[发明专利]脱盐系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水回收(Water Recovery)的脱盐(Desalination)系统和方法，尤其涉及一种利用离子交换膜(Ion Exchange Membranes)来移除流体中的二氧化硅(Silica)以进行水回收的脱盐系统和方法。

背景技术

在工业领域中，大量的废水，如含盐的水溶液被生产出来。通常，这样的废水并不适合直接在家庭或工业中使用。鉴于可使用的水资源的有限性，从流体，如废水、苦咸水、海水或其他含盐溶液中回收合格的可使用的水就显得尤为重要。

二氧化硅是自然水体中含有的一种常见物质。由于在通常条件下，其在水中的溶解度较低，因而许多工业过程用水，例如锅炉进水、循环冷却塔补水等都对水中含有的二氧化硅含量的上限有一定要求，以避免对用水装置造成结垢等不利影响。因此，在许多情况下需要对水中的二氧化硅进行一定程度的移除，以满足特定的用途要求。

已经有多种尝试来从含有二氧化硅的废水或其他水源中移除二氧化硅。比如，含有二氧化硅的流体被输入进脱盐装置，如在较高的pH值条件下操作的反渗透(Reverse Osmosis)膜装置来进行二氧化硅的移除。其间，由于流体具有较高的pH值可促进其内含有的二氧化硅离子化，因此，该流体的pH值被提高来促使二氧化硅的移除。然而，在现有应用中，此种二氧化硅的移除方式需要复杂而严格的预处理程序且效率较低，导致成本增加，因而在一些情况下丧失经济性。此外，有时也会由于预处理系统不可预见的波动导致流体中含有的难溶或部分可溶盐，如硫酸钙或碳酸钙等在脱盐装置中结垢或沉积。这对于二氧化硅的移除及脱盐装置本身来说都是不利的。

所以，需要提供一种新的进行二氧化硅移除的脱盐系统和方法。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种脱盐系统。该脱盐系统包括可接收第一输入流体来移除该流体内二氧化硅的二氧化硅移除装置。该二氧化硅移除装置包括第一和第二电极、复数片可成对的离子交换膜及复数个隔网装置。复数片可成对的离子交换膜设置在所述第一和第二电极间并形成复数个交替设置的第一和第二通道。复数个隔网装置设置在相邻的每一对离子交换膜之间及第一和第二电极与相邻的离子交换膜之间。其中，每一对离子交换膜中的第一元件均为阴离子交换膜，每一对离子交换膜中与其第一元件成对的第二元件可为阴离子交换膜、单价选择性阳离子交换膜和双极性离子交换膜中之一，其中第一元件和第二元件在所述复数片可成对的离子交换膜中交替设置。

本发明另一个实施例提供了一种脱盐系统。该脱盐系统包括二氧化硅移除装置。该二氧化硅移除装置包括第一和第二电极、复数片可成对的阴离子交换膜及复数个隔网装置。复数片可成对的阴离子交换膜设置在所述第一和第二电极间并形成复数个交替设置的第一和第二通道。复数个隔网装置设置在相邻的每一对阴离子交换膜之间及第一和第二电极与相邻的阴离子交换膜之间。

本发明的实施例进一步提供了一种用于从流体中移除二氧化硅的方法。该方法包括输入第一输入流体到由二氧化硅移除装置中成对的离子交换膜形成的第一通道中进行二氧化硅移除；输入第二输入流体到由所述二氧化硅移除装置中所述成对的离子交换膜形成的第二通道中以把从所述第一输入流体中移除的二氧化硅带出所述二氧化硅移除装置。其中，每一对离子交换膜中的第一元件均为阴离子交换膜，每一对离子交换膜中与其第一元件成对的第二元件可为阴离子交换膜、单价选择性阳离子交换膜和双极性离子交换膜中之一，其中第一元件和第二元件在所述复数片可成对的离子交换膜中交替设置。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为本发明脱盐系统的一个实施例的示意图；

图2到图4为本发明脱盐装置的多个实施例的示意图；

图5为本发明脱盐系统的另一个实施例的示意图；及

图6为本发明脱盐装置的二氧化硅移除率的一个实施例的实验图表。

具体实施方式

图1所示为本发明脱盐系统10的一个实施例的示意图。在本实施例中，脱盐系统10包括脱盐装置11。该脱盐装置11可用来接收来自于第一流体源(未图示)且含有多种物质及其他杂质的第一输入流体12以对其进行脱盐处理。另外，在对第一流体12进行处理中或处理后，该脱盐装置11可接收来自于第二流体源(未图示)的第二输入流体13，从而把从第一输入流体12中移除的带电物质移除出脱盐装置11。