролитные отсеки воды с высокой концентрацией хлорида натрия имеет место тенденция к образованию газообразного хлора и ионов водорода, в то время как при подаче такой воды в катодный электролитный отсек имеет место тенденция к образованию газообразного водорода и гидроксильных ионов. Обычно ион водорода, образованный в анодном отсеке, будет связываться со свободным анионом, таким как хлоридный ион, для сохранения нейтральности заряда
- 4 019880 и образовывать раствор хлористо-водородной кислоты, и аналогичным образом, гидроксильный ион, образованный в катодном отсеке, будет связываться со свободным катионом, таким как ион натрия, для сохранения нейтральности заряда и образовывать раствор гидроксида натрия. В соответствии с другими вариантами осуществления этого изобретения реакционные продукты электродных отсеков, такие как образованные газообразный хлор и гидроксид натрия, могут быть использованы при необходимости в данном способе для дезинфекции, для очистки мембраны и устранения ее засорения, а также для регулирования рН.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения в системе для обработки может быть использовано несколько стадий для очистки воды или, по меньшей мере, для уменьшения концентрации растворенных в ней твердых веществ. Например, вода, подлежащая обработке, может быть очищена постадийно таким образом, что на каждой стадии удаляется селективным образом один или несколько типов растворенных твердых веществ, в результате чего получают очищенную, например обессоленную или даже питьевую, воду. В некоторых случаях на одной или нескольких стадиях может использоваться один или несколько операционных блоков, которые осуществляют селективное удержание некоторых растворенных компонентов, которые затем могут быть удалены на одной или нескольких последующих или расположенных ниже по потоку стадиях при использовании одного или нескольких других операционных блоков. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления системы очистки по данному изобретению на первой стадии могут удаляться растворенные компоненты одного вида или, по меньшей мере, может уменьшаться их концентрация. В других вариантах осуществления на первой стадии могут удаляться все растворенные компоненты, кроме одного их вида, или, по меньшей мере, может уменьшаться их концентрация. Любые оставшиеся компоненты, не удаленные из воды, могут затем быть удалены или их концентрация может быть уменьшена на одной или нескольких после дующих стадиях.
В некоторых вариантах осуществления данного изобретения могут использоваться потоки побочного продукта от одной или нескольких стадий, чтобы осуществить регенерацию или восстановление одной или нескольких других стадий. Выпускаемый поток или поток побочного продукта от одной или нескольких стадий системы по данному изобретению может иметь высокую концентрацию первого растворенного компонента, удаленного из воды, подлежащей обработке. Присутствие первого растворенного компонента в таком потоке может способствовать регенерации других операционных блоков на одной или нескольких других стадиях электродиализа могут удаляться из морской воды одновалентные компоненты или уменьшаться их концентрация. Для примера в табл. 1 представлены концентрации основных типичных растворенных веществ, которые составляют соли, содержащиеся в типичной морской воде. На основании этих компонентов и в предположении удаления примерно 80% от общей величины ΤΌ8 (общего количества растворенных твердых веществ) на первой стадии, функционирующей при отборе в качестве продукта примерно 67% воды и содержащей анионные и катионные селективные ионообменные мембраны для одновалентных ионов, может быть определен состав обедненного и обогащенного потоков, вытекающих с данной стадии, как функция коэффициента селективности мембраны. Коэффициент селективности мембраны может быть определен как
Селективность
где ν представляет собой молярность ионного компонента ί и
Δν представляет собой изменение молярности ионного компонента.
В табл. 2 представлены расчетные величины содержания растворенных веществ, остающихся в потоке, обедненном ионами, и потоке, обогащенном ионами, выпускаемых из первой ступени разделительного устройства, содержащей анионные и катионные селективные мембраны для одновалентных ионов с селективностями 1 (неселективные), 5 и 10. Данные в табл. 2 получены для исходной воды с ΤΌ8 примерно 20000 млн-1 и при предполагаемом отборе воды в качестве продукта примерно 67%.
- 5 019880
Таблица 1
Типичный состав морской воды
Компоненты | Концентрация, млн1 |
Хлорид | 19000 |
Сульфат | 2700 |
Бромид | 65 |
Силикат | 3 |
Иодид | 0,06 |
Фосфат | 0,07 |
Натрий | 16500 |
Магний | 1350 |
Кальций | 400 |
Калий | 380 |
Литий | 0, 17 |
Бор | 4,6 |
Стронций | 8 |
Молибден | 0,01 |
Марганец | 0,002 |
Алюминий | 0,01 |
Кадмий | 0,00011 |
Хром | 0,00005 |
Кобальт | 0,0004 |
Медь | 0,003 |
Железо | 0,06 |
Свинец | 0,00003 |
Никель | 0,007 |
Селен | 0,00009 |
Серебро | 0,0003 |
Цинк | 0, 01 |
Таблица 2
Свойства обедненного и обогащенного потоков при подаче умягченной морской воды в 2-ступенчатые устройства для электродиализа
Электродиализ, селективный в отношении | Электродиализ с удвоенной селективностью | Неселективный электродиализ | |||
одновалентных | ИОНОВ | ||||
Концентрация Са, моль/л | Ь31 | Концентрация Са, моль/л | 1,51 | Концентрация Са, моль/л | Ь31 |
5,1 | 1,08 | 2,63 | 0,79 | 17,78 | 1, 62 |
Как можно видеть из табл. 2, для устройств, содержащих мембраны, селективные в отношении одновалентных ионов, концентрации растворенных веществ, таких как кальций, магний и сульфат, которые вызывают засорение концентрационных отсеков устройства и образования в них отложений, поддерживаются при сравнительно низких уровнях содержания в обогащенном потоке по сравнению с устройствами с использованием неселективных мембран. Результат заключается в том, что использование устройства с мембранами, селективными в отношении одновалентных ионов, позволяет увеличить отбор воды в качестве продукта без вызывания осаждения солей и результирующего ухудшения характеристик или засорения устройства для опреснения. Селективность в отношении одновалентных ионов может не обязательно снижать непропорциональным образом уровни бикарбоната в обогащенном потоке, однако потенциальная возможность осаждения бикарбонатных соединений, таких как бикарбонат кальция, тем не менее понижается по причине непропорционального снижения уровней содержания кальция (например, по отношению к натрию) в обогащенном потоке. Кроме того, как будет рассмотрено более подробно ниже, кислые электролитные продукты, полученные при использовании высокоминерализованного раствора хлорида натрия в качестве электролита, могут быть использованы в качестве реагента, подаваемого в поток концентрата, чтобы регулировать и понижать величину рН потока концентрата и, соответствен
- 6 019880 но, сдерживать потенциальную способность любого остаточного бикарбоната кальция в потоке концентрата к образованию отложений посредством смещения равновесного состояния бикарбоната от карбонатной формы.
Поток побочного продукта (например, поток концентрата от стадии электродиализа, селективного в отношении одновалентных ионов) мог бы иметь высокую концентрацию таких компонентов, например хлорида натрия, которые могут быть затем использованы, чтобы способствовать восстановлению функционирования ионообменного узла с возможностью его последующего опционального использования для селективного удаления из воды, подлежащей обработке, двухвалентных компонентов или же уменьшения их концентрации. Кроме того, когда дополнительные ступени, включающие другие виды операционных блоков, используются для дополнительного удаления или уменьшения концентрации оставшихся компонентов и/или следовых загрязнений из части или всего обедненного потока, то могущие вызвать проблемы компоненты, которые остаются в обедненном потоке, выпускаемом с первой стадии, селективным образом удаляются перед конечным использованием (например, это удаление бора селективным ионным обменом перед использованием воды для орошения в сельском хозяйстве) или перед подачей ко второй мембранной структуре комплексной системы (например, это удаление кальция и магния посредством химически регенерируемого катионного обмена, чтобы избежать засорения второй мембранной ступени и образования в ней отложений).
Посредством размещения опционального узла для ионного обмена, размещенного после первой ступени для селективного удаления одновалентных ионов, обеспечивается возможность проведения дополнительных процессов, выгодных для функционирования ионообменного узла. Функционирование ионообменного узла, например узла катионного обмена для удаления кальция и магния из исходной воды, гораздо менее эффективно в отношении его способности к удалению, если исходная вода имеет высокую общую минерализацию. Соответственно, посредством функционирования узла для ионного обмена, размещенного после первой ступени для удаления соли, в которой уже удаляется большая часть солей, присутствующих в исходной воде, данный узел для ионного обмена будет работать более эффективно и предоставлять очищенный продукт лучшего качества при меньшей потребности в химической регенерации.
Кроме того, когда дополнительные ступени с другими видами операционных блоков используются для дополнительного удаления оставшихся компонентов из потока воды или снижения их концентрации, то любые потоки побочного продукта от них также могут быть использованы, чтобы способствовать регенерации одного или нескольких других операционных блоков на других стадиях.
Другие особенности данного изобретения могут быть рассмотрены как направленные на уменьшение общего количества побочного продукта или отходов, связанных с очисткой воды, подлежащей обработке. Фактически, поток побочного продукта от одной или нескольких ступеней или операционных блоков может быть направлен к одной или нескольким ступеням или операционным блокам, расположенным выше или ниже по потоку, и объединен с водой, подлежащей обработке, и/или использован, чтобы способствовать функционированию таких операционных блоков.
В соответствии с одной или несколькими особенностями данного изобретения системы и методы электродеионизации (ΕΌΙ), включая системы непрерывной электродеионизации (СЕЭ1). могут быть объединены с одним или несколькими методами для очистки не питьевой воды, например воды с ΤΌ8 более примерно 5000 млн-1, чтобы получить питьевую воду. В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления данного изобретения на одной или нескольких стадиях используются методы отделения с приложением давления, такие как фильтрация, для удаления части ΤΌ8 в исходной не питьевой воде и один или несколько методов отделения с приложением электродвижущей силы, таких как электродеионизация, чтобы дополнительно удалить часть ΤΌ8 в первоначально отфильтрованной воде для получения, в конечном счете питьевой воды. Методы отделения с приложением давления могут быть основаны на системах и технологии нанофильтрации (ΝΡ). В соответствии с другими вариантами осуществления метод отделения с приложением электродвижущей силы, такой как электродиализ или электрохимическая деионизация, однако не ограничиваясь ими, может быть использован, например, совместно с системами и методами фильтрации и/или электродеионизации, чтобы очистить, например опреснить, воду. Другие варианты осуществления данного изобретения предполагают использование комбинаций таких систем и методов. Так, например, системы электродеионизации могут быть использованы совместно с двумя или более системами, которые в комбинации удаляют предпочтительным образом один или несколько видов растворенных твердых веществ. Фактически, в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления данного изобретения стадия электродеионизации может быть использована со стадией электродиализа и/или стадией ионного обмена.
Методы нанофильтрации могут быть использованы для удаления компонентов меньшего размера по сравнению с теми, которые могут быть удалены ультрафильтрацией (ИР), однако они обычно не удаляют все те компоненты, которые могут быть удалены методами обратного осмоса. Мембраны для нанофильтрации могут объединять как стерические, так и электрические эффекты при отфильтровывании или селективном отделении растворенных компонентов. Соответственно, мембраны для нанофильтрации могут, например, удалять или уменьшать концентрацию незаряженных органических молекул, включая,
- 7 019880 например, органические молекулы с молекулярной массой более примерно 150 Да или в некоторых случаях более примерно 300 Да. Двухвалентные и/или многовалентные ионы обычно удаляются при степени удаления более примерно 90%. Однако в некоторых случаях она составляет более примерно 95% и в некоторых видах применения более примерно 98% многовалентных компонентов может быть удалено такими селективными методами. Системы нанофильтрации, однако, обычно менее эффективны для удаления одновалентных ионов по сравнению с двухвалентными или не одновалентными ионами и могут удалять, например, менее примерно 10%, менее примерно 25%, менее примерно 50%, менее примерно 75% или менее примерно 90% одновалентных ионов, присутствующих в исходной воде, подлежащей обработке. Мембраны для нанофильтрации могут быть изготовлены из различных материалов, включающих, например, полиамидные материалы. См., например, патенты США № 6723241 и 6508936, а также публикацию патента США № 2003, 5736023 и 5308466, которые включены в данный документ посредством ссылки.
Как отмечено выше, в отдельных случаях системы и методы нанофильтрации могут не удалять одновалентные ионы эффективным образом или, по меньшей мере, до такого их содержания, которое желательно и/или экономически целесообразно. Морская вода, однако, обычно имеет величину ΤΌ8, в которой примерно три четверти составляют компоненты в форме одновалентных солей. Табл. 1 представляет типичные концентрации различных, однако не обязательно всех, компонентов в морской воде.
Сопутствующее рабочее давление, требующееся для обработки воды с использованием мембран, может быть существенно меньше рабочего давления, требующегося для прохождения воды через мембраны для обратного осмоса, в которых одновалентные соли вносят значительный вклад в разность осмотического давления между исходной водой и пермеатом. В зависимости от применения, исходная вода может быть очищена в устройстве для нанофильтрации при рабочем давлении менее примерно 600 фунтов/кв.дюйм (4140 кПа); в некоторых случаях при рабочем давлении менее примерно 500 фунтов/кв.дюйм (3450 кПа) или в других случаях при рабочем давлении примерно 400 фунтов/кв.дюйм (2760 кПа) или менее. В полученном при этом пермеате концентрация органических компонентов и концентрация двухвалентных и не одновалентных ионов обычно уменьшены на величину более чем примерно 90%, наряду с тем, что удерживается более чем примерно 10% одновалентных ионных компонентов. В зависимости от конкретной конфигурации и исходной воды удерживается или извлекается более чем примерно 25% одновалентных ионов; в некоторых видах применения извлекается более чем примерно 50% одновалентных ионов и в других видах применения извлекается более чем примерно 75% одновалентных ионных компонентов. Поэтому устройство для нанофильтрации морской воды, солоноватой воды или исходной воды сходного состава может давать фильтрат, в котором в значительной степени уменьшено содержание двухвалентных и не одновалентных ионных компонентов и/или органических компонентов, однако может оставаться значительная часть первоначальных одновалентных ионных компонентов, таких как хлорид натрия. У фильтрата по сравнению с исходной водой может иметь место снижение ΤΌ8 примерно 30% или более (в некоторых случаях вплоть до примерно 95%). В большинстве случаев, однако, фильтрат морской воды при однопроходной нанофильтрации не подходит для потребления людьми или использования в видах применения, требующих пресной воды, и может потребоваться дополнительная обработка, чтобы получить подходящую воду.
В соответствии с одной группой вариантов осуществления данного изобретения продукт, например фильтрат со ступени нанофильтрации, подается на ступень электродеионизации (например, в узел непрерывной электродеионизации).
Двухвалентные и многовалентные катионы, такие как магний и кальций, которые обычно вносят вклад в жесткость воды, могут быть в большом количестве удалены на ступени нанофильтрации или на промежуточной ступени ионообменного умягчения воды ниже по потоку от ступени электродиализа, селективной по одновалентным ионам. Устройства для электродеионизации могут, в свою очередь, удалять одновалентные катионы и/или анионы, такие как хлорид натрия, и также функционировать при более низкой потребляемой мощности в случае исходной воды, свободной от двухвалентных ионов. Соответственно, исходная вода, которая содержит в качестве растворенного твердого вещества в основном одновалентные ионы, может быть эффективно очищена пропусканием воды через один или несколько узлов для электродеионизации и один или несколько узлов для нанофильтрации. Для каждой стадии могут быть выполнены один или несколько проходов и два узла или более для электродеионизации могут быть использованы последовательно или при любом подходящем расположении. Обычно ступени нанофильтрации предшествуют ступеням электродеионизации. Такие конфигурации могут приводить к снижению или даже к предотвращению засорения операционных блоков и/или компонентов, расположенных ниже по потоку, например в концентрационных отсеках, и действующих совместно узлах устройства для электродеионизации, а также патрубков и трубопроводов. Поэтому один или несколько узлов для нанофильтрации могут быть использованы преимущественно для удаления двухвалентных и/или многовалентных ионов, например ионов, обусловливающих жесткость воды, и одно или несколько устройств для электродеионизации могут быть использованы преимущественно для удаления одновалентных ионов, соответственно уменьшая или устраняя склонность к засорению. Фактически, данное изобретение может быть направлено на системы и способы, которые обеспечивают одну или несколько стадий или
- 8 019880 операционных блоков, которые могут удалять из потока воды один или несколько двухвалентных и/или многовалентных компонентов или, по меньшей мере, уменьшать их концентрацию и одну или несколько стадий или операционных блоков, которые могут удалять из потока воды один или несколько одновалентных компонентов или, по меньшей мере, уменьшать их концентрацию. Вода, полученная при этом в качестве продукта, может быть, соответственно, отнесена к питьевой воде.
Другие особенности данного изобретения направлены на системы и способы очистки потока воды посредством снижения или даже сведения к минимуму тенденции одного или нескольких компонентов в потоке воды к засорению мембранных устройств или образованию в них отложений на первой стадии или предварительных стадиях или посредством удаления одновалентных компонентов или, по меньшей мере, уменьшения их концентрации на второй стадии или последующих стадиях.
Первая стадия, например, фильтрация, такая как нанофильтрация, может выполняться при потреблении энергии примерно 4,7 кВт-ч/килогаллон (4,47 МДж/м3) или менее. Вторая стадия, например, электрохимическая обработка, такая как электродеионизация, может выполняться при потреблении энергии примерно 2,3 кВт-ч/килогаллон (2,19 МДж/м3) или менее. Соответственно, ожидаемое общее потребление энергии может составлять примерно 7 кВт-ч/килогаллон (6,66 МДж/м3), что соответствует значительному снижению потребляемой энергии по сравнению с другими способами опреснения, такими как опреснение испарением, обратный осмос, опреснение с двухпроходной нанофильтрацией и гибридные способы нанофильтрации/обратного осмоса и нанофильтрации/испарения.
В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления данного изобретения жидкости, содержащие удержанные (отфильтрованные) компоненты и концентрат, которые образуются в ходе этого процесса и обычно содержат большее количество растворенных твердых компонентов по сравнению с использованной исходной водой, могут быть выпущены в источник исходной воды или в обычные очистные сооружения для обработки сточных вод. Концентрат, выпускаемый, например, из узла для непрерывной электродеионизации, может быть использован повторно и возвращен в качестве исходной воды или в комбинации с исходной водой в узле для нанофильтрации. В некоторых случаях, например, когда концентрированный рассол выпускается из отсеков для концентрата узла для непрерывной электродеионизации, данный рассол, который может быть практически полностью или в основном свободен от двухвалентных и многовалентных ионов или иметь пониженный уровень содержания компонентов, образующих отложения, может быть использован в качестве исходного рассола для производства дезинфицирующего средства, такого как гипохлорит натрия, однако без ограничения этим. Умягченный рассол может обеспечивать источник хлорсодержащего компонента, способного к электролизу, для использования в системах, образующих дезинфицирующее средство, в которых может быть использовано, например, электролитическое устройство. Соответственно, если очищенная вода, полученная при использовании некоторых особенностей данного изобретения, может принести пользу при последующем использовании для дезинфекции, то это обеспечивает возможность получения готового источника умягченного концентрированного рассола и/или дезинфицирующего средства при низких затратах.
Перед обработкой исходной воды могут быть выполнены различные процедуры ее предварительной обработки. Например, методы предварительной обработки могут быть использованы для исходной воды, которая может содержать твердые вещества или другие материалы, способные оказывать влияние на какую-либо стадию или устройство, такое как устройство для нанофильтрации или устройство для электродеионизации, или снижать их эффективность. Процессы предварительной обработки могут быть выполнены перед устройством для нанофильтрации и/или устройством для электродеионизации и могут включать, например, фильтрацию твердых частиц, фильтрацию песка, фильтрацию углерода, микрофильтрацию, такую как микрофильтрация в поперечном потоке (СМЕ), их комбинации и другие способы, направленные на снижение содержания твердых частиц. Также может быть выполнена регулировка рН и/или щелочности исходной воды посредством, например, добавления кислоты, основания или буфера или посредством аэрации.
Особенно важное опциональное преимущество варианта осуществления, включающего первую стадию, селективную в отношении одновалентных ионов, заключается в том, что поскольку отбор воды в качестве продукта в такой системе больше, чем в технологиях, используемых в настоящее время, то объем предварительной обработки, требующейся для исходной воды, существенно уменьшается. Соответственно, пропорционально снижается требуемая производительность оборудования для предварительной обработки. Результатом являются пониженные стоимость и объем оборудования для предварительной обработки и/или, в качестве варианта, возможность использования систем для предварительной обработки, которые обычно не подходили бы с экономической точки зрения. Например, мембранная микрофильтрация, т.е. технология, которая удаляет не только объемные твердые частицы, но также и микробные загрязняющие компоненты и другие вредные коллоидные примеси в исходной воде, может быть использована более рентабельным образом в качестве замены традиционным и менее эффективным системам отфильтровывания песка. Это улучшает качество воды, получаемой в качестве конечного продукта, наряду с повышением надежности последующих компонентов для обработки.
- 9 019880
Один из вариантов осуществления устройства по данному изобретению проиллюстрирован на фиг. 1. Устройство 100 включает один или несколько узлов 110 для нанофильтрации, а также один или несколько узлов 120 для электродеионизации. Узел 110 для нанофильтрации содержит нанофильтрующую мембрану, размещенную в корпусе. Узел 120 для электродеионизации содержит один или несколько анодов, катодов, концентрационных и обедняющих отсеков. Потоки исходной воды поступают в обедняющие, концентрационные и электродные отсеки узла 120 для электродеионизации. Источником 140 исходной воды может являться, например, океан. Исходная вода может закачиваться через трубопровод 150 и подаваться под давлением насосом 130 для протекания через нанофильтрующую мембрану в узле 110 для нанофильтрации. Обычно насос 130 прикладывает к подаваемой воде давление примерно 600 фунтов/кв.дюйм (4140 кПа) или менее (рабочее давление). Пермеат из узла 110 для нанофильтрации, в котором понижено содержание многовалентных ионных компонентов, протекает через трубопровод 160 в качестве исходного потока в узел 120 для электродеионизации. Отфильтрованная жидкость из узла 110 протекает через трубопровод 170 и может быть направлена, например, назад в источник 140 исходной воды.
Энергия может быть рекуперирована из потока концентрата и использована, например, для нагревания исходной воды, получения электроэнергии и/или для предоставления энергии для других процессов или операционных блоков, которые не обязательно непосредственно связаны с устройством 100. Вода через трубопровод 160 может подаваться в любые обедняющие, концентрационные и/или электродные отсеки узла 120 для электродеионизации. Узел 120 для электродеионизации обычно питается от источника электрического тока (не показан), который может быть сконфигурирован так, чтобы давать электрическое поле с изменением полярности. Очищенная вода поступает в трубопровод 180, по которому она может направляться для использования или хранения в качестве питьевой воды. Питьевая вода, при необходимости, может быть подвергнута консервированию или дополнительной дезинфекции. Поток концентрата из узла 120 для электродеионизации может быть выпущен в отходы через трубопровод 190, может быть возвращен в устройство через трубопровод 192 и использован повторно или может быть использован в качестве рассола через трубопровод 194. Поток концентрата может иметь содержание хлорида натрия, сходное с его содержанием в морской воде, и может являться источником исходной воды для узла 110 для нанофильтрации.
Устройства и способы по данному изобретению могут функционировать непрерывным или периодическим образом и могут функционировать при фиксированном расположении оборудования или на мобильной платформе, например на борту судна или на транспортном средстве. Также могут быть использованы системы многопроходной непрерывной электродеионизации, в которых исходная вода обычно протекает через устройство два раза или более, или она может протекать через опциональное второе устройство. В некоторых случаях устройство для электродеионизации может быть нагрето, чтобы, например, увеличить скорость переноса внутри них ионных компонентов. Соответственно, устройство для электродеионизации может функционировать при температуре окружающей среды; в качестве варианта устройство для электродеионизации может функционировать при температуре более примерно 30°С, более примерно 40°С или даже более примерно 50°С.
В некоторых случаях может оказаться желательным уменьшение внутреннего электрического сопротивления устройства для электродеионизации, чтобы минимизировать потребление энергии. Поэтому в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления данного изобретения для отделения или ограничения обедняющих и/или концентрационных отсеков могут быть использованы мембраны с низким электросопротивлением. Например, индивидуальные отсеки или ячейки устройства для электродеионизации могут быть сконструированы таким образом, чтобы иметь ширину менее примерно 10 мм. Использование мембран с низким электросопротивлением и/или тонких отсеков может способствовать снижению электросопротивления или нагрузки и, следовательно, служить для уменьшения потребности в электропитании. Мембраны с низким электросопротивлением, которые могут быть использованы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения, включают, например, мембраны, поставляемые на рынок под торговым названием ΝΕΘ8ΕΡΤΑ® компанией Α8ΤΘΜ Сотротайои, Токио, Япония. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения пространство между мембранами может составлять, например, менее примерно 0,1 дюйма (2,54 мм), примерно 0,06 дюйма (1,52 мм) или менее или примерно 0,05 дюйма (1,27 мм) или менее.
В некоторых видах применения может оказаться важным или желательным снижение концентрации компонентов бора в воде до уровня, приемлемого для сельского хозяйства и/или потребления людьми. Например, желательная концентрация компонентов бора может составлять менее примерно 1 млн-1. В некоторых случаях желательная концентрация компонентов бора соответствует уровню, предписанному правительством и/или организациями здравоохранения, или ниже этого уровня. Например, концентрация бора может соответствовать уровню, рекомендуемому Всемирной организацией здравоохранения, который составляет примерно 0,5 млн-1, или быть ниже этого уровня. Фактически, в некоторых видах применения концентрация бора в обработанной воде составляет предпочтительно менее примерно 0,4 млн-1.
- 10 019880
Поскольку морская вода часто содержит высокие уровни бора, например от примерно 1 до примерно 4 млн-1, то может быть затруднено достижение рекомендуемых или предписанных целевых уровней содержания бора при использовании обычных способов опреснения. Устройства и способы по данному изобретению могут быть выгодным образом использованы для снижения концентрации компонентов бора в исходной воде до приемлемого уровня. Фактически, некоторые варианты осуществления данного изобретения направлены на устройства и способы, которые снижают концентрацию бора в исходном потоке от примерно 4,6 до менее примерно 0,5 млн-1.
В дополнение к снижению затрат на энергию, устройства и способы по данному изобретению могут обеспечивать меньшие капитальные затраты, эксплуатационные расходы и/или затраты на техническое обслуживание. Например, вследствие способности к функционированию при более низких рабочих давлениях в устройствах по данному изобретению могут быть использованы материалы с более низкой стоимостью, такие как пластиковые трубопроводы, вместо трубопроводов высокого давления из нержавеющей стали и/или титановых сплавов, которые обычно требуются для систем обратного осмоса.
Для очистки морской воды требуется отделить воду от растворенных в ней компонентов. Энергия, требующаяся для выполнения этого отделения, представляет собой количество энергии, требующейся для преодоления разности осмотического давления между исходной водой (морской водой) и продуктом (пресной водой).
Осмотическое давление морской воды, Р8те, может быть определено из уравнения Вант-Гоффа: Ρ?,,,.=ο·Ρ·Τ. где с - молярная концентрация ионов, В - газовая постоянная, 0,082 л-бар/(град-моль) (8,314 Дж/(молыК)), и Т - абсолютная температура в кельвинах, Т=300 К (примерно 27°С). Концентрация ионов соли в морской воде составляет примерно 1,12 моль/л, в предположении раствора чистого хлорида натрия. Поэтому осмотическое давление определяется как составляющее примерно 400 фунтов/кв.дюйм (2760 кПа) (1,12·0,082·300=27,6 бар).
Энергия, требующаяся для опреснения, обычно указывается в расчете на 1000 галлонов очищенной воды в час. Приблизительная величина теоретически минимальной энергии, требующейся для опреснения морской воды, составляет примерно 2,9 кВъч/килогаллон (2,76 МДж/м3) (или примерно 0,77 кВтш/м3), при ее определении в соответствии с указанным ниже уравнением, в предположении давления на мембране примерно 400 фунтов/кв.дюйм (2760 кПа) (для нанофильтрующей мембраны) и КПД насоса 100%:
Эффективная мощность в л.с. = [(галлонов/мин)(фунтов/кв.дюйм)]/[(1715) (КПД)] = [(16,67)(400)]/[(1715)(1)] = 3,89 л.с. (2,9 кВт).
Полагают, что требующаяся минимальная энергия не зависит от способа, используемого для опреснения морской воды (с использованием нагревания или давления).
Пример 1.
Сравнение известных устройств с использованием обратного осмоса с устройствами и способами по данному изобретению иллюстрирует экономию энергии, которая может быть достигнута. Обычное устройство с использованием обратного осмоса требует примерно 19,2 кВъч/килогаллон (18,26 МДж/м3) для опреснения морской воды, как показано представленным ниже уравнением. В данном расчете принятое давление на мембране составляет примерно 900 фунтов/кв.дюйм (6210 кПа), принятый КПД насоса составляет примерно 85% и принятый отбор воды в качестве продукта составляет примерно 40%. Кроме того, принято, что при расходе на входе примерно 41,67 галлонов/мин (0,1577 м3/мин) образуется примерно 16,67 галлонов/мин (0,0631 м3/мин) пермеата и примерно 25 галлонов/мин (0,0946 м3/мин) возвратной воды. Предполагается, что методы рекуперации энергии не используются.
Эффективная мощность в л.с = [(галлонов/мин)(фунтов/кв.дюйм)]/[(1715)(КПД)] = [(41,67)(900)]/[(1715)(0,85)] = 25,73 л.с. (19,2 кВт).
Однако если используются методы рекуперации энергии, то рассчитанная потребность в энергии может быть уменьшена. Примеры агрегатов или оборудования для рекуперации энергии включают, например, турбину, такую как колесо Пельтона, или устройство для обмена давления. Устройства обоих видов могут рекуперировать энергию от возвратного потока высокого давления и передавать энергию исходному потоку, поступающему в устройство для обратного осмоса. Узел с колесом Пельтона обычно имеет эффективность рекуперации энергии примерно 80%, а устройства объемного вытеснения обычно могут обладать эффективностью рекуперации энергии от примерно 90 до примерно 95%.
Чтобы рассчитать влияние рекуперации энергии на общее потребление энергии, предполагают, что примерно 40% энергии расходуется потоком пермеата (0,4· 19,2 кВъч/килогаллон (5,07 кВъч/м3 или 18,26 МДж/м3)=7,68 кВт^ч/килогаллон (2,03 кВт-ч/м3 или 7,30 МДж/м3)) и примерно 60% энергии расходуется возвратным потоком (0,6· 19,2=11,52 кВт^ч/килогаллон (3,04 кВтш/м3 или 10,96 МДж/м3)). В предположении, что, например, примерно 93% энергии в возвратном потоке может быть рекуперировано, расходуется, соответственно, примерно 7% (0,07·11,52=0,81 кВт^ч/килогаллон (0,21 кВт^ч/м3 или 0,77 МДж/м3)). Поэтому общее потребление энергии устройством для обратного осмоса с использованием технологии рекуперации энергии составляет примерно 7,68+0,81=8,49 кВтш/килогаллон (2,24 кВтш/м3 или 8,08 МДж/м3).
- 11 019880
Пример 2.
Чтобы оценить общее количество энергии, требующейся для опреснения морской воды при использовании устройства, содержащего комбинацию узлов для нанофильтрации и для электродеионизации, определяют независимым образом величины энергии, потребляемые каждым из узлов, и затем их объединяют.
Энергия, потребляемая узлом для нанофильтрации, оценивается как составляющая примерно
10.7 кВт-ч/килогаллон (10,18 МДж/м3) (примерно 2,8 кВт-ч/м3), как показано представленным ниже уравнением:
Эффективная мощность в л.с. = [(галлонов/мин)(фунтов/кв.дюйм)]/[(1715)(КПД)] = [(41,67)(500)]/[(1715)(0,85)] = 14,3 л.с. (10,7 кВт).
Эта оценка была основана на предположении, что давление на мембране составляет примерно 500 фунтов/кв.дюйм (3450 кПа), КПД насоса составляет примерно 85%, и отбор воды в качестве продукта составляет примерно 40%. Эта оценка также была основана на том, что расход на входе составляет примерно 41,67 галлонов/мин (0,1577 м3/мин) и образуется примерно 16,67 галлонов/мин (0,0631 м3/мин) пермеата и примерно 25 галлонов/мин (0,0946 м3/мин) возвратной воды. Предполагается, что методы рекуперации энергии не были использованы.
Методы рекуперации энергии могут быть использованы в устройствах для нанофильтрации аналогично тому, как это было описано выше для устройств с использованием обратного осмоса. Кроме того, аналогичные допущения были использованы в отношении влияния рекуперации энергии: предполагается, что примерно 40% энергии расходуется потоком пермеата (0,4-10,7 кВт-ч/килогаллон (2,83 кВт-ч/м3 или 10,18 МДж/м3)=4,28 кВт-ч/килогаллон (1,13 кВт-ч/м3 или 4,07 МДж/м3)) и примерно 60% энергии расходуется возвратным потоком (0,6-10,7=6,42 кВт-ч/килогаллон (1,70 кВт-ч/м3 или 6,11 МДж/м3)). Если примерно 93% энергии в возвратном потоке рекуперируется, то расходуется, соответственно, примерно 7% (0,07-6,42=0,45 кВт-ч/килогаллон (0,12 кВт-ч/м3 или 0,43 МДж/м3)). Соответственно, общее потребление энергии устройством для нанофильтрации составляет примерно 4,73 кВт-ч/килогаллон (4,28+0,45=4,73 кВт-ч/килогаллон (1,25 кВт-ч/м3 или 4,50 МДж/м3).
Чтобы потреблять меньше энергии, чем система обратного осмоса в отдельности, требуется устройство для опреснения, содержащее ступени нанофильтрации и непрерывной электродеионизации в комбинации одной с другой. Как рассмотрено выше, ступень нанофильтрации потребляет примерно
4.7 кВт-ч/килогаллон (1,24 кВт-ч/м3 или 4,47 МДж/м3), в то время как общее потребление энергии системой обратного осмоса составляет примерно 8,5 кВт-ч/килогаллон (2,25 кВт-ч/м3 или 8,09 МДж/м3). Соответственно, чтобы обеспечить общее потребление энергии меньше, чем в системе обратного осмоса, потребление энергии на ступени непрерывной электродеионизации предпочтительно должно составлять примерно 3,8 кВт-ч/килогаллон (1,00 кВт-ч/м3 или 3,61 МДж/м3) или менее.
Если система для нанофильтрации отфильтровывает примерно 91% от общего количества растворенных твердых веществ, содержащихся на входе в подаваемой морской воде, то расположенный ниже по потоку модуль непрерывной злектродеионизации предпочтительно должен удалять примерно 90% оставшихся растворенных твердых частиц, чтобы вода удовлетворяла стандартам для питьевой воды с ΤΌ8 менее 500 млн-1. Поэтому, чтобы конкурировать с системами обратного осмоса, модуль непрерывной электродеионизации для удаления этого количества твердого вещества должен нуждаться в энергии в количестве менее примерно 3,8 кВт-ч/килогаллон (1,00 кВт-ч/м3 или 3,61 МДж/м3) воды, полученной в качестве продукта.
Пример 3.
Устройство приводилось в действие для определения возможности очистки (опреснения) морской воды до уровня менее примерно 500 млн-1 ΤΌ8. Устройство содержало узел для нанофильтрации и узел для непрерывной электродеионизации, который отвечает вышеуказанным требованиям в отношении потребления энергии (менее примерно 3,8 кВт-ч/килогаллон (1,00 кВт-ч/м3 или 3,61 МДж/м3). Искусственную морскую воду готовили из смеси искусственной морской соли ΙΝ8ΤΑΝΤ ОСЕЛИ®, производства компании Лциагшт БуЦспъ. МеШог, ОЫо.
Узлы для нанофильтрации и для непрерывной электродеионизации функционировали при следующих условиях.
Как для узлов нанофильтрации, так и для узлов непрерывной электродеионизации использовали замкнутые контуры. Исходная вода для электродного отсека узла непрерывной электродеионизации, которая была отделена от воды, образованной в качестве продукта нанофильтрацией, была образована водой от обратного осмоса с добавлением Н2БО4, чтобы достичь величины рН примерно 2. Содержание кальция в исходной воде составляло примерно 50 мг/л, при его измерении как СаСО3.
В устройстве для нанофильтрации использовали мембрану ΕΕΕΜΤΕί.’®® ΝΕ90 (4x40), производства компании Τίκ Ωο\ν СНет1са1 Сотрапу, М161аи6, М1сЫдаи. К потоку воды на входе узла для нанофильтрации прикладывали давление примерно 500 фунтов/кв.дюйм (3450 кПа), и вода имела электропроводность примерно 45,5 мСм/см. Пермеат из узла для нанофильтрации имел электропроводность примерно 4,2 мСм/см при расходе примерно 3,25 л/мин. Расход отфильтрованной жидкости составлял примерно
- 12 019880 л/мин. Номинальная рабочая температура узла составляла примерно 23°С.
Оценивали два разных узла для непрерывной электродеионизации, обозначенных как стек А (пониженное электросопротивление) и стек В (стандарт). Каждый из стеков А и В содержал 20 пар ячеек, расположенных на пути протекания, изогнутом с образованием 2 ступеней, по 10 пар ячеек на каждой ступени. Длина пути протекания составляла примерно 28 дюймов (0,71 м). В обоих стеках используется анод на базе оксида иридия, катод из нержавеющей стали и смесь примерно 50/50 анионной смолы сильного основания/катионной смолы сильной кислоты ЭОХУЕХ'1™ ΜΛΚΑΤΗΘΝ, обе производства Т11С Ωο\ν С11ст1са1 Сотрапу, Μίάΐαηά, М1сЫдаи. Расстояние между мембранами в каждом из стеков А и В составляло примерно 0,06 дюйма (1,52 мм). Стек А включал чередующиеся ионообменные мембраны.
Условия функционирования и характеристики обоих модулей обобщены в табл. 2. Данные о потреблении энергии, представленные в табл. 3, не учитывают эффективность подачи электропитания.
Эти данные показывают, что стек А предпочтительнее стека В, поскольку стек А производит продукт аналогичного качества при таком же расходе, однако при использовании примерно на 40% меньше энергии.
Соответственно, в предположении, что устройство для нанофильтрации требует примерно
4,7 кВт-ч/килогаллон (1,24 кВт-ч/м3 или 4,47 МДж/м3) для достижения желательной производительности при степени удаления менее примерно 90%, устройство, содержащее узлы для нанофильтрации и для непрерывной электродеионизации, обеспечивает потребление энергии примерно 7 кВт-ч/килогаллон (1,85 кВт-ч/м3 или 6,66 МДж/м3).
Это общее потребление энергии примерно на 15% меньше потребления энергии обычным устройством с использованием обратного осмоса.
Таблица 3
Рабочие и измеренные параметры стеков А и В для непрерывной электродеионизации
Эксплуатационный или измеренный параметр | Стек А | Стек В |
Расход через разбавляющий отсек (мл/мин) | 280 | 280 |
Расход через концентрационный отсек (мл/мин) | 72 | 73 |
Расход через электродный отсек (мл/мин) | 250 | 200 |
Электропроводность исходного потока (мСм/см) | 4,2 | 4,2 |
Электропроводность продукта (мСм/см) | 570 | 550 |
Перепад давления в разбавляющем отсеке (фунты/кв. дюйм (кПа)) | 5,6 (38,6) | 7,5 (51,8) |
Перепад давления в концентрационном отсеке (фунты/кв. дюйм (кПа)) | 2,2 (15,2) | 3,6 (24,8) |
Перепад давления в электродном отсеке (фунты/кв. дюйм (кПа)) | 6,4 (44,2) | 8,9 (61,4) |
Приложенный электродный потенциал (В, постоянное напряжение) | 17, 15 | 26, 6 |
Напряжение на парах ячеек (В, постоянное напряжение) | 13, 5 | 22,0 |
Напряжение на одной паре ячеек (В, постоянное напряжение) | 0, 675 | 1,1 |
Потребляемый ток (А) | 0,84 | 0, 83 |
Потребляемая энергия (кВт.ч/килогаллон {кВт.ч/м3 или МДж/м3) ) | 2,5 (0,66 или 2,38) | 4,2 (1,11 или 4,00) |
Продолжительность функционирования (часы) | 175 | 274 |
ТРЗ (млн-1) в продукте | 240 | 232 |
- 13 019880
Пример 4.
Этот пример описывает другие варианты осуществления данного изобретения, которое может быть использовано для уменьшения концентрации растворенных твердых веществ в морской воде.
Как проиллюстрировано на фиг. 2, устройство может содержать по меньшей мере одну ступень электродеионизации, расположенную после одной или нескольких ступеней уменьшения концентрации одновалентных компонентов и одной или нескольких ступеней уменьшения концентрации двухвалентных компонентов.
Ступень уменьшения концентрации одновалентных компонентов может содержать любой операционный узел, который уменьшает концентрации одновалентных компонентов, таких как хлорид натрия, однако без ограничения ими. Примеры операционных блоков, которые могут служить для уменьшения концентрации одновалентных растворенных твердых веществ, включают, однако без ограничения ими, узлы для электродиализа и для электрохимической деионизации.
Эта ступень уменьшения концентрации одновалентных компонентов может функционировать при увеличенном отборе воды в качестве продукта, в частности примерно от 60 до 70% или более, в зависимости от коэффициента селективности мембраны для одновалентных компонентов по отношению к не одновалентным компонентам. Это обусловлено предотвращением потенциальной возможности засорения мембранных устройств или образования в них отложений за счет не одновалентных или многовалентных компонентов, поскольку их концентрация не увеличивается в той же самой пропорции, что и одновалентные компоненты. Такое устройство в гораздо меньшей степени склонно к засорению и образованию отложений по сравнению с другими процессами, такими как неселективный электродиализ или дистилляция, и в еще меньшей степени склонно к засорению и образованию отложений по сравнению с такими процессами, как нанофильтрация и обратный осмос, которые селективным образом концентрируют многовалентные компоненты и засоряющие вещества по сравнению с одновалентными компонентами. Посредством функционирования при увеличенном отборе воды в качестве продукта не только процесс является более эффективным, например, вследствие снижения требований в отношении объема оборудования и материалов для предварительной обработки, но также уменьшается общее количество воды, требуемой для всего процесса в целом, что особенно важно в регионах с ограниченными водными ресурсами. Кроме того, посредством функционирования при высоком отборе воды в качестве продукта концентрация соли в потоке концентрата от устройства увеличивается, что полезно в определенных обстоятельствах. Например, посредством функционирования при минерализации исходной воды примерно 3,33% и при отборе воды в качестве продукта примерно 67% может быть получен поток концентрата с концентрацией соли примерно 10%. В случае, когда преимущественно одновалентные ионы селективным образом переносятся в указанный поток концентрата, результирующий поток может являться потоком с преимущественно чистыми одновалентными компонентами (например, с хлоридом натрия) в концентрации примерно 10%. Такой поток, например, может быть частично использован для регенерации истощенных ионообменных колонн, в качестве соляных очищающих агентов, для подачи в кристаллизаторы для эффективного производства кристаллических солей и/или в других электрохимических процессах для производства, например, хлора и каустической соды для дезинфекции или регулировки рН. Кроме того, концентрированный раствор соли может использоваться циклически в электролитных отсеках устройства для электродиализа, и хлор и каустическая сода в качестве побочных продуктов могут производиться без необходимости в отдельной системе образования каустической соды/хлора, при этом устраняется необходимость в дополнительных химикатах, иных, чем соли, уже имеющиеся в исходной воде, подлежащей обессоливанию.
На стадии удаления одновалентных компонентов могут использоваться мембраны, которые селективным образом удаляют одновалентные катионы, одновалентные анионы или как одновалентные анионы, так и одновалентные катионы. Если желательно производство чистого хлорида натрия из сырья, содержащего кальций и сульфатные соли, то система может содержать как анионные мембраны, так и катионные мембраны, селективные в отношении одновалентных ионов. В качестве варианта, если целью является лишь производство концентрата, содержащего чистые ионы натрия, независимо от уровней содержания сульфата, то система может содержать только катионные мембраны, селективные в отношении одновалентных ионов.
Частично обессоленный продукт от ступени селективного удаления одновалентных ионов может быть затем направлен в ступень снижения концентрации двухвалентных ионов, которая может включать любой операционный блок, который уменьшает концентрацию двухвалентных компонентов, таких как соли кальция и магния, однако без ограничения ими. Примеры операционных блоков, которые могут служить для уменьшения концентрации таких компонентов, обусловливающих жесткость, включают, однако не ограничиваются ими, ионообменные узлы, в частности катионообменные колонны, использующие катионообменную среду. Кроме того, ионообменная среда, объединенная с селективными абсорбентами, и среда, селективная в отношении анионов, могут быть использованы для селективного удаления из воды возможных следовых ионов, таких как остаточный бор и бикарбонат, а также двухвалентных анионов, таких как сульфат. Для селективных абсорбентов, которые требуют не только стадий регенерации рассолом, но также стадии регенерации кислотой или каустической содой, кислота и каустическая сода могут быть опционально получены из концентрированного чистого соляного раствора - 14 019880 сода могут быть опционально получены из концентрированного чистого соляного раствора от концентрата первой стадии, полученного на первой стадии очистки мембраной, селективной в отношении одновалентных ионов.
Варианты осуществления, представленные на фиг. 2, также иллюстрируют использование потока побочного продукта от одной ступени к другой ступени, чтобы способствовать ее функционированию. В качестве примера показано, что стадия уменьшения содержания одновалентных ионов может уменьшать концентрацию хлорида натрия в обрабатываемой воде и накапливать такие компоненты в потоке концентрированного побочного продукта, который обычно выпускается в качестве потока отходов, обогащенного хлоридом натрия. Этот поток побочного продукта может быть использован для регенерации катионообменной среды на ступени уменьшения концентрации двухвалентных ионов. Заключительная ступень может рассматриваться в качестве ступени доочистки, которая дополнительно уменьшает концентрацию любых нежелательных компонентов и доводит воду до качества питьевой воды. Поток побочного продукта от этой ступени может быть введен повторно или смешан с водой или же выпущен. Соответственно, проиллюстрированный вариант осуществления может выгодным образом уменьшать общую нагрузку на выходе. В отдельных случаях было бы непрактично использование такого потока концентрата для регенерации ступени удаления двухвалентных ионов, однако поскольку устройства, селективные в отношении одновалентных ионов, обычно функционируют при повышенной концентрации, то становится возможной эффективная регенерация ионообменных узлов. Также возможно производство кислоты, каустической соды и хлора для очистки, санитарной обработки, дезинфекции для помощи в регенерации специальных селективных ионообменных узлов с ионообменной средой, селективной в отношении бора.
Вода, полученная в качестве продукта из мембранного узла, селективного в отношении одновалентных ионов, может быть использована для определенных целей непосредственным образом без необходимости в ее дополнительной обработке, например в качестве воды для нужд сельского хозяйства, в которой полезным образом поддерживается определенный уровень содержания двухвалентных ионов по сравнению с одновалентными ионами. Как вариант, вода в качестве продукта от второй ступени может быть использована непосредственным образом, например в случаях, когда вода в качестве продукта обессолена примерно на 90% и когда вода свободна от следовых элементов и двухвалентных компонентов или имеет пониженный уровень их содержания. Однако, в качестве альтернативы, продукт от второй ступени может быть направлен в третий узел мембранного разделения, содержащий, например, неселективные мембраны для электродиализа или электродеионизации, в котором вода дополнительно обессоливается до высокого уровня чистоты. В таком случае концентрированный раствор от третьей ступени обычно содержит в основном лишь один вид одновалентных ионов и, соответственно, имеет место малая потенциальная возможность засорения третьей ступени или образования в ней отложений, и концентрат, при высокой доле отбора воды в качестве продукта, может быть использован повторно, например при концентрации солей, близкой к их содержанию в исходной воде, для подачи потока концентрата на первую стадию узла, селективного в отношении одновалентных ионов. Конечный результат выполнения способа в целом заключается в том, что могут быть обеспечены различные виды воды для разных видов применения, наряду с тем, что устройство функционирует при условиях, обеспечивающих высокую эффективность, при которых устройство не склонно к засорению или образованию отложений, при этом отбор воды в качестве продукта много больше по сравнению с обычными технологиями опреснения, и требуемые вспомогательные химикаты для регенерации, для удаления следовых элементов, для дезинфекции, для регулировки рН и для очистки обеспечиваются из состава ионов исходной воды.
При ознакомлении с описанными здесь некоторыми особенностями по меньшей мере одного варианта осуществления этого изобретения следует принимать во внимание, что различные изменения, модификации и усовершенствования могут быть легко сделаны специалистами в данной области техники. Такие изменения, модификации и усовершенствования следует понимать как часть данного изобретения, и они предполагают включение в сущность и объем данного изобретения. Соответственно, представленные выше описание и чертежи приведены лишь в качестве примера.
Claims (4)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Система для опреснения морской воды, где морская вода имеет общее содержание растворенных твердых веществ примерно от 20000 до 40000 млн-1, содержащая узел для нанофильтрации, соединенный по текучей среде с источником морской воды и функционирующий при рабочем давлении примерно 600 фунтов/кв.дюйм (4140 кПа) или менее;узел для рекуперации энергии из возвратного потока, отводимого из узла для нанофильтрации; и узел для электродеионизации, соединенный по текучей среде с узлом для нанофильтрации, где узел для электродеионизации имеет концентрирующие ячейки и разбавляющие ячейки, имеющие ширину менее примерно 10 мм, что обеспечивает пониженное электросопротивление, при этом общее количество энергии, потребляемое в узле нанофильтрации с учетом рекуперации и узле электродеионизации, не превышает 7,2 кВт-ч/килогаллон (1,9 кВт-ч/м3 или 6,85 МДж/м3) получаемой воды, имеющей общее содержание растворенных твердых веществ примерно от 230 до 500 млн-1.
- 2. Система по п.1, дополнительно содержащая узел для предварительной обработки, расположенный перед узлом для нанофильтрации, причем данный узел для предварительной обработки выбран из группы, состоящей из фильтра с подушкой, микрофильтра, микрофильтра с поперечным потоком, отстойного резервуара и аэратора.
- 3. Способ обработки морской воды, имеющей общее содержание растворенных твердых веществ примерно от 20000 до 40000 млн-1, включающий селективное уменьшение концентрации одного или нескольких неодновалентных компонентов в морской воде на первой стадии, содержащей пропускание морской воды через узел для нанофильтрации при рабочем давлении примерно 600 фунтов/кв.дюйм (4140 кПа) или менее с получением возвратного потока и фильтрата;рекуперацию энергии из указанного возвратного потока в узле рекуперации;селективное уменьшение концентрации одного или нескольких одновалентных компонентов в фильтрате на второй стадии, содержащей пропускание фильтрата с первой стадии через узел для электродеионизации, где узел для электродеионизации имеет концентрирующие ячейки и разбавляющие ячейки, имеющие ширину менее примерно 10 мм, что обеспечивает пониженное электросопротивление, с получением воды, имеющей общее содержание растворенных твердых веществ примерно от 230 до 500 млн-1, в котором вышеуказанные стадии нанофильтрации и деионизации выполняются при потреблении нетто-энергии, не превышающем 7,2 кВт-ч/килогаллон (1,9 кВт-ч/м3 или 6,85 МДж/м3) получаемой в качестве продукта воды.
- 4. Способ по п.3, в котором поток концентрата от узла для электродеионизации смешивают с морской водой выше по потоку относительно первой стадии.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/524,080 US7744760B2 (en) | 2006-09-20 | 2006-09-20 | Method and apparatus for desalination |
PCT/US2007/018815 WO2008036163A2 (en) | 2006-09-20 | 2007-08-27 | Method and apparatus for desalination |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200970300A1 EA200970300A1 (ru) | 2009-10-30 |
EA019880B1 true EA019880B1 (ru) | 2014-07-30 |
Family
ID=38917453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200970300A EA019880B1 (ru) | 2006-09-20 | 2007-08-27 | Способ и устройство для опреснения |
Country Status (17)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7744760B2 (ru) |
EP (1) | EP2074067B1 (ru) |
JP (2) | JP2010504200A (ru) |
KR (1) | KR20090060351A (ru) |
CN (2) | CN104843910B (ru) |
AU (1) | AU2007297818B2 (ru) |
BR (1) | BRPI0718447A2 (ru) |
CA (1) | CA2663906C (ru) |
CL (1) | CL2007002688A1 (ru) |
EA (1) | EA019880B1 (ru) |
ES (1) | ES2792373T3 (ru) |
IL (1) | IL196746A (ru) |
MX (1) | MX2009003025A (ru) |
SG (1) | SG174800A1 (ru) |
TW (1) | TWI430965B (ru) |
WO (1) | WO2008036163A2 (ru) |
ZA (1) | ZA200900630B (ru) |
Families Citing this family (61)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1746680A1 (en) * | 2005-07-20 | 2007-01-24 | Vlaamse Instelling Voor Technologisch Onderzoek (Vito) | Combination of a desalination plant and a salinity gradient power reverse electrodialysis plant and use thereof |
US10213744B2 (en) | 2006-06-13 | 2019-02-26 | Evoqua Water Technologies Llc | Method and system for water treatment |
US10252923B2 (en) | 2006-06-13 | 2019-04-09 | Evoqua Water Technologies Llc | Method and system for water treatment |
US20080067069A1 (en) | 2006-06-22 | 2008-03-20 | Siemens Water Technologies Corp. | Low scale potential water treatment |
MX2010003086A (es) | 2007-09-21 | 2010-08-10 | Siemens Water Tech Corp | Sistema de baja energia y metodo para desalinar agua de mar. |
CA2707214A1 (en) | 2007-11-30 | 2009-06-11 | Siemens Water Technologies Corp. | Systems and methods for water treatment |
BRPI0910988A2 (pt) * | 2008-04-03 | 2019-09-24 | Siemens Water Tech Corp | sistema de energia baixa e método de dessalinização de água do mar |
WO2010096047A2 (en) * | 2008-11-20 | 2010-08-26 | Alion Science And Technology | Filter cleaning method |
US9561471B2 (en) | 2009-05-13 | 2017-02-07 | Carollo Engineers, Inc. | Brine treatment scaling control system and method |
EP2463241A4 (en) * | 2009-08-06 | 2015-03-25 | Sumitomo Electric Industries | WATER PROCESSING DEVICE AND WATER PROCESSING METHOD |
WO2011021420A1 (ja) | 2009-08-21 | 2011-02-24 | 東レ株式会社 | 造水装置 |
CN101671403B (zh) * | 2009-10-20 | 2011-06-15 | 北京威德生物科技有限公司 | 电渗析法用于菊芋或菊苣水提取液的脱盐方法 |
US8191307B2 (en) | 2009-10-21 | 2012-06-05 | Rain Bird Corporation | System and method for harvested water irrigation |
SG181937A1 (en) * | 2009-12-25 | 2012-08-30 | Toray Industries | Water production system and operation method therefor |
KR100944538B1 (ko) * | 2009-12-30 | 2010-03-03 | (주) 오씨아드 | 해수를 이용한 미네랄 함유 고경도 미네랄 워터의 제조방법 |
US20110266207A1 (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-03 | Willard Jr Harold James | Synergy City: a production facility for electrical power, fresh water, and trash processing without the use of nuclear fission, coal or oil |
US20110278225A1 (en) * | 2010-05-03 | 2011-11-17 | Brotech Corp., D/B/A The Purolite Company | Method for purifying water by cyclic ionic exchange |
MX360794B (es) * | 2010-05-24 | 2018-11-16 | Baxter Healthcare S A Star | Sistemas y metodos para remover peroxido de hidrogeno de sistemas de purificacion de agua. |
CN101992134B (zh) * | 2010-09-29 | 2012-08-29 | 周麟 | 一种脱盐用的离子交换树脂的再生方法 |
WO2012054871A2 (en) | 2010-10-22 | 2012-04-26 | Ionic Solutions Ltd. | Apparatus and process for separation and selective recomposition of ions |
US8999171B2 (en) * | 2011-07-18 | 2015-04-07 | Hl Seawater Holdings, Llc | Membrane and electrodialysis based seawater desalination with salt, boron and gypsum recovery |
NZ706041A (en) * | 2011-08-17 | 2019-06-28 | Silvester Pereira | Process and system for producing sodium chloride brine |
US9090491B2 (en) | 2011-09-02 | 2015-07-28 | Saline Water Desalination Research Institute | Removal of boron from saline water using alkalized NF membrane pretreatment |
US20130056417A1 (en) * | 2011-09-02 | 2013-03-07 | Saline Water Desalination Research Institute | Removal of boron from saline water using alkalized nf membrane pretreatment |
WO2013037047A1 (en) * | 2011-09-15 | 2013-03-21 | Saltworks Technologies Inc. | Method, apparatus and system for desalinating saltwater |
US9339765B2 (en) * | 2011-09-16 | 2016-05-17 | General Electric Company | Electrodialysis method and apparatus for passivating scaling species |
WO2013049572A1 (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | Siemens Pte. Ltd. | Electrochemical desalination for oil recovery |
JP5862167B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2016-02-16 | 栗田工業株式会社 | 閉鎖系空間用の水回収装置 |
US20130126353A1 (en) * | 2011-11-17 | 2013-05-23 | General Electric Company | Electrodialysis with ion exchange and bi-polar electrodialysis |
CN102633389A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-08-15 | 中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所 | 处理反渗透浓水获得淡水的方法及设备 |
CN102690009A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-09-26 | 南昌大学 | 一种采用电去离子除硼的海水淡化系统 |
AU2012297568B2 (en) * | 2012-08-16 | 2018-04-05 | Pereira, Silvester | Process and system for producing sodium chloride brine |
WO2014110425A2 (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-17 | Cath Tzahi Y | Water reuse system and method |
US20160096141A1 (en) * | 2013-04-18 | 2016-04-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Water treatment system |
CA2893345C (en) * | 2013-07-29 | 2017-01-24 | Saltworks Technologies Inc. | Hybrid electrochemical softening desalination system and method |
KR101389450B1 (ko) * | 2013-08-08 | 2014-04-25 | 한국전력공사 | 담수화 장치 및 이를 이용한 담수화 방법 |
CN103551037B (zh) * | 2013-10-23 | 2015-09-09 | 长沙赛恩斯环保科技有限公司 | 污酸中酸分离浓缩方法 |
EP3062915A4 (en) * | 2013-11-01 | 2017-08-16 | Wood Stone Corporation | Apparatuses and methods for conditioning water, and systems and processes incorporating same |
US10370275B2 (en) * | 2013-11-25 | 2019-08-06 | Enviro Water Minerals Company, Inc. | System for removing minerals from a brine |
TWI487671B (zh) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | Ind Tech Res Inst | 廢水處理系統與廢水處理方法 |
CN104370405B (zh) * | 2014-10-27 | 2016-04-13 | 浙江开创环保科技股份有限公司 | 一种高硬度高盐分废水零排放的处理方法 |
US10391456B2 (en) * | 2015-02-06 | 2019-08-27 | Gas Technology Institute | Electrolyte chemistry and improved stack performance in high brine concentration electrodialysis |
US9938162B2 (en) | 2015-02-26 | 2018-04-10 | Shaker A. REDA | System, method, and apparatus for water desalination |
US9988284B2 (en) | 2015-02-26 | 2018-06-05 | Shaker Ahmed REDA | System, method, and apparatus for water desalination |
CN105060575B (zh) * | 2015-07-17 | 2018-12-07 | 江苏省科建成套设备有限公司 | 一种耦合反电渗析与电渗析的海水淡化方法 |
US20180221827A1 (en) * | 2015-08-10 | 2018-08-09 | Aquatech International, Llc | Method and apparatus for mitigating bio fouling in reverse osmosis membranes |
CA3006319A1 (en) * | 2016-01-25 | 2017-08-03 | Kurion, Inc. | System and method for manipulation of ion concentration to maximize efficiency of ion exchange |
CN106045137A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-10-26 | 蔡雄 | 一种海水淡化方法及海水淡化系统 |
JP6730898B2 (ja) * | 2016-09-27 | 2020-07-29 | オルガノ株式会社 | 電気式脱イオン水製造装置およびその運転方法 |
AU2018266639B2 (en) * | 2017-05-08 | 2024-03-28 | Evoqua Water Technologies Llc | Water treatment of sodic, high salinity, or high sodium waters for agricultural applications |
IL272679B2 (en) * | 2017-08-21 | 2023-09-01 | Evoqua Water Tech Llc | Brine treatment for agricultural and drinking purposes |
SG11202007723UA (en) * | 2018-02-27 | 2020-09-29 | Evoqua Water Tech Llc | Regulation of process stream composition for improved electrolyzer performance |
US11515552B2 (en) * | 2018-03-22 | 2022-11-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Catalyst laminate, membrane electrode assembly, electrochemical cell, stack, water electrolyzer, and hydrogen utilizing system |
DE102018005796A1 (de) * | 2018-07-23 | 2020-01-23 | Krones Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Anreicherung von Silikat in Trinkwasser |
JP7520815B2 (ja) * | 2018-10-09 | 2024-07-23 | エヴォクア ウォーター テクノロジーズ エルエルシー | 高度回収電気透析法 |
WO2020112719A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Massachusetts Institute Of Technology | Multi-stage ion separator with recirculation |
US11385160B2 (en) | 2020-02-28 | 2022-07-12 | Saudi Arabian Oil Company | System and method for dynamic measurement of streaming potential in a core plug |
JP2023549031A (ja) * | 2020-11-09 | 2023-11-22 | カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー | 海洋水からco2を回収するための電気透析装置および電気透析システム |
CN113461109B (zh) * | 2021-08-02 | 2022-07-26 | 广东工业大学 | 一种可调控脱盐率的多级反渗透工艺及系统 |
CN114538577B (zh) * | 2022-02-25 | 2022-11-29 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所九江分部 | 一种电渗析与电去离子联合应用设备 |
CN114436377B (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-08 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种用于饮用水目标离子选择性去除的电渗析设备与方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1075868A2 (en) * | 1999-08-11 | 2001-02-14 | Kurita Water Industries Ltd. | Electrodeionization apparatus and pure water producing apparatus |
WO2004013048A2 (en) * | 2002-08-02 | 2004-02-12 | University Of South Carolina | Production of purified water and high value chemicals from salt water |
WO2005113120A1 (en) * | 2004-05-07 | 2005-12-01 | Ge Mobile Water, Inc. | Water purification system and method using reverse osmosis reject stream in an electrodeionization unit |
US20050263457A1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-01 | Wilkins Frederick C | Water treatment system and process |
WO2006031732A2 (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | University Of South Carolina | Water desalination process and apparatus |
US20060091077A1 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-04 | Ecolochem, Inc. | Concentrate recycle loop with filtration module |
Family Cites Families (304)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2514415A (en) | 1946-02-27 | 1950-07-11 | Carl H Rasch | Storage battery paste with ion exchange expander |
US2681320A (en) | 1950-12-23 | 1954-06-15 | Rohm & Haas | Permselective films of cationexchange resins |
US2681319A (en) | 1951-01-10 | 1954-06-15 | Rohm & Haas | Permselective films of anionexchange resins |
US2815320A (en) | 1953-10-23 | 1957-12-03 | Kollsman Paul | Method of and apparatus for treating ionic fluids by dialysis |
GB776469A (en) | 1953-12-17 | 1957-06-05 | Tno | Process and apparatus for the electrolytic deionisation of salt-containing liquids |
US2854394A (en) | 1954-11-01 | 1958-09-30 | Kollsman Paul | Method of and apparatus for fractionation by electrodialysis |
NL95176C (ru) | 1955-07-30 | |||
US2788319A (en) * | 1956-02-07 | 1957-04-09 | Clayton Manufacturing Co | Ion exchange method and apparatus |
US2794777A (en) | 1956-08-27 | 1957-06-04 | Clayton Manufacturing Co | Electrolytic deionization |
US3296112A (en) | 1957-07-16 | 1967-01-03 | Kollsman Paul | Method of modifying the chemical composition of substances by ion transfer |
GB877239A (en) | 1957-12-24 | 1961-09-13 | Permutit Co Ltd | Improvements relating to electrodialytic cells |
GB879181A (en) * | 1958-02-03 | 1961-10-04 | Permutit Co Ltd | Improvements relating to the removal of dissolved solids from liquids |
GB882601A (en) | 1958-05-07 | 1961-11-15 | Permutit Co Ltd | Improvements relating to the treatment of aqueous liquids by electro-dialysis |
GB880344A (en) | 1958-06-19 | 1961-10-18 | Permutit Co Ltd | Improvements relating to electrodialytic cells |
US3074864A (en) * | 1959-04-21 | 1963-01-22 | Gen Electric | Methods of and apparatus for demineralizing raw water |
GB893051A (en) | 1959-04-30 | 1962-04-04 | John Thompson Kennicott Ltd | Improvements in or relating to an electrodialysis apparatus |
GB942762A (en) | 1960-05-13 | 1963-11-27 | John Thompson Kennicott Ltd | A method of packing a receptacle with comminuted material |
US3099615A (en) | 1961-02-13 | 1963-07-30 | Kollsman Paul | Electrodialysis involving periodic current reversal |
DE1225569B (de) | 1961-05-20 | 1966-09-22 | Paul Dosch | Verfahren und Vorrichtung zum Wasserenthaerten fuer Wasch- und Geschirrspuelmaschinen |
NL288721A (ru) | 1962-02-19 | |||
US3165460A (en) * | 1962-04-11 | 1965-01-12 | American Mach & Foundry | Electrolytic acid generator |
GB1048026A (en) | 1962-05-04 | 1966-11-09 | American Mach & Foundry | Ion exchange materials |
NL294289A (ru) | 1962-06-20 | |||
DE1201055B (de) | 1962-09-27 | 1965-09-16 | Wolfen Filmfab Veb | Verfahren zur Herstellung heterogener Ionen-austauschermembranen |
US3341441A (en) | 1964-01-07 | 1967-09-12 | Ionics | Method for preventing scale buildup during electrodialysis operation |
US3291713A (en) | 1964-05-27 | 1966-12-13 | Ionics | Removal of weakly basic substances from solution by electrodeionization |
GB1137679A (en) | 1965-02-24 | 1968-12-27 | Wallace Tiernan Inc | Procedures and apparatus for electrodialytic treatment of liquids |
FR1547493A (fr) | 1967-07-25 | 1968-11-29 | Perfectionnements apportés aux moyens pour enlever des ions d'une solution | |
US3375208A (en) * | 1967-07-26 | 1968-03-26 | Esb Inc | Method for preparing a microporous thermoplastic resin material |
US3630378A (en) | 1968-05-24 | 1971-12-28 | Dow Chemical Co | Novel water treating and storage apparatus |
US3627703A (en) | 1968-10-31 | 1971-12-14 | Mitsubishi Petrochemical Co | Polypropylene resin composites and production thereof |
US3645884A (en) * | 1969-07-10 | 1972-02-29 | Edwin R Gilliland | Electrolytic ion exchange apparatus |
US3639231A (en) * | 1970-11-13 | 1972-02-01 | Bresler And Associates Inc | Desalination process |
JPS4916189B1 (ru) * | 1970-12-23 | 1974-04-20 | ||
US3755135A (en) | 1971-01-20 | 1973-08-28 | A Johnson | Electric demineralizing apparatus |
US3989615A (en) | 1971-07-06 | 1976-11-02 | Nippon Soda Company Limited | Diaphragm process electrolytic cell |
BE794634A (fr) | 1972-01-28 | 1973-07-26 | Rhone Poulenc Sa | Appareil separateur a membranes |
JPS5112313B2 (ru) * | 1972-09-01 | 1976-04-17 | ||
US3869376A (en) * | 1973-05-14 | 1975-03-04 | Alvaro R Tejeda | System for demineralizing water by electrodialysis |
JPS532160B2 (ru) | 1973-08-17 | 1978-01-25 | ||
US3870033A (en) * | 1973-11-30 | 1975-03-11 | Aqua Media | Ultra pure water process and apparatus |
US4089758A (en) * | 1974-05-24 | 1978-05-16 | Imperial Chemical Industries Limited | Electrolytic process |
US4167551A (en) | 1974-10-21 | 1979-09-11 | Mitsubishi Petrochemical Company Limited | Process for the production of an ion exchange membrane |
CH586059A5 (ru) | 1974-11-29 | 1977-03-31 | Yeda Res & Dev | |
US4032452A (en) | 1975-11-13 | 1977-06-28 | Sybron Corporation | Electrically regenerated ion exchange system |
US4130473A (en) | 1976-03-05 | 1978-12-19 | Eddleman William L | Electrode structure for use in metal in exchange apparatus useful in purifying spent acids and the like |
US4116889A (en) | 1976-08-19 | 1978-09-26 | Allied Chemical Corporation | Bipolar membranes and method of making same |
US4119581A (en) | 1977-02-23 | 1978-10-10 | California Institute Of Technology | Membrane consisting of polyquaternary amine ion exchange polymer network interpenetrating the chains of thermoplastic matrix polymer |
DE2708240A1 (de) | 1977-02-25 | 1978-08-31 | Siemens Ag | Verfahren und vorrichtung zur wasserenthaertung |
US4191811A (en) * | 1977-03-01 | 1980-03-04 | Ionics, Incorported | Ion exchange membranes based upon polyphenylene sulfide and fluorocarbon polymeric binder |
IL52758A0 (en) | 1977-08-16 | 1977-10-31 | Yeda Res & Dev | Improved device for electrodialysis |
IL52757A0 (en) | 1977-08-16 | 1977-10-31 | Yeda Res & Dev | Dimensionally stable ion exchange membranes for electrodialysis |
DE2739335B2 (de) | 1977-09-01 | 1980-01-10 | Blutspendedienst Der Landesverbaende Des Deutschen Roten Kreuzes Niedersachsen, Oldenburg Und Bremen Gemeinnuetzige Gmbh, 3257 Springe | Verfahren zur Gewinnung von keim- und teilchenfreiem Wasser fur medizinische Injektionen und für technische Zwecke |
US4153761A (en) * | 1978-04-21 | 1979-05-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method of removing foulants from ion exchange resins |
JPS5512141A (en) | 1978-07-13 | 1980-01-28 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Manufacturing of ion exchange membrane |
US4197206A (en) * | 1978-09-13 | 1980-04-08 | Karn William S | Heat sealable ion permeable membranes |
US4228000A (en) | 1979-01-08 | 1980-10-14 | Hoeschler Frank A | Water treatment apparatus with means for automatic disinfection thereof |
US4374232A (en) * | 1979-01-26 | 1983-02-15 | Gelman Sciences Inc. | Graft copolymer membrane and processes of manufacturing and using the same |
US4216073A (en) | 1979-05-29 | 1980-08-05 | Ionics Inc. | Ion exchange resin containing activated carbon |
US4321145A (en) * | 1980-06-11 | 1982-03-23 | Carlson Lee G | Ion exchange treatment for removing toxic metals and cyanide values from waste waters |
US4330654A (en) * | 1980-06-11 | 1982-05-18 | The Dow Chemical Company | Novel polymers having acid functionality |
US4358545A (en) | 1980-06-11 | 1982-11-09 | The Dow Chemical Company | Sulfonic acid electrolytic cell having flourinated polymer membrane with hydration product less than 22,000 |
US4298442A (en) | 1980-08-04 | 1981-11-03 | Ionics, Incorporated | Electrodialysis process for silica removal |
US4430226A (en) * | 1981-03-09 | 1984-02-07 | Millipore Corporation | Method and apparatus for producing ultrapure water |
US4465573A (en) | 1981-05-12 | 1984-08-14 | Hare Harry M O | Method and apparatus for the purification of water |
SU990256A1 (ru) | 1981-08-05 | 1983-01-23 | Институт Твердого Тела И Переработки Минерального Сырья Со Ан Ссср | Ионообменна мембрана |
WO1983003984A1 (en) | 1982-05-13 | 1983-11-24 | Gerhard Kunz | Method for the treatment of a liquid phase, particularly method for desalting aqueous solutions, as well as device for its implementation |
SU1118389A1 (ru) | 1982-10-05 | 1984-10-15 | Предприятие П/Я М-5885 | Электродиализатор |
DE3238280A1 (de) | 1982-10-15 | 1984-04-19 | Hans-Wilhelm Prof. Dr.-Ing. 1000 Berlin Lieber | Verfahren zum entsalzen von loesungen |
US4505797A (en) * | 1983-03-24 | 1985-03-19 | Ionics, Incorporated | Ion-exchange membranes reinforced with non-woven carbon fibers |
US4473450A (en) | 1983-04-15 | 1984-09-25 | Raychem Corporation | Electrochemical method and apparatus |
US4599179A (en) * | 1983-07-12 | 1986-07-08 | Pincon Andrew J | Method and apparatus for treating septic system with radiation activated fluid |
US4636296A (en) * | 1983-08-18 | 1987-01-13 | Gerhard Kunz | Process and apparatus for treatment of fluids, particularly desalinization of aqueous solutions |
US4775480A (en) * | 1983-10-18 | 1988-10-04 | Gnb Incorporated | Membrane processes for treatment of and recovery of components from kraft black liquors |
JPS60132693A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-15 | Nippon Paint Co Ltd | 脱イオン装置 |
US4610790A (en) | 1984-02-10 | 1986-09-09 | Sterimatics Company Limited Partnership | Process and system for producing sterile water and sterile aqueous solutions |
US4574049B1 (en) * | 1984-06-04 | 1999-02-02 | Ionpure Filter Us Inc | Reverse osmosis system |
DE3423653A1 (de) | 1984-06-27 | 1986-01-09 | Gerhard K. Dipl.-Chem. Dr.-Ing. 5628 Heiligenhaus Kunz | Verfahren und vorrichtung zum zudosieren von ionen in fluessigkeiten, insbesondere waessriger loesungen |
US4925541B1 (en) * | 1984-07-09 | 1994-08-02 | Millipore Corp | Electrodeionization apparatus and method |
US4931160A (en) | 1987-05-11 | 1990-06-05 | Millipore Corporation | Electrodeionization method and apparatus |
US5154809A (en) | 1984-07-09 | 1992-10-13 | Millipore Corporation | Process for purifying water |
DE3568946D1 (en) | 1984-07-09 | 1989-04-27 | Millipore Corp | Improved electrodeionization apparatus and method |
USRE35741E (en) * | 1984-07-09 | 1998-03-10 | Millipore Corporation | Process for purifying water |
US4956071A (en) | 1984-07-09 | 1990-09-11 | Millipore Corporation | Electrodeionization apparatus and module |
US4599178A (en) * | 1984-07-16 | 1986-07-08 | Shell Oil Company | Recovery of glycerine from saline waters |
GB8513114D0 (en) | 1985-05-23 | 1985-06-26 | Ici Plc | Membranes |
US4614576A (en) | 1985-10-22 | 1986-09-30 | Ionics, Incorporated | Microliter scale electrodialysis apparatus |
US4671863A (en) | 1985-10-28 | 1987-06-09 | Tejeda Alvaro R | Reversible electrolytic system for softening and dealkalizing water |
ZA87553B (en) | 1986-01-31 | 1988-03-30 | Water Res Commission | Dewatering slurries |
US4661411A (en) * | 1986-02-25 | 1987-04-28 | The Dow Chemical Company | Method for depositing a fluorocarbonsulfonic acid polymer on a support from a solution |
DE3767359D1 (de) * | 1986-05-16 | 1991-02-21 | Electroplating Eng | Verfahren und geraet zur wiedergewinnung einer edelmetallverbindung. |
EP0253119A3 (en) | 1986-06-13 | 1989-07-19 | Asahi Glass Company Ltd. | Ion exchange membrane for electrolysis |
US4707240A (en) | 1986-09-15 | 1987-11-17 | Ionics Incorporated | Method and apparatus for improving the life of an electrode |
US4753681A (en) | 1986-09-30 | 1988-06-28 | Millipore Corporation | Method for defouling electrodeionization apparatus |
US4747929A (en) * | 1986-10-01 | 1988-05-31 | Millipore Corporation | Depletion compartment and spacer construction for electrodeionization apparatus |
US4804451A (en) * | 1986-10-01 | 1989-02-14 | Millipore Corporation | Depletion compartment for deionization apparatus and method |
US4751153A (en) | 1987-01-02 | 1988-06-14 | Continental Can Company, Inc. | Frame for a cell construction |
US4747955A (en) * | 1987-04-13 | 1988-05-31 | The Graver Company | Purification of liquids with treated polyester fibers |
US4808287A (en) * | 1987-12-21 | 1989-02-28 | Hark Ernst F | Water purification process |
US4849102A (en) | 1988-05-31 | 1989-07-18 | Filtron Technology Corporation | Bidirectional ultrafiltration apparatus |
US4969983A (en) | 1988-07-11 | 1990-11-13 | Ionics, Incorporated | Apparatus and process for the removal of acidic and basic gases from fluid mixtures using bipolar membranes |
US4871431A (en) | 1988-07-11 | 1989-10-03 | Ionics, Incorporated | Apparatus for the removal of dissolved solids from liquids using bipolar membranes |
US4915803A (en) * | 1988-09-26 | 1990-04-10 | The Dow Chemical Company | Combination seal and frame cover member for a filter press type electrolytic cell |
US4964970A (en) | 1988-10-05 | 1990-10-23 | Hoh Water Technology Corp. | Compact low volume water purification apparatus |
US4983267A (en) * | 1988-10-18 | 1991-01-08 | Innova/Pure Water, Inc. | Water deionization and contaminants removal or degradation |
CN1021828C (zh) | 1989-01-24 | 1993-08-18 | 上海市合成树脂研究所 | 异相离子交换膜连续制备方法 |
DE3903024A1 (de) * | 1989-02-02 | 1990-08-16 | Hoechst Ag | Verfahren zur entsalzung von loesemittelhaltigen elektrolytloesungen durch elektrodialyse |
US5489370A (en) * | 1989-05-08 | 1996-02-06 | Ionex | Removal of ions from a bulk source by electropotential ion transport using a host receptor matrix |
US5254227A (en) | 1989-06-16 | 1993-10-19 | Olin Corporation | Process for removing catalyst impurities from polyols |
US5026465A (en) | 1989-08-03 | 1991-06-25 | Ionics, Incorporated | Electrodeionization polarity reversal apparatus and process |
US5116509A (en) * | 1989-09-08 | 1992-05-26 | Millipore Corporation | Electrodeionization and ultraviolet light treatment method for purifying water |
JPH0647105B2 (ja) | 1989-12-19 | 1994-06-22 | 株式会社荏原総合研究所 | 純水又は超純水の精製方法及び装置 |
US5106465A (en) * | 1989-12-20 | 1992-04-21 | Olin Corporation | Electrochemical process for producing chlorine dioxide solutions from chlorites |
US5092970A (en) * | 1989-12-20 | 1992-03-03 | Olin Corporation | Electrochemical process for producing chlorine dioxide solutions from chlorites |
US5084148A (en) * | 1990-02-06 | 1992-01-28 | Olin Corporation | Electrochemical process for producing chloric acid - alkali metal chlorate mixtures |
US5066375A (en) | 1990-03-19 | 1991-11-19 | Ionics, Incorporated | Introducing and removing ion-exchange and other particulates from an assembled electrodeionization stack |
US5203976A (en) * | 1990-03-19 | 1993-04-20 | Ionics, Incorporated | Introducing and removing ion-exchange and other particulates rom an assembled electrodeionization stack |
US5120416A (en) | 1990-03-19 | 1992-06-09 | Ionics, Incorporated | Introducing and removing ion-exchange and other particulates from an assembled electrodeionization stack |
US5196115A (en) * | 1990-04-23 | 1993-03-23 | Andelman Marc D | Controlled charge chromatography system |
US5192432A (en) * | 1990-04-23 | 1993-03-09 | Andelman Marc D | Flow-through capacitor |
DE4016000C2 (de) | 1990-05-18 | 1993-10-21 | Hager & Elsaesser | Vorrichtung zur Aufbereitung von metallhaltigen Flüssigkeiten durch Ionenaustausch und gleichzeitige oder periodische Regenerierung des Ionenaustauscherharzes durch Elektrodialyse |
US5032265A (en) | 1990-06-20 | 1991-07-16 | Millipore Corporation | Method and system for producing sterile aqueous solutions |
FR2666245B1 (fr) | 1990-08-31 | 1992-10-23 | Lyonnaise Eaux | Procede de commande des modes de fonctionnement d'un appareil automatique de filtration d'eau sur membranes tubulaires. |
US5126026A (en) | 1990-09-28 | 1992-06-30 | Allied-Signal Inc. | Guard membranes for use in electrodialysis cells |
FR2668077B1 (fr) | 1990-10-22 | 1992-12-04 | Commissariat Energie Atomique | Membrane d'osmose inverse ou de nanofiltration et son procede de fabrication. |
US5082472A (en) * | 1990-11-05 | 1992-01-21 | Mallouk Robert S | Composite membrane for facilitated transport processes |
JP3009221B2 (ja) * | 1990-12-17 | 2000-02-14 | ユー・エス・フィルター/アイオンピュア・インコーポレーテッド | 電気脱イオン化装置 |
USH1206H (en) | 1991-01-24 | 1993-07-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Cascade crossflow tower |
US5176828A (en) * | 1991-02-04 | 1993-01-05 | Millipore Corporation | Manifold segment stack with intermediate feed manifold |
US5128043A (en) | 1991-02-13 | 1992-07-07 | Wildermuth Glen W | Method and apparatus for purifying liquids |
EP0503651B1 (en) * | 1991-03-13 | 1995-08-23 | Ebara Corporation | Electrically regenerable demineralizing apparatus |
IL97543A (en) | 1991-03-14 | 1994-11-11 | Yeda Res & Dev | Electrodialysis reversal process and apparatus with bipolar membranes for hard-water softening |
US5259936A (en) | 1991-06-19 | 1993-11-09 | Millipore Corporation | Purified ion exchange resins and process |
US5211823A (en) * | 1991-06-19 | 1993-05-18 | Millipore Corporation | Process for purifying resins utilizing bipolar interface |
US5158683A (en) * | 1991-09-03 | 1992-10-27 | Ethyl Corporation | Bromide separation and concentration using semipermeable membranes |
EP0531999A1 (en) * | 1991-09-11 | 1993-03-17 | Asahi Glass Company Ltd. | Method for producing an acid and/or alkali metal hydroxide |
JPH05262902A (ja) | 1992-03-23 | 1993-10-12 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | イオン交換膜の製造方法 |
US5316740A (en) | 1992-03-26 | 1994-05-31 | Los Alamos Technical Associates, Inc. | Electrolytic cell for generating sterilization solutions having increased ozone content |
US5250185A (en) * | 1992-05-01 | 1993-10-05 | Texaco Inc. | Reducing aqueous boron concentrations with reverse osmosis membranes operating at a high pH |
EP0570341B1 (de) | 1992-05-15 | 1996-09-18 | Christ AG | Vorrichtung zur kontinuierlichen elektrochemischen Entsalzung wässriger Lösungen |
US5166220A (en) | 1992-06-01 | 1992-11-24 | Mcmahon John M | Water softening process |
FR2692882B1 (fr) * | 1992-06-29 | 1994-10-07 | Trailigaz | Procédé de traitement, notamment d'eaux à potabiliser, à l'ozone. Installation pour la mise en Óoeuvre du procédé. |
US5358640A (en) | 1992-07-20 | 1994-10-25 | Nalco Chemical Company | Method for inhibiting scale formation and/or dispersing iron in reverse osmosis systems |
US5292422A (en) * | 1992-09-15 | 1994-03-08 | Ip Holding Company | Modules for electrodeionization apparatus |
US5346924B1 (en) | 1992-09-23 | 2000-04-25 | Ionpure Techn Corp | Heterogenous ion exchange materials comprising polyethylene of linear low density or high density high molecular weight |
US5244579A (en) | 1992-10-09 | 1993-09-14 | Zenon Environmental Inc. | Transportable reverse osmosis water purification unit |
DE4238532A1 (de) | 1992-11-14 | 1994-05-19 | Kunz Gerhard K | Verfahren und Vorrichtung zum Entsalzen wäßriger Lösungen mittels Ionenaustauschermassen |
US5346624A (en) | 1993-01-11 | 1994-09-13 | The Graver Company | Method and apparatus for treatment of aqueous solutions |
US5254257A (en) * | 1993-01-19 | 1993-10-19 | Culligan International Company | Reclaiming of spent brine |
US5356849A (en) | 1993-01-21 | 1994-10-18 | Calgon Carbon Corporation | Catalytic carbon |
US5444031A (en) | 1993-01-21 | 1995-08-22 | Calgon Carbon Corporation | Process for making catalytic carbon |
JP2751090B2 (ja) | 1993-04-21 | 1998-05-18 | 日本錬水株式会社 | 純水製造装置 |
US5538611A (en) | 1993-05-17 | 1996-07-23 | Marc D. Andelman | Planar, flow-through, electric, double-layer capacitor and a method of treating liquids with the capacitor |
US6402916B1 (en) | 1993-10-27 | 2002-06-11 | Richard L. Sampson | Electrolytic process and apparatus controlled regeneration of modified ion exchangers to purify aqueous solutions and adjust ph |
US5434020A (en) | 1993-11-15 | 1995-07-18 | The Regents Of The University Of California | Continuous-feed electrochemical cell with nonpacking particulate electrode |
US5411641A (en) * | 1993-11-22 | 1995-05-02 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Electrochemical conversion of anhydrous hydrogen halide to halogen gas using a cation-transporting membrane |
JP3187629B2 (ja) | 1993-12-16 | 2001-07-11 | オルガノ株式会社 | 逆浸透膜処理方法 |
US5460728A (en) | 1993-12-21 | 1995-10-24 | Shell Oil Company | Method for inhibiting the plugging of conduits by gas hydrates |
US5518626A (en) * | 1993-12-23 | 1996-05-21 | United Technologies Corporation | Process employing thermally sterilizable aqueous polishing agents |
US6110375A (en) * | 1994-01-11 | 2000-08-29 | Millipore Corporation | Process for purifying water |
DE69522483T2 (de) * | 1994-03-01 | 2002-04-25 | Mitsubishi Chemical Corp., Tokio/Tokyo | Methode zur Demineralisierung von Wasser oder einer wässerigen Flüssigkeit |
IL109240A (en) * | 1994-04-07 | 1998-02-22 | Yeda Res & Dev | Ion exchange membranes |
US5503729A (en) | 1994-04-25 | 1996-04-02 | Ionics Incorporated | Electrodialysis including filled cell electrodialysis (electrodeionization) |
EP0683136A3 (en) | 1994-05-06 | 1998-05-13 | AEA Technology plc | Silver removal |
US5584981A (en) | 1994-05-06 | 1996-12-17 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Electrochemical deionization |
DE69522035T2 (de) | 1994-05-06 | 2002-06-06 | Accentus Plc, Didcot | Elektrochemische Deionisation |
US5451309A (en) | 1994-05-09 | 1995-09-19 | B&W Nuclear Technologies, Inc. | Ion exchange resin regeneration apparatus |
DE69531800T2 (de) | 1994-05-20 | 2004-07-15 | United States Filter Corp., Palm Desert | Vorrichtung and Verfahren zur elektrischen Entionisierung mit Polaritätsumschaltung und Doppelumschaltung |
US5425858A (en) | 1994-05-20 | 1995-06-20 | The Regents Of The University Of California | Method and apparatus for capacitive deionization, electrochemical purification, and regeneration of electrodes |
DE4418812C2 (de) | 1994-05-30 | 1999-03-25 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Einfach- und Mehrfachelektrolysezellen sowie Anordnungen davon zur Entionisierung von wäßrigen Medien |
US5460725A (en) | 1994-06-21 | 1995-10-24 | The Dow Chemical Company | Polymeric adsorbents with enhanced adsorption capacity and kinetics and a process for their manufacture |
US5538655A (en) | 1994-06-29 | 1996-07-23 | Arthur D. Little, Inc. | Molecular complexes for use as electrolyte components |
US5520816A (en) | 1994-08-18 | 1996-05-28 | Kuepper; Theodore A. | Zero waste effluent desalination system |
US5458787A (en) | 1994-10-27 | 1995-10-17 | Uop | Extraction of certain metal cations from aqueous solutions |
US5599614A (en) * | 1995-03-15 | 1997-02-04 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Integral composite membrane |
US5547551A (en) | 1995-03-15 | 1996-08-20 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Ultra-thin integral composite membrane |
JP3489922B2 (ja) * | 1994-12-22 | 2004-01-26 | 日東電工株式会社 | 高透過性複合逆浸透膜の製造方法 |
MY113226A (en) | 1995-01-19 | 2001-12-31 | Asahi Glass Co Ltd | Porous ion exchanger and method for producing deionized water |
US5635071A (en) * | 1995-01-20 | 1997-06-03 | Zenon Airport Enviromental, Inc. | Recovery of carboxylic acids from chemical plant effluents |
US5591344A (en) * | 1995-02-13 | 1997-01-07 | Aksys, Ltd. | Hot water disinfection of dialysis machines, including the extracorporeal circuit thereof |
JPH11502764A (ja) * | 1995-03-23 | 1999-03-09 | アイオニクス インコーポレイテッド | 電気透析を含めた膜処理の改良 |
US5783050A (en) | 1995-05-04 | 1998-07-21 | Eltech Systems Corporation | Electrode for electrochemical cell |
US5766479A (en) | 1995-08-07 | 1998-06-16 | Zenon Environmental Inc. | Production of high purity water using reverse osmosis |
US5670053A (en) | 1995-08-07 | 1997-09-23 | Zenon Environmental, Inc. | Purification of gases from water using reverse osmosis |
US5762421A (en) | 1995-10-25 | 1998-06-09 | Grayling Industries, Inc. | Reusable bulk bag with liner |
DE19542475C2 (de) | 1995-11-15 | 1999-10-28 | Ballard Power Systems | Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle sowie Verfahren zur Herstellung einer Verteilerplatte für eine solche Zelle |
JP3518112B2 (ja) | 1995-12-06 | 2004-04-12 | 東京瓦斯株式会社 | 燃料電池の水処理装置 |
JP3426072B2 (ja) * | 1996-01-17 | 2003-07-14 | オルガノ株式会社 | 超純水製造装置 |
GB9602625D0 (en) * | 1996-02-09 | 1996-04-10 | Clegg Water Conditioning Inc | Modular apparatus for the demineralisation of liquids |
CN1080594C (zh) | 1996-03-21 | 2002-03-13 | 旭硝子株式会社 | 制造去离子水的方法和设备 |
JP2887105B2 (ja) * | 1996-04-24 | 1999-04-26 | 幸子 林 | 飲料水および塩の製造方法および製造装置 |
US5593563A (en) * | 1996-04-26 | 1997-01-14 | Millipore Corporation | Electrodeionization process for purifying a liquid |
US6248226B1 (en) | 1996-06-03 | 2001-06-19 | Organo Corporation | Process for producing deionized water by electrodeionization technique |
RO114874B1 (ro) | 1996-06-21 | 1999-08-30 | Sc Ind Etans Srl | PROCEDEU DE REALIZARE DE PLACI SUPORT PENTRU ELEMENT FILTRANT Șl REȚEA DE DISTRIBUIRE PENTRU FLUIDE VEHICULATE ALE FILTRULUI PENTRU MICRO Șl ULTRAFILTRARE, Șl MATRITE PENTRU REALIZAREA LOR |
US6537456B2 (en) * | 1996-08-12 | 2003-03-25 | Debasish Mukhopadhyay | Method and apparatus for high efficiency reverse osmosis operation |
US5925255A (en) * | 1997-03-01 | 1999-07-20 | Mukhopadhyay; Debasish | Method and apparatus for high efficiency reverse osmosis operation |
US5944999A (en) * | 1996-09-03 | 1999-08-31 | Nate International | Modular filtration system |
US5868915A (en) * | 1996-09-23 | 1999-02-09 | United States Filter Corporation | Electrodeionization apparatus and method |
CA2186963C (en) * | 1996-10-01 | 1999-03-30 | Riad A. Al-Samadi | High water recovery membrane purification process |
JPH10128338A (ja) | 1996-10-29 | 1998-05-19 | Ebara Corp | 電気再生式連続脱塩装置のスケール析出防止方法及び装置 |
US5762774A (en) | 1996-12-20 | 1998-06-09 | Glegg Water Conditioning, Inc. | Apparatus for the purification of liquids and a method of manufacturing and of operating same |
US5788826A (en) | 1997-01-28 | 1998-08-04 | Pionetics Corporation | Electrochemically assisted ion exchange |
US6267891B1 (en) | 1997-03-03 | 2001-07-31 | Zenon Environmental Inc. | High purity water production using ion exchange |
US6258278B1 (en) | 1997-03-03 | 2001-07-10 | Zenon Environmental, Inc. | High purity water production |
US6080316A (en) | 1997-03-03 | 2000-06-27 | Tonelli; Anthony A. | High resistivity water production |
SE514350C2 (sv) * | 1997-04-07 | 2001-02-12 | Resemino System Ab | Metod för affischering samt för metoden anpassat system för affischering |
JPH10277557A (ja) | 1997-04-10 | 1998-10-20 | Asahi Glass Co Ltd | 脱イオン水製造装置 |
US5925240A (en) | 1997-05-20 | 1999-07-20 | United States Filter Corporation | Water treatment system having dosing control |
US5868944A (en) * | 1997-06-19 | 1999-02-09 | Oxygen8, Inc. | Oxygenated water cooler |
US6780328B1 (en) * | 1997-06-20 | 2004-08-24 | Li Zhang | Fluid purification devices and methods employing deionization followed by ionization followed by deionization |
US6146524A (en) | 1997-09-15 | 2000-11-14 | Story; Craig W. | Multi-stage ozone injection water treatment system |
US6508936B1 (en) * | 1997-10-01 | 2003-01-21 | Saline Water Conversion Corporation | Process for desalination of saline water, especially water, having increased product yield and quality |
CN1136153C (zh) * | 1997-10-23 | 2004-01-28 | 星崎电机株式会社 | 电解水生成装置 |
US5971368A (en) | 1997-10-29 | 1999-10-26 | Fsi International, Inc. | System to increase the quantity of dissolved gas in a liquid and to maintain the increased quantity of dissolved gas in the liquid until utilized |
FI103106B1 (fi) | 1997-11-12 | 1999-04-30 | Amsco Europ Inc Suomen Sivulii | Menetelmä ja laite puhtaan veden tuottamiseksi |
KR100299139B1 (ko) | 1997-12-31 | 2001-11-14 | 윤종용 | 데시메이션여파기장치및방법 |
US6402917B1 (en) | 1998-02-09 | 2002-06-11 | Otv Societe Anonyme | Electrodialysis apparatus |
US6190528B1 (en) * | 1998-03-19 | 2001-02-20 | Xiang Li | Helical electrodeionization apparatus |
US6099716A (en) | 1998-05-26 | 2000-08-08 | Proton Energy Systems, Inc. | Electrochemical cell frame |
US6171374B1 (en) * | 1998-05-29 | 2001-01-09 | Ballard Power Systems Inc. | Plate and frame fluid exchanging assembly with unitary plates and seals |
US6651383B2 (en) | 1998-07-06 | 2003-11-25 | Gerald J. Grott | Methods of utilizing waste waters produced by water purification processing |
CN1140324C (zh) | 1998-07-21 | 2004-03-03 | 东丽株式会社 | 用于抑制在分离膜上的细菌增殖或杀菌的方法 |
US6056878A (en) * | 1998-08-03 | 2000-05-02 | E-Cell Corporation | Method and apparatus for reducing scaling in electrodeionization systems and for improving efficiency thereof |
US6149788A (en) | 1998-10-16 | 2000-11-21 | E-Cell Corporation | Method and apparatus for preventing scaling in electrodeionization units |
JP4363703B2 (ja) | 1998-10-20 | 2009-11-11 | 日東電工株式会社 | 造水方法 |
JP2000126767A (ja) | 1998-10-21 | 2000-05-09 | Toray Ind Inc | 精製水の製造方法および装置 |
US6187197B1 (en) * | 1998-10-28 | 2001-02-13 | Marvin Haddock | Multi-stage engine coolant recycling process |
US6197174B1 (en) * | 1998-11-25 | 2001-03-06 | E-Cell Corporation | Method and apparatus for electrodeionization of water using mixed bed and single phase ion exchange materials in the diluting compartment |
US6458257B1 (en) * | 1999-02-09 | 2002-10-01 | Lynntech International Ltd | Microorganism control of point-of-use potable water sources |
US6284124B1 (en) | 1999-01-29 | 2001-09-04 | United States Filter Corporation | Electrodeionization apparatus and method |
US6190558B1 (en) * | 1999-04-01 | 2001-02-20 | Nimbus Water Systems, Inc. | Reverse osmosis purification system |
IT1309792B1 (it) | 1999-04-22 | 2002-01-30 | Eltek Spa | Elettrodomestico utilizzante acqua, in particolare una macchinadi lavaggio, con dispositivo perfezionato per l'abbattimento |
US6482304B1 (en) | 1999-05-07 | 2002-11-19 | Otv Societe Anonyme | Apparatus and method of recirculating electrodeionization |
US6235166B1 (en) * | 1999-06-08 | 2001-05-22 | E-Cell Corporation | Sealing means for electrically driven water purification units |
JP3389889B2 (ja) | 1999-07-13 | 2003-03-24 | 栗田工業株式会社 | 電気的脱イオン装置 |
US6254741B1 (en) | 1999-08-05 | 2001-07-03 | Stuart Energy Systems Corporation | Electrolytic cells of improved fluid sealability |
TR200200322T2 (tr) * | 1999-08-06 | 2002-05-21 | E.I.Du Pont De Nemours & Company | Su distilasyon düzeni ve bunun çalıştırılmasına yönelik metod |
JP3570304B2 (ja) | 1999-08-11 | 2004-09-29 | 栗田工業株式会社 | 脱イオン水製造装置の殺菌方法及び脱イオン水の製造方法 |
US6783682B1 (en) * | 1999-08-20 | 2004-08-31 | L.E.T., Leading Edge Technologies Limited | Salt water desalination process using ion selective membranes |
US6214204B1 (en) * | 1999-08-27 | 2001-04-10 | Corning Incorporated | Ion-removal from water using activated carbon electrodes |
DE19942347B4 (de) | 1999-09-04 | 2004-07-22 | Dechema Gesellschaft Für Chemische Technik Und Biotechnologie E.V. | Elektrochemisch regenerierbarer Ionenaustauscher |
US6187162B1 (en) * | 1999-09-13 | 2001-02-13 | Leon Mir | Electrodeionization apparatus with scaling control |
US6296751B1 (en) | 1999-09-13 | 2001-10-02 | Leon Mir | Electrodeionization apparatus with scaling control |
US6284399B1 (en) | 1999-09-17 | 2001-09-04 | Plug Power Llc | Fuel cell system having humidification membranes |
JP3508647B2 (ja) | 1999-10-07 | 2004-03-22 | 栗田工業株式会社 | 電気脱イオン装置 |
JP4110689B2 (ja) | 1999-10-14 | 2008-07-02 | 栗田工業株式会社 | 電気脱イオン装置 |
JP4172117B2 (ja) | 1999-10-14 | 2008-10-29 | 栗田工業株式会社 | 電気脱イオン装置 |
JP3593932B2 (ja) | 1999-10-18 | 2004-11-24 | 栗田工業株式会社 | 高純度水の製造装置及び高純度水の製造方法 |
JP3801821B2 (ja) | 1999-10-29 | 2006-07-26 | 株式会社荏原製作所 | 電気式脱塩装置 |
US6503957B1 (en) | 1999-11-19 | 2003-01-07 | Electropure, Inc. | Methods and apparatus for the formation of heterogeneous ion-exchange membranes |
EP1106241A1 (en) | 1999-12-10 | 2001-06-13 | Asahi Glass Company Ltd. | Electro-regenerating type apparatus for producing deionized water |
US6627073B2 (en) | 1999-12-16 | 2003-09-30 | Sanyo Electric Co, Ltd. | Water treatment device |
US6274019B1 (en) | 2000-03-08 | 2001-08-14 | Organo Corporation | Electrodeionization apparatus |
US6375812B1 (en) * | 2000-03-13 | 2002-04-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Water electrolysis system |
US6365023B1 (en) * | 2000-06-22 | 2002-04-02 | Millipore Corporation | Electrodeionization process |
GB0016846D0 (en) * | 2000-07-10 | 2000-08-30 | United States Filter Corp | Electrodeionisation Apparatus |
KR100465580B1 (ko) | 2000-07-13 | 2005-01-13 | 쿠리타 고교 가부시키가이샤 | 전기 탈이온 장치 및 그 운전 방법 |
US6391178B1 (en) * | 2000-07-13 | 2002-05-21 | Millipore Corporation | Electrodeionization system |
US6495014B1 (en) | 2000-08-17 | 2002-12-17 | University Of Chicago | Electrodeionization substrate, and device for electrodeionization treatment |
US20020144954A1 (en) | 2000-09-28 | 2002-10-10 | Arba John W. | Electrodeionization device and methods of use |
US7147785B2 (en) * | 2000-09-28 | 2006-12-12 | Usfilter Corporation | Electrodeionization device and methods of use |
JP4480251B2 (ja) | 2000-10-19 | 2010-06-16 | 日本碍子株式会社 | 電気再生式脱イオン純水器の殺菌法 |
US6471853B1 (en) | 2000-11-22 | 2002-10-29 | Pti Technologies, Inc. | Prognostic health monitoring of fluidic systems using MEMS technology |
FR2818267B1 (fr) | 2000-12-20 | 2003-09-26 | Gervais Danone Sa | Procede d'appauvrissement en cations monovalents d'une eau destinee a l'alimentation |
JP3794268B2 (ja) | 2001-01-05 | 2006-07-05 | 栗田工業株式会社 | 電気脱イオン装置及びその運転方法 |
DE10104771A1 (de) * | 2001-02-02 | 2002-08-08 | Basf Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Entionisieren von Kühlmedien für Brennstoffzellen |
US6607647B2 (en) | 2001-04-25 | 2003-08-19 | United States Filter Corporation | Electrodeionization apparatus with expanded conductive mesh electrode and method |
US6649037B2 (en) | 2001-05-29 | 2003-11-18 | United States Filter Corporation | Electrodeionization apparatus and method |
JP4507270B2 (ja) | 2001-06-26 | 2010-07-21 | 三浦工業株式会社 | 軟水化装置およびその再生制御方法 |
US6607668B2 (en) | 2001-08-17 | 2003-08-19 | Technology Ventures, Inc. | Water purifier |
US6795298B2 (en) * | 2001-09-07 | 2004-09-21 | Luxon Energy Devices Corporation | Fully automatic and energy-efficient deionizer |
WO2003033122A2 (en) * | 2001-10-15 | 2003-04-24 | United States Filter Corporation | Apparatus for fluid purification and methods of manufacture and use thereof |
EP1456132B1 (en) | 2001-12-20 | 2014-01-22 | Aquatech International Corporation | Fractional deionization process |
US20030155243A1 (en) | 2002-02-21 | 2003-08-21 | Eet Corporation | Multi-path split cell spacer and electrodialysis stack design |
US6808608B2 (en) | 2002-03-13 | 2004-10-26 | Dionex Corporation | Water purifier and method |
US6730227B2 (en) * | 2002-03-28 | 2004-05-04 | Nalco Company | Method of monitoring membrane separation processes |
US6821428B1 (en) * | 2002-03-28 | 2004-11-23 | Nalco Company | Method of monitoring membrane separation processes |
US7144511B2 (en) | 2002-05-02 | 2006-12-05 | City Of Long Beach | Two stage nanofiltration seawater desalination system |
WO2003097536A1 (fr) | 2002-05-17 | 2003-11-27 | Ebara Corporation | Demineralisateur electrique |
AU2003245485A1 (en) | 2002-06-12 | 2003-12-31 | The Water System Group, Inc. | Purified water supply system |
US7442309B2 (en) * | 2002-06-13 | 2008-10-28 | Hydranautics | Methods for reducing boron concentration in high salinity liquid |
US7122149B2 (en) | 2002-07-12 | 2006-10-17 | Applied Research Associates, Inc. | Apparatus and method for continuous depyrogenation and production of sterile water for injection |
DE50214747D1 (de) | 2002-08-02 | 2010-12-16 | Gruenbeck Josef Wasseraufb | Verfahren und Vorrichtung zur Bildung von Erdalkalicarbonat |
CN1176032C (zh) * | 2002-09-24 | 2004-11-17 | 天津大学 | 一种电子级水的集成膜过程生产方法 |
US7501061B2 (en) * | 2002-10-23 | 2009-03-10 | Siemens Water Technologies Holding Corp. | Production of water for injection using reverse osmosis |
JP2005007348A (ja) | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気脱イオン装置 |
JP2005007347A (ja) | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気透析式浄水器 |
US20050103717A1 (en) * | 2003-11-13 | 2005-05-19 | United States Filter Corporation | Water treatment system and method |
US7338595B2 (en) | 2003-11-13 | 2008-03-04 | Culligan International Company | Flow-through tank for water treatment |
US7846340B2 (en) * | 2003-11-13 | 2010-12-07 | Siemens Water Technologies Corp. | Water treatment system and method |
US7604725B2 (en) * | 2003-11-13 | 2009-10-20 | Siemens Water Technologies Holding Corp. | Water treatment system and method |
US8377279B2 (en) * | 2003-11-13 | 2013-02-19 | Siemens Industry, Inc. | Water treatment system and method |
US7582198B2 (en) | 2003-11-13 | 2009-09-01 | Siemens Water Technologies Holding Corp. | Water treatment system and method |
US7862700B2 (en) * | 2003-11-13 | 2011-01-04 | Siemens Water Technologies Holding Corp. | Water treatment system and method |
US7083733B2 (en) * | 2003-11-13 | 2006-08-01 | Usfilter Corporation | Water treatment system and method |
US7563351B2 (en) * | 2003-11-13 | 2009-07-21 | Siemens Water Technologies Holding Corp. | Water treatment system and method |
US7306724B2 (en) * | 2004-04-23 | 2007-12-11 | Water Standard Co., Llc | Wastewater treatment |
CN2763255Y (zh) * | 2004-07-08 | 2006-03-08 | 北京爱思泰克科技开发有限责任公司 | 一种电去离子高纯水装置 |
US7491334B2 (en) * | 2004-09-29 | 2009-02-17 | North Pacific Research, Llc | Method of treating reverse osmosis membranes for boron rejection enhancement |
RU2281255C1 (ru) | 2004-12-21 | 2006-08-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения" | Способ обработки солоноватых вод, включая воды с повышенной жесткостью, и установка для его осуществления |
US7501064B2 (en) * | 2005-01-06 | 2009-03-10 | Eet | Integrated electro-pressure membrane deionization system |
US7658828B2 (en) * | 2005-04-13 | 2010-02-09 | Siemens Water Technologies Holding Corp. | Regeneration of adsorption media within electrical purification apparatuses |
DE102005043028A1 (de) | 2005-09-09 | 2007-03-29 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Verfahren zur elektrochemischen Enthärtung von Wasser in einem wasserführenden Haushaltgerät |
US8114259B2 (en) | 2006-06-13 | 2012-02-14 | Siemens Industry, Inc. | Method and system for providing potable water |
-
2006
- 2006-09-20 US US11/524,080 patent/US7744760B2/en active Active
-
2007
- 2007-08-27 CA CA 2663906 patent/CA2663906C/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-08-27 ES ES07837370T patent/ES2792373T3/es active Active
- 2007-08-27 AU AU2007297818A patent/AU2007297818B2/en active Active
- 2007-08-27 EA EA200970300A patent/EA019880B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-08-27 EP EP07837370.1A patent/EP2074067B1/en active Active
- 2007-08-27 MX MX2009003025A patent/MX2009003025A/es active IP Right Grant
- 2007-08-27 KR KR1020097008076A patent/KR20090060351A/ko not_active Application Discontinuation
- 2007-08-27 BR BRPI0718447 patent/BRPI0718447A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2007-08-27 CN CN201510221830.1A patent/CN104843910B/zh active Active
- 2007-08-27 JP JP2009529176A patent/JP2010504200A/ja active Pending
- 2007-08-27 WO PCT/US2007/018815 patent/WO2008036163A2/en active Application Filing
- 2007-08-27 CN CN200780034561.1A patent/CN101516786B/zh active Active
- 2007-08-27 SG SG2011065463A patent/SG174800A1/en unknown
- 2007-09-14 CL CL2007002688A patent/CL2007002688A1/es unknown
- 2007-09-19 TW TW96134769A patent/TWI430965B/zh not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-01-27 IL IL196746A patent/IL196746A/en active IP Right Grant
- 2009-01-27 ZA ZA200900630A patent/ZA200900630B/xx unknown
- 2009-12-16 US US12/639,548 patent/US8182693B2/en active Active
-
2010
- 2010-08-09 JP JP2010005331U patent/JP3164558U/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1075868A2 (en) * | 1999-08-11 | 2001-02-14 | Kurita Water Industries Ltd. | Electrodeionization apparatus and pure water producing apparatus |
WO2004013048A2 (en) * | 2002-08-02 | 2004-02-12 | University Of South Carolina | Production of purified water and high value chemicals from salt water |
WO2005113120A1 (en) * | 2004-05-07 | 2005-12-01 | Ge Mobile Water, Inc. | Water purification system and method using reverse osmosis reject stream in an electrodeionization unit |
US20050263457A1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-01 | Wilkins Frederick C | Water treatment system and process |
WO2006031732A2 (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | University Of South Carolina | Water desalination process and apparatus |
US20060091077A1 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-04 | Ecolochem, Inc. | Concentrate recycle loop with filtration module |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
PRESSRELEASE ON HTTP://WWW.AFFORDABLEDESAL.COM/, [Online], 4 May 2006 (2006-05-04), XP002477042, Retrieved from the Internet: URL:http://www.affordabledesal.com/home/news/ADC%20Sets%20Low%20Energy%20Record%205-8-06.pdf> [retrieved on 2008-04-16], the whole document * |
WANG JIANYOU ET AL.: "Study of the electrodeionization process - high-purity water production with a RO/EDI system". DESALINATION, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 132, no. 1-3, 3 October 2000 (2000-10-03), pages 349-352, XP002287778, ISSN: 0011-9164, the whole document * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2008036163A3 (en) | 2008-06-26 |
SG174800A1 (en) | 2011-10-28 |
US8182693B2 (en) | 2012-05-22 |
CN104843910B (zh) | 2019-10-08 |
CN101516786A (zh) | 2009-08-26 |
EA200970300A1 (ru) | 2009-10-30 |
ES2792373T3 (es) | 2020-11-11 |
EP2074067A2 (en) | 2009-07-01 |
JP3164558U (ja) | 2010-12-09 |
WO2008036163A2 (en) | 2008-03-27 |
CA2663906C (en) | 2014-11-04 |
CL2007002688A1 (es) | 2008-05-23 |
US20100089756A1 (en) | 2010-04-15 |
AU2007297818B2 (en) | 2012-02-23 |
TW200825026A (en) | 2008-06-16 |
BRPI0718447A2 (pt) | 2013-11-19 |
CN104843910A (zh) | 2015-08-19 |
US7744760B2 (en) | 2010-06-29 |
KR20090060351A (ko) | 2009-06-11 |
ZA200900630B (en) | 2010-01-27 |
CN101516786B (zh) | 2019-04-26 |
EP2074067B1 (en) | 2020-04-08 |
JP2010504200A (ja) | 2010-02-12 |
IL196746A0 (en) | 2009-11-18 |
TWI430965B (zh) | 2014-03-21 |
AU2007297818A1 (en) | 2008-03-27 |
MX2009003025A (es) | 2009-04-02 |
IL196746A (en) | 2014-03-31 |
US20080067125A1 (en) | 2008-03-20 |
CA2663906A1 (en) | 2008-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2663906C (en) | Method and apparatus for desalination | |
AU2010219284B2 (en) | Desalination system | |
EP1809408B1 (en) | Water desalination process and apparatus | |
US10214433B2 (en) | Brine treatment scaling control system and method | |
SG184749A1 (en) | Low energy system and method of desalinating seawater | |
JP2015029931A (ja) | 淡水化装置及び淡水化方法、並びに淡水の製造方法、淡水、塩及び有価物の併産方法 | |
WO2014120871A1 (en) | Electrochemical cells for supply of acid water | |
Gilron et al. | Brine treatment and high recovery desalination | |
JPH07299454A (ja) | 膜処理装置 | |
CN210915600U (zh) | 一种ro浓盐水的再利用装置 | |
JPH06296966A (ja) | 脱炭酸装置、及び同装置を組込んだ純水製造装置 | |
NL2021733B1 (en) | Method for the production of drinking water | |
US20240228352A1 (en) | Nanofiltration pretreatment of seawater for electrodialysis desalination | |
JP2014024013A (ja) | 海水などの淡水化方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
TC4A | Change in name of a patent proprietor in a eurasian patent | ||
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |