[发明专利]用于纯化水性液体的方法和系统

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及水性液体(aqueous liquids)纯化且特别地涉及水性液体脱盐的领域。本发明的实施例涉及脱盐装置和使用该脱盐装置的方法。

背景技术

地球表面上少于百分之一的水适合于在家用或工业应用中直接消耗。由于自然饮用水有限的资源，海水或微咸水的去离子(通常被称作脱盐)是产生淡水的一种途径。存在目前用于使水源去离子或脱盐的多种脱盐技术。

电容去离子作用是在低电压(大约1伏)和低压力(15psig)操作的静电过程。当咸水被抽吸通过高表面积电极组件时，在水中的离子，诸如溶解的盐、金属和某些有机物附着到带相反电荷的电极上。此使得离子在电极处集中且减小了水中的离子浓度。当耗尽电极电容时，停止咸进给水，且电容器放电，可选地到单独的浓度更大的溶液内。然后重复此循环。

可需要有不同于目前可用的那些装置或系统的用于脱盐的装置或系统。需要有不同于当前可用的那些方法的做出或使用用于脱盐的装置或系统的方法。

发明内容

在一实施例中，本发明提供一种纯化水性液体的方法，所述方法包括将包含离子溶质的水性进给溶液引入到第一超级电容器脱盐单元内，同时从第二超级电容器脱盐单元排放浓缩物(浓缩物B)，且将浓缩物B引入到共同沉淀单元内；以及，之后将水性进给溶液引入到第二超级电容器脱盐单元内，同时从第一超级电容器脱盐单元排放浓缩物(浓缩物A)，且将浓缩物A引入到共同沉淀单元内；以及，回收纯化的液体和沉淀物。

在另一实施例中，本发明提供一种海水脱盐的方法，所述方法包括将海水引入到第一超级电容器脱盐单元内，同时从第二超级电容器脱盐单元排放浓缩物(浓缩物B)，且将浓缩物B引入到共同沉淀单元内；以及，之后将海水引入到第二超级电容器脱盐单元内，同时从第一超级电容器脱盐单元排放浓缩物(浓缩物A)，且将浓缩物A引入到共同沉淀单元内；以及，回收纯化的水和可选地回收盐沉淀物。

在又一实施例中，本发明提供一种纯化水性液体的方法，所述方法包括将含离子溶质的水性进给溶液引入到第一超级电容器脱盐单元内，同时从第二超级电容器脱盐单元排放浓缩物(浓缩物B)，且将浓缩物B引入到共同沉淀单元内；以及，之后将水性进给溶液引入到第二超级电容器脱盐单元内，同时从第一超级电容器脱盐单元排放浓缩物(浓缩物A)，且将浓缩物A引入到共同沉淀单元内；以及，回收纯化的液体和沉淀物，其中所述第一超级电容器脱盐单元和第二超级电容器脱盐单元各包括至少一对带相反电荷的表面，所述方法的特征在于浓缩物A或B在共同沉淀单元中的驻留时间在大约5分钟至大约4小时的范围，所述方法的特征在于充电时间和放电时间基本上相同且在大约5分钟至大约4小时的范围，所述方法的特征在于在所述成对的带交变电荷表面上大约1伏的电位降，所述方法的特征在于超级电容器脱盐单元中的至少一个通过能量回收装置来放电。

在又一实施例中，本发明提供一种零液体排放水纯化系统，其包括(a)第一超级电容器脱盐单元；(b)第二超级电容器脱盐单元；(c)共同沉淀单元；(d)第一流体输入管线和第二流体输入管线；(e)第一流体排放管线和第二流体排放管线；(f)产物输出管线；以及，(g)流体返回回路；其中所述第一超级电容器脱盐单元和第二超级电容器脱盐单元可交替地和相互独自地连接到产物输出管线或共同沉淀单元。

通过参考下文的详细描述更易于了解本发明的这些和其它特征、方面和优点。

附图说明

在不同附图中相同的附图标记表示基本上相同的部件。

图1是超级电容器脱盐单元装置的示意图。

图2是可选的超级电容器脱盐单元装置。

图3是图1的堆叠的一部分的分解透视图。

图4是根据本发明的某些实施例在充电操作模式期间超级电容器脱盐电池的透视图。

图5是根据本发明的某些实施例在放电操作模式期间超级电容器脱盐电池的透视图。

图6是在充电操作模式和放电操作模式期间零液体排放水纯化系统的方块图。

图7是根据本发明的实施例的零液体排放水纯化系统的方块图。

图8是根据本发明的实施例的零液体排放水纯化系统的方块图。

具体实施方式

在下文的说明书和权利要求中，将提及多个术语，其将被定义为具有以下意义。

单数形式“一”、“该”和“所述”包括多个提及物，除非上下文清楚地表示为其它情况。

“可选”或者“可选地”意谓随后描述的事件或情形可发生或可不发生，且该描述包括事件发生的情况和事件不发生的情况。