TWI414360B - 電去離子裝置內離子交換材料之配置 - Google Patents

電去離子裝置內離子交換材料之配置 Download PDF

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Description

電去離子裝置內離子交換材料之配置
本發明係關於一種電去離子裝置，且更特定言之係關於電去離子裝置之濃縮室內離子交換材料的配置。
電去離子裝置之效能視離子濃縮室中已自離子排空室處經由其各別離子滲透膜遷移之雜質離子的濾除/阻隔/封裝而定。電去離子裝置中之離子濃縮室可填充有：(a)收納雜質離子之水或水性溶液，或(b)結合一些離子傳導材料之水或水性溶液。當離子濃縮室間隔物中填充有非離子傳導性網時，離子排空室中之離子在膜表面上直接進入離子濃縮室的液體相中。發生溶液混合、離子遷移及離子擴散以在離膜表面一段距離處提供均質液體。當離子濃縮室中含有離子傳導性材料時，已自離子排空室中遷移出之雜質將殘留在其各別離子傳導性相中，直至雜質：(a)執行與溶液中之另一離子的離子交換，或(b)連同來自帶相反電荷之離子交換材料中的帶相反電荷之相應離子，藉由遷移而轉移至液體相中。
對於遷移至離子濃縮室中之諸如Na＋ 、K＋ 、Li＋ 等及Cl－ 、Br－ 、NO3 － 、SO4 2－ 等常見鹽離子，其濃度僅在流動通過離子濃縮室之液體中增加。
對於酸性離子及鹼性離子，此等離子自離子交換材料相向溶液的轉移可導致發生酸/鹼發應，以形成中性化合物。舉例而言，可能發生以下反應：H＋ (aq)＋OH－ (aq) → H2 O(l) H＋ (aq)＋CH3 COO－ (aq) → CH3 COOH(aq)(醋酸形成) H＋ (aq)＋HCO3 － (aq) → H2 CO3 (aq) → CO2 (aq)＋H2 O(l)(碳酸形成) NH4 ＋ (aq)＋OH－ (aq) → NH4 OH(aq) → NH3 (aq)＋H2 O(l)(氨形成)
在進入溶液相中之正離子與負離子形成具有低溶解度之化合物的情形中，可產生較高之局部濃度水準以導致沈澱形成。舉例而言，以下機制可能起作用：Ca2＋ (aq)＋CO3 2－ (aq) → CaCO3 (s)及Mg2＋ (aq)＋2OH－ (aq) → Mg(OH)2 (s)
控制發生此等結垢反應之位置對於電去離子裝置產生高電阻率產物水及降低離子濃縮室中之結垢的能力而言係至關重要的。離子濃縮室中之離子交換材料的組態對於產物水電阻率的影響源自於：離子濃縮室中藉由酸/鹼中和反應而形成之中性物質未被兩個離子滲透膜中之一者所濾除的事實。所形成之諸如CO2 、CH3 COOH及其他弱酸的中性物質可擴散通過低pH值陽離子滲透膜，但若其與高pH值陰離子滲透膜接觸，則其被離子化並濾除。同樣，諸如NH3 之弱鹼未被陰離子滲透膜濾除且能夠擴散通過陰離子滲透膜，但當與低pH值陽離子滲透膜接觸時變得離子化。發生此回擴散(例如，CO2 或CH3 COOH通過陽離子滲透膜，或NH3 通過陰離子滲透膜)之速率取決於離子濃縮室中之物質的局部濃度及其相對於膜表面之位置，以及固有之膜特性。
在含有為惰性網所填充之離子濃縮室間隔物的電去離子裝置中，此等中性弱酸及弱鹼物質之濃度不會累積在膜表面上且其向離子排空室中之回擴散達到最小。然而，在具有為離子交換材料所填充之離子濃縮室的電去離子裝置中，情況並非如此。對於純陰離子、純陽離子或混合床離子交換樹脂之離子交換材料結構，弱酸及弱鹼雜質物質可在一離子交換材料相內行進，一直穿過離子濃縮室之厚度到達相對之離子滲透膜的表面上。在此界面上，離子可能遇到水合氫離子(陽離子滲透膜表面)或氫氧離子(陰離子滲透膜表面)且形成中性分子。歸因於膜表面上之低線性速度，可形成高濃度之此等中性物質，從而產生巨大驅動力以使此等物質回擴散至相鄰離子排空室中。一旦此等物質藉由此回擴散傳輸至離子排空室中，便會發生離子化，其使產物水電阻率降低。
提供一種電去離子裝置，其包括一具有離子交換材料之獨特組態的離子濃縮室。
在一態樣中，提供一種電去離子裝置，其包含：一離子濃縮室，其部分地以一陰離子滲透膜為界且亦部分地以一陽離子滲透膜為界；及一安置在該離子濃縮室內之離子交換材料域，其中該離子交換材料域鄰近該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之一離子濃縮室側表面的至少一部分，且與該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者的另一者隔開。該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者的該離子濃縮室側表面之該至少一部分界定了該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者的該離子濃縮室側表面之一操作側表面部分。在該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中具有與該離子交換材料域相鄰之一離子濃縮室側表面之該至少一部分的該一者為一陰離子滲透膜之情形中，該離子交換材料域為一陰離子交換材料主導域。在該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中具有與該離子交換材料域相鄰之一離子濃縮室側表面之該至少一部分的該一者為一陽離子滲透膜之情形中，該離子交換材料域為一陽離子交換材料主導域。
在另一態樣中，提供一種電去離子裝置，其包含：一離子濃縮室，其部分地以一第一離子滲透膜為界且亦部分地以一間隔元件為界，其中該第一離子滲透膜為一陰離子滲透膜及一陽離子滲透膜中之一者；一安置在該離子濃縮室內之第一離子交換材料域，其中該第一離子交換材料域鄰近該第一離子滲透膜之一離子濃縮室側表面的至少一部分，且其中該第一離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的該至少一部分界定了該第一離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的一操作側表面部分；及一安置在該離子濃縮室內之第二離子交換材料域，其中相對於該間隔元件對該第一離子交換材料域進行之布署界定了該第一離子交換材料域與該間隔元件之間的一第一空間，且其中該第二離子交換材料域之至少一部分被安置在該第一空間內。在具有與該第一離子交換材料域相鄰之該離子濃縮室側表面之該至少一部分的該第一離子滲透膜為一陰離子滲透膜之情形中，該第一離子交換材料域為一陰離子交換材料主導域且該第二離子交換材料域為一非陰離子交換材料主導域。在具有與該第一離子交換材料域相鄰之該離子濃縮室側表面之該至少一部分的該第一離子滲透膜為一陽離子滲透膜之情形中，該第一離子交換材料域為一陽離子交換材料主導域且該第二離子交換材料域為一非陽離子交換材料主導域。
在又一態樣中，提供一種電去離子裝置，其包含：一離子濃縮室，其部分地以一陰離子滲透膜為界且亦部分地以一陽離子滲透膜為界，其中該陰離子滲透膜包括一界定該陰離子滲透膜之一離子濃縮室側表面積的離子濃縮室側表面，且其中該陽離子滲透膜包括一界定該陽離子滲透膜之一離子濃縮室側表面積的離子濃縮室側表面；一位於該離子濃縮室內之第一離子交換材料域，其中該第一離子交換材料域鄰近該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之該離子濃縮室側表面的至少一部分，其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之該離子濃縮室側表面的該至少一部分界定了該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之該離子濃縮室側表面的一操作側表面部分，且其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之該離子濃縮室側表面的該操作側表面部分界定了該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之該離子濃縮室側表面的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之該離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之該離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之該離子濃縮室側表面的該操作側表面部分最接近安置在該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之一相對側上的一離子排空室之一出口，且其中該第一離子交換材料域與該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之另一者的該離子濃縮室側表面之至少一部分隔開，且其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之另一者的該離子濃縮室側表面之該至少一部分界定了該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之另一者的一操作側表面部分，且其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之另一者的該離子濃縮室側表面之該操作側表面部分界定了該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之另一者的該離子濃縮室側表面之一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之另一者的該離子濃縮室側表面積之至少10%，且其中與該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之另一者的該離子濃縮室側表面之實質上任何其餘部分相比，該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之另一者的該離子濃縮室側表面之該操作側表面部分最接近安置在該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之該一者之另一者之一相對側上的一離子排空室之一出口。在該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中具有與該第一離子交換材料域相鄰之該離子濃縮室側表面之該至少一部分的該一者為該陰離子滲透膜之情形中，該第一離子交換材料域為一陰離子交換材料主導域，且其中該陰離子交換材料主導域鄰近該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的至少一部分，且其中該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的該至少一部分界定了該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的一第一操作側表面部分，且其中該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的該第一操作側表面部分界定了該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的一第一操作側表面積部分，該第一操作側表面積部分為該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的該第一操作側表面部分最接近安置在該陰離子滲透膜之一相對側上的一離子排空室之一出口，且其中該陰離子交換材料主導域與該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的至少一部分隔開，且其中該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的該至少一部分界定了該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的一第一操作側表面部分，且其中該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的該第一操作側表面部分界定了該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的一第一操作側表面積部分，該第一操作側表面積部分為該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的該第一操作側表面部分最接近安置在該陽離子滲透膜之一相對側上的一離子排空室之一出口。在該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中具有與該第一離子交換材料域相鄰之該離子濃縮室側表面之該至少一部分的該一者為該陽離子滲透膜之情形中，該第一離子交換材料域為一陽離子交換材料主導域，且其中該陽離子交換材料主導域鄰近該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的至少一部分，且其中該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的該至少一部分界定了該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的一第二操作側表面部分，且其中該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的該第二操作側表面部分界定了該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的一第二操作側表面積部分，該第二操作側表面積部分為該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陽離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的該第二操作側表面部分最接近安置在該陽離子滲透膜之一相對側上的一離子排空室之一出口，且其中該陽離子交換材料主導域與該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的至少一部分隔開，且其中該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的該至少一部分界定了該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的一第二操作側表面部分，且其中該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的該第二操作側表面部分界定了該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的一第二操作側表面積部分，該第二操作側表面積部分為該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陰離子滲透膜之該離子濃縮室側表面的該第二操作側表面部分最接近安置在該陰離子滲透膜之一相對側上的一離子排空室之一出口。
 (a)電去離子裝置
參看圖1，其中提供一包括至少一離子濃縮室12之電去離子裝置10，該至少一離子濃縮室12具有安置於其中之離子交換材料。
針對該電去離子裝置10，舉例而言，且參看圖44及圖45，電去離子裝置10包括一配備有陽極32之陽極室30及一配備有陰極35之陰極室34。室30、室34中之每一者經組態以收納諸如水或水性溶液之電解材料125流。陽極32及陰極35經組態以用於耦接至DC電源從而引發陽極32與陰極35之間的電位差，且由此藉由影響電位差來影響離子材料在液體介質及離子交換介質中的傳輸。
在陽極室30與陰極室34之間交替配置複數個陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20以形成交替之離子排空室36及離子濃縮室12。離子排空室36中之每一者的陽極側以陰離子滲透膜18為界且陰極側以陽離子滲透膜20為界。離子濃縮室12中之每一者的陽極側以陽離子滲透膜20為界且陰極側以陰離子滲透膜18為界。陰離子滲透膜18經組態以允許優先將陰離子傳輸至離子濃縮室12中。陽離子滲透膜20經組態以允許優先將陽離子傳輸至離子濃縮室12中。離子排空室36經組態以經由入口363接收諸如水性溶液之待處理液體流361。液體流361在室36中進行淨化且作為經淨化之液體流365而經由出口367排出。離子濃縮室12經組態以接收諸如水或水性溶液之液體流121，該液體流121接受了自離子濃縮室12外之相鄰離子排空室36中傳輸出的離子。自室12中排出液體流123，該液體流123中之此等離子濃縮。流經室36之液體可相對於流經室12之液體在順流或逆流或交叉流方向上或以其他可能之流動組態進行流動。如圖45中所說明，可自液體流121處供應電解質流125。或者，可自液體流361或液體流365或其他合適之源頭處供應電解質流125。
電去離子裝置之(i)離子排空室36及(ii)離子濃縮室(其中該等室中之每一者均具有一分別由陽離子滲透膜20及陰離子滲透膜18來界定兩個相對側的大體長方體形狀)的例示性尺寸分別如下：(i)13 cm×39 cm×0.8 cm及(ii)13 cm×39 cm×0.3 cm，其中第一尺寸為室之寬度，第二尺寸為室之長度且第三尺寸為室之厚度，室之厚度更特定言之為膜18與膜20之間的距離。電去離子裝置之電極室30、電極室34(其中該等室中之每一者均具有一分別由離子滲透膜(在陽極室30之情形中為陰離子滲透膜18，且在陰極室34之情形中為陽離子滲透膜20)及電極來界定兩個相對側的大體長方體形狀)的例示性尺寸如下：13 cm×39 cm×0.5 cm，其中第一尺寸為室之寬度，第二尺寸為室之長度且第三尺寸為室之厚度，室之厚度更特定言之為離子滲透膜與電極之間的距離。
如本文中所使用，術語"陰離子滲透膜"意謂一膜，其經組態以在電去離子裝置10操作期間較之對陽離子之傳輸而言優先允許進行自離子排空室36至離子濃縮室12之陰離子傳輸且以小於約6×10－7 L/min/cm/psi之透水性為特徵。
如本文中所使用，術語"陽離子滲透膜"意謂一膜，其經組態以在電去離子裝置10操作期間較之對陰離子之傳輸而言優先允許進行自離子排空室36至離子濃縮室12之陽離子傳輸且以小於約6×10－7 L/min/cm/psi之透水性為特徵。
合適之離子滲透膜的實例包括異質離子交換膜及均質離子滲透膜。合適之異質離子滲透膜包括(例如)Membranes International CMI－7000STM (陽離子滲透膜)及Membranes International AMI－7001STM (陰離子滲透膜)。合適之均質離子滲透膜包括(例如)GE Infrastructure Water and Process Technologies(從前為IONICS)CR67HMPTM (陽離子滲透膜)及GE Infrastructure Water and Process Technologies(從前為IONICS)A103QDPTM (陰離子滲透膜)。
在一些實施例中，可將陽極室30及/或陰極室34安置於離子排空室36附近(應理解，在一些實例中，可將室30、室34中之一者或兩者安置於離子濃縮室12附近)，亦可認為室30及室34係離子濃縮室。在此等情形下，室30或室34經由離子滲透膜18或離子滲透膜20而與離子排空室36連通且因此經組態以接收來自離子排空室36之離子材料，以使得亦可認為室30及室34係離子濃縮室12。對於陽極室30而言情況如此，其中陽極室鄰近離子排空室36且藉由陰離子滲透膜18而與離子排空室36分開。同樣，對於陰極室34而言情況亦如此，其中陰極室34鄰近離子排空室36且藉由陽離子滲透膜20而與離子排空室36分開。室30、室34可含有離子交換材料或可含有諸如塑膠網之惰性材料以用於將各別膜與各別電極隔開從而允許電解質流經各別室。
在離子排空室36中之每一者內安置有離子交換材料。舉例而言，離子交換材料為混合離子交換材料。如又一實例，離子排空室36為交替之陽離子交換材料域及陰離子交換材料域所填充。用於在離子排空室36內進行布署之離子交換材料的其他合適組態描述於美國專利第6,197,174號中。
離子交換材料之合適形態的實例包括珠粒、不規則形狀之顆粒、纖維、桿、織物或多孔單石。離子交換材料可包括天然材料及合成材料。如美國專利第6,197,174號自第5行第61排起所描述(亦見美國專利第5,961,805號及美國專利第6,228,240號)，當將離子交換材料安置在離子濃縮室或離子排空室中之任一者中時，離子交換材料可為緻密的。
如本文中所使用，術語"陰離子交換材料"意謂優先對陰離子物質傳導的材料。就此而言，該材料經組態以在所施電場之作用下選擇性地以周圍液體中之陰離子物質來交換材料中所存在之陰離子物質且有助於經交換之陰離子物質的遷移。
如本文中所使用，術語"陽離子交換材料"意謂優先對陽離子物質傳導的材料。就此而言，該材料經組態以在所施電場之作用下選擇性地以周圍液體中之陽離子物質來交換材料中所存在之陽離子物質且有助於經交換之陽離子物質的遷移。
合適之陰離子交換材料的實例包括與二乙烯基苯交聯之合成聚苯乙烯珠粒，該等珠粒藉由三甲基銨或二甲基乙醇銨基團(例如，Mitsubishi DIAION SA10ATM 或Mitshbishi DIAION SA20ATM )而官能化。
合適之陽離子交換材料的實例包括與二乙烯基苯交聯之合成聚苯乙烯珠粒，該等珠粒藉由磺酸基團(例如，Mitsubishi DIAION SK－1BTM )而官能化。
如本文中所使用，術語"陰離子交換材料主導域14"為包含離子交換材料之離子濃縮室12內的一空間且包括以下特徵：(i)域14包括陰離子交換材料且亦可包括陽離子交換材料，且若域14亦包括陽離子交換材料，則以γ來界定域14內之陰離子交換材料與陽離子交換材料的體積比，其中域14之γ大於或等於約4：1，且在域14鄰近一不同之離子交換材料域(諸如域16、域22、域141或域161中之任一者－－見下文)的情形中，域14之γ大於或等於該域14所鄰近之不同離子交換域之γ值的兩倍，亦即，(域14之γ)2×(該域l4所鄰近之不同離子交換材料域的γ)；(ii)域14包含基於域14之總體積為至少約20體積%的陰離子交換材料；(iii)域14具有至少為約0.2毫米之最小厚度145，且當域14鄰近陰離子交換膜18時，自陰離子滲透膜18之表面上的點1401且在一與垂直於陰離子滲透膜18之軸143平行的方向上量測厚度145(見圖46)；及(iv)域14足夠多孔以便有效地允許液體流經域14且為達到此目的，域14以約6×10－7 L/min/cm/psi與約1.5 L/min/cm/psi之間的透水性(或該域之"比壓力損失"的倒數)為特徵。舉例而言，域14具有一等效於至少一顆粒直徑之厚度的厚度，且一顆粒直徑之厚度為至少約0.2毫米。舉例而言，域14包含基於域14之總體積為至少約30體積%的陰離子交換材料。如又一實例，域14包含基於域14之總體積為至少約50體積%的陰離子交換材料。
如本文中所使用，術語"非陽離子交換材料主導域141"為包含離子交換材料之離子濃縮室12內的一空間且包括以下特徵：(i)域141包括陰離子交換材料且亦可包括陽離子交換材料，且若域141亦包括陽離子交換材料，則以γ來界定域141內之陰離子交換材料與陽離子交換材料的體積比，其中域141之γ大於或等於約1：4；(ii)域141包含基於域141之總體積為至少約10體積%的陰離子交換材料；(iii)域141具有至少為約0.2毫米之最小厚度145，且當域141鄰近陰離子交換膜18時，自陰離子滲透膜18之表面上的點1401且在一與垂直於陰離子滲透膜18之軸143平行的方向上量測厚度145(見圖50)；及(iv)域141足夠多孔以便有效地允許液體流經域141且為達到此目的，域141以約6×10－7 L/min/cm/psi與約1.5 L/min/cm/psi之間的透水性(或該域之"比壓力損失"的倒數)為特徵。舉例而言，域141具有一等效於至少一顆粒直徑之厚度的厚度，且一顆粒直徑之厚度為至少約0.2毫米。合適之陽離子交換材料的實例包括與二乙烯基苯交聯之合成聚苯乙烯珠粒，該等珠粒藉由磺酸基團(例如，Mitsubishi DIAION SK－1BTM )而官能化。舉例而言，域141之γ為至少約1：1。
如本文中所使用，術語"陽離子交換材料主導域16"為包含離子交換材料之離子濃縮室12內的一空間且包括以下特徵：(i)域16包括陽離子交換材料且亦可包括陰離子交換材料，且若域16亦包括陰離子交換材料，則以γ來界定域16內之陰離子交換材料與陽離子交換材料的體積比，其中域16之γ小於或等於約1：4，且在域16鄰近一不同之離子交換材料域(諸如域14、域22、域141或域161中之任一者)的情形中，域16之γ小於或等於該域16所鄰近之不同離子交換材料域之γ值的(亦即，二分之一)，亦即，(域16之γ)0.5×(該域16所鄰近之不同離子交換材料域的γ)；(ii)域16包含基於域16之總體積為至少約20體積%的陽離子交換材料；(iii)域16具有至少為約0.2毫米之最小厚度181，且當域16鄰近陽離子交換材料20時，自陽離子滲透膜20之表面上的點183且在一與垂直於陽離子滲透膜20之軸185平行的方向上量測厚度(見圖47)；及(iv)域16足夠多孔以便有效地允許液體流經域16且為達到此目的，域16以約6×10－7 L/min/cm/psi與約1.5 L/min/cm/psi之間的透水性(或該域之"比壓力損失"的倒數)為特徵。舉例而言，域16具有一等效於至少一顆粒直徑之厚度的厚度，且一顆粒直徑之厚度為至少約0.2毫米。舉例而言，域16包含基於域16之總體積為至少約30體積%的陽離子交換材料。如又一實例，域16包含基於域16之總體積為至少約50體積%的陽離子交換材料。
如本文中所使用，術語"非陰離子交換材料主導域161"意謂包含離子交換材料之離子濃縮室12內的一空間且包括以下特徵：(i)域161包括陽離子交換材料且亦可包括陰離子交換材料，且若域161亦包括陰離子交換材料，則以γ來界定域161內之陰離子交換材料與陽離子交換材料的體積比，其中域161之γ小於或等於約4：1；(ii)域161包含基於域161之總體積為至少約10體積%的陽離子交換材料；(iii)域161具有至少為約0.2毫米之最小厚度181，且當域161鄰近陽離子交換材料20時，自陽離子滲透膜20之表面上的點183且在一與垂直於陽離子滲透膜20之軸185平行的方向上量測厚度(見圖51)；及(iv)域161足夠多孔以便有效地允許液體流經域161且為達到此目的，域161以約6×10－7 L/min/cm/psi與約1.5 L/min/cm/psi之間的透水性(或該域之"比壓力損失"的倒數)為特徵。舉例而言，域161具有一等效於至少一顆粒直徑之厚度的厚度，且一顆粒直徑之厚度為至少約0.2毫米。舉例而言，域161內之陽離子交換材料與陰離子交換材料的體積比(或"域161之γ")為至少約1：1。
如本文中所使用，術語"混合離子交換材料域22"意謂以下情況中之任一者：(a)域22為包含離子交換材料之室12內的一空間且包括以下特徵：(i)域22包括陰離子交換材料及陽離子交換材料，其中以γ來界定域22內之陰離子交換材料與陽離子交換材料的體積比，其中域22之γ在約1：4與約4：1之間；(ii)域22包含基於域22之總體積為至少約10體積%的陰離子交換材料且亦包含基於域22之總體積為至少約10體積%的陽離子交換材料；(iii)域22具有至少為約0.2毫米之最小厚度221，其中自域22上之一最接近陰離子滲透膜18或陽離子滲透膜20中之任一者的點223且在一與垂直於陰離子滲透膜18或陽離子滲透膜20之軸225平行的方向上量測厚度221(見圖48，其中出於此所說明之實例的目的，將軸225當作垂直於陽離子滲透膜20之軸225，且將點223當作域22上最接近陽離子滲透膜20的點223)；及(iv)域22足夠多孔以便有效地允許液體流經域22且為達到此目的，域22以約6×10－7 L/min/cm/psi與約1.5 L/min/cm/psi之間的透水性(或該域之"比壓力損失"的倒數)為特徵；或(b)域22為室12內之一空間，其包含對陰離子物質及陽離子物質兩者均傳導之離子兩性材料，其中該域22具有至少為約0.2毫米之最小厚度，其中自域22上之一最接近陰離子滲透膜18或陽離子滲透膜20的點2203且在一與垂直於陰離子滲透膜18或陽離子滲透膜20中之任一者之軸2205平行的方向上量測最小厚度2201(見圖49，其中出於此所說明之實例的目的，將軸2205當作垂直於陽離子滲透膜20之軸2205，且將點2203當作域22上最接近陽離子滲透膜20的點2203)；及(iv)域22足夠多孔以便有效地允許液體流經該域22且為達到此目的，域22以約6×10－7 L/min/cm/psi與約1.5 L/min/cm/psi之間的透水性(或該域之"比壓力損失"的倒數)為特徵。
舉例而言，部分(a)或部分(b)中之任一者界定一具有等效於至少一顆粒直徑之厚度的最小厚度，且一顆粒直徑之厚度為至少約0.2毫米。
應瞭解，混合離子交換材料域22之一"部分"包括與上文所描述之"混合離子交換材料域22"相同的特徵，但區別在於，混合離子交換材料域22之一部分鄰近同一混合離子交換材料域22之至少一其他部分以使得混合離子交換材料域22包含此等部分。
亦應瞭解，混合離子交換材料域22可能同時安置在一或多個"空間"中，且此視界定了多少個該等空間而定。此外，應瞭解，所界定之空間中的兩者或兩者以上可能交會以形成一交集以使得所界定空間中之該兩者或兩者以上中之每一者的至少一部分共同位於該交集中，且在該等情形中，當混合離子交換材料域22之至少一部分安置於交集內時，該混合離子交換材料域22之該至少一部分亦被認為安置在該兩個或兩個以上之所界定空間中的每一者內。
作為在本文中關於離子濃縮室側表面而使用的術語，術語"大體上任何剩餘部分"希望意謂以下情形中之任一者：(a)任何剩餘部分中之幾乎所有者，或(b)任何剩餘部分中之所有者，其中"剩餘部分"意謂(陰離子滲透膜或陽離子滲透膜之)離子濃縮室側表面上之除了操作側表面部分以外的彼等部分。在由陰離子滲透膜或陽離子滲透膜之整個離子濃縮室側表面來界定操作側表面部分的情形中，不存在"剩餘部分"。
在交替之陰離子滲透膜18與陽離子滲透膜20之間插入間隔物38、間隔物40從而在相對之陰離子滲透膜18與陽離子滲透膜20之間保持間隔且由此提供具有供流體流動之各別流動路徑的室12、室36。用於電去離子裝置10之合適之間隔物38、間隔物40的實例描述於美國專利第6,929,765號及美國專利公開案第US 2004/0104166 A1號中。間隔物之此等實例說明具有一網之間隔物，其中該網經提供以保持電去離子裝置10之離子濃縮室之相對膜之間的間距或一相對膜與一末端框架總成之間的間距且因此有助於在離子濃縮室內提供流體流動路徑。應瞭解，含有離子交換材料之離子濃縮室不必需要具有網之間隔物，因為離子濃縮室內之離子交換材料有助於在室內提供流動路徑。說及此，構造中包括具有網之間隔物的離子濃縮室並不排除在本發明之範疇外。因此，合適之間隔物包括具有網或不具有網的間隔物。
參看圖44及圖45，在裝置10之終端處提供陽極室30及陰極室34。每一室30、室34均具有一界定於各別電極末端框架總成42、電極末端框架總成44與壓在各別電極末端框架總成42、電極末端框架總成44上之各別膜之間且以各別電極末端框架總成42、電極末端框架總成44及壓在各別電極末端框架總成42、電極末端框架總成44上之各別膜為界限的各別流動路徑。為裝配裝置10，施力以將陰離子滲透膜18、陽離子滲透膜20及相關聯之間隔物38、間隔物40及末端框架總成42、末端框架總成44中的每一者併在一起從而形成大體不漏水之配置。美國專利第6,193,869號中提供了電去離子裝置之構造的一實例。或者，可藉由液壓機及/或連桿來使電去離子裝置中之組件保持耦接在一起。
(b)具有一含離子交換材料之離子濃縮室的EDI裝置之第一實施例
在一實施例中且參看圖2圖13，一電去離子裝置10之離子濃縮室12部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界。將第一離子交換材料域提供並安置在離子濃縮室12內。第一離子交換材料域與陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面的至少一部分相鄰。第一離子交換材料域與陰離子滲透膜及陽離子滲透膜中之一者的另一者隔開。參看圖2，當陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中具有與第一離子交換材料域相鄰之離子濃縮室側表面之至少一部分的該一者為陰離子滲透膜18時，第一離子交換材料為陰離子交換材料主導域14。參看圖3，當陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中具有與第一離子交換材料域相鄰之離子濃縮室側表面之至少一部分的該一者為陽離子滲透膜20時，第一離子交換材料域為陽離子交換材料主導域16。
舉例而言，亦將第二離子交換材料域提供並安置在離子濃縮室12內。第二離子交換材料域鄰近陰離子滲透膜及陽離子滲透膜中之一者之另一者的大體整個離子濃縮室側表面。參看圖2，當陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中具有與第一離子交換材料域相鄰之離子濃縮室側表面之至少一部分的該一者為陰離子滲透膜18時，第二離子交換材料域為非陰離子交換材料主導域161。舉例而言，非陰離子交換材料主導域161包括陽離子交換材料主導域16，或域161之整體為陽離子交換材料主導域16。如又一實例，非陰離子交換材料主導域161包括混合離子交換材料域22，或域161之整體為混合離子交換材料域22。如再一實例，域161鄰近域14。參看圖3，當陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中具有與第一離子交換材料域相鄰之離子濃縮室側表面之至少一部分的該一者為陽離子滲透膜20時，第二離子交換材料域為非陽離子交換材料主導域141。舉例而言，非陽離子交換材料主導域141包括陰離子交換材料主導域14，或域141之整體為陰離子交換材料主導域14。如又一實例，非陽離子交換材料主導域141包括混合離子交換材料域22，或域141之整體為混合離子交換材料域22。如再一實例，域141鄰近域16。
針對部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界的離子濃縮室12，舉例而言，且參看圖4，在離子濃縮室12內提供並安置陰離子交換材料主導域14及陽離子交換材料主導域16。陰離子交換材料主導域14鄰近膜18之表面26的至少一部分且與膜20隔開。陽離子交換材料主導域16鄰近陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之至少一部分且與膜18隔開。舉例而言，域14鄰近域16。
針對部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界的離子濃縮室12，舉例而言，且參看圖5，在離子濃縮室12內提供並安置陰離子交換材料主導域14，且在離子濃縮室12內提供並安置陽離子交換材料主導域16，且在離子濃縮室12內提供並安置混合離子交換材料域22。陰離子交換材料主導域14鄰近膜18之表面26的至少一部分且與膜20隔開。相對於陽離子滲透膜20對陰離子交換材料主導域14進行之布署界定了域14與膜20之間的一各別第一空間。陽離子交換材料主導域16鄰近膜20之表面28的至少一部分且與膜18隔開。相對於陰離子滲透膜18對陽離子交換材料主導域16進行之布署界定了域16與膜18之間的一各別第二空間。將混合離子交換材料域22之至少一部分安置在各別第一空間及第二空間中之至少一者內。舉例而言，域22鄰近域14及域16中之每一者。
針對部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界的離子濃縮室12，舉例而言，且參看圖6及圖7，陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之每一者包括各別離子濃縮室側表面26、離子濃縮室側表面28，其中每一表面26、表面28均具有一各別之表面積。在離子濃縮室12內提供並安置第一離子交換材料，且該第一離子交換材料鄰近陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的至少一部分，且亦與陰離子滲透膜及陽離子滲透膜中之一者的另一者隔開。陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之側表面26或側表面28的至少一部分界定了陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的一操作側表面部分。陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的該操作側表面部分界定了陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的一操作側表面積部分，其為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，關於陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的大體整個離子濃縮室側表面積。舉例而言，且參看圖8及圖9，針對陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面部分的空間布署，與陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的實質上任何其餘部分相比，陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的操作側表面部分最接近安置在陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之相對側上之離子排空室36的出口367。參看圖6及圖8，當陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之與第一離子交換材料域相鄰的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之至少一部分屬於陰離子滲透膜18時，第一離子交換材料域為陰離子交換材料主導域14。參看圖7及圖9，當陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之與第一離子交換材料域相鄰的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之至少一部分屬於陽離子滲透膜20時，第一離子交換材料域為陽離子交換材料主導域16。
舉例而言，將第二離子交換材料域提供並安置在離子濃縮室12內且該第二離子交換材料域鄰近陰離子滲透膜及陽離子滲透膜中之一者之另一者的大體整個離子濃縮室側表面。參看圖6及圖8，當陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之與第一離子交換材料域相鄰的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之至少一部分屬於陰離子滲透膜18時，第二離子交換材料域為非陰離子交換材料主導域161。舉例而言，非陰離子交換材料主導域161包括陽離子交換材料主導域16，或域161之整體為陽離子交換材料主導域16。如又一實例，域161包括混合離子交換材料域22，或域161之整體為混合離子交換材料域22。如再一實例，域161鄰近域14。參看圖7及圖9，當陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之與第一離子交換材料域相鄰的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之至少一部分屬於陽離子滲透膜20時，第二離子交換材料域為非陽離子交換材料主導域141。舉例而言，非陽離子交換材料主導域141包括陰離子交換材料主導域14，或域141之整體為陰離子交換材料主導域14。如又一實例，域141包括混合離子交換材料域22，或域141之整體為混合離子交換材料域22。如再一實例，域141鄰近域16。
針對部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界的離子濃縮室12，舉例而言，且參看圖10，陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之每一者包括各別離子濃縮室側表面26、離子濃縮室側表面28，其中每一表面26、表面28均具有一各別之表面積，且在離子濃縮室內提供並安置陰離子交換材料主導域14，且在離子濃縮室內提供並安置陽離子交換材料主導域16。該陰離子交換材料主導域14鄰近陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的至少一部分，且與陽離子滲透膜20隔開。陰離子滲透膜18之側表面26的至少一部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一操作側表面部分。陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的該操作側表面部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一操作側表面積部分，其為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，關於陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之大體整個離子濃縮室側表面積。該陽離子交換材料主導域16鄰近陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的至少一部分，且與陰離子滲透膜18隔開。陽離子滲透膜20之側表面28的至少一部分界定了陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的一操作側表面部分。陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的該操作側表面部分界定了陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的一操作側表面積部分，其為陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，關於陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之大體整個離子濃縮室側表面積。舉例而言，且參看圖11，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之操作側表面部分的空間布署，與陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的實質上任何其餘部分相比，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面部分最接近安置在陰離子滲透膜18之相對側上之離子排空室36的出口367。針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之操作側表面部分的空間布署，舉例而言，與陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的實質上任何其餘部分相比，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面部分最接近安置在陽離子滲透膜20之相對側上之離子排空室36的出口367。舉例而言，域14鄰近域16。
針對部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界的離子濃縮室12，舉例而言，且參看圖12，陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之每一者包括各別離子濃縮室側表面26、28，其中每一表面26、28均具有一各別之表面積。在離子濃縮室12內提供並安置陰離子交換材料主導域14，且在離子濃縮室12內提供並安置陽離子交換材料主導域16，且在離子濃縮室12內提供並安置混合離子交換材料域22。該陰離子交換材料主導域14鄰近陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的至少一部分，且與陽離子滲透膜20隔開。相對於陽離子滲透膜20布署陰離子交換材料主導域14界定了域14與膜20之間的一各別第一空間。陰離子滲透膜18之側表面26的至少一部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一操作側表面部分。陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的該操作側表面部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一操作側表面積部分，其為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，關於陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之大體整個離子濃縮室側表面積。該陽離子交換材料主導域16鄰近陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的至少一部分，且與陰離子滲透膜18隔開。相對於陰離子滲透膜18而對陽離子交換材料主導域16進行之布署界定了域16與膜18之間的一各別第二空間。陽離子滲透膜20之側表面28的至少一部分界定了陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的一操作側表面部分。陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的該操作側表面部分界定了陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的一操作側表面積部分，其為陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，關於陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之大體整個離子濃縮室側表面積。舉例而言，且參看圖13，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之操作側表面部分的空間布署，與陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的實質上任何其餘部分相比，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面部分最接近安置在陰離子滲透膜18之相對側上之離子排空室36的出口367。針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之操作側表面部分的空間布署，舉例而言，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面部分(舉例而言)與陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的實質上任何其餘部分相比，最接近安置在陽離子滲透膜20之相對側上之離子排空室36的出口367。將混合離子交換材料域22之至少一部分安置在各別第一空間及第二空間中的至少一者內。舉例而言，域22鄰近域14及域16中之每一者。
(c)具有一含離子交換材料之離子濃縮室的EDI裝置之第二實施例
在另一實施例中且參看圖14至圖34，一電去離子裝置10之離子濃縮室12部分地以第一離子滲透膜為界且亦部分地以間隔元件24為界。第一離子滲透膜為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者。第一離子交換材料域被安置在離子濃縮室12內且鄰近第一離子滲透膜18或第一離子滲透膜20之離子濃縮室側表面的至少一部分。當具有與第一離子交換材料域相鄰之離子濃縮室側表面之至少一部分的第一離子滲透膜為陰離子滲透膜18(見圖14)時，第一離子交換材料域為陰離子交換材料主導域14。當具有與第一離子交換材料域相鄰之離子濃縮室側表面之至少一部分的第一離子滲透膜為陽離子滲透膜20(見圖15)時，第一離子交換材料域為陽離子交換材料主導域16。第二離子交換材料域亦被安置在離子濃縮室12內。相對於間隔元件24而對第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16進行之布署界定了第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16與間隔元件24之間的一各別空間，其中第二離子交換材料域之至少一部分被安置在該各別空間中。舉例而言，第二離子交換材料域鄰近第一離子交換材料域。如又一實例，當間隔元件24為第二離子滲透膜時，其中第二離子滲透膜為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之另一者，第二離子交換材料域鄰近陰離子滲透膜及陽離子滲透膜中之一者的另一者。在第一離子交換材料域為陰離子交換材料主導域14之情形中，第二離子交換材料域為非陰離子交換材料主導域161。舉例而言，且參看圖14，域161包括混合離子交換材料域22，或域161之整體為混合離子交換材料域22。如又一實例，域161包括陽離子交換材料主導域16，或域161之整體為陽離子交換材料主導域16。在第一離子交換材料域為陽離子交換材料主導域16之情形中，第二離子交換材料域為非陽離子交換材料主導域141。舉例而言，且參看圖15，域141包括混合離子交換材料域22，或域141之整體為混合離子交換材料域22。如又一實例，域141包括陰離子交換材料主導域14，或域141之整體為陰離子交換材料主導域14。舉例而言，針對間隔元件24，諸如在間隔元件24為電極的情形中，間隔元件大體上具有不透性。如又一實例，針對間隔元件，間隔元件為第二離子滲透膜，其中第二離子滲透膜為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的另一者。
在此實施例中，不要求將第一離子交換材料14或第一離子交換材料16與間隔元件24隔開。就此而言，舉例而言，且參看圖20，當間隔元件24為陰離子滲透膜18時，離子濃縮室12被提供以陰離子滲透膜18且其部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界。將陽離子交換材料主導域16安置在離子濃縮室12內且該陽離子交換材料主導域16鄰近陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面的至少一部分。將混合離子交換材料域22安置在離子濃縮室12內。相對於陰離子滲透膜18對域16進行之布署界定了域16與膜18之間的一各別空間。將混合離子交換材料域22之至少一部分安置在該各別空間內。且，域22鄰近域16。很明顯，域16亦鄰近陰離子滲透膜18之一部分18a。
針對部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以間隔元件24為界的離子濃縮室12，且其中間隔元件24為電極25，舉例而言，且參看圖16，將陰離子交換材料主導域14安置在離子濃縮室12內且該陰離子交換材料主導域14鄰近陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面的至少一部分。將混合離子交換材料域22亦安置在離子濃縮室12內。相對於電極25而對陰離子交換材料主導域14進行之布署界定了域14與電極25之間的一各別空間，其中將混合離子交換材料域22之至少一部分安置在該各別空間內。舉例而言，域22鄰近域14。舉例而言，對於陽極室30而言可能情況如此，其中電極25為陽極32。
針對部分地以陽離子滲透膜20為界且亦部分地以間隔元件24為界的離子濃縮室12，且其中間隔元件24為電極25，舉例而言，且參看圖17，將陽離子交換材料主導域16安置在離子濃縮室12內且該陽離子交換材料主導域16亦鄰近陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面的至少一部分。將混合離子交換材料域22亦安置在離子濃縮室12內。相對於電極25而對陽離子交換材料主導域16進行之布署界定了域16與電極25之間的一各別空間，其中將混合離子交換材料相域22之至少一部分安置在該各別空間內。舉例而言，域22鄰近域16。舉例而言，對於陰極室34而言可能情況如此，其中電極25為陰極35。
針對部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界之離子濃縮室12，舉例而言，且參看圖18及圖19，將第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16安置在離子濃縮室12內，且該第一離子交換材料域14或該第一離子交換材料域16亦鄰近陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面的至少一部分。當陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中具有與第一離子交換材料域相鄰之離子濃縮室側表面之至少一部分的該一者為陰離子滲透膜18(見圖18)時，第一離子交換材料域為陰離子交換材料主導域14。當陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中具有與第一離子交換材料域相鄰之離子濃縮室側表面之至少一部分的該一者為陽離子滲透膜20(見圖19)時，第一離子交換材料域為陽離子交換材料主導域16。亦將混合離子交換材料相域22安置在離子濃縮室內。相對於陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之另一者而對第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16進行的布署界定了第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16與膜18及膜20中之該一者之另一者之間的一各別空間，其中將混合離子交換材料域22之至少一部分安置在該各別空間內。舉例而言，域22鄰近第一離子交換域14或第一離子交換域16。
針對部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界的離子濃縮室12，舉例而言，且參看圖21，將陰離子交換材料主導域14安置離子濃縮室12內，將陽離子交換材料主導域16安置離子濃縮室12內，且將混合離子交換材料域22安置離子濃縮室12內。陰離子交換材料主導域14經安置以鄰近陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面的至少一部分。陽離子交換材料主導域16經安置以鄰近陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面的至少一部分。相對於陽離子滲透膜20而對陰離子交換材料主導域14進行之布署界定了域14與膜20之間的一各別第一空間，且相對於陰離子滲透膜18對陽離子交換材料主導域16進行之布署界定了在域16與膜18之間的一各別第二空間，其中將混合離子交換材料域22之至少一部分安置在各別第一空間及第二空間中之至少一者內。舉例而言，域22鄰近域14及域16中之每一者。
針對部分地以離子滲透膜為界(其中離子滲透膜為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者)且亦部分地以間隔元件24為界的離子濃縮室，舉例而言，且參看圖22及圖23，將第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16安置在離子濃縮室12內，其中相對於間隔元件24而對第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16進行之布署界定了第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16與間隔元件24之間的一各別空間，且將第二離子交換材料域安置在離子濃縮室12內，其中亦將第二離子交換材料域之至少一部分安置在各別空間內。離子滲透膜18或離子滲透膜20包括具有一表面積之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28，且安置在離子濃縮室12內之第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16鄰近離子滲透膜18或離子滲透膜20之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的至少一部分。離子滲透膜18或離子滲透膜20之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的該至少一部分界定了離子滲透膜18或離子滲透膜20之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的一操作側表面部分。離子滲透膜18或離子滲透膜20之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的該操作側表面部分界定了離子滲透膜18或離子滲透膜20之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為離子滲透膜18或離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對離子滲透膜18或離子滲透膜20之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，離子滲透膜18或離子滲透膜20之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為離子滲透膜18或離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，針對離子滲透膜18或離子滲透膜20之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，離子滲透膜18或離子滲透膜20之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為離子滲透膜18或離子滲透膜20之大體整個離子濃縮室側表面積。舉例而言，且參看圖24及圖25，針對離子滲透膜18或離子滲透膜20之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面部分的空間布署，與離子滲透膜18或離子滲透膜20之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的實質上任何其餘部分相比，離子滲透膜18或離子滲透膜20之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的操作側表面部分最接近安置在離子滲透膜18或離子滲透膜20之相對側上之離子排空室36的出口367。參看圖22及圖24，當具有與第一離子交換材料域相鄰之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之至少一部分的離子滲透膜18或離子滲透膜20為陰離子滲透膜18時，第一離子交換材料域為陰離子交換材料主導域14。參看圖23及圖25，當具有與第一離子交換材料域相鄰之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之至少一部分的離子滲透膜18或離子滲透膜20為陽離子滲透膜20時，第一離子交換材料域為陽離子交換材料主導域16。舉例而言，第二離子交換材料域鄰近第一離子交換材料域。如又一實例，當間隔元件24為第二離子滲透膜時，其中間隔元件24為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的另一者，第二離子交換材料域鄰近陰離子滲透膜及陽離子滲透膜中之一者的另一者。參看圖22及圖24，在第一離子交換材料域為陰離子交換材料主導域14的情形中，第二離子交換材料域為非陰離子交換材料主導域161。舉例而言，域161包括混合離子交換材料域22，或域161之整體為混合離子交換材料域。如又一實例，域141包括陽離子交換材料主導域16，或域161之整體為陽離子交換材料域16。參看圖23及圖25，在第一離子交換材料域為陽離子交換材料主導域16的情形中，第二離子交換材料域為非陽離子交換材料主導域141。舉例而言，域141包括混合離子交換材料域22，或域141之整體為混合離子交換材料域。如又一實例，域141包括一陰離子交換材料主導域14，或域141之整體為陰離子交換材料主導域。舉例而言，針對間隔元件24，諸如當間隔元件24為電極(見圖26至圖29)時，間隔元件24大體上具有不透性。如又一實例，針對間隔元件24，間隔元件24為第二離子滲透膜，其中該第二離子滲透膜為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的另一者(見圖30至圖35)。
針對部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以間隔元件24為界的離子濃縮室12，且其中間隔元件24為電極25，舉例而言，且參看圖26，將陰離子交換材料主導域14安置在離子濃縮室12內，其中相對於電極25而對陰離子交換材料主導域14進行之布署界定了域14與電極25之間的一各別空間。將混合離子交換材料域22安置在離子濃縮室內，其中混合離子交換材料域22之至少一部分被安置在該各別空間內。陰離子滲透膜18包括一界定一表面積之離子濃縮室側表面26，其中安置在離子濃縮室12內之陰離子交換材料主導域14鄰近陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的至少一部分。陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的至少一部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一操作側表面部分。陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之大體整個離子濃縮室側表面積。舉例而言，且參看圖27，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之操作側表面部分的空間布署，與陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的實質上任何其餘部分相比，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面部分最接近安置在陰離子滲透膜18之相對側上之離子排空室36的出口367。舉例而言，域22鄰近域14。舉例而言，對於陽極室30而言可能情況如此，其中電極為陽極32。
針對部分地以陽離子滲透膜20為界且亦部分地以間隔元件24為界的離子濃縮室12，且其中間隔元件24為電極25，舉例而言，且參看圖28，將陽離子交換材料主導域16安置在離子濃縮室12內，其中相對於電極25而對陽離子交換材料主導域16進行之布署界定了域16與電極25之間的一各別空間。將混合離子交換材料域22安置在離子濃縮室12內，其中混合離子交換材料域22之至少一部分亦被安置在該各別空間內。陽離子滲透膜20包括一界定一表面積之離子濃縮室側表面28，且安置在離子濃縮室12內之陽離子交換材料主導域16鄰近陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的至少一部分。陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的至少一部分界定了陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的一操作側表面部分。陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面部分界定了陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之大體整個離子濃縮室側表面積。舉例而言，且參看圖29，針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之操作側表面部分的空間布署，與陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的實質上任何其餘部分相比，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面部分最接近安置在陽離子滲透膜20之相對側上之離子排空室36的出口367。舉例而言，域22鄰近域16。舉例而言，對於陰極室34而言可能情況如此，其中電極為陰極35。
針對部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界之離子濃縮室12，舉例而言，且參看圖30及圖31，將第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16安置在離子濃縮室12內且該第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16鄰近陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的至少一部分。亦將一混合離子交換材料域22安置在離子濃縮室12內。相對於陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的另一者而對第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16進行之布署界定了第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16與陰離子滲透膜18或陽離子滲透膜20中之一者之另一者之間的一各別空間。混合離子交換材料域22之至少一部分被安置在該各別空間內。舉例而言，域22鄰近第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16。離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之至少一部分界定了陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的一操作側表面部分。陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的操作側表面部分界定了陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，針對陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的大體整個離子濃縮室側表面積。舉例而言，且參看圖32及圖33，針對陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面部分的空間布署，與陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的實質上任何其餘部分相比，陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的操作側表面部分最接近安置在陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之相對側上的離子排空室36之出口367。參看圖30及圖32，當陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中具有與第一離子交換材料域相鄰安置之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之至少一部分的該一者為陰離子滲透膜18時，第一離子交換材料域為陰離子交換材料主導域14。參看圖31及圖33，當陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中具有與第一離子交換材料域相鄰安置之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之至少一部分的該一者為陽離子滲透膜20時，第一離子交換材料域為陽離子交換材料主導域16。
針對部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界的離子濃縮室12，舉例而言，且參看圖34，將陰離子交換材料主導域14安置離子濃縮室12內，將陽離子交換材料主導域16安置離子濃縮室12內，且將混合離子交換材料域22安置離子濃縮室12內。該陰離子交換材料主導域14鄰近陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的至少一部分。相對於陽離子滲透膜20而對陰離子交換材料主導域14進行之布署界定了域14與陽離子滲透膜20之間的一各別第一空間。陰離子滲透膜18之側表面26的至少一部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一操作側表面部分。陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的該操作側表面部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一操作側表面積部分，其為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，關於陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之大體整個離子濃縮室側表面積。該陽離子交換材料主導域16鄰近陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的至少一部分。相對於陰離子滲透膜18而對陽離子交換材料主導域16進行之布署界定了域16與陰離子滲透膜18之間的一各別第二空間。陽離子滲透膜20之側表面28的至少一部分界定了陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的一操作側表面部分。陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的該操作側表面部分界定了陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之大體整個離子濃縮室側表面積。舉例而言，且參看圖35，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之操作側表面部分的空間布署，與陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的實質上任何其餘部分相比，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面部分最接近安置在陰離子滲透膜18之相對側上之離子排空室36的出口367。舉例而言，針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之操作側表面部分的空間布署，與陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的實質上任何其餘部分相比，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面部分最接近安置在陽離子滲透膜20之相對側上之離子排空室36的出口367。將混合離子交換材料域22之至少一部分安置在各別第一空間及第二空間中的至少一者內。舉例而言，域22鄰近域14及域16中之每一者。
(d)具有一含離子交換材料之離子濃縮室的EDI裝置之第三實施例
參看圖36及圖37，在另一實施例中，電去離子裝置10經提供以包括一部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界的離子濃縮室12。陰離子滲透膜18包括一界定一表面積之離子濃縮室側表面26，且陽離子滲透膜20包括一界定一表面積之離子濃縮室側表面28。第一離子交換材料域被安置在離子濃縮室12內，其中該第一離子交換材料域鄰近陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的至少一部分。陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者之側表面26或側表面28的該至少一部分界定陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的一操作側表面部分。陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的該操作側表面部分界定了陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為陰離子滲透膜18或陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作表面部分的相對大小，陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，針對陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者的大體整個離子濃縮室側表面積。與陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的實質上任何其餘部分相比，陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28的操作側表面部分最接近安置在陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之相對側上的離子排空室36之出口367。第一離子交換材料域亦與陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之另一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之至少一部分隔開。陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者之另一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之該至少一部分界定陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者之另一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面部分。該陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者之另一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之該操作側表面部分界定了陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20之該一者之另一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之一者之另一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者之另一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作表面部分的相對大小，陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者之另一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者之另一者的離子濃縮室側表面積之至少50%。如又一實例，針對陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者之另一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者之另一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分為陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者之另一者的大體整個離子濃縮室側表面積。與陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者之另一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之實質上任何其餘部分相比，陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者之另一者的離子濃縮室側表面26或離子濃縮室側表面28之操作側表面部分最接近安置在陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中該一者之另一者之相對側上的離子排空室36之出口367。
參看圖36，在陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中具有與第一離子交換材料域相鄰之離子濃縮室側表面之至少一部分的該一者為陰離子滲透膜18的情形中，第一離子交換材料域為陰離子交換材料主導域14。第一離子交換材料域(亦即，陰離子交換材料主導域14)鄰近陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的至少一部分。陰離子滲透膜18之側表面26的至少一部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的第一操作側表面部分。陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的第一操作側表面部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一第一操作側表面積部分，該第一操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之第一操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的該第一操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之第一操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的該第一操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之大體整個離子濃縮室側表面積。與陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的實質上任何其餘部分相比，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的第一操作側表面部分最接近安置在陰離子滲透膜18之相對側上的離子排空室36之出口367。第一離子交換材料域(亦即，陰離子交換材料主導域14)亦與陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的至少一部分隔開。陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的該至少一部分界定了陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的一第一操作側表面部分。陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的該第一操作側表面部分界定了陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的一第一操作側表面積部分，該第一操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之第一操作側表面積部分的相對大小，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的第一操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之第一操作側表面積部分的相對大小，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的第一操作側表面積部分為陽離子滲透膜20的大體整個離子濃縮室側表面積。與陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的實質上任何其餘部分相比，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的第一操作側表面部分最接近安置在陽離子滲透膜20之相對側上的離子排空室36之出口367。
參看圖37，在陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中具有與第一離子交換材料域相鄰之離子濃縮室側表面之至少一部分的該一者為陽離子滲透膜20之情形中，第一離子交換材料域為陽離子交換材料主導域16。第一離子交換材料域(亦即，陽離子交換材料主導域16)鄰近陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的至少一部分。陽離子滲透膜20之側表面28的至少一部分界定了陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的第二操作側表面部分。陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的第二操作側表面部分界定了陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的一第二操作側表面積部分，該第二操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之第二操作側表面積部分的相對大小，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的該第二操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之第二操作側表面積部分的相對大小，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的該第二操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之大體整個離子濃縮室側表面積。與陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的實質上任何其餘部分相比，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的第二操作側表面部分最接近安置在陽離子滲透膜20之相對側上的離子排空室36之出口367。第一離子交換材料域(亦即，陽離子交換材料主導域16)亦與陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的至少一部分隔開。陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的該至少一部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一第二操作側表面部分。陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的該第二操作側表面部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一第二操作側表面積部分，該第二操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之第二操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的第二操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之第二操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的第二操作側表面積部分為陰離子滲透膜18的大體整個離子濃縮室側表面積。與陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的實質上任何其餘部分相比，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的第二操作側表面部分最接近安置在陰離子滲透膜18之相對側上的離子排空室36之出口367。
在此實施例中，不要求將第一離子交換材料14或第一離子交換材料16與陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者之另一者的離子濃縮室側表面隔開。就此而言，舉例而言，且參看圖43，離子濃縮室12被提供以陰離子滲透膜18且其部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界。第一離子交換材料域係安置在離子濃縮室12內的陽離子交換材料主導域16。陽離子交換主導域材料16鄰近陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面部分28a，其中離子濃縮室側表面28之操作側表面部分界定了陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%。與陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的實質上任何其餘部分相比，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面部分最接近安置在陽離子滲透膜20之相對側上的離子排空室36之出口367。陽離子交換材料主導域16亦與陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的至少一部分26a隔開，其中該至少一部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面的一操作側表面部分。陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的該操作側表面部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之離子濃縮室側表面積的至少10%。與陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的實質上任何其餘部分相比，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面部分最接近安置在陰離子滲透膜18之相對側上的離子排空室36之出口367。很明顯，陽離子交換材料主導域16亦鄰近陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一部分26b，該部分26b相對遠離安置在陰離子滲透膜18之相對側上的離子排空室36之出口367。
舉例而言，電去離子裝置進一步包含一安置在離子濃縮室12內的第二離子交換材料域。該第二離子交換材料域鄰近陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者之另一者的離子濃縮室側表面之至少一部分(亦即，與第一離子交換材料域隔開之彼部分)。舉例而言，第二離子交換材料域亦鄰近第一離子交換材料域。
在第一離子交換材料域為陰離子交換材料主導域14的情形(見圖36)中，第二離子交換材料域為非陰離子交換材料主導域161。舉例而言，第二離子交換材料域包括一混合離子交換材料域22，或第二離子交換材料域之整體為混合離子交換材料域22。如又一實例，第二離子交換材料域包括陽離子交換材料主導域16，或第二離子交換材料域之整體為陽離子交換材料主導域16。
在第一離子交換材料域為陽離子交換材料主導域16的情形(見圖37)中，第二離子交換材料域為非陽離子交換材料主導域141。舉例而言，第二離子交換材料域包括一混合離子交換材料域22，或第二離子交換材料域之整體為混合離子交換材料域。如又一實例，第二離子交換材料域包括陰離子交換材料主導域14，或第二離子交換材料域之整體為陰離子材料主導域14。
舉例而言，且參看圖38及圖39，進一步將混合離子交換材料域22安置在離子濃縮室12內。相對於陰離子滲透膜18及陽離子滲透膜20中之該一者的各別另一者而對第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16進行之布署界定了第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16與膜18或膜20中之該一者之各別另一者之間的一各別空間。混合離子交換材料域22之至少一部分被安置在該各別空間內。舉例而言，域22鄰近第一離子交換材料域14或第一離子交換材料域16。
如又一實例，且參看圖40，其中提供一電去離子裝置10，該電去離子裝置10包括一部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界的離子濃縮室12。陰離子滲透膜18包括一界定一表面積之離子濃縮室側表面26，且陽離子滲透膜20包括一界定一表面積之離子濃縮室側表面28。一陰離子交換材料主導域14被安置在室12內且鄰近陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分。陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的該至少一部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一操作側表面部分。陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的該操作側表面部分界定了陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，針對陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26之操作側表面積部分的相對大小，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面積部分為陰離子滲透膜18的大體整個離子濃縮室側表面積。與陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的實質上任何其餘部分相比，陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的操作側表面部分最接近安置在陰離子滲透膜18之相對側上的離子排空室36之出口367。陽離子交換材料主導域16亦被安置在室12內且鄰近陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的至少一部分。由陽離子滲透膜20之離子濃縮室表面28的至少一部分來界定陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的一操作側表面部分。陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的該操作側表面部分界定了陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少10%。舉例而言，針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面積的至少50%。如又一實例，針對陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28之操作側表面積部分的相對大小，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面積部分為陽離子滲透膜20的大體整個離子濃縮室側表面積。與陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的實質上任何其餘部分相比，陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的操作側表面部分最接近安置在陽離子滲透膜20之相對側上的離子排空室36之出口367。舉例而言，域14鄰近域16。
舉例而言，作為圖40實施例之一變化形式，且參看圖41，將一混合離子交換材料域22安置在離子濃縮室內。相對於陽離子滲透膜20而對陰離子交換材料主導域14進行之布署界定了域14與陽離子滲透膜20之間的一各別第一空間。相對於陰離子滲透膜18對陽離子交換材料主導域16進行之布署界定了域16與陰離子滲透膜18之間的一各別第二空間。混合離子交換材料域22之至少一部分被安置在各別第一空間及第二空間中的至少一者中。舉例而言，混合離子交換材料域22鄰近域14及域16中之每一者。
舉例而言，且參看圖42，其中提供一電去離子裝置10，該電去離子裝置10包括一部分地以陰離子滲透膜18為界且亦部分地以陽離子滲透膜20為界的離子濃縮室12。陰離子滲透膜18包括一界定一表面積之離子濃縮室側表面26，且陽離子滲透膜20包括一界定一表面積之離子濃縮室側表面28。陰離子交換材料主導域14被安置在室12內且鄰近陰離子滲透膜18之大體整個離子濃縮室側表面積。作為一必要狀況，與陰離子滲透膜18之離子濃縮室側表面26的實質上任何其餘部分相比，陰離子滲透膜18之與域14相鄰的離子濃縮室側表面26最接近安置在陰離子滲透膜18之相對側上的離子排空室36之出口367。一陽離子交換材料主導域16被安置在室12內且鄰近陽離子滲透膜20之大體整個離子濃縮室側表面積。作為一必要狀況，與陽離子滲透膜20之離子濃縮室側表面28的實質上任何其餘部分相比，陽離子滲透膜20之與域16相鄰的離子濃縮室側表面28最接近安置在陽離子滲透膜20之相對側上的離子排空室36之出口367。一混合離子交換材料域22被安置在室12內且位於陰離子交換材料主導域14與陽離子交換材料主導域16中之每一者之間。域22亦鄰近域14及域16中之每一者且延伸於室12之長度上(自入口端至出口端)。離子濃縮室具有厚度為3 mm之大體長方體形狀。域14具有跨越整個域14為約0.2毫米的厚度145。域16具有跨越整個域16為約0.2毫米的厚度181。域22具有跨越整個域22為約2.6毫米的厚度221。就此而言，使域14及域16中之每一者的厚度保持為最小值(例如，當以顆粒之形態來提供離子交換材料時，為一或兩個顆粒直徑)，且使域22之厚度最大化。
(e)操作
在操作時，在陽極32與陰極35之間施加一電位差。電流穿過離子排空室36及離子濃縮室12，以在離子排空室36中進行離子傳輸及水分解。陰離子及陽離子自離子排空室36穿過離子滲透膜18、20傳輸至相鄰離子濃縮室12中(且在一些情形中傳輸至相鄰電極室30、34)，以導致流經離子排空室36之液體的離子被排空。因此，流經離子排空室36之液體經去離子化以產生經淨化之液體流365，而流經離子濃縮室12之液體變得離子物質更濃縮以產生濃縮之出水123。在圖45所說明之實例中，流經室12、36之液體相對於彼此為逆流。
咸信與陽離子滲透膜20相鄰之陽離子交換材料主導域16有助於降低膜表面上之不帶電弱酸濃度且由此減少不帶電弱酸物質之回擴散。特定言之，藉由提供一與陽離子滲透膜20相鄰之陽離子交換材料主導域16，降低了藉由擴散通過陽離子滲透膜20而將不帶電弱酸物質(諸如CO2 或CH3 COOH)自離子濃縮室12傳輸出且傳輸至離子排空室36中的趨勢，該趨勢導致離子排空室36中之不帶電弱酸物質的離子化，連帶降低自離子排空室36中排出之產物水的品質。咸信陽離子交換材料主導域16之存在藉由啟用以下機制中之任一者或兩者來有助於此回擴散減少：(i)增加弱酸自離子濃縮室12內傳輸至陽離子滲透膜20(且隨後滲透通過陽離子滲透膜20且進入離子排空室36中)的擴散長度；及(ii)藉由將陰離子交換材料/陽離子交換材料界面移離陽離子滲透膜20，以使在此界面上生成之弱酸生成在更遠離陽離子滲透膜20之處，此處流經離子濃縮室12之液體的線性速度較高(相對於在陽離子滲透膜20附近流動之液體的線性速度)，從而降低了陽離子滲透膜20之表面附近的局部弱酸濃度。
同樣，吾人相信，與陰離子滲透膜18相鄰之陰離子交換材料主導域14有助於減少弱鹼物質之回擴散，諸如含弱有機鹼之氨及氮(諸如苯胺、丁胺、肼、乙胺及羥胺)。
結合與陽離子滲透膜20相鄰之陽離子交換材料主導域16的情形及/或與陰離子滲透膜18相鄰之陰離子交換材料主導域14的情形，提供混合離子交換材料域22以減輕離子濃縮室12內之硬度結垢。在離子濃縮室12內增加陰離子交換材料與陽離子交換材料之間的界面之數目減少了硬度及結垢陰離子之局部濃縮的情形。與起初之單相離子交換材料域(諸如域14或域16中之任一者)相反，該等界面之數目在混合離子交換材料域22中得以最優化。因此，在上文所描述之域14、域16中之一者或兩者以外提供混合離子交換材料域22減輕了硬度結垢，否則若僅在離子濃縮室12中提供上文所描述之域14、域16中的一者或兩者而不提供混合離子交換域22，則該硬度結垢可能遍布。
將參看以下非限定性實例更詳細地描述本發明之實施例。
(f)實例
已實行電去離子處理從而將(i)離子濃縮室中僅填充有混合離子交換材料之電去離子裝置的效能與(ii)離子濃縮室中包括與陽離子滲透膜相鄰之陽離子交換材料域及安置在陽離子交換材料域與陰離子滲透膜之間的混合離子交換材料域之電去離子裝置的效能進行比較。
實例1
已提供一第一電去離子裝置，其包括一含有陽極之陽極室及一含有陰極之陰極室。將複數個陰離子滲透膜及陽離子滲透膜交替配置在陽極室與陰極室之間以形成交替之離子排空室及離子濃縮室，以使得存在總共十六(16)個離子濃縮室及總共十五(15)個離子排空室。離子排空室36中之每一者的陽極側以陰離子滲透膜18為界且陰極側以陽離子滲透膜20為界。離子濃縮室12中之每一者的陽極側以陽離子滲透膜20為界且陰極側以陰離子滲透膜18為界。離子濃縮室及離子排空室中之每一者具有大體長方體形狀。離子濃縮室中之每一者的尺寸為13 cm×39 cm×0.2 cm(寬度×長度×厚度)。離子排空室中之每一者的尺寸為13 cm×39 cm×0.8 cm(寬度×長度×厚度)。
離子排空室中之每一者中填充有混合離子交換材料，該混合離子交換材料係體積比為1：1之Mitsubishi DIAION SK－1BTM 樹脂珠粒(陽離子交換材料)與Mitsubishi DIAION SA10ATM 樹脂珠粒(陰離子交換材料)的混合物。離子排空室中之每一者內的混合離子交換材料域與離子排空室之形狀一致，以使得混合離子交換材料域之厚度為0.8 cm。
離子濃縮室中之每一者中填充有離子交換材料以便形成兩個相異之離子交換材料域。特定言之，離子濃縮室中之每一者包括一陽離子交換材料域及一混合離子交換材料域。離子濃縮室之陽離子交換材料主導域含有Mitsubishi DIAION SK－1BTM 樹脂珠粒(陽離子交換材料)，其已經篩分以移除較大之樹脂珠粒從而使得在離子濃縮室之陽離子交換材料主導域中使用之陽離子交換材料樹脂珠粒直徑的大小範圍為0.42 mm至0.6 mm。離子濃縮室之混合離子交換材料域含有混合離子交換材料，該混合離子交換材料係體積比為1：1之Mitsubishi DIAION SK－1BTM 樹脂珠粒(陽離子交換材料)與Mitsubishi DIAION SA10ATM 樹脂珠粒(陰離子交換材料)的混合物。離子濃縮室之陽離子交換材料域以大體長方體形狀界定且鄰近陽離子滲透膜之大體整個離子濃縮室表面。離子濃縮室之混合離子交換材料域以大體長方體形狀界定且安置在陽離子交換材料域與陰離子滲透膜之間的整個空間中。陽離子交換材料域之厚度為0.08 cm。混合離子交換材料域之厚度為0.12 cm。
對離子排空室、離子濃縮室及電極室中之每一者的饋入流均具有相同組合物。該饋入流係在注入重碳酸鈉之後含有濃度為15.9 ppm之溶解之HCO3 － 的大體超純水(已藉由逆滲透來預處理的都市水)。產物水以約0.4167 gpm之速率自離子排空室中之每一者中排出。水以約0.0235 gpm之速率自離子濃縮室中之每一者中排出。水以約0.25 gpm之速率自結合之電極室中排出。回收率經量測為90%。藉由建立經由離子排空室及離子濃縮室中之每一者的流量，已經由連接至設備之外部電路施加了3庫侖/秒之電流，且由此實現對流經離子排空室之水性饋入物的電去離子。
在穩定狀態下，自離子排空室之出口處排出之產物水的電阻率已經量測為17.7 Mohm.cm。
比較實例1
已使用與實例1所述大體相同之電去離子裝置在大體相同之操作條件下實行比較實例，除了僅以混合離子交換材料(亦即，體積比為1：1的Mitsubishi SK－1BTM 樹脂珠粒(陽離子交換材料)與Mitsubishi SA10ATM 樹脂珠粒(陰離子交換材料)之混合物)來填充離子濃縮室中之每一者以外。
在穩定狀態下，在此等條件下自離子排空室之出口處排出之產物水的電阻率已經量測為12 Mohm.cm。
當然應瞭解，在不偏離隨附申請專利範圍所界定之本發明之範疇及範圍的前提下可對本文中所描述的本發明之實施例進行修改。
10．．．電去離子裝置
12．．．離子濃縮室
14．．．陰離子交換材料主導域/第一離子交換材料域/陰離子材料主導域
16．．．陽離子交換材料主導域/第一離子交換材料域/陽離子交換主導域材料
18．．．陰離子滲透膜/陰離子交換膜/離子滲透膜
18a．．．部分
20．．．陽離子滲透膜/陽離子交換材料/離子滲透膜
22．．．混合離子交換材料域/混合離子交換材料相域
25．．．電極
26．．．離子濃縮室側表面
26a．．．部分
26b．．．部分
28．．．離子濃縮室側表面/離子濃縮室表面
28a．．．操作側表面部分
30．．．陽極室/電極室
32．．．陽極
34．．．陰極室/電極室
35．．．陰極
36．．．離子排空室
38．．．間隔物
40．．．間隔物
42．．．電極末端框架總成
44．．．電極末端框架總成
121．．．液體流
123．．．液體流/出水
125．．．電解材料/電解質流
141．．．非陽離子交換材料主導域
143．．．軸
145．．．厚度
161．．．非陰離子交換材料主導域
181．．．厚度
183．．．點
185．．．軸
221．．．厚度
223．．．點
225．．．軸
361．．．液體流
363．．．入口
365．．．液體流
367．．．出口
1401．．．點
2201．．．厚度
2203．．．點
2205．．．軸
圖1為電去離子裝置之圖解說明；圖2至圖13為電去離子裝置之離子濃縮室之一實施例的圖解說明；圖14至圖35為電去離子裝置之離子濃縮室之另一實施例的圖解說明；圖36至圖43為電去離子裝置之離子濃縮室之又一實施例的圖解說明；圖44為電去離子裝置之組件的剖視圖；圖45為電去離子處理之圖解說明；且圖46至圖51為圖解說明，其描繪在離子濃縮室中對離子交換域之厚度的量測。
12．．．離子濃縮室
14．．．陰離子交換材料主導域/第一離子交換材料域/陰離子材料主導域
18．．．陰離子滲透膜/陰離子交換膜/離子滲透膜
20．．．陽離子滲透膜/陽離子交換材料/離子滲透膜
161．．．非陰離子交換材料主導域

Claims (53)

  1. 一種電去離子裝置，其包含：一離子濃縮室，其部分地以一陰離子滲透膜定界且亦部分地以一陽離子滲透膜定界；及一安置在該離子濃縮室內之第一離子交換材料域，其中該第一離子交換材料域鄰近該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之離子濃縮室側表面的至少一部分，且與該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者間隔開；其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者的離子濃縮室側表面之至少一部分界定該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者的離子濃縮室側表面之一操作側表面部分；以使得，在該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之具有該第一離子交換材料域所鄰近之離子濃縮室側表面之至少一部分的一滲透膜為陰離子滲透膜之情形中，該第一離子交換材料域為一陰離子交換材料主導域；且在該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之具有該第一離子交換材料域所鄰近之離子濃縮室側表面之至少一部分的一滲透膜為陽離子滲透膜之情形中，該第一離子交換材料域為一陽離子交換材料主導域。
  2. 如請求項1之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該第一離子交換材料域相對於該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者之布署界定位於該第一離子交換材料域與該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者之間的一相應空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應空間內。
  3. 如請求項1之電去離子裝置，其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之具有該第一離子交換材料域所鄰近之離子濃縮室側表面之至少一部分的一滲透膜為陰離子滲透膜，以使得該第一離子交換材料相為一陰離子交換材料主導域。
  4. 如請求項3之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陰離子交換材料主導域相對於該陽離子滲透膜之布署界定位於該陰離子交換材料主導域與該陽離子滲透膜之間的一相應空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應空間內。
  5. 如請求項3之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之陽離子交換材料主導域，其中該陽離子交換材料主導域鄰近該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分且與該陰離子滲透膜間隔開，且其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面之至少一部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的一操作側表面部分。
  6. 如請求項5之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陰離子交換材料主導域相對於該陽離子滲透膜之布署界定位於該陰離子交換材料主導域與該陽離子滲透膜之間的一相應第一空間，且其中該陽離子交換材料主導域相對於該陰離子滲透膜之布署界定位於該陽離子交換材料主導域與該陰離子滲透膜之間的一相應第二空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應第一空間及該相應第二空間中之至少一者內。
  7. 如請求項1之電去離子裝置，其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之具有該第一離子交換材料域所鄰近之離子濃縮室側表面之至少一部分的一滲透膜為陽離子滲透膜，以使得該第一離子交換材料域為一陽離子交換材料主導域。
  8. 如請求項7之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陽離子交換材料主導域相對於該陰離子滲透膜之布署界定位於該陽離子交換材料主導域與該陰離子滲透膜之間的一相應空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應空間內。
  9. 如請求項1之電去離子裝置，其中該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面界定該陰離子滲透膜之一離子濃縮室側表面積，且其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面界定該陽離子滲透膜之一離子濃縮側表面積，且其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之離子濃縮室側表面的操作側表面部分界定該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之離子濃縮室側表面的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之離子濃縮室側表面積的至少10%。
  10. 如請求項9之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該第一離子交換材料域相對於該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者之布署界定位於該第一離子交換材料域與該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者之間的一相應空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應空間內。
  11. 如請求項9之電去離子裝置，其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之具有該第一離子交換材料域所鄰近之離子濃縮室側表面之至少一部分的一滲透膜為陰離子滲透膜，以使得該第一離子交換材料域為一陰離子交換材料主導域，其中該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的操作側表面部分界定該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%。
  12. 如請求項11之電去離子裝置，其進一步包含至少一個安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陰離子交換材料主導域相對於該陽離子滲透膜之布署界定位於該陰離子交換材料主導域與該陽離子滲透膜之間的一相應空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應空間內。
  13. 如請求項11之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之陽離子交換材料主導域，其中該陽離子交換材料主導域鄰近該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分且與該陰離子滲透膜間隔開，且其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面之至少一部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的一操作側表面部分。
  14. 如請求項13之電去離子裝置，其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的操作側表面部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%。
  15. 如請求項13之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陰離子交換材料主導域相對於該陽離子滲透膜之布署界定位於該陰離子交換材料主導域與該陽離子滲透膜之間的一相應第一空間，且其中該陽離子交換材料主導域相對於該陰離子滲透膜之布署界定位於該陽離子交換材料主導域與該陰離子滲透膜之間的一相應第二空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應第一空間及該相應第二空間中之至少一者內。
  16. 如請求項9之電去離子裝置，其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之具有該第一離子交換材料相所鄰近之離子濃縮室側表面之至少一部分的一滲透膜為陽離子滲透膜，以使得該第一離子交換材料域為一陽離子交換材料主導域，其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的操作側表面部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%。
  17. 如請求項16之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陽離子交換材料主導域相對於該陰離子滲透膜之布署界定位於該陽離子交換材料主導域與該陰離子滲透膜之間的一相應空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應空間內。
  18. 如請求項16之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之陰離子交換材料主導域，其中該陰離子交換材料主導域鄰近該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分且與該陽離子滲透膜間隔開，且其中該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面之至少一部分界定該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的一操作側表面部分。
  19. 如請求項18之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陰離子交換材料主導域相對於該陽離子滲透膜之布署界定位於該陰離子交換材料主導域與該陽離子滲透膜之間的一相應第一空間，且其中該陽離子交換材料主導域相對於該陰離子滲透膜之布署界定位於該陽離子交換材料主導域與該陰離子滲透膜之間的一相應第二空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應第一空間及該相應第二空間中之至少一者內。
  20. 如請求項9之電去離子裝置，其中與該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者的離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者的離子濃縮室側表面的操作側表面部分係最接近該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之相對側上所安置的一離子排空室之一出口。
  21. 如請求項20之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該第一離子交換材料域相對於該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者之布署界定位於該第一離子交換材料域與該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者之間的一相應空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應空間內。
  22. 如請求項11之電去離子裝置，其中與該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的操作側表面部分係最接近該陰離子滲透膜之相對側上所安置的一離子排空室之一出口。
  23. 如請求項22之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陰離子交換材料主導域相對於該陽離子滲透膜之布署界定位於該陰離子交換材料主導域與該陽離子滲透膜之間的一相應空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應空間內。
  24. 如請求項22之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之陽離子交換材料主導域，其中該陽離子交換材料主導域鄰近該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分且與該陰離子滲透膜間隔開，且其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面之至少一部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的一操作側表面部分。
  25. 如請求項24之電去離子裝置，其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的操作側表面部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%。
  26. 如請求項25之電去離子裝置，其中與該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的操作側表面部分係最接近該陽離子滲透膜之相對側上所安置的一離子排空室之一出口。
  27. 如請求項24之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陰離子交換材料主導域相對於該陽離子滲透膜之布署界定位於該陰離子交換材料主導域與該陽離子滲透膜之間的一相應第一空間，且其中該陽離子交換材料主導域相對於該陰離子滲透膜之布署界定位於該陽離子交換材料主導域與該陰離子滲透膜之間的一相應第二空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應第一空間及該相應第二空間中之至少一者內。
  28. 如請求項16之電去離子裝置，其中與該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的操作側表面部分係最接近該陽離子滲透膜之相對側上所安置的一離子排空室之一出口。
  29. 如請求項28之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陽離子交換材料主導域相對於該陰離子滲透膜之布署界定位於該陽離子交換材料主導域與該陰離子滲透膜之間的一相應空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應空間中。
  30. 如請求項28之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之陰離子交換材料主導域，其中該陰離子交換材料主導域鄰近該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分且與該陽離子滲透膜間隔開，且其中該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面之至少一部分界定該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的一操作側表面部分。
  31. 如請求項30之電去離子裝置，其中該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的操作側表面部分界定該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%。
  32. 如請求項30之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陰離子交換材料主導域相對於該陽離子滲透膜之布署界定位於該陰離子交換材料主導域與該陽離子滲透膜之間的一相應第一空間，且其中該陽離子交換材料主導域相對於該陰離子滲透膜之布署界定位於該陽離子交換材料主導域與該陰離子滲透膜之間的一相應第二空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應第一空間及該相應第二空間中之至少一者內。
  33. 一種電去離子裝置，其包含：一離子濃縮室，其部分地以第一離子滲透膜定界且亦部分地以一間隔元件定界，其中該第一離子滲透膜為一陰離子滲透膜及一陽離子滲透膜中之一者；一安置在該離子濃縮室內之第一離子交換材料域，其中該第一離子交換材料域鄰近該第一離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分，且其中該第一離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分界定該第一離子滲透膜之離子濃縮室側表面的一操作側表面部分；及一安置在該離子濃縮室內之第二離子交換材料域，其中該第一離子交換材料域相對於該間隔元件之布署界定位於該第一離子交換材料域與該間隔元件之間的第一空間，且其中該第二離子交換材料域之至少一部分係安置在該第一空間內；以使得，在具有該第一離子交換材料域所鄰近之離子濃縮室側表面之至少一部分的該第一離子滲透膜為陰離子滲透膜之情形中，該第一離子交換材料域為一陰離子交換材料主導域且該第二離子交換材料域為一非陰離子交換材料主導域；且在具有該第一離子交換材料域所鄰近之離子濃縮室側表面之至少一部分的該第一離子滲透膜為陽離子滲透膜之情形中，該第一離子交換材料域為一陽離子交換材料主導域且該第二離子交換材料域為一非陽離子交換材料主導域。
  34. 如請求項33之電去離子裝置，其中該第二離子交換材料域鄰近該第一離子交換材料域。
  35. 如請求項33之電去離子裝置，其中該間隔元件為第二離子滲透膜，且該第二離子滲透膜為該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者，且該第一離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分界定一操作側表面部分。
  36. 如請求項35之電去離子裝置，其中具有該離子交換材料域所鄰近之離子濃縮室側表面之至少一部分的該第一離子滲透膜為陰離子滲透膜，以使得該離子交換材料域為一陰離子交換材料主導域且該第二離子交換材料為一非陰離子交換材料主導域。
  37. 如請求項36之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內且鄰近該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面之至少一部分的陽離子交換材料主導域，其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的一操作側表面部分，且其中該陽離子交換材料主導域相對於該陰離子滲透膜之布署界定第二空間，且其中該非陰離子交換材料主導域為一混合離子交換材料域且該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該第一空間及該第二空間中之至少一者內。
  38. 如請求項35之電去離子裝置，其中具有該第一離子交換材料域所鄰近之離子濃縮室側表面之至少一部分的該第一離子滲透膜為陽離子滲透膜，以使得第一離子交換材料域為一陽離子交換材料主導域且該第二離子交換材料為一非陽離子交換材料主導域。
  39. 如請求項35之電去離子裝置，其中該操作側表面部分界定該第一離子滲透膜之離子濃縮室側表面的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為該第一離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%。
  40. 如請求項39之電去離子裝置，其中與該第一離子滲透膜之離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該第一離子滲透膜之離子濃縮室側表面的操作側表面部分係最接近該第一離子滲透膜之相對側上所安置的一離子排空室之一出口。
  41. 一種電去離子裝置，其包含：一離子濃縮室，其部分地以一陰離子滲透膜定界且亦部分地以一陽離子滲透膜定界，其中該陰離子滲透膜包括一界定該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的離子濃縮室側表面，且其中該陽離子滲透膜包括一界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的離子濃縮室側表面；一位於該離子濃縮室內之第一離子交換材料域，其中該第一離子交換材料域鄰近該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之離子濃縮室側表面的至少一部分，其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之離子濃縮室側表面的至少一部分界定該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之離子濃縮室側表面的一操作側表面部分，且其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之離子濃縮室側表面的操作側表面部分界定該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之離子濃縮室側表面的一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之離子濃縮室側表面的操作側表面部分係最接近該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之一者之相對側上所安置的一離子排空室之一出口，且其中該第一離子交換材料域係與該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者的離子濃縮室側表面之至少一部分間隔開，且其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者的離子濃縮室側表面之至少一部分界定該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者的一操作側表面部分，且其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者的離子濃縮室側表面之操作側表面部分界定該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者的離子濃縮室側表面之一操作側表面積部分，該操作側表面積部分為該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者的離子濃縮室側表面積之至少l0%，且其中與該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者的離子濃縮室側表面之實質上任何其餘部分相比，該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者的離子濃縮室側表面之操作側表面部分係最接近該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者之相對側上所安置的一離子排空室之一出口；以使得，在該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之具有該第一離子交換材料域所鄰近之離子濃縮室側表面之至少一部分的一滲透膜為該陰離子滲透膜之情形中，該第一離子交換材料域為一陰離子交換材料主導域，且其中該陰離子交換材料主導域鄰近該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分，且其中該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分界定該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面部分，且其中該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面部分界定該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面積部分，該第一操作側表面積部分為該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面部分係最接近該陰離子滲透膜之相對側上所安置的一離子排空室之一出口，且其中該陰離子交換材料主導域係與該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分間隔開，且其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面部分，且其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面積部分，該第一操作側表面積部分為該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面部分係最接近該陽離子滲透膜之相對側上所安置的一離子排空室之一出口；且在該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之具有該第一離子交換材料域所鄰近之離子濃縮室側表面之至少一部分的一滲透膜為該陽離子滲透膜之情形中，該第一離子交換材料域為一陽離子交換材料主導域，且其中該陽離子交換材料主導域鄰近該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分，且其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分，且其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面積部分，該第二操作側表面積部分為該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分係最接近該陽離子滲透膜之相對側上所安置的一離子排空室之一出口，且其中該陽離子交換材料主導域係與該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分間隔開，且其中該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分界定該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分，且其中該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分界定該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面積部分，該第二操作側表面積部分為該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分係最接近該陰離子滲透膜之相對側上所安置的一離子排空室之一出口。
  42. 如請求項41之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該第一離子交換材料域相對於該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者之布署界定位於該第一離子交換材料域與該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之另一者之間的一相應空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應空間內。
  43. 如請求項41之電去離子裝置，其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之具有該第一離子交換材料域所鄰近之離子濃縮室側表面之至少一部分的一滲透膜為該陰離子滲透膜；以使得該第一離子交換材料域為一陰離子交換材料主導域，且其中該陰離子交換材料主導域鄰近該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分，且其中該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分界定該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面部分，且其中該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面部分界定該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面積部分，該第一操作側表面積部分為該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面部分係最接近該陰離子滲透膜之相對側上所安置的一離子排空室之一出口，且其中該陰離子交換材料主導域係與該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分間隔開，且其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面部分，且其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面積部分，該第一操作側表面積部分為該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第一操作側表面部分係最接近該陽離子滲透膜之相對側上所安置的一離子排空室之一出口。
  44. 如請求項43之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陰離子交換材料主導域相對於該陽離子滲透膜之布署界定位於該陰離子交換材料主導域與該陽離子滲透膜之間的一相應空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應空間中。
  45. 如請求項43之電去離子裝置，其進一步包含一鄰近該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面之至少一部分的非陰離子交換材料主導域。
  46. 如請求項45之電去離子裝置，其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分，且其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面積部分，該第二操作側表面積部分為該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分係最接近該陽離子滲透膜之相對側上所安置的一離子排空室之一出口。
  47. 如請求項45或46之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陰離子交換材料主導域相對於該陽離子滲透膜之布署界定位於該陰離子交換材料主導域與該陽離子滲透膜之間的一相應第一空間，且其中該非陰離子交換材料主導域相對於該陰離子滲透膜之布署界定位於該陽離子交換材料主導域與該陰離子滲透膜之間的一相應第二空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應第一空間及該相應第二空間中之至少一者內。
  48. 如請求項41之電去離子裝置，其中該陰離子滲透膜及該陽離子滲透膜中之具有該第一離子交換材料域所鄰近之離子濃縮室側表面之至少一部分的一滲透膜為該陽離子滲透膜，該第一離子交換材料域為一陽離子交換材料主導域，且其中該陽離子交換材料主導域鄰近該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分，且其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分，且其中該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分界定該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面積部分，該第二操作側表面積部分為該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陽離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分係最接近該陽離子滲透膜之相對側上所安置的一離子排空室之一出口，且其中該陽離子交換材料主導域係與該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分間隔開，且其中該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的至少一部分界定該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分，且其中該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分界定該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面積部分，該第二操作側表面積部分為該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面積的至少10%，且其中與該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的實質上任何其餘部分相比，該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面的第二操作側表面部分係最接近該陰離子滲透膜之相對側上所安置的一離子排空室之一出口。
  49. 如請求項48之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陽離子交換材料主導域相對於該陰離子滲透膜之布署界定位於該陽離子交換材料主導域與該陰離子滲透膜之間的一相應空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應空間中。
  50. 如請求項48之電去離子裝置，其進一步包含一鄰近該陰離子滲透膜之離子濃縮室側表面之至少一部分的非陽離子交換材料主導域。
  51. 如請求項50之電去離子裝置，其進一步包含一安置在該離子濃縮室內之混合離子交換材料域，其中該陽離子交換材料主導域相對於該陰離子滲透膜之布署界定位於該陽離子交換材料主導域與該陰離子滲透膜之間的一相應第一空間，且其中該非陽離子交換材料主導域相對於該陽離子滲透膜之布署界定位於該非陽離子交換材料主導域與該陽離子滲透膜之間的一相應第二空間，且其中該混合離子交換材料域之至少一部分係安置在該相應第一空間及該相應第二空間中之至少一者內。
  52. 如請求項42之電去離子裝置，其中該混合離子交換材料域鄰近該第一離子交換材料域。
  53. 如請求項2之電去離子裝置，其中該混合離子交換材料域鄰近該第一離子交換材料域。
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