[发明专利]电去离子净化装置内吸附介质的再生

说明书

发明领域

本发明总的涉及通过电净化净化液体的方法、系统和装置，更具体而言，涉及用含吸附介质的电净化装置净化含矿物、盐、离子、有机物等的液体的方法、系统和装置，所述吸附介质可在电去离子装置内再生。

相关技术讨论

能用电场净化液体的装置常被用来处理含溶解的离子物类的水和其他液体。两类电净化装置为电渗析装置和电去离子装置。在这些装置内有由阴离子和阳离子选择性膜隔开的浓缩和稀释室。施加的电场使溶解的离子迁移通过阴离子和阳离子选择性膜，结果使稀释室的液体中离子减少，而浓缩室的液体中富集迁移来的离子。通常，稀释室中的液体是需要的(“产品”液体)，而浓缩室中的液体是被废弃的(“废品”液体)。在电去离子装置中，稀释和浓缩室通常也含吸收介质如离子交换树脂。电去离子装置内的离子交换树脂可作为离子迁移的通道，和/或离子交换树脂可用作膜间增大了电导率的桥梁以促进电去离子装置内离子的运动。一旦离子交换树脂为吸附的离子物类所饱和，离子交换即达到平衡；因此，吸附到树脂上的离子的浓度将不再发生净变化。通常，要延长离子交换树脂的使用寿命，需要进行预处理步骤(如“预软化”)以降低进入液体内能引起结垢或污染发生的物类的浓度。关于电去离子装置另外的描述已在例如Giuffrida等的美国专利4,632,745、4,925,541和5,211,823；Ganzi的美国专利5,259,936和5,316,637；Oren等的美国专利5,154,809以及Towe等的美国专利6,235,166中公开。

在某些已知的操作制度中，电净化装置有时可通过使装置暴露于较低浓度的酸、盐水或碱的溶液中而得到清洗。通常，仅当装置因例如树脂的污染而被堵塞或不能达到预期的水纯度时才进行清洗。设计这样的清洗仅仅是为了给电净化装置清堵而恢复其运行。但这样的零星的清洗制度几乎不能(如果有的话)实现树脂的再生。

发明简述

本发明总的涉及电净化含物类如矿物、盐、离子、有机物等的液体的方法、系统和装置。本发明的主题有时涉及相关产品、特定问题的可选解决方案和/或一个或多个系统和/或物品的多种不同用途。

在一组实施方案中，所述方法包括提供在至少一个室内包含吸附介质的电去离子装置和在吸附介质达到其对至少一种选定目标物类的最大吸附能力之前再生电去离子装置的至少一个室内的至少部分吸附介质的步骤。

在另一组实施方案中，所述方法包括以下步骤：提供含吸附介质的电去离子装置，所述吸附介质包含吸附于其上的至少一种目标物类；使所述吸附介质暴露于包含第一浓度的再生剂物类的第一脱附液体中；和使所述吸附介质暴露于包含第二浓度的所述再生剂物类的第二脱附液体中，所述脱附液体能从吸附介质除去第二目标物类。

在另一方面，本发明包含一个系统。在一组实施方案中，所述系统包括构造为含吸附介质的电去离子装置和构造为通过向所述电去离子装置中引入液体而促进相当大部分的吸附到所述吸附介质上的目标离子脱附的控制器。

下面通过结合附图对本发明的各种非限制性实施方案进行详细描述，本发明的其他优势和新特征将是显而易见的。若本说明书与通过引用结合进本文中的文件存在冲突和/或不一致的公开，以本说明书为准。

附图简述

本发明的非限制性实施方案将参照附图通过实例予以描述，所述附图是示意性的，且不是按比例绘制的。在图中，所示的各个相同或近似相同的部件通常由一个数字代表。为明了起见，未对每一个图中的每一个部件均加以标记，且在示意对于本领域技术人员理解本发明来说不是必要时，也未对本发明的每一个实施方案的每一个部件均进行示意。

图1示意了按本发明的一个实施方案的电净化装置；

图2A和2B示意了电去离子装置内的离子运动；

图3示意了按本发明的一个实施方案的电净化装置的实例；

图4示意了按本发明的另一实施方案的电净化装置的实例；

图5示意了按本发明的一个实施方案的本发明的电去离子装置的进液和产品流中Ca²⁺浓度随时间的变化；

图6示意了各种物类从在本发明的电去离子装置中净化的液体中的去除；

图7示意了在本发明的电去离子装置中Ca²⁺的去除随时间的变化；

图8示意了在电去离子装置运行第9天时在本发明的一个实例电去离子装置中净化的液体中盐的去除；

图9示意了在电去离子装置运行第17天时在本发明的一个实例电去离子装置中净化的液体中盐的去除；