[发明专利]使用双极膜的水处理

说明书

发明背景

相关申请

2008年5月20日提交且转让给通用电气公司的美国申请12/123,521，其通过引用结合到本文中。

发明领域

本发明涉及电解装置用于水处理的用途。

相关技术描述

在水系统如淡盐水和冷却塔补给料或排放料中成垢物质的存在导致系统维护增加和系统产率降低。因此，存在减少水系统中成垢物质的需求。

发明概述

本发明的一个实施方案涉及水处理的方法，其包括：提供包括电解容器的电解装置；提供所述容器的第一盐水室、所述容器的第二盐水室、所述容器的酸室和所述容器的碱室的进料流，所述酸室产生酸性溶液且所述碱室产生碱性溶液；将所述第一盐水室和所述第二盐水室的内容物的至少一部分导引到沉淀槽中；将所述碱性溶液的至少一部分导引到所述沉淀槽中，由此增加在所述沉淀槽中的pH以产生沉淀物；和从所述沉淀槽除去所述沉淀物。

本发明的另一实施方案涉及电解装置，其包括配置在所述电解容器中分别作为正极和负极的一对电极；和配置在所述正极与所述负极之间的电池单元，所述电池单元包括双极膜元件和至少一个阳离子交换膜，所述双极膜元件具有阳离子交换侧和阴离子交换侧，所述阳离子交换侧比所述阴离子交换侧更靠近所述负极，所述至少一个阳离子交换膜配置在所述双极膜元件的阴离子交换侧与所述正极之间，以限定在所述双极膜元件与所述阳离子交换膜之间的碱室；其中所述阳离子交换膜为选择性的。

附图简述

由本文的说明书和权利要求书并结合表示构造和说明性实施方案的细节的附图，将理解本发明的这些和其他方面，其中：

图1示意性示出了双极膜的一个实施方案；

图2示意性示出了操作图1的双极膜的方法；

图3示意性示出了操作图1的双极膜的方法；

图4示意性示出了操作图1的双极膜的方法；

图5示意性示出了操作图1的双极膜的方法；

图6示意性示出了操作图1的双极膜的方法；

图7示意性示出了操作图1的双极膜的方法；及

图8示意性示出了操作图1的双极膜的方法。

发明详述

在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言可用于修饰任何定量表述，这些表述可容许在不导致其相关的基本功能发生变化的条件下进行改变。因此，由术语如“约”修饰的值并不局限于所指定的精确值。至少在某些情况下，近似语言可与用于测量该值的仪器的精度相对应。除非上下文或语句中另有指出，否则范围限度可以进行组合和/或互换，并且这种范围被确定为且包括本文中所述的所有子范围。除了在操作实施例中或其他地方中另有指明之外，本说明书和本权利要求书中所使用的所有表示成分的量、反应条件等等的数字或表述在一切情况下都应被理解为受到术语“约”的修饰。

“任选的”或“任选地”是指随后描述的事件或情况可能出现或可能不出现，或者随后确定的物质可能不存在或者可能存在，并且该描述包括其中发生该事件或情况或其中存在该物质的情形和其中不发生该事件或情况或其中不存在该物质的情形。

木文使用的词语“包括”、“包含”、“具有”或其任何其他变体都旨在涵盖非排它性的包括。例如，包括一列要素的工艺、方法、制品或设备并不一定只局限于那些要素，而是可以包括其他没有明确列出或为这种工艺、方法、制品或设备固有的要素。

除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一个/种”和“所述”包括复数个讨论对象。

冷却塔广泛用于工业中，以除去诸如炼油厂、化工工艺和发电厂的工艺中的热。冷却塔还用于在商业、机构和医院建筑中的HVAC系统中。在许多国家，在冷却塔操作中消耗的水构成从天然水源取出的最大量的水。水荒已经成为全世界日益关注的问题。根据全球环境展望(Global environment outlook)公布的数据，2000年5%的人口面临水荒问题，主要是在中东地区。然而，到2030年，几乎一半的世界人口将缺水。

除了有限的水资源之外，环境条例日益限制工业废水的处置。近年来，在排到环境之前处理废水的成本逐渐增加。