TWI480094B - 電滲析裝置及製程 - Google Patents

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Description

電滲析裝置及製程
本發明包括關於用於水淡化之一裝置的具體實施例。本發明包括關於用於水淡化之一製程的具體實施例。
本發明主張對2007年12月25日申請的中國專利申請案第200710301563.4號之優先權，其全部內容係以引用的方式併入於此。
電滲析製程及裝置已用於水淡化。一電滲析裝置可包括在一對電極之間的離子交換薄膜。該等薄膜可以係兩種類型：陽離子交換薄膜與陰離子交換薄膜。該等陽離子交換薄膜可對具有一低分子量之帶正電離子("陽離子")具有相對較高的滲透性，而對帶負電離子("陰離子")具有相對較低的滲透性，而陰離子交換薄膜可對具有一低分子量之陰離子具有相對較高的滲透性。該等陽離子交換薄膜與陰離子交換薄膜在上述電極對之間交替，而在該等薄膜之間具有隔間。當一直流電流在該等電極之間穿過時，陽離子可以係朝該帶負電電極拖曳而穿過陽離子交換薄膜但不穿過陰離子交換薄膜。同時，在溶液中的陰離子可以係朝該帶正電電極拖曳而穿過陰離子交換薄膜，但不穿過陽離子交換薄膜。因此，在該陰離子交換薄膜之一陰極側上(在該陽離子交換薄膜之一陽極側上)之隔間可以係藉由直流電流而部分去離子，而可稱為"稀釋"隔間。在該等陰離子交換薄膜之一陽極側上(在陽離子交換薄膜之一陰極側上)的隔間累積從該等稀釋空間移除之離子，而可稱為"濃縮"隔間。可藉由讓該等溶液在該等薄膜之間流動來使得該電滲析製程連續。
淡化速率可與該直流電流之量相關。電流密度係每單位薄膜面積之電流。該電流密度之一增加可引起一增加的淡化速率。但是極化效應可提供可用電流密度之一上限。極化可以係藉由從與該等薄膜緊鄰的溶液之鹽的耗盡(其係因一離子傳輸現象產生並可引起高得不合需要之歐姆電阻)而導致之一局部的濃度變化。當在接近薄膜表面的溶液中之離子濃度接近零時可達到限制電流實務上，水可電解成氫與羥基離子而參與離子傳輸，而此一對水的電滲析可減小電流效率。一電解電位可對有效電流量提供一上限。還可存在誘發的pH變化，其促進各種物質在該等薄膜表面上之沈澱而造成薄膜損壞。此類沈澱可稱為"污垢"。
電滲析反向技術涉及向該等電極施加的電壓/電流之極性之週期性反向以防止或移除沈澱或水垢。極性反向破壞新沈澱的水垢以允許沖洗並避免對該薄膜之損壞。但是，在電滲析移除操作中，當電壓或電流極性反向時，稀釋隔間之功能可改變成濃縮隔間，而濃縮隔間之功能可改變成稀釋隔間。此反向可需要對應地切換對應的稀釋與濃縮流動路徑。此可產生對過於複雜的液壓流動路徑及閥控制之需要。而且該電滲析反向製程消耗大量能量。
可能需要具有一種與該些可購得之裝置不同的用於淡化之裝置。可能需要具有一種與該些目前可用之製程不同之製程。
在一具體實施例中，一裝置包括一第一電極及與該第一電極間隔用以界定一體積之一第二電極。一陰離子交換薄膜與一陽離子交換薄膜係佈置於該體積內。一控制器控制從一電源至該第一電極及至該第二電極之一電流供應。該電流供應經控制成從一第一操作模式切換為一第二操作模式，從而在每一循環期間提供具有一反向極性之電流。該電流係以一受控制的循環速率並於一受控制的持續時間供應。該循環速率係大於約100赫茲而小於約10千赫。
在一具體實施例中，一電滲析裝置包括：一第一電極及與該第一電極間隔用以界定一體積之一第二電極；能夠向該第一電極及向該第二電極傳送脈衝直流電流之一電源供應；以及能夠將該裝置控制成使得該裝置操作歷經複數個循環之一控制器。該複數個循環之至少一循環包括一去離子階段，在此階段中一直流電源供應於一第一持續時間(t1)向該等第一及第二電極傳遞一正向直流電流(If )，以便給一第一正電極及第二負電極供電；以及一恢復階段，在此階段中該電源供應於一第二持續時間(t2)在與該正向直流電流相反之一方向上向該第一與該第二電極之每一者傳送一反向直流電流(Ir )。在一操作週期全程中該複數個循環之每一循環之頻率係在約100赫茲至約10千赫之一範圍內。
在一具體實施例中，一電滲析製程使用一電滲析裝置。該製程包括複數個循環，而該複數個循環之至少一循環包括一去離子階段，在此階段中一直流電源供應於一第一持續時間(t1)向該等第一及第二電極傳遞一正向直流電流(If )，以便給一第一正電極及第二負電極供電；以及一恢復階段，在此階段中該電源供應於一第二持續時間(t2)在與該正向直流電流相反之一方向上向該第一與該第二電極之每一者傳送一反向直流電流(Ir )。在一操作週期全程中該複數個循環之每一循環之頻率係在約100赫茲至約10千赫之一範圍內。
在一具體實施例中，一電滲析製程使用具有一稀釋隔間之一電滲析裝置。該製程包括：讓饋送水流入該電滲析裝置內；藉由一第一正向直流電流給在該電滲析裝置中之一電極供電；針對離子濃度相對於一第一預設離子濃度之一增加而監視在該電滲析裝置的稀釋隔間中之一離子濃度；在受監視的離子濃度變成低於該第一預設離子濃度之前藉由反向極性之一直流電流給該電極供電；監視相對於一第二預設濃度在該電滲析裝置之一稀釋隔間中之一離子濃度；以及回應於在該稀釋隔間中的離子濃度達到該第二預設離子濃度來藉由一第二正向直流電流給該電極供電。
本發明包括關於用於水淡化之一裝置的具體實施例。本發明包括關於用於水淡化之一製程的具體實施例。
在一具體實施例中，提供一種裝置，其包括一第一電極及與該第一電極間隔用以界定一體積之一第二電極；以及一控制器。該控制器可控制從一電源至該第一電極及至該第二電極之一電流供應。該電流供應經控制成在每一循環期間從一第一操作模式切換為一第二操作模式。在該第二操作模式中，該電流供應提供具有與在該第一操作模式期間提供的電流之極性反向之一極性的電流。該電流係以一受控制的循環速率並於一受控制的持續時間供應。
該電滲析裝置可包括一稀釋隔間。在特定具體實施例中，該控制器進一步控制閥，該等閥阻擋或允許饋送水透過該裝置之一流動以便向透過一濃縮離子室並到達一稀釋離子室或輸出之一串流提供動力。
該裝置可進一步包括與一饋送水流動路徑接觸並與該等電極之一或多個電極近接而佈置之一離子交換薄膜。在一具體實施例中，一陰離子交換薄膜與一陽離子交換薄膜之一者或兩者可以係佈置於藉由該等第一與第二電極界定之一體積內。在特定具體實施例中，兩個或兩個以上的陽離子交換薄膜可以係放置於該等第一與第二電極之間。在特定具體實施例中，兩個或兩個以上的陰離子交換薄膜可以係配置於該等第一與第二電極之間。
該(等)選定的循環速率影響該裝置之效能及使用期限。在特定具體實施例中，該循環速率係在一負載週期全程中保持為一致。而在其他具體實施例中，該循環速率受該控制器控制而在該負載週期全程中改變。感測器可與該控制器結合起來工作，以使得來自該等感測器之回授允許該控制器回應於變化的條件。此類條件可包括該饋送水之成分及組成、輸出水之鹽度或離子濃度、對該輸出水之需求或電流之成本或可用性。在特定具體實施例中，該循環速率、持續時間或電流量之一或多者係與監視饋送水屬性之一回授機構聯結。
在一循環期間可能存在包括一去離子階段與一恢復階段之操作模式。在該去離子階段期間，一直流電源供應於一第一持續時間(t1)向該等第一及第二電極傳遞一正向直流電流(If )，以便給一第一正電極及第二負電極供電。在該恢復階段期間，該電源供應於一第二持續時間(t2)在與該正向直流電流相反之一方向上向該第一與該第二電極之每一者傳送一反向直流電流(Ir )。在一操作週期全程中的若干循環之每一循環之頻率可以係如上所述。
該循環速率可係大於約100赫茲。該循環速率可係小於約10千赫。在一具體實施例中，該循環速率係在從約100赫茲至約500赫茲、從約500赫茲至約1千赫、從約1千赫至約2千赫、從約2千赫至約5千赫或從約5千赫至約10千赫之一範圍內。該循環速率之選擇可影響該裝置之效能及壽命，而本文對此作進一步說明。
如上面所提到，上述循環包括至少該等第一及第二操作模式。每一循環之持續時間可係小於約10秒鐘。在一具體實施例中，該持續時間可在從約10秒鐘至約5秒鐘、從約5秒鐘至約1秒鐘、從約1秒鐘至約0.5秒鐘、從約0.5秒鐘至約0.005秒鐘、從約0.005秒鐘至約0.00005秒鐘、從約0.00005秒鐘至約0.000005秒鐘或小於約0.000005秒鐘之一 範圍內。
在每一循環中在該第一操作模式中的時間之持續時間相對於在該第二操作模式中的時間之持續時間之比率可係大於約0.001。在特定具體實施例中，在該第一操作模式中的時間之持續時間相對於在該第二操作模式中的時間之持續時間之一比率係在從約0.01至約0.02、從約0.02至約0.05、從約0.05至約0.1、從約0.1至約0.12、從約0.12至約0.13、從約0.31至約0.15、從約0.15至約0.17、從約0.17至約0.2之一範圍內。
該控制器可控制從該電源向一或多個電極之電流供應，而無法於一所決定的週期供應電能。在一具體實施例中，該控制器定義一其中無任何從該電源供應的電流之第三操作模式。該第三操作模式可發生於該第一操作模式與該第二操作模式之間。因此，該第三模式可以係一閒置週期，允許一所定義的駐留時間，或可允許一電容電荷累積。因此，在該等電極中的電荷累積速率可受諸如該第三操作模式的持續時間之類因素的影響。
可在該等循環之兩個循環之間實施一主動反向階段。該電源供應於一持續時間(t4)在與該正向直流電流(If )相反之一方向上向該至少一電極傳遞一直流電流(Ia )。
該持續時間(t1)相對於(t1)與(t2)之一持續時間總和之一持續時間比率係在從約1：10至1：100之一範圍內。在特定具體實施例中，一反向電流比率(其係該反向直流電流(Ir )與該正向直流電流(If )之一比率)係在從約1：10至約1：100之一 範圍內。在特定具體實施例中，該循環可包括一閒置階段。該閒置階段可持續一所決定的持續時間(t3)。在該閒置階段期間，該電源供應可能不向該等電極之一者或兩者提供直流電流。在特定具體實施例中，該閒置階段係在該去離子階段與該恢復階段之間。
在該製程期間，饋送水可流入該電滲析裝置內。藉由一第一正向直流電流給在該電滲析裝置中之一電極供電。針對離子濃度相對於一第一預設離子濃度之一增加而監視在該電滲析裝置的稀釋隔間中之一離子濃度。在受監視的離子濃度變成低於該第一預設離子濃度之前藉由反向極性之一直流電流給該電極供電。監視相對於一第二預設離子濃度在該電滲析裝置之一稀釋隔間中之一離子濃度。回應於在該稀釋隔間中的離子濃度達到該第二預設離子濃度而藉由一第二正向直流電流給該電極供電。
參考圖1，一解說性電滲析(ED)裝置10包括一第一電極12及與該第一電極12間隔用以界定一體積之一第二電極14。另外，該ED裝置10包括兩個陽離子交換薄膜16、介於該兩個陽離子交換薄膜16之間的一陰離子交換薄膜18及一直流(DC)源20。交替的所配置陽離子與陰離子交換薄膜16、18亦係稱為一薄膜堆疊。該薄膜堆疊可包括更多薄膜。一饋送串流22在平行於該等薄膜之一方向上流入該ED裝置10內。該饋送串流22可包括某些溶解的陽離子(M+ )(例如Na+ 、Ca2+ )及某些陰離子(X- )(例如Cl- 及CO3 2 )。
在包括該DC源20以及該第一電極12與第二電極14之電路閉合之際，該第一電極12與第二電極14之一者可經供電為一正電極，而另一者可以係一負電極。該等陽離子M+ 朝該負電極遷移，而該等陰離子X- 朝該正電極遷移。此遷移引起在該饋送串流22中該等溶解的陽離子與陰離子之一分離。該陰離子交換薄膜18之一與一正性側相鄰的隔間(其可較靠近該正電極)可以係一稀釋隔間24。而該陰離子交換薄膜18之一與一負性側相鄰的隔間(其可較靠近該負電極)可以係一濃縮隔間26。從該稀釋隔間24及濃縮隔間26退出的串流分別係稀釋與濃縮串流。
該等陰離子及陽離子之遷移可引起與該等薄膜相鄰之一在該稀釋隔間24中的邊界層處之極化。參考圖2，該陰離子交換薄膜18之極化係顯示為一範例。對於以一實質上恆定的操作電流密度(I)使用一DC源之一習知的ED製程，一開始，在該ED裝置10中的離子濃度皆與該饋送串流22之離子濃度相同。一旦該DC源開始向該第一電極12及第二電極14傳送該DC電流，便藉由一電力將陽離子M+ 驅動成朝該負電極遷移並離開該陰離子交換薄膜18，而將陰離子X- 驅動成朝該正電極遷移並穿過該陰離子可交換薄膜18。結果，與該陰離子交換薄膜18相鄰的陽離子之濃度可減小。另一方面，該陰離子交換薄膜18阻礙或防止在該濃縮串流26中的陽離子遷移進該稀釋串流24內。因此，與該陰離子交換薄膜18相鄰的陽離子之濃度進一步減小。可與該陰離子交換薄膜18相鄰而形成一濃度梯度28。可與在該稀釋串流24中的陰離子交換薄膜18相鄰而形成一能斯脫(Nernst)層或邊界層30，其具有一低離子濃度。該邊界層30具有一厚度(D)。
至少兩個因素可影響在該邊界層30中的陽離子濃度進一步減小。首先，該饋送串流22中的紊流可令在該饋送串流22中的離子濃度保持一致。一旦濃度下降趨勢達到該饋送串流22，該紊流之一對流力便可統治該區域而可排除濃度下降趨勢。除其他因素外，紊流之存在及量可決定該邊界層30之厚度(D)。此類其他因素可包括濁度、黏度、溫度及流動速率。其次，在該離子下降期間，一擴散力將陽離子M+ 與陰離子X- 兩者皆驅動成朝該陰離子交換薄膜18移動。此擴散力增強在該邊界層中的陰離子移動，但其弱化陽離子之移動，因為該擴散力係與電性驅動力反向。若該擴散力係等於該電性力，則該濃度梯度在該邊界層30中可以穩定。此一狀態在下文中係稱為"穩態階段"。
若該操作電流密度(I)進一步增加，則在該陰離子交換薄膜18的表面上之離子濃度減小。此反轉關係可能係由於增加的電性驅動力增強該擴散力。當在該陰離子交換薄膜18的表面上之陽離子濃度可接近零時，此對應電流密度係該限制電流(Ilim )。若該操作電流密度(I)係進一步上升且超過該限制電流密度(Ilim )，則鹽離子之電流載子能力可能不足。若該電流載子容量能力不足而該操作電流密度過高，則水分子可分離成組分離子(H+ 與OH- )。參考圖4，繪示該薄膜堆疊之電壓與電流曲線。當該操作電流密度(I)係低於該限制電流(Ilim )時，該電壓隨該操作電流密度(I)而線性增加。當該操作電流密度(I)超過該限制電流(Ilim )時，水分離而該薄膜堆疊之電壓隨電流增加得比以前快得多，因為在該陰離子交換薄膜18之表面中發生高電壓降。可消耗一非所需要量的能量來解離水而不從該稀釋隔間24移除鹽。此可減小水淡化效率。由於可藉由H+ 或OH- 離子來載送該電流，因此電流效率可減小。
至少在某些實例中可藉由針對該電流標繪橫跨該薄膜堆疊的電阻(其與針對一特定薄膜堆疊之饋送流動速率及饋送鹽濃度成函數關係)來憑經驗決定一限制電流(Ilim )。可基於該限制電流來決定該操作電流密度(I)；I=Ilim *f，其中f可在從約0.3至約0.7之一範圍內。
在操作期間，一控制器(未顯示)可指示該電流源20向該第一電極12及向該第二電極14提供一脈衝DC電流信號。圖4顯示一範例性脈衝DC電流信號。該脈衝DC電流信號包括數個循環。每一循環包括針對水淡化之一正向電流信號與用於恢復極化之一反向電流信號。該正向電流信號結合一正向電流持續時間(Tf )具有一電流密度(If )。該反向電流信號結合一反向電流持續時間(Tr )具有一反向電流密度(Ir )。每一循環具有包括該正向電流持續時間(Tf )與該反向電流持續時間(Tr )之一循環時間(T)。在該正向電流持續時間(Tf )期間，該第一電極12與第二電極14可分別經供電為一正電極及一負電極。在該反向電流持續時間(Tr )期間，該第一電極12與第二電極14之極性反向。結合該限制電流(Ilim )之正向電流密度(If )之一比率可在從約0.315至約0.91之一範圍內，其可高於習知ED裝置之操作電流密度(I)。可能可以將該正向電流密度(If )控制為高於習知操作電流密度(I)以管理該等電滲析裝置。可藉由下式來決定一平均電流(Ia )： 該水淡化效率可與平均電流(Ia )成比例。藉由使用一較高的正向電流密度If ，該平均電流(Ia )可能高於該操作電流密度I，而因此提高該淡化效率。
在每一循環期間，該DC源20首先向該第一電極12及該第二電極14傳送該正向DC電流以用於淡化。在該邊界層中的離子濃度可能低於一第一預設值(C1)之前，該等第一電極12與第二電極14之極性反向，即，該DC源20於一反向電流持續時間(Tr )以該反向電流密度(Ir )傳送一反向電流信號以恢復該極化。
在該離子濃度達到該靜態狀態之前，該DC源20可傳送該反向電流以停止該離子濃度下降。一旦該離子濃度增加並達到一第二當前值C2，該等第一與第二電極之極性便回到反向，而因此開始一第二循環。因此，該正向電流密度(If )可以係設定成比一傳統ED裝置之操作電流密度I高約5%至約30%。該平均電流密度(Ia )可高於傳統電流密度(I)之操作電流，以便增加淡化生產力。
在特定具體實施例中，依據能斯脫-普朗克(Nernst-Planck)等式來計算該正向電流持續時間(Tf )、該反向電流持續時間(Tr )：
其中反映針對時間之離子濃度變化；項-Di▽ci 反映由該濃度梯度引起的擴散通量，項-zi umi Fci ▽Φ反映由電場引起的遷移通量，而項係由紊流引起的對流通量；而(Ri )表示一反應項。
在該ED製程之每一循環之至少一週期期間，不發生任何反應，而在該能斯脫-普朗克等式中的Ri 對該離子濃度無任何貢獻。在該製程循環之一週期中，在與該饋送串流22之流動方向相反之一方向上將來自該電流源之電流信號施加至該第一電極及至該第二電極。在此一實例中，當考量在一維情況下在該邊界層中的質量轉移現象時，簡化該能斯脫-普朗克等式。可忽略在該離子遷移方向上之對流流動。因此，省略在該能斯脫-普朗克等式中的項。僅考量由該濃度梯度引起的擴散通量及由該電場引起的遷移通量。等式1-2係簡化為：
可藉由可購得之多物理分析軟體依據等式1-3來模擬該正向與反向電流持續時間(Tf )、(Tr )。可透過(例如)COMSOL有限公司(瑞士Berne)獲得合適的軟體。
範例
範例1：模擬及模型化
+1000PPM之饋送濃度、一擴散係數D=2*10-9 m2 /s及一25A/m2 之電流密度，圖5顯示當電位帶正電時針對時間之濃度衰減。該模擬結果顯示在薄膜壁處的濃度在約1微秒(ms)後減小至每百萬個400份。
取圖5中1微秒之濃度分佈作為初始值，採用高於帶電正電流1.2倍(即，1.2*25A/m2 )之一電流產生一反向脈衝，則在該薄膜附近之濃度恢復係顯示於圖6。結果顯示該濃度從每百萬個400份恢復至每百萬個600份將耗時0.03ms。
在進行該模擬後，實驗可針對(If )、(Ir )、(Tf )及(Tr )之每一者驗證並選擇一所需參數集合。在該實驗中，獨立地控制去離子時間(T1 )、反向電流與正向電流之比率Ki =Ir /If 及反向時間與正向時間之比率Kt =T2 /T1 。
對於每一循環，該正向電流持續時間(Tf )應大於約80%。在一具體實施例中，該正向電流持續時間係在從該循環時間T之約80%至約85%、從約85%至約90%、從約90%至約95%或從約95%至約90%之一範圍內。控制該正向電流持續時間來最佳化淡化生產力。
參考圖4，在特定具體實施例中，該脈衝電流信號進一步包括在兩個相鄰循環的正向電流信號之間之一具有一第二反向電流密度(Ip )及一第二反向電流持續時間(Tp )的第二反向電流信號。該第二反向電流持續時間(Tp )比該反向電流持續時間(Tr )更長。該第二反向電流密度(Ip )可比該反向電流密度更大。藉此可移除形成於該等薄膜上之水垢或污垢。
參考圖7，其中顯示該脈衝電流信號之一第二具體實施例。該脈衝電流信號之第二具體實施例包括用於給該等第一及第二電極12、14充正電之一正向電流信號、在該正向電流信號之一相反方向上之一反向電流信號以及在該等正向與反向電流信號之間的一閒置無任何電流信號。
單數形式的"一(a)"、"一(an)"及"該(the)"包括複數形式之指示，除非文中明顯地指示其他情形。本文在本說明書及申請專利範圍通篇使用之近似用語可適用於修改任何可經允許改變的數量表示，而不會令其相關的基本功能發生變化。因此，藉由一或多個術語修改之一值，例如"約"不限於所指定之精確值。在某些實例中，該近似用語可對應於用於測量該值之一儀器的精度。同樣，"自由"可以係與一術語組合使用，且可包括一非實質數目、或痕量，而仍係視為不受經修改術語之束縛。
本文所說明之具體實施例係具有與申請專利範圍中所述的本發明元件對應的元件之物品、系統及方法之範例。本文所書之說明內容使得熟習此項技術者能製造及使用具有同樣與申請專利範圍中所述的本發明元件對應的替代元件之具體實施例。本發明之範疇包括與申請專利範圍的修辭用語無異之物品、系統及方法，而且進一步包括與申請專利範圍的修辭用語無實質差異之其他物品、系統及方法。儘管本文已解說並說明僅特定的特徵及具體實施例，但熟習此項技術者可明白許多修改及變化方案。隨附申請專利範圍涵蓋所有此類修改及變化方案。
10．．．解說性電滲析(ED)裝置
12．．．第一電極
14．．．第二電極
16．．．陽離子交換薄膜
18．．．陰離子交換薄膜
20．．．直流(DC)源/電流源
22．．．饋送串流
24．．．稀釋隔間/稀釋串流
26．．．濃縮隔間/濃縮串流
28．．．濃度梯度
30．．．邊界層
附圖中，圖中各處之相同字元表示相同零件，其中：
圖1解說一範例性電滲析(ED)裝置。
圖2解說與在一稀釋隔間中之一陰離子交換薄膜相鄰之一極化問題。
圖3解說針對範例性ED裝置之一電壓與電流曲線。
圖4顯示依據本發明之一第一具體實施例之一範例性脈衝信號。
圖5解說在將該脈衝信號之一正向電流信號施加於該ED裝置時之一第一、第二及第三範例性離子濃度與電流曲線。
圖6解說在將該脈衝信號之一反向電流信號施加於該ED裝置時之一第一、第二及第三範例性離子濃度與電流曲線。
圖7顯示依據本發明之一第二具體實施例之一範例性脈衝信號。
(無元件符號說明)

Claims (5)

  1. 一種使用一電滲析裝置之電滲析製程，該製程包括複數個循環，該複數個循環之至少一循環包括：一去離子階段，其中一直流電源供應於一第一持續時間(t1)向一第一正電極及一第二負電極傳遞一具有一正向電流密度(If )之正向直流電流信號，以便給該第一正電極及該第二負電極供電，以及一恢復階段，其中該電源供應於一第二持續時間(t2)在與該正向直流電流信號相反之一方向上向該第一與該第二電極之每一者傳送一具有一第一反向電流密度(Ir )之反向直流電流信號，在一操作週期全程中該複數個循環之每一循環之頻率係在約100赫茲至約10千赫之一範圍內，其中該製程進一步包括在兩個循環之間的至少一反向階段，該電源供應於一持續時間(t4)在與該正向直流電流信號反向之一方向上向該第一與該第二電極傳遞一具有一第二反向電流密度(Ip )之第二反向直流電流信號，該第二反向電流密度(Ip )大於該第一反向電流密度(Ir )。
  2. 如請求項1之電滲析製程，其中該持續時間(t1)相對於(t1)與(t2)之一持續時間總和之一持續時間比率係在從約1：10至1：100之一範圍內。
  3. 如請求項1之電滲析製程，其中一反向電流比率，其係該反向直流電流(Ir )與該正向直流電流(If )之一比率，係在從約1：10至約1：100之一範圍內。
  4. 如請求項1之電滲析製程，其中該複數個循環之至少一循環於一持續時間(t3)具有一閒置階段，而在此期間該電源供應不向該等電極兩者傳遞直流電流。
  5. 如請求項4之電滲析製程，其中該閒置階段係介於該去離子階段與該恢復階段之間。
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